Sử dụng kỹ thuật mô phỏng trong việc tái thiết kế quy trình xuất hàng nhà máy đạm phú mỹ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.17 MB, 174 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------
LÊ TRỌNG ĐĨNH CHI
ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành : KỸ THUẬT HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP
SỬ DỤNG KỸ THUẬT MƠ PHỎNG TRONG
VIỆC TÁI THIẾT KẾ QUY TRÌNH XUẤT
HÀNG NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 NĂM 2007
i
CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS HỒ THANH PHONG
Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS NGUYỄN TUẤN ANH
Cán bộ chấm nhận xét 2 : ThS.GVC NGUYỄN VĂN CHUNG
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 15 tháng 09 năm
2007.
ii
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
------------------oOo--Tp Hồ Chí Minh ngày 05 tháng 02 năm 2007
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: LÊ TRỌNG ĐĨNH CHI
Ngày tháng năm sinh: 24/08/1979
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hệ Thống Cơng Nghiệp
Khóa (Năm trúng tuyển): 2005
Giới tính: nam
Nơi sinh: TP HCM
MSHV: 02705598
1. TÊN ĐỀ TÀI:
SỬ DỤNG KỸ THUẬT MƠ PHỎNG TRONG VIỆC TÁI THIẾT KẾ QUY
TRÌNH XUẤT HÀNG NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ
2. NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
Dùng kỹ thuật mô phỏng, cụ thể là phần mềm mơ phỏng Arena để phân
tích, đánh giá hiện trạng và năng lực của quá trình xuất hàng nhà máy Đạm
Phú Mỹ.
Từ đánh giá hiện trạng trong điều kiện cụ thể, nghiên cứu và áp dụng các
phương án cải tiến nhằm mục đích nâng cao năng lực sản xuất, cải thiện hệ
thống.
3. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 05/02/2007
4. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 05/07/2007
5. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS HỒ THANH PHONG.
Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông
qua.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
PGS.TS HỒ THANH PHONG
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
ThS.GVC NGUYỄN VĂN CHUNG
iii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn Kỹ Thuật Hệ Thống Công Nghiệp,
Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM đã truyền đạt kiến thức quý báu trong suốt
thời gian học tập. Tôi vô cùng biết ơn Thầy Hồ Thanh Phong, người trực tiếp hướng
dẫn tôi hoàn thành luận văn này. Những hiểu biết và sự tận tâm của Thầy đã cổ vũ
tôi rất nhiều.
Tôi cũng xin gởi lời cảm ơn đến Ban giám đốc Nhà máy Đạm Phú Mỹ, các đơn vị
có liên quan đến quy trình xuất hàng của Nhà máy Đạm Phú Mỹ đã cung cấp thông
tin và tạo điều kiện cho tôi tiếp cận thực tế công việc.
Xin gởi lời cảm ơn chân thành đến những người thân trong gia đình, bạn bè, đồng
nghiệp đã u thương và ủng hộ tơi hồn thành chương trình học trong 2 năm qua.
TP Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 07 năm 2007
Học viên thực hiện
Lê Trọng Đĩnh Chi
iv
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Luận văn tập trung nghiên cứu áp dụng kỹ thuật mô phỏng vào điều kiện thực tế của
Nhà máy Đạm Phú Mỹ để tái thiết kế quy trình xuất hàng của Nhà máy. Nội dung
luận văn gồm hai phần:
Dùng kỹ thuật mô phỏng, cụ thể là phần mềm mơ phỏng Arena để mơ phỏng
q trình hoạt động của quy trình xuất hàng, từ đó phân tích hiện trạng quá
trình giao hàng và nhận ra các điểm nghẽn của hệ thống.
Từ đánh giá hiện trạng hệ thống, tác giả sẽ đề ra phương án cải tiến và chỉnh
sửa trực tiếp trên mơ hình, phân tích kết quả và lựa chọn phương án tối ưu
phù hợp với điều kiện của Nhà máy nhằm tăng năng lực xuất hàng của nhà
máy.
ABSTRACT
The thesis uses simulation method to innovate the goods delivery procedures of Phu
My Fertilizers complex. The thesis content includes two parts:
Using Arena to simulate all the processes of goods delivery activities,
analysing the result of modelling to find out the bottleneck of the system.
Modifying the model, analysing of the result of the innovated model to see if
the new model better than the present one.
