Chuyển đổi sản xuất là hoạt động thay đổi thiết lập của thiết bị, dây chuyền, vị trí sản xuất đang sản xuất một sản phẩm sang sản xuất sản phẩm khác. Thời gian chuyển đổi sản xuất được tính từ thời điểm kết thúc sản xuất linh kiện cuối cùng của sản phẩm trước đến khi tạo ra linh kiện tốt đầu tiên của sản phẩm sau. Đây là một hoạt động ngày càng trở nên quan trọng trong sản xuất, đặc biệt là trong môi trường sản xuất có số mã hàng ngày càng tăng và quy mô đặt hàng trong từng đơn hàng ngày càng giảm. Giảm thời gian chuyển đổi sản xuất giúp doanh nghiệp tăng tính linh hoạt của triển khai kế hoạch sản xuất nhằm đáp ứng nhiều đơn hàng khác nhau và tăng hiệu suất của hoạt động sản xuất.
Shigeo Shingo là người đã cùng với các nhà quản lý tại Toyota phát triển phương pháp cải tiến thời gian chuyển đổi sản xuất của máy dập 1000 tấn từ 4 giờ xuống còn 3 phút. Trong phương pháp này, Shingo đã đúc kết 08 kỹ thuật cơ bản để thực hiện chuyển đổi sản xuất nhanh.
Kỹ thuật 01 – Phân tách các hoạt động BÊN TRONG với các hoạt động BÊN NGOÀI
Các hoạt động BÊN TRONG là hoạt động chỉ có thể thực hiện khi thiết bị ngừng hoạt động hay không sản xuất, trong khi các hoạt động BÊN NGOÀI có thể được thực hiện ngay cả khi thiết bị đang hoạt động sản xuất.
Hãy xem xét và nhận biết thành phần nào của hoạt động chuyển đổi sản xuất bắt buộc phải thực hiện khi thiết bị thiết bi ngừng và hoạt động nào có thể thực hiện khi thiết bị đang hoạt động sản xuất. Ví dụ như việc vận chuyển khuôn. Mọi hoạt động chuẩn bị với khuôn, gá cần lắp đặt có thể được thực hiện mà không cần dừng thiết bị. Các hoạt động BÊN TRONG chỉ nên tập trung vào việc tháo khuông, gá cũ và lắp cố định khuôn gá mới.
Bằng cách đơn giản là phân tách và tổ chức các hoạt động bên trong và bên ngoài của chu trình chuyển đổi sản xất truyền thống có thể giảm thời gian Chuyển đổi sản xuất từ 30% đến 50%.
Kỹ thuật 2 – Chuyển hoạt động BÊN TRONG thành hoạt động BÊN NGOÀI
Có nhiều cơ hội để chuyển các hoạt động bên trong thành hoạt động bên ngoài trong chuyển đổi sản xuất. Ví dụ, chúng ta có thể tránh thời gian Chuyển đổi sản xuất bên trong liên quan đến điều chình chỉnh chiều cao đóng khuôn dập bằng cách tiêu chuẩn hóa chiều cao khuôn thông qua gắn thêm các thanh chèn cho khuôn nhỏ hơn. Một tình huống chuyển đổi đơn giản khác là sấy khuôn trước khi lắp trong đúc áp lực để loại bỏ việc gia nhiệt khuôn thông qua các chu trình đúc thử nghiệm sau khi khuôn đã được lắp đặt.
Kỹ thuật 3 – Tiêu chuẩn hóa chức năng, không tiêu chuẩn hóa hình dạng
Tiêu chuẩn hóa hình dạng và kích thước của khuôn có thể giảm đáng kể thời gian Chuyển đổi sản xuất. Tuy nhiên, việc tiêu chuẩn hóa hình dạng sẽ rất lãng phí vì khi đó các khuôn đều phải có kích thước bằng với khuôn lớn nhất được sử dụng, và vì vậy tăng chi phí một cách không cần thiết.
