Bài giảng FMS CIM CHƯƠNG 4 ĐBHK HN

4/12/14
 

TS. NGUYỄN TRƯỜNG PHI

Bộ môn Công Nghệ CTM
Viện Cơ khí
ĐHBK Hà Nội

!  Khái

niệm: bố trí các hệ thống như các thiết bị, phân

xưởng, trung tâm gia công, khu vực văn phòng… trong
nhà máy sao cho phù hợp với dòng lưu chuyển của sản
phẩm
! 

Bố trí máy: Thiết kế mặt bằng bố trí các thiết bị, máy
trong phân xưởng

! 

Bố trí khu sản xuất: Thiết kế mặt bằng các phân xưởng,

!  Tối

thiểu chi phí vận chuyển vật liệu

!  Tận

dụng không gian một cách hiệu quả

!  Tận

dụng nguồn lao động một cách hiệu quả

!  Hạn

chế những khâu nút thắt trong SX

!  Thuận

lợi trong giao tiếp và can thiệp

khu vực văn phòng…trong nhà máy

1
 


4/12/14
 

! 
! 

Giảm thời gian của chu kỳ sản xuất
Hạn chế những di chuyển thừa và lãng phí

! 

Tăng sức sản xuất

! 

Thúc đẩy chất lượng sản phẩm và dịch vụ

! 

Khuyến khích hoạt động bảo trì một cách hiệu quả

! 

Tạo khả năng linh hoạt trong việc thích ứng với sự thay
đổi của môi trường

!  Liên

quan đến các hoạt động sản xuất và phi
sản xuất ra các sản phẩm kồng kềnh và dễ vỡ
(thuyền, máy bay…)
!  Chi tiết hầu như chỉ cố dịnh ở một vị trí trong
toàn bộ quá trình sản xuất
!  Các máy và công nhân phải di chuyển xung
quanh
-> Tính lưu động nhanh của thiết bị

!  Fixed

product layout - Cách bố trí theo sản

phẩm cố định
!  Product

layout - Cách bố trí theo hướng sản

phẩm
!  Functional
!  Group

layout - Cách bố trí theo chức năng

layout - Cách bố trí theo nhóm

!  Ưu

điểm:
Giảm sự lưu chuyển của chi tiết
!  Hạn chế những thiệt hại hay giá thành của vận
chuyển
!  Tạo một dòng chảy công việc liên tục
!  Nhược điểm:
!  Yêu cầu người vận hành có kỹ năng cao với nhiều
loại công việc
!  Tốn kém cho việc lưu chuyển của người và thiết bị
tới và đi quanh chi tiết
!  Khả năng tận dụng thiết bị thấp
! 

2

 


4/12/14
 

!  Áp

dụng cho cả hoạt động sản xuất và phi sản

xuất
!  Hầu

hết các dòng lưu chuyển đều nằm giữa hai

máy hoặc phân xưởng tiếp giáp nhau
!  Bố

trí theo một quy trình vận chuyển của một

chi tiết chuẩn

!  Ưu
! 
! 
! 

! 

điểm:

Tạo dòng luân chuyển êm, nhanh và hiệu quả cao
Giảm được chi phí vận chuyển

! Nhược

điểm:

!  Thiếu

tính linh hoạt trong quy trình

!  Thiếu

tính linh hoạt trong thời gian

Đơn giản cho hệ thống điều khiển và quản lý sản

! 

Chi phí đầu tư lớn

xuất

! 

Tính phụ thuộc lớn (sự làm việc tốt hay không

Thích ứng với khối lượng nhỏ công việc

của thiết bị hay người vận hành)

3
 


4/12/14
 

!  Áp

dụng cho cả hoạt động sản xuất và phi sản
xuất
!  Ghép các máy hay công nhân có những nhiệm
vụ hay chức năng tương tự nhau thành một
nhóm
!  Có thể áp dụng cho các quy trình sản xuất
khác nhau

!  Ưu

điểm:

◦  Tính linh hoạt: thiết bị và nhân lực có thể được sử dụng khi cần
thiết
◦  Đầu tư nhỏ về trang thiết bị
◦  Những người giám sát mỗi khu vực sẽ là một chuyên gia với
kỹ năng cao cho một lĩnh vực nhất định