v
MỤC LỤC
ĐỀ MỤC
Trang bìa ..................................................................................................... i
Nhiệm vụ luận văn .................................................................................... iii
Lời cảm ơn ................................................................................................ iv
Tóm tắt ....................................................................................................... v
Mục lục...................................................................................................... vi
Danh sách hình vẽ ................................................................................... viii
Danh sách bảng biểu ................................................................................. ix
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU..................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề.....................................................................................................1
1.2 Mục tiêu của luận văn ..................................................................................2
1.3 Nội dung của luận văn..................................................................................2
1.4 Phạm vi nghiên cứu và giới hạn của luận văn..............................................3
1.4.1
Phạm vi nghiên cứu ..............................................................................3
1.4.2
Giới hạn.................................................................................................3
1.5 Các bước thực hiện.......................................................................................3
1.6 Cấu trúc luận văn..........................................................................................4
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN ................................................................................6
2.1 Các nghiên cứu liên quan .............................................................................6
2.2 Các nghiên cứu liên quan đến hiện trạng sản xuất nhà máy Đạm Phú Mỹ..7
2.3 Phương pháp luận.........................................................................................8
CHƯƠNG 3. LÝ THUYẾT MƠ PHỎNG..........................................................9
3.1 Các khái niệm cơ bản của mơ phỏng: ..........................................................9
3.2 Mục tiêu và ứng dụng của mô phỏng:........................................................10
3.3 Các bước trong nghiên cứu mô phỏng: ......................................................10
3.4 Lựa chọn phân bố đầu vào .........................................................................14
3.5 Kiểm tra phân bố ........................................................................................14
3.6 Thời gian hệ thống đạt trạng thái ổn định ..................................................15
3.7 So sánh hệ thống ........................................................................................16
CHƯƠNG 4. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ........................18
4.1 Giới thiệu chung về nhà máy Đạm Phú Mỹ...............................................18
4.1.1
Sơ lược về nhà máy Đạm Phú Mỹ ......................................................18
4.1.2
Lĩnh vực hoạt động của nhà máy Ðạm Phú Mỹ .................................20
vi
4.1.3
Cơ cấu tổ chức ....................................................................................21
4.2 Công tác xuất hàng của nhà máy................................................................22
4.2.1
Hoạt động của công tác xuất hàng ......................................................22
4.2.2
Sơ đồ tổ chức Phịng Giao Nhận.........................................................25
4.3 Sơ đồ dịng thơng tin trong qui trình xuất hàng .........................................27
4.3.1
Sơ đồ ngữ cảnh ...................................................................................27
4.3.2
Mơ tả chi tiết hoạt động xuất hàng tại nhà máy..................................28
4.4 Sơ đồ logic cho hoạt động xuất hàng của nhà máy....................................36
4.4.1
Sơ đồ logic qui trình đăng ký nhận hàng ............................................36
4.4.2
Sơ đồ logic qui trình xuất hàng...........................................................37
CHƯƠNG 5. MƠ PHỎNG Q TRÌNH XUẤT HÀNG ...............................38
5.1 Thu thập và đánh giá số liệu đầu vào .........................................................38
5.2 Xây dựng mơ hình cho bài tốn mơ phỏng ................................................40
5.2.1
Thuyết minh mơ hình dăng ký nhận hàng ..........................................41
5.2.2
Thuyết minh mơ hình xuất hàng .........................................................45
5.3 Thực hiện mơ phỏng và phân tích kết quả .................................................48
5.3.1
Phân tích thời gian ổn định của hệ thống............................................48
5.3.2
Đánh giá số liệu đầu ra của hệ thống ..................................................49
5.3.3
Đánh giá hiện trạng.............................................................................49
CHƯƠNG 6. PHƯƠNG ÁN CẢI TIẾN ...........................................................55
6.1 Xây dựng mơ hình cải tiến .........................................................................56
6.2 So sánh mơ hình cải tiến và mơ hình hiện trạng ........................................56
CHƯƠNG 7. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................59
7.1 Kết luận: .....................................................................................................59
7.2 Kiến nghị ....................................................................................................59
vii
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1-1