Trong khi đó, tiêu chuẩn hóa chức năng, yêu cầu sự giống nhau chỉ ở các linh kiện và đặc tính cần thiết cho việc Chuyển đổi sản xuất. Ví dụ, thêm một tấm hay thanh với cạnh của khuôn chỉ tiêu chuẩn hóa kích thước của chi tiết này và giúp sử dụng đụng cùng một loại kẹp cho các khuôn khác nhau được Chuyển đổi sản xuất. Các chức năng được Shingo nhận diện trong cuốn sách “Chuyển đổi khuôn trong thời gian một con số” bao gồm kẹp, định vị tâm, xác định kích thước và duy trì tải. Các kỹ sư hoặc kỹ sư công nghiệp phải nghiên cứu các khuôn khác nhau và tiêu chuẩn hóa những chi tiết cần thiết trong chuyển đổi sản xuất.
Kỹ thuật 4 – Sử dụng cam kẹp chuyên dụng để loại bỏ bu lông
Bu lông được sử dụng phổ biết nhất để liên kết khuôn với bệ máy, nhưng việc xiết bu lông có thể rất mất thời gian. Thông thường, với 15 ren thì cần phải vặn 14 vòng cho đến khi bu lông thực sự được siết chặt ở vòng cuối. Tuy nhiên, trong cách nhìn của chuyển đổi sản xuất chỉ có lần vặn cuối cùng để xiết chặt bu lông và lần vặn đầu tiên để làm lỏng bu lông là thực sự cần thiết, toàn bộ 13 vòng vặn còn lại là lãng phí. Nếu mục đích của bu lông đơn giản là để xiết chặt hoặc nới lỏng, chiều dài chỉ nên ở mức mà có thể xiết chặt bởi một lần vặn. Bu lông với chỉ một vòng vặn có lẽ được gọi là kẹp về mặt chức năng. Kẹp chức năng 1 vặn có thể bao gồm “khe chữ I”, lỗ hình quả lê hay kẹp ngoài.
Vít ren khong phải là cách duy nhất để cố định chi tiết. Có các phương pháp khác và các kỹ sư sản công nghiệp cần khám phá và kiểm chứng chúng. Các phương pháp một chạm như cam kẹp, nêm, lò xo giảm đáng kể thời gian Chuyển đổi sản xuất, cũng như việc sử dụng cải tiến khóa liên động để đơn giản hóa việc lắp 2 linh kiện với nhau. Các phương pháp này có thể giúp giảm thời gian Chuyển đổi sản xuất xuống tính bằng giây.
Trong phương pháp cam kẹp, hướng và cường độ lực yêu cầu là một yếu tố trọng yếu. Cần thực hiện phân tích để xác định điều gì cần được thiết kế với phương pháp kẹp.
Kỹ thuật 5 – Sử dụng Jig trung gian
Trong khi một sản phẩm được gắn với jig và gia công, sản phẩm tiếp theo được định tâm và gắn vào jig thứ hai để có thể dễ dàng lắp lên máy để gia công. Điều này sử dụng jig bổ sung để lắp và chỉnh tâm sản phẩm như là một vận hành BÊN NGOÀI.
Kỹ thuật 6 - Thực hành các công việc đồng thời
Sản xuất trên máy đúc nhựa và đúc áp lực và máy dập lớn sẽ bao gồm các hoạt động Chuyển đổi sản xuất được thực hiện ở cả phía trước và phía sau của máy.
Nếu chỉ có 1 thợ vận hành thực hiện tác nghiệp này, rất nhiều thời gian và thao tác bị lãng phí vì người đó phải đi lại giữa các vị trí ở hai bên hay phía trước và phía sau. Nhưng khi 2 người thực hiện các công việc đồng thời thời gian Chuyển đổi sản xuất thường giảm đi quá nửa nhờ tính kinh tế của thao tác. Sự hỗ trợ cho các hoạt động này được cung cấp bởi nhân viên giám sát.
