Báo cáo Nghiên cứu tối ưu hóa dây chuyền lắp ráp ô tô môn Công nghệ sản xuất và lắp ráp ô tô | Trường Đại học Nam Cần Thơ

LỜI CẢM ƠN
Đề tài “ Ứng dụng tối ưu hóa và mô phỏng trong điều độ dây chuyền sản xuất
lắp ráp tô nhằm tối thiểu thời gian hoàn thành các đơn hàng ” là nội dung mà nhóm
đã nghiên cứu và làm đồ án sau thời gian theo học tại Khoa Quản lý Công Nghiệp,
Trường Bách Khoa, Đại học Cần Thơ. Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận
văn, nhóm đã nhận được nhiều sự quan tâm, giúp đỡ từ Quý thầy cô và bạn bè. Để đồ
án thành công nhất, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến với:
Khoa Quản Lý Công Nghệ, Trường Bách khoa, Đại học Cần Thơ đã tạo môi
trường học tập và rèn luyện rất tốt, cung cấp cho em những kiến thức và kỹ năng bổ ích
giúp nhóm em có thể áp dụng và thuận lợi thực hiện đồ án.
Giảng viên hướng dẫn ts. Nguyễn Trường Thi là người cô tâm huyết, đã tận tâm
hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài. Thầy
đã có những trao đổi và góp ý để em có thể hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu này.
Chúng Em cũng xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu và đội ngũ giáo viên
Trường đã tạo cơ hội cho chúng em được học tập và rèn luyện tại trường để có những
kiến thức, kinh nghiệm trong thực tế để có thông tin hữu ích cho tương lai.
Cuối cùng, em xin cảm ơn Thầy cô, bạn bè đã luôn động viên và tạo điều kiện
tốt nhất để chúng em có thể nỗ lực hoàn thành tốt bài nghiên cứu. Chúng em xin chân thành cảm ơn! ii TÓM TẮT
Đề tài “ Ứng dụng tối ưu hóa và mô phỏng trong điều độ dây chuyền lắp ráp
ô tô nhằm tối thiểu thời gian hoàn thành các đơn hàng ” là một lĩnh vực nghiên cứu
quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô. Đề tài này tập trung vào việc áp dụng các
phương pháp tối ưu hóa và mô phỏng để cải thiện hiệu suất và tối ưu hóa quy trình sản
xuất trên dây chuyền lắp ráp ô tô.
Việc tối ưu hóa này bao gồm việc sắp xếp lại các công đoạn sản xuất, tối ưu hóa
luồng làm việc và tối ưu hóa sử dụng tài nguyên để đảm bảo rằng quy trình sản xuất
diễn ra một cách hiệu quả nhất. Đồng thời, mô phỏng được sử dụng để phân tích và
đánh giá các kịch bản khác nhau, từ đó đưa ra các quyết định thông minh và tiến hành
các dự đoán về hiệu suất sản xuất.
Mục tiêu cuối cùng của đề tài này là giảm thiểu thời gian hoàn thành các đơn
hàng, tăng cường hiệu suất và linh hoạt của dây chuyền sản xuất ô tô, từ đó tạo ra lợi
ích kinh tế và cạnh tranh cho doanh nghiệp sản xuất ô tô. Mục lục MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.........................................................................................................................i
TÓM TẮT..............................................................................................................................ii
MỤC LỤC.............................................................................................................................iii
DANH MỤC HÌNH..............................................................................................................iv
DANH MỤC BẢNG..............................................................................................................v
CHƯƠNG I............................................................................................................................1
GIỚI THIỆU...........................................................................................................................1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................1
1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI......................................................................................................2 1.2.1
Mục tiêu chung..................................................................................................2 1.2.2
Mục tiêu cụ thể...................................................................................................2
1.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN........................................................................................2
1.4 PHẠM VI THỰC HIỆN.................................................................................................2
1.5 NỘI DUNG.................................................................................................................3
CHƯƠNG II...........................................................................................................................4
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU.......................................................................................................4
CHƯƠNG III..........................................................................................................................7
GIỚI THIỆU TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU......................................................................7 3.1
GIỚI THIỆU VỀ TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU...............................................................7 3.1.1
Giới thiệu về công ty..........................................................................................7 3.1.2
Một số sản phẩm của công ty.............................................................................7 3.2
QUY TRÌNH LÁP RÁP SẢN PHẨM CỦA CÔNG TY........................................................8 3.2.1
Quy trình lắp ráp.................................................................................................8 3.2.2
Quy trình láp ráp xe tải........................................................................................8
3.1.3. Máy móc trong quy trình....................................................................................11
3.2THU THẬP SỐ LIỆU.......................................................................................................12
3.2.1 Thông tin đơn hàng..............................................................................................12
3.2.2 Thời gian gia công chi tiết trên các máy..............................................................13
3.2.3 Thời gian gia công các đơn hàng.........................................................................14
3.2.3.1 Thời gian gia công đơn hàng 1......................................................................14
3.2.3.2 Thời gian gia công đơn hàng 2......................................................................15
3.2.3.3 Thời gian gia công đơn hàng 3......................................................................16
3.2.3.4 Thời gian gia công đơn hàng 4......................................................................17
3.2.3.5 Thời gian gia công đơn hàng 5......................................................................18
3.3PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG..............................................................................................19 iii Mục lục
3.3.1 Phân tích kế hoạch sản xuất.................................................................................19
3.3.2 Mặt bằng nhà xưởng............................................................................................20
CHƯƠNG IV........................................................................................................................21
4.1MÔ HÌNH TOÁN............................................................................................................21
4.1.1 Giới thiệu về bài toán...........................................................................................21
4.2.2 Điều độ đơn hàng................................................................................................21
4.2.2.1 Điều độ đơn hàng 1.......................................................................................21
4.2.2.2 Điều độ đơn hàng 2.......................................................................................37
4.2.2.3 Điều độ đơn hàng 3.......................................................................................56
4.2.2.4 Điều độ đơn hàng 4.......................................................................................76
4.2.2.5 Điều độ đơn hàng 5.......................................................................................96
4.2.3BẢNG KẾ HOẠCH SẢN XUẤT...................................................................................109
4.2.3XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG.............................................................................119
4.2.3.1 Mô hình mô phỏng đơn hàng 1...................................................................119
4.2.3.2 Mô hình mô phỏng đơn hàng 2...................................................................122
4.2.3.3 Mô hình mô phỏng đơn hàng 3...................................................................125
4.2.3.4 Mô hình mô