Các bước thực hiện luận văn .................................................................... 4
Hình 3-1
Các bước thực hiện mơ phỏng................................................................ 11
Hình 4-1
Hình ảnh phân xưởng tổng hợp Amơniắc .............................................. 19
Hình 4-2
Hình ảnh phân xưởng tổng hợp Urê....................................................... 19
Hình 4-3
Hình ảnh phân xưởng phụ trợ................................................................. 20
Hình 4-4
Hình ảnh phân xưởng sản phẩm............................................................. 20
Hình 4-5
Sơ đồ tổ chức nhà máy Đạm Phú Mỹ..................................................... 21
Hình 4-6
Lưu đồ tổng quát hoạt động xuất hàng................................................... 22
Hình 4-7
Lưu đồ qui trình đăng ký nhận hàng ..................................................... 23
Hình 4-8
Lưu đồ qui trình nhận hàng .................................................................... 24
Hình 4-9
Sơ đồ tổ chức Phịng Giao Nhận ............................................................ 25
Hình 4-10 Sơ đồ ngữ cảnh ....................................................................................... 28
Hình 4-11 Sơ đồ QT đăng ký nhận hàng Amoniac, Urê bao và Urê rời bằng xe ... 31
Hình 4-12 Sơ đồ qui trình đăng ký nhận hàng Urê bao bằng phương tiện thủy..... 32
Hình 4-13 Sơ đồ qui trình xuất hàng Ure bao, Ure rời bằng xe. ............................. 33
Hình 4-14 Sơ đồ xuất hàng Ure bao bằng phương tiện thuỷ ................................... 34
Hình 4-15 Sơ đồ qui trình xuất hàng Amoniac bằng xe .......................................... 35
Hình 4-16 Sơ đồ logic qui trình đăng ký nhận hang................................................ 36
Hình 4-17 Sơ đồ logic qui trình xuất hàng .............................................................. 37
Hình 5-1
Tổng quan mơ hình mơ phỏng ............................................................... 40
Hình 5-2
Biểu đồ giá trị độ hữu dụng các nguồn lực trong mơ hình hịên trạng. .. 50
Hình 5-3
Biểu đồ giá trị thời gian chờ của các thực thể ở các cơng đoạn............. 51
Hình 5-4
Biểu đồ tỷ lệ bận rộn của các nguồn lực trong mơ hình hịên trạng ....... 52
Hình 5-5
Biểu đồ số lượng thực thể ra khỏi hệ thống mơ hình hiện trạng ............ 53
Hình 6-1
Biểu đồ kết quả thơng số độ hữu dụng mơ hình cải tiến ........................ 57
Hình 6-2
Biểu đồ sản lượng ra của mơ hình mơ hình........................................... 57
viii
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 4-1 Bảng mô tả hoạt động đăng ký và xuất hàng ........................................... 28
Bảng 5-1 Phân bố thời gian đầu vào của một số công đoạn.................................... 39
Bảng 5-2 Bảng mô tả chức năng các bộ phận trong quy trình xuất hàng................ 40
Bảng 5-3 Độ hữu dụng của các nguồn lực trong mơ hình hiện trạng...................... 49
Bảng 5-4 Bảng TG chờ của các thực thể ở các công đoạn trong MH hịên trạng.... 50
Bảng 5-5 Tỷ lệ bận rộn của các nguồn lực trong mơ hình hịên trạng ..................... 51
Bảng 5-6 Bảng số lượng thực thể vào ra và đợi trong công đoạn MH hiện trạng... 52
Bảng 5-7 Bảng số lượng thực thể ra khỏi hệ thống mô hình hiện trạng.................. 53
Bảng 6-1 Bảng kết quả độ hữu dụng mơ hình cải tiến ............................................ 56
Bảng 6-2 Bảng sản lượng ra của mơ hình mơ hình ................................................ 57
Bảng 6-3 Bảng so sánh kết quả độ hữu dụng của 2 mơ hình hịên trạng và cải tiến 57
Bảng 6-4 Bảng so sánh năng suất của 2 mơ hình hiện trạng và cải tiến.................. 58
ix
CHƯƠNG 1.
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Nhà máy Ðạm Phú Mỹ là nhà máy sản xuất phân urê hạt rời theo công nghệ hiện đại
đầu tiên ở Việt Nam, đáp ứng khoảng 40% nhu cầu của cả nước. Mơ hình của nhà
máy là mơ hình sản xuất liên tục với số lượng lớn (cơng suất 2200 tấn/ngày), mức
độ tự động hố cao. Tuy nhiên, sau hơn 2 năm đi vào vận hành, nhà máy đã bộc lộ
nhiều hạn chế trong các vấn đề thường gặp của quản lý sản xuất cũng như chưa đạt
được công suất thiết kế, tiêu hao nguyên vật liệu còn cao hơn định mức. Các vấn đề
mà nhà máy hiện đang gặp phải có thể kể như vấn đề dự báo nhu cầu khách hàng,
vấn đề tồn kho, vấn đề phối hợp giữa các đơn vị trong công tác điều độ sản xuất,
vấn đề hoạch định nhu cầu vật tư, vấn đề bố trí mặt bằng, quản lý chất lượng, xuất
nhập hàng và cung ứng sản phẩm. Tuy nhà máy đã xây dựng được một số quy trình
quản lý nhưng cơng tác quản lý hiện nay chủ yếu là thủ công và phụ thuộc nhiều
vào ý thức trách nhiệm cá nhân. Phân urê là sản phẩm có tính thời vụ nên cơng tác
xuất hàng ln rơi vào tình trạng bị động, khi thì cấp tập lúc lại quá thảnh thơi. Ðây
là điều làm đau đầu các cấp quản lý của nhà máy và là nỗi bức xúc thường xuyên
của khách hàng.
Nhà máy có kho chứa đạm rời khá lớn (công suất 150.000 tấn) nên khi không xuất
được đạm bao, nhà máy dừng đóng bao và đưa đạm về kho rời. Có hệ thống cào
đạm từ kho rời lên băng tải đưa về hệ thống đóng bao ở kho chứa urê bao nên có thể
tăng cơng suất đóng bao trong thời điểm hút hàng hoặc vẫn có thể đóng bao trong
khi nhà máy dừng sản xuất. Việc đưa đạm về kho rời rồi lại cào về đóng bao làm
tăng hao hụt do trải qua nhiều công đoạn; chưa kể chất lượng đạm kém đi vì khi lưu
kho dạng rời, đạm dễ vón cục, đóng tảng; khi cào từ kho rời về đóng bao lại xảy ra
tình trạng đạm nát thành bụi. Kho chứa urê bao sức chứa nhỏ (10.000 tấn), chỉ có
vai trị như 1 bộ đệm khi nhà máy xuất hàng đều đặn. Do đó, thường xuyên xảy ra
tình trạng đầy kho bao khi tiêu thụ kém và cạn kho khi xuất hàng mạnh. Những
ngày không xuất hàng, kho bao đầy, cơng nhân đóng bao phải nghỉ vì khơng có
việc, trong khi những ngày xuất hàng mạnh, để tăng cơng suất đóng bao và xuất
hàng, nhà máy phải thuê thêm lực lượng thời vụ bên ngoài dẫn đến chi phí tăng cao
1
trong khi hiệu quả thấp.