!  Nhược

điểm:

◦  Thiếu tính hiệu quả của quy trình: Chu trình vận chuyển dài có
thể xảy ra
◦  Thiếu tính hiệu quả trong thời gian: Tăng thời gian chờ đợi của
công nhân hay máy giữa các công việc
◦  Phức tạp trong quản lý và lập kế hoạch sản xuất
◦  Công nhân có kỹ năng cao nên đòi hỏi chi phí lớn hơn về
lương
◦  Năng suất thấp: Mỗi công việc khác nhau yêu cầu sự khác
nhau về lắp đặt và đào tạo

4
 


4/12/14
 

!  Có

rất ít sự lưu chuyển giữa các nhóm

trong quá trình sản xuất
!  Dòng

vận chuyển của sản phẩm chỉ trong

một nhóm

!  Ưu

điểm:

◦  Tăng khả năng tận dụng thiết bị so với cách bố trí theo sản
phẩm
◦  Có xu hướng tổ chức công nhân theo nhóm và mở rộng phạm
vi công việc
◦  Là sự kết hợp của cách bố trí theo sản phẩm (production
layout) và theo quá trình (process layout)
◦  Được trang bị nhiều thiết bị vạn năng thích hợp với gia công
nhiều chủng loại chi tiết
◦  Rút ngắn thời gian vận chuyển và tạo ra một dòng vận chuyển
êm hơn cách bố trí theo quá trình (process layout)

!  Nhược

điểm:

◦  Nếu có sự thay đổi trong họ chi tiết đã ghép nhóm thì mặt
bằng thiết kế cũng thay đổi theo
◦  Yêu cầu người vận hành máy phải có kỹ năng cao hơn
◦  Dòng vận chuyển của tế bào gia công phải được thiết kế theo
quy trình của chi tiết phức tạp nhất
◦  Vấn đề dưới tải và quá tải của một máy nào đó có thể xảy ra

5
 

4/12/14
 

!  Khái
! 

niệm

Công nghệ nhóm (GT) là một ý tưởng trong sản xuất để
tăng năng suất bằng cách ghép nhóm các chi tiết/ sản
phẩm có các đặc tính giống nhau vào cùng một họ và
hình thành các tế bào sản xuất với một nhóm các máy
và các quá trình không tương tự nhau

!  Các

chi tiết tương tự nhau được ghép thành
một họ chi tiết
!  Mỗi họ chi tiết sẽ có đặc tính về kết cấu và
công nghệ tương tự nhau
1.  Đặc tính kết cấu: Hình dáng, kích thước
2.  Đặc tính công nghệ: Quy trình sản xuất
!  Các

thiết bị sản xuất được sắp xếp thành một
nhóm các máy hay tế bào gia công

! 

Tạo ra sự tích hợp giữa hoạt động thiết kế và sản xuất

! 

Giúp cho việc cải thiện năng suất trong công nghiệp
sản xuất hàng loạt

! 

Cho phép sản xuất loạt nhỏ tạo ra những lợi thế về kinh
tế như sản xuất hàng khối bởi tính linh hoạt trong sản
xuất

6
 


4/12/14
 

! Thiết

kế cơ khí:

! Thiết

◦  Giảm không gian yêu cầu cho mặt bằng sản xuất
◦  Giảm những chi phí và năng lực cho công tác vận
chuyển

◦  Giảm công việc thiết kế các sản phẩm mới
◦  Giảm số lượng các bản vẽ qua việc tiêu chuẩn hoá
◦  Giảm nỗ lực phác thảo trong các bản vẽ mới nhà
xưởng
◦  Giảm số lượng các chi tiết tương tự nhau, dễ dàng tạo
lại được các chi tiết có chức năng tương tự nhau và
xác định được chi tiết thay thế

! Thiết

! Sản

! Quản

xuất:

kế xưởng:

bị, dụng cụ, đồ gá:

◦  Tiêu chuẩn hoá được thiết bị
◦  Giảm khối lượng các dụng cụ, cơ cấu vận chuyển,
đồ gá, kẹp
◦  Giảm đáng kể giá thành xuất xưởng một sản phẩm
mới

lý sản xuất:

◦  Giảm thời gian lắp đặt và sản xuất

◦  Giảm khối lượng công việc

◦  Nâng cao khả năng tải của máy và rút ngắn chu kỳ

◦  Dễ dàng nhận ra những nút thắt của dây chuyền sản

sản xuất
◦  Giảm khối lượng vận hành máy và thời gian lập
trình NC

xuất
◦  Nâng cao dòng chảy vật liệu và giảm chi phí nhà xưởng
◦  Đáp ứng nhanh hơn với việc thay đổi kế hoạch

7
 


4/12/14
 

! Quản

lý chất lượng:

◦  Giảm đòi hỏi cho việc giám sát
◦  Nâng cao chất lượng đầu ra
◦  Giảm lượng phế liệu

! Thu

mua:

◦  Mã hoá các chi tiết cần thu mua sẽ tạo ra một tiêu
chuẩn hoá việc thu mua
◦  Giảm khối lượng vật liệu thô
◦  Tính kinh tế trong thu mua vì có sự hiểu bíêt cẩn
thận về vật liệu thô yêu cầu
! Sự

thoả mãn của khác hàng:

Dự báo chính xác và nhanh chóng về giá cả
◦  Dịch vụ khách hàng tốt hơn
◦ 

!  Visual

Inspection Method (Phương pháp quan sát bằng

mắt):
1.  Ít phức tạp và tốn kém nhất
2.  Độ chính xác không cao
3.  Tính phức tạp tăng lên khi số chi tiết lên đến 100

Classification and Coding by Examination of Design
and Production Data (Phân loại và mã hoá sản phẩm
dựa trên kiểm tra dữ liệu thiết kế và sản xuất)
!  Cluster Analysis (Phân tích theo nhóm)
! 

! Khái

niệm:

◦  Sản phẩm được phân chia thành các nhóm khác
nhau trên cơ sở có hay không có một số đặc tính
nào đó
◦  Tạo khả năng gia công/ lắp ráp chúng theo một
trình tự công nghệ tổng quát và hợp lý
◦  Tạo tiền đề để tiêu chuẩn hoá toàn bộ các yếu tố cơ
bản của QTSX
◦  Cần xác định các đặc điểm phân loại để đảm bảo
nhận dạng đối tượng nhanh

8
 


4/12/14
 

! Hệ

thống phân loại theo các quan điểm sau:

◦  Phân loại theo đặc điểm kết cấu
◦  Phân loại theo đặc điểm công nghệ
◦  Phân loại theo đặc điểm kết cấu và công nghệ

!  Mức

phân cấp:

◦  Dạng: dạng tròn và không tròn
◦  Loại: Các chi tiết giống nhau về hình thể chung/ đặc điểm công
nghệ quan trọng nhất, chủ yếu là giống nhau về chức năng làm
việc, điều kiện kỹ thuật
◦  Kiểu: Thuộc cùng một loại nhưng có chung một trình tự và nội

! Mức

phân cấp:

◦  Cỡ chi tiết
◦  Dạng bề mặt
◦  Các đặc trưng bề mặt (độ chính xác, độ nhám, vật
liệu, độ cứng)

dung công nghệ, phần lớn các nguyên công ứng với các chi tiết
thuộc cùng một kiểu là giống nhau

9
 


4/12/14
 

Khái niệm: là một quá trình tạo lập các ký hiệu đặc

trưng cho đặc tính về kết cấu/ công nghệ của sản phẩm
◦  Chứa thông tin về sản phẩm hay chi tiết đó. Tuỳ theo hệ mã
hoá nó có thể xác định được loại vật liệu, kích cỡ, hình dáng
cơ bản, chức năng, công nghệ…
◦  Các chi tiết có những đặc tính cơ lý (có dữ liệu mã hoá)
tương tự nhau sẽ có quy trình chế tạo tương tự nhau.
◦  Cho phép tiêu chuẩn hoá quá trình và nhóm các chi tiết với
nhau thành một nhóm

Monocode (Hierarchical structure):
◦  Mỗi mã ký tự đứng sau làm rõ hơn kí tự mã
hoá đứng trước
◦ Có thể thể hiện được một lượng lớn thông tin
với một số ít vị trí mã hoá
◦ Phức tạp, khó phát triển và mở rộng vì tất cả
các nhánh đều cần được định nghĩa

!  Mọi

ký tự mã hoá đều thể hiện một lượng

thông tin khác nhau không liên quan đến ký tự
mã hoá ở trước
!  Kết

cấu chặt chẽ, dễ xây dựng và sử dụng

!  Không

thể hiện được chi tiết như loại

monocode với cùng một ký tự mã hoá

10
 


4/12/14
 

! 
! 