Kỹ thuật 7 – Loại bỏ điều chỉnh
Thông thường điều chỉnh và thứ máy chiếm từ 50% – 70% của thời gian chuyển đổi bên trong. Việc loại bỏ chúng mang đến sự tiết giảm thời gian to lớn. Những giả thiết rằng việc điều chỉnh là không tránh khỏi sẽ dẫn đến thời gian Chuyển đổi sản xuất BÊN TRONG kéo dài không cần thiết và cần kỹ năng và kinh nghiệm cao từ người thực hiện. Những việc điều chỉnh có thể được loại bỏ, nếu thiết bị đo được sử dụng chính xác vị trí của của cảm biến hành trình. Bước thiết lập đầu tiên để thực hiện điều này chính là làm cho việc hiệu chỉnh không còn dựa trên trực giác. Nếu chỉ cần sự chính xác tương đối, một thiết bị đo có chia vạch là đủ, nhưng điều đó không thể loại bỏ tất cả điều chỉnh. Mức chính xác lớn hơn đạt được nhờ sử dụng phương tiện đo với cảm biến hoặc các thiết bị điều khiển với chương trình được lập sẵn. Tất nhiên, hình thức điều chỉnh tốt nhất là không cần điều chỉnh gì cả.
Trong một nhà máy, một cảm biến hành trình được sử dụng để cài đặt điểm cuối gia công một trục. Tuy nhiên, có 5 chiều dài trục nên cảm biến phải được điều chỉnh đến 5 vị trí khác nhau. Điều này sẽ dẫn đến việc cảm biến không thế được thiết lập đúng vị trí nếu không có 4 điều chỉnh thử nghiệm mỗi lần thay đổi thiết lập. Bằng việc gắn 5 cảm biến hành trình tại 5 vị trí với bộ ngắt điện được gắn với từng cảm biến hành trình, vấn đề này hoàn toàn được loại bỏ.
Kỹ thuật 8 – Cơ giới hóa hoạt động chuyển đổi
Mặc dù chuyển đổi các lưới cắt nhỏ, Jig, khuôn, gá và thiết bị đo không tạo ra nhiều vấn đề, cơ giới hóa đáng thường có vai rò quan trọng đối với hiệu suất của việc di chuyển các khuôn, khuôn đúc lớn. Thủy lực hay khí nén có thể được sử dụng cho các hệ thống cam kẹp một chạm gắn với khuôn.
Đầu tư vào việc cơ giới hóa cần được xem xét một cách kỹ lưỡng. Gần đây, nhiều công ty đã tiêu chuẩn hóa kích thước của tấm đáy khuôn với độ chính xác cao. Cam kẹp một chạm sau đó được thực hiện để đưa các tấm đáy vào những cơ cấu kẹp khuôn đặc biệt. Tuy nhiên, mục đích được xem xét chính của hoạt động này là phần khuôn tạo ra sản phẩm, vì thế việc kẹp khuôn với độ chính xác quá cao sẽ là một lãng phí.
Việc cơ giới hóa chỉ nên được xem xét sau khi mọi nỗ lực đã được thực hiện để cải tiến Chuyển đổi sản xuất sử dụng 7 kỹ thuật ở trên. Việc áp dụng 7 kỹ thuật đầu tiên có thẻ giảm thời gian Chuyển đổi sản xuất từ 2 giờ xuống 3 phút và có lẽ việc cơ giới hóa có thể tiếp tục giảm xuống còn 1 phút.
Tác giả: Phạm Minh Thắng, Giám đốc P&Q Solutions
Tốt nghiệp Kỹ sư công chính trường đại học RMIT, Australia và Thạc sỹ quản trị kinh doanh của trường UBI, Belgium. Với 20 năm kinh nghiệm đánh giá và tư vấn hoạt động quản trị doanh nghiệp, đặc biệt là quản trị vận hành, ông Phạm Minh Thắng là người trực tiếp tham gia phát triển các chương trình dịch vụ của P&Q Solutions. Ngoài vai trò là chuyên gia tư vấn chính của P&Q Solutions, ông Phạm Minh Thắng còn tham gia với vai trò Chuyên gia trong các dự án của Worldbank, LinkSME, UNIDO, Bộ Kế hoạch đầu tư, Bộ Công thương và Bộ Khoa học công nghệ.