Một đơn hàng trung bình khoảng vài ngàn tấn. Khi vào vụ, tại một thời điểm, nhà
máy phải phục vụ nhiều khách hàng đồng thời. Công suất 1 chuyền đóng bao là 40
tấn/giờ, với 6 chuyền đóng bao bán tự động, nhà máy vẫn khơng thể đáp ứng kịp
thời yêu cầu của khách hàng. Ðó là chưa kể đến việc các thiết bị tự động của những
chuyền đóng bao này rất hay gặp hỏng hóc và cơng nhân làm việc kém hiệu quả vì
phải làm việc trong mơi trường nhiều bụi và nóng bức. Hệ thống băng tải đạm
khơng có dự phịng, nếu gặp sự cố sẽ làm ngừng hồn tồn hệ thống đóng bao. Ðịnh
biên nhân cơng đóng bao cố định chỉ cho 2 chuyền. Mặt bằng hệ thống đóng bao cố
định, hạn chế số lượng xe nâng làm việc tại một thời điểm. Một ca hiện nay có 9
cơng nhân lái xe, vừa phải phục vụ việc đóng bao vừa tham gia xuất hàng. Những
ngày cao điểm, khả năng xuất hàng tối đa cũng chỉ 4000 tấn. Thường xuyên xảy ra
tình trạng khách hàng phải chờ đợi lâu, có khi đến 2-3 ngày. Số lượng xe ùn tắc lớn,
đi kèm đó là lượng khách bên ngoài nhiều, dẫn đến sự tranh chấp về thứ tự, chỗ đậu
xe, vấn đề an ninh trật tự và gian lận.
Do đó qui trình xuất hàng của Nhà máy Đạm Phú Mỹ cần được xem xét, đánh giá
lại hiện trạng, tìm ra những nguyên nhân làm hạn chế năng lực xuất hàng của Nhà
máy và đề ra những biện pháp cải tiến? Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên, đề tài “Sử
dụng kỹ thuật mô phỏng trong việc tái thiết kế quy trình xuất hàng Nhà máy Đạm
Phú Mỹ” đã được hình thành.
1.2 Mục tiêu của luận văn
Mục tiêu của đề tài là áp dụng kỹ thuật mô phỏng vào phân tích, đánh giá hiện trạng
quy trình xuất hàng của nhà máy Đạm Phú Mỹ, từ đó đưa ra những phương án cải
tiến năng lực xuất hàng của Nhà máy.
1.3 Nội dung của luận văn
Tìm hiểu lý thuyết về kỹ thuật mơ phỏng.
Tìm hiểu thực tế hoạt động xuất hàng của Nhà máy Đạm Phú Mỹ: các qui
trình phối hợp hiện có, năng suất xuất hàng thực tế, …
Phân tích hiện trạng qui trình xuất hàng của nhà máy Đạm Phú Mỹ:
Xây dựng mơ hình mơ phỏng phân tích hiện trạng
2
Phân tích kết quả mơ phỏng.
Cải tiến qui trình xuất hàng thơng qua việc cải tiến mơ hình.
Kết luận và kiến nghị.
1.4 Phạm vi nghiên cứu và giới hạn của luận văn
1.4.1
Phạm vi nghiên cứu
Tập trung tìm hiểu các hoạt động của các bộ phận liên quan đến quy trình xuất hàng
của nhà máy Đạm Phú Mỹ là Phịng Giao Nhận, Phịng Kế Tốn, Bộ phận văn thư
tổng hợp, Đội bảo vệ, khách hàng và xưởng sản phẩm.
Từ đó xây dựng mơ hình mơ phỏng quy trình xuất hàng của nhà máy. để phân tích
đánh giá hiện trạng xuất hàng của nhà máy và đưa ra các phương án cải tiến.
1.4.2 Giới hạn
Số liệu thống kê sử dụng trong luận văn được thu thập trong tháng 5/2007. Đề tài
không tập trung đánh giá và cải tiến về mặt kỹ thuật của các phương tiện làm việc
trong hoạt động xuất hàng.
1.5 Các bước thực hiện
3
Nhận đề tài
Thu thập thơng tin và tìm hiểu hiện
trạng
Tìm hiểu lý thuyết kỹ thuật mô phỏng
Thu thập số liệu và
xây dựng mơ hình mơ phỏng
Kiểm nghiệm mơ hình mơ phỏng
Phân tích và đánh giá mơ hình hiện
trạng
Đề xuất phương án cải tiến
Phân tích, đánh giá phương án.