! 

Dạng mã hoá tổng hợp (hybrid code), tuy nhiên ngoại
trừ số đầu tiên, còn nó tương đối giống dạng chuỗi
(chaincode).

! 

Chứa cả thông tin kết cấu và công nghệ

! 

Mã Optiz bao gồm một mã chính và một mã bổ sung.

Là sự kết hợp của hai dạng mã hoá trên
Mang được ưu điểm của cả hai dạng mã hoá

Mã chính: thông tin về tỉ lệ kích thước, hình dáng mặt
trong/ngoài, bề mặt gia công, các lỗ phụ, răng, tạo hình
!  Mã bổ sung: thông tin về kích thước, vật liệu, dạng thô
của phôi, độ chính xác
! 

Mã chính gồm 5 con số và mã phụ gồm 4 số

11
 


4/12/14
 

! 

Sử dụng 21 ký tự mã hoá

! 

Chứa nhiều thông tin hơn

Khái niệm: Cluster analysis (CA) hay Product Flow

Analysis (PFA) là phương pháp nhóm các chi tiết thành
nhóm đồng nhất dựa trên cơ sở đặc tính của chi tiết
!  Sử dụng một ma trận bao gồm số chi tiết và số máy
để gộp thành nhóm.
!  Trong ma trận đó, các cột biểu diễn máy và các hàng

biểu diễn chi tiết
!  Một quy tắc hay thuật toán nào đó phải được áp dụng
để phân nhóm sản phẩm, phép toán đó phải đáp ứng
yêu cầu của nhóm cần ghép

12
 


4/12/14
 

! 

Xác định và phân loại tất cả các nguồn lực sản xuất

! 

như nguyên vật liệu, máy và thiết bị
! 

Theo dõi lộ trình của tất cả sản phẩm hay chi tiết mà

chi tiết nhằm đơn giản hoá hệ thống lưu chuyển vật liệu
! 

công ty, phân xưởng hay nhóm đó sản xuất
! 

Phân tích mạng lưới sản xuất thông qua dòng luân

Nghiên cứu các lộ trình và nhóm các máy phù hợp với

Nghiên cứu sâu hơn về các chi tiết không phù hợp với
một nhóm gia công nào (bottleneck parts)

! 

Đánh giá dòng lưu chuyển vật liệu mới và bổ sung vào

chuyển chính được hình thành bởi phần lớn các chi

hệ thống lịch trình làm việc dựa trên các dòng vận

tiết

chuyển đơn lẻ

Chi tiết nằm ngoài nhóm
!  Giải pháp:
! 

! Ma

trận quan hệ máy-chi tiết

◦  Ma trận quan hệ [aij]
◦  Giá trị 1 xác định rằng máy i được sử dụng để gia công chi tiết j
◦  Giá trị 0 xác định rằng máy i không được sử dụng để gia công
chi tiết j

◦  Chi tiết đó có thể được gia công trong một tế bào gia công này
sau đó chuyển sang tế bào gia công khác bằng hệ thống vận
chuyển
◦  Chi tiết đó có thể được gia công nhờ các thiết bị vạn năng
◦  Chi tiết đó có thể được giao cho một phân xưởng hay bộ phận
bên ngoài

13
 


4/12/14
 

1 máy yêu cầu nằm ở nhiều nhóm khác nhau
!  Giải pháp: Thêm một máy vào để đảm bảo cả hai tế bào
gia công đều có
! 

! 
! 

Tính hệ số tương quan của các cặp trong ma trận
Các thành phần có hệ số giống nhau cao sẽ được phân
vào một nhóm

14