Kết luận và kiến nghị
Hình 1-1
Các bước thực hiện luận văn
1.6 Cấu trúc luận văn
Chương 1: Giới thiệu
Lý do hình thành đề tài, mục tiêu của luận văn, nội dung của luận văn, phạm vi
nghiên cứu và giới hạn của luận văn, các bước thực hiện luận văn.
Chương 2: Tổng quan ( Các nghiên cứu liên quan)
Tìm hiểu các nghiên cứu liên quan đến đề tài, những vấn đề còn tồn tại của các
nghiên cứu
Chương 3: Cơ sở lý thuyết và phương pháp luận
4
Giới thiệu tóm tắt những lý thuyết liên quan đến kỹ thuật mơ phỏng và trình bày
phương pháp nghiên cứu trong luận văn.
Chương 4: Tổng quan nhà máy Đạm Phú Mỹ
Phần này giới thiệu về lịch sử hình thành và hoạt động sản xuất của nhà máy, bộ
máy tổ chức và chức năng hoạt động của từng vị trí trong các bộ phận, các quy trình
xử lý cơng việc liên quan đến đề tài.
Chương 5: Mơ hình mơ phỏng qui trình xuất hàng
Thiết lập mơ hình mơ phỏng nhằm phân tích, đánh giá hiện trạng và tìm ra vấn đề
cần giải quyết.
Phân tích cách thức hoạt động, dịng thông tin của các bộ phận giao hàng, xây dựng
mô hình mơ phỏng hiện trạng của nhà máy bằng phầm mềm Arena, sau đó mơ hình
mơ phỏng này sẽ được phân tích, đánh giá dựa trên kết quả đầu ra của mơ hình
nhằm tìm ra những ưu nhược điểm của mơ hình hiện tại, từ đó tìm ra các biện pháp
cải tiến.
Chương 6: Phương án cải tiến
Đề xuất các phương án cải tiến nhằm tối ưu hố quy trình xuất hàng tại nhà máy.
Chương 7: Kết luận và kiến nghị
Tổng kết những kết quả đã đạt được trong nghiên cứu, kiến nghị đối với Nhà máy
và người đọc.
5
CHƯƠNG 2.
TỔNG QUAN
Làm việc trong bộ phận kỹ thuật, mong muốn của tôi khi bắt đầu chọn đề tài là tối
ưu hoạt động sản xuất của nhà máy mà mình đang làm việc. Tuy nhiên, mơ hình nhà
máy đạm là sản xuất liên tục với số lượng lớn, lại có công nghệ đặc thù, hệ thống
sản xuất theo phương pháp đẩy nên trong thời gian qua, dù đọc nhiều tài liệu và cất
cơng tìm kiếm trên internet, tơi vẫn chưa tìm thấy một nghiên cứu nào áp dụng các
phương pháp của ngành kỹ thuật hệ thống vào việc cải tiến cơng nghệ sản xuất urê,
có chăng chỉ là các biện pháp kỹ thuật đơn thuần. Tuy vậy, nếu xét toàn nhà máy là
một tổng thể xử lý thông tin và nguyên, nhiên, vật liệu, đầu ra là sản phẩm rời khỏi
nhà máy chứ không đơn giản là hạt urê ra khỏi xưởng tổng hợp urê thì cách tiếp cận
như trên là chưa hợp lý; thay vì chọn cải tiến những công đoạn chiếm 80-90% thời
gian xử lý, tiêu tốn nhiều thời gian, tài nguyên vào việc chờ đợi, xếp hàng, di
chuyển, khởi động hệ thống thì ta hay lao vào cải tiến những công đoạn kỹ thuật chỉ
chiếm khoảng 10 – 20% thời gian xử lý. Do đó, việc chọn đề tài cải tiến quy trình
xuất hàng là một cách nghĩ hợp logic, đáp ứng được yêu cầu hiện nay của lãnh đạo
nhà máy và sẽ được áp dụng nếu chứng minh được tính chất mới và hợp lý của giải
pháp. Ðề tài sử dụng kỹ thuật mô phỏng trong việc tái thiết kế quy trình là một cách
hay để không làm xáo trộn hoạt động của nhà máy mà vẫn có thể xem xét trên mơ
hình hiệu quả của các phương án thay đổi trình tự xuất hàng.
Dưới đây là một số các nghiên cứu liên quan đến việc áp dụng kỹ thuật mô phỏng
vào thực tế các công ty và các nghiên cứu liên quan đến tình trạng hoạt động của
nhà máy Đạm Phú Mỹ.
2.1 Các nghiên cứu liên quan
Benjamin, P.C. (1998) giới thiệu một phần mềm ứng dụng để phân tích và mơ
phỏng q trình kinh doanh. Phần mềm được Benjamin, P.C. (1998) trình bày có
một số thành phần giống như phần mềm Arena. Nó cũng phân tích sơ đồ dịng của
q trình, các thực thể, các loại phân bố xác suất của dữ liệu đầu vào và xuất ra báo
cáo về chi phí, độ hữu dụng, năng lực của q trình. Phần mềm này có thể được
dùng để hỗ trợ và thiết kế các hệ thống sản xuất, các hệ thống kinh doanh, các hệ
thống hậu cần, dịch vụ và thông tin. Tuy nhiên trong bài giới thiệu, tác giả không
6
nêu lên phương pháp kiểm định các số liệu đầu vào, đầu ra của quá trình để đánh giá
hoặc so sánh các q trình với nhau.
Các luận văn về mơ phỏng và sản xuất tinh gọn : thường áp dụng cho các hệ thống
kéo, đa số tập trung vào các ngành lắp ráp:
“Áp dụng nguyên lý của hệ thống sản xuất Toyota vào Công ty Sony Việt
Nam nhằm cải thiện hiệu quả sản xuất”, Nguyễn Mai Tùng: tác giả đã xem
xét hiện trạng của một dây chuyền sản xuất trong Cơng ty SONY Việt Nam,
lập mơ hình mơ phỏng, sau đó đề ra phương án cải tiến dựa theo lý thuyết
của hệ thống Toyota nhằm mục tiêu nâng cao năng suất cho dây chuyền; xây
dựng bài toán sản xuất tuần tự mơ hình hỗn hợp theo giải thuật bám đuổi mục
tiêu nhằm cân bằng thời gian lắp ráp trên từng công đoạn.
“Ứng dụng hệ thống kéo trong sản xuất tinh gọn để thiết kế cho công ty
Sony Việt Nam”, Ðỗ Thị Ngân Hà: tác giả đã mô phỏng hiện trạng sản xuất
của phân xưởng cắm bo mạch tự động và thực hiện việc thiết kế hệ thống kéo
cho phân xưởng này, mô phỏng các phương án thiết kế và đánh giá các
phương án.
“Ứng dụng nguyên lý sản xuất tinh giản tối ưu vào Công ty Cổ phần vàng
bạc đá quý Phú Nhuận”, Tạ Xuân Phụng – Lê Anh Tuấn: 2 tác giả đã nghiên
cứu về các nguyên lý sản xuất tinh giản tối ưu và ứng dụng các công cụ của
nguyên lý này (hệ thống sản xuất có lượng tồn kho bán phẩm cố định, điều
độ bám đuổi mục tiêu, nghiên cứu thời gian, thiết kế công việc và cân bằng
chuyền) cho việc giảm thiểu chi phí cho Công ty PNJ.
2.2 Các nghiên cứu liên quan đến hiện trạng sản xuất nhà máy Đạm Phú
Mỹ
Luận văn “ Ðánh giá thực trạng quản lý sản xuất ở Nhà máy Ðạm Phú Mỹ”, Ðặng
Hoàng Quân: tác giả đã chỉ nêu lên và đánh giá ưu, nhược điểm của thực trạng quản
lý sản xuất của Nhà máy Ðạm Phú Mỹ; nêu được một vài kiến nghị về đào tạo nhân
sự, đa dạng hố sản phẩm, cải tiến cơng nghệ... Tuy nhiên, tác giả chưa đưa ra được
hướng hoặc phương pháp cải tiến cho các vấn đề cụ thể, đặc biệt là những vấn đề về
quy trình, điểm nghẽn của hệ thống và những công đoạn thật sự chiếm nhiều thời
gian xử lý.
7
2.3 Phương pháp luận
Mơ hình mơ phỏng đựơc thực hiện với mục đích phân tích hiện trạng để tìm ra
ngun nhân và nhận định vấn đề. Từ những phân tích và nhận định đó, chúng ta có
thể tìm ra các phương án cải tiến hệ thống thực. Không dừng lại ở đó, mơ hình mơ
phỏng cịn cho phép chúng ta kiểm tra và xác nhận các phương án cải tiến khả thi
bằng cách so sánh kết quả của các phương án, từ đó có cơ sở vững chắc khi áp dụng
chúng vào hệ thống thực.
Phương pháp nghiên cứu trong luận văn:
Thực hiện quan sát thực tế và thu thập số liệu để đánh giá tổng thể về hệ
thống, xác định những vấn đề cần tập trung nghiên cứu, cải tiến.
Thành lập mơ hình khái niệm cộng thêm các mơ hình logic để hình thành nên
mơ hình mơ phỏng trên máy tính bằng phần mềm Arena. Mơ hình mơ phỏng
ban đầu chưa thực sự chuẩn xác, do đó phải xác nhận tính chính xác của mơ
hình ban đầu và hệ thống thực.
Sau khi thành lập mơ hình mơ phỏng trên máy tính, thực hiện mơ phỏng
trong nhiều lần lặp với chiều dài thời gian mô phỏng khác nhau, để thực hiện
điều chỉnh mơ hình mơ phỏng. Phân tích và tìm ra thời gian mơ hình mơ
phỏng đạt trạng thái ổn định, được gọi là kỹ thuật Warm-Up. Việc điều chỉnh
sao cho mơ hình mơ phỏng và hệ thống thực tế giống nhau chứng tỏ độ tin
cậy của mô hình mơ phỏng.
Thực hịên mơ phỏng và tiến hành kiểm chứng các kết quả đầu ra trên mơ
hình và thực tế dựa trên những điểm để xác nhận tính chính xác. Khi đã tìm
ra mơ hình có độ tin cậy cao thì có thể tiến hành phân tích hệ thống thực tế
trơng qua phân tích mơ hình mơ phỏng.
Với mơ hình trên máy tính, ngừơi phân tích dễ dàng tìm hiểu nguyên nhân, các vấn
đề tồn tại trong hệ thống, đề xuất các phương án cải tiến, khắc phục vấn đề. Và một
điều quan trọng là có thể kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả các phương án trực
tiếp trên mơ hình máy tính.
8
CHƯƠNG 3.
LÝ THUYẾT MƠ PHỎNG
Kỹ thuật mơ phỏng là kỹ thuật sử dụng máy tính để bắt chước hoặc mơ phỏng lại
quá trình của thiết bị hoặc hệ thống thực. Mô phỏng là phương pháp thể hiện một hệ
thống thực thơng qua chương trình máy tính và những đặc tính của hệ thống này
được trình bày thơng qua một nhóm các biến đổi theo thời gian để mơ hình hóa bản
chất động của hệ thống.
Mơ phỏng là một q trình xây dựng một mơ hình tốn học hay logic về hệ thống
hay bài toán quyết định và tiến hành thử nghiệm trên mơ hình đó nhằm hiểu rõ các
trạng thái hoạt động của hệ thống hoặc giúp tìm ra lời giải cho các bài toán quyết
định. Hai yếu tố quan trọng trong mơ phỏng là mơ hình và thử nghiệm.
Ưu điểm cơ bản của mơ phỏng là có khả năng mơ hình hóa bất kì giả thuyết thích
hợp nào về một bài tốn hay một hệ thống, chính ưu điểm này làm cho nó trở thành
một cơng cụ khoa học linh hoạt nhất hiện nay. Dĩ nhiên để xây dựng một mơ hình
địi hỏi tốn rất nhiều cơng sức. Một mơ hình chỉ có giá trị khi nó giúp cho người sử
dụng nắm bắt được vấn đề một cách rõ ràng. Do đó, điểm quan trọng chủ yếu của
mơ phỏng là thử nghiệm trên mơ hình và phân tích kết quả. Ðiều này địi hỏi người
sử dụng phải có một số kiến thức cơ bản về thống kê. Mô phỏng đặc biệt phát huy
tác dụng trong các bài tốn có tính định lượng cao, mà thơng thường khó giải quyết
bằng phương pháp giải tích.
3.1 Các khái niệm cơ bản của mô phỏng:
Hệ thống: là sự tập hợp của các phần tử hoạt động và tương tác với nhau để
hoàn thành một nhiệm vụ logic nào đó. Một hệ thống có thể được mơ hình
bằng nhiều cách khác nhau:
Mơ hình rời rạc : là mơ hình hệ thống mà các biến trạng thái thay đổi ở các
thời điểm xác định và sự biến thiên của các trạng thái này là rời rạc.
Mơ hình liên tục: là mơ hình hệ thống mà các biến trạng thái thay đổi liên tục
theo thời gian.
Mơ hình kết hợp: là mơ hình hệ thống với một vài phần là gián đoạn và một
vài phần là liên tục.
9
Mơ hình vật lý: là một bản sao thực tế hay là một mơ hình tỉ lệ của hệ thống,
cịn được gọi là mơ hình hình tượng .
Mơ hình logic: cịn gọi là mơ hình luận lý, là mơ hình gồm những giả định và
những xấp xỉ gần đúng về cách thức mà hệ thống sẽ làm việc.
Trạng thái: là sự tổng hợp các biến cần thiết để mô tả hệ thống tại một thời
điểm xác định, có liên quan đến mục tiêu nghiên cứu.
3.2 Mục tiêu và ứng dụng của mô phỏng:
Mục tiêu của mô phỏng là tái hiện lại một hệ thống thực bằng mô hình máy tính,
thơng qua các biến thay đổi theo thời gian, để mơ hình hóa bản chất động của hệ
thống nhằm nghiên cứu, giải quyết một vấn đề nào đó của hệ thống thực mà không
cần can thiệp trực tiếp vào hệ thống thực.
Mô phỏng được ứng dụng rộng rãi và có hiệu quả trong nhiều lĩnh vực như:
Thiết kế và phân tích hệ thống sản xuất.
Đánh giá yêu cầu phần cứng và phần mềm của một hệ thống máy tính.
Đánh giá hệ thống vũ khí quân sự.
Xác định chính sách đặt hàng cho hệ thống tồn kho.
Thiết kế và vận hành thiết bị trong hệ thống giao thông vận tải.
Đánh giá và thiết kế hệ thống dịch vụ.
Phân tích hệ thống kinh tế và tài chính.
3.3 Các bước trong nghiên cứu mơ phỏng:
Q trình mơ phỏng được thực hiện thơng qua các bước như trong sơ đồ sau:
10
Hình 3-1
a.
Các bước thực hiện mơ phỏng
Thành lập vấn đề:
Là bước đầu tiên trong q trình mơ phỏng, xác định rõ vấn đề cần nghiên cứu.
Bước này nên được thực hiện với sự có mặt của tất cả những người có liên quan. Tất
cả phải cùng thống nhất với nhau một số vấn đề:
Mục đích của việc nghiên cứu.
11
b.
Các chỉ số được sử dụng để đánh giá hiệu quả của tất cả các hệ thống
sẽ được xây dựng.
Phạm vi của mơ hình.
Cấu hình hệ thống cần mơ phỏng.
Phần mềm sẽ sử dụng.
Thời gian và nhân lực cần thiết để xây dựng hệ thống.
Thu thập số liệu và định nghĩa mơ hình:
Thu thập những thơng tin cần thiết về mặt bằng và trình tự vận hành của hệ thống.
Thu thập các dữ liệu cần thiết xác định thông số của mơ hình và phân bố xác suất
đầu vào. Việc xác định phân bố xác suất của các dữ liệu đầu vào có thể sử dụng
những phương pháp sau:
Mơ phỏng theo vết: các dữ liệu được sử dụng trực tiếp vào mô phỏng.
Tuy nhiên, phương pháp này chỉ tái hiện lại những gì xảy ra trong q
khứ, khơng sử dụng để mô phỏng do thiếu dữ liệu.
Xây dựng phân bố thực nghiệm từ dữ liệu có sẵn, tạo những dữ liệu
đầu vào theo phân bố bằng suy luận. Mặt hạn chế của phương pháp
này là không thể tạo được các dữ liệu nằm ngoài khoảng dữ liệu quan
sát được trong khi trên thực tế hồn tồn có thể có những dữ liệu đó.
Xây dựng một phân bố lý thuyết cho bộ dữ liệu có sẵn và sử dụng
phương pháp kiểm định giả thuyết để xác định tính phù hợp của phân
bố. Có thể sử dụng nhiều loại kiểm định khác nhau như kiểm định
Chi-square, kiểm định Kolmogorov-Smirnov, kiểm định AndersonDarling… tùy theo điều kiện cụ thể.
Một mơ hình hồn chỉnh phải có đầy đủ các thơng số cần thiết thể hiện được bản
chất của hệ thống nhưng không cần phải quá chi tiết mà chỉ cần những dữ liệu liên
quan đến mục đích cần nghiên cứu.
c.
Mơ hình ý niệm có giá trị?
Kiểm tra các thông số, giả sử của mô hình ý niệm để đảm bảo mơ hình ý niệm được
xây dựng đúng trước khi xây dựng chương trình máy tính.
12
d.
Xây dựng chương trình máy tính và kiểm tra:
Việc lập trình máy tính cho mơ hình có thể sử dụng các ngơn ngữ lập trình tổng qt
như FORTRAN, PASCAL, VB, C… hoặc bằng các ngôn ngữ được thiết kế đặc biệt
cho việc mô phỏng như GPSS, SIMAN, SLAM, ARENA… Các ngơn ngữ lập trình
tổng qt có thể giúp rút ngắn thời gian thực hiện, cịn ngơn ngữ mơ phỏng có thể
giúp giảm thời gian lập trình. Tuy nhiên, trong cả 2 loại ngơn ngữ đều có sự hỗ trợ
trong việc kiểm tra và sửa lỗi lập trình.
Sau khi xây dựng mơ hình trên máy tính thì cần thực hiện bước kiểm tra để chắc
chắn rằng mơ hình máy tính thể hiện chính xác mơ hình ý niệm.
e.
Thử nghiệm:
Thực hiện chạy mơ phỏng mơ hình, xác định giá trị cần cho mục đích đánh giá mơ
hình trong bước kế tiếp.
f.
Mơ hình máy tính có giá trị?
Nếu có một hệ thống đang tồn tại thì so sánh kết quả của mơ hình và hệ thống để
kiểm chứng giá trị của mơ hình, xem mơ hình có diễn tả đúng hệ thống thực hay
khơng.
Sử dụng phân tích độ nhạy để xác định yếu tố nào của mơ hình có ảnh hưởng lớn
nhất đến các thơng số cần đo lường. Từ đó có thể phân tích các yếu tố này cẩn thận
hơn.
g.
Thiết kế thực nghiệm:
Đối với mỗi cấu hình hệ thống cần xác định chiều dài mỗi lần thực hiện mô phỏng,
chiều dài của giai đoạn khởi động (warm up), số lần mô phỏng độc lập để xây dựng
các khoảng tin cậy cần thiết.
h.
Thực hiện mơ phỏng:
Cho mơ hình chạy và sử dụng các kết quả cho bước tiếp theo.
i.
Phân tích kết quả:
Sử dụng kỹ thuật thống kê để phân tích kết quả mơ phỏng, thông thường là xây
dựng một khoảng tin cậy cho một thông số cụ thể.
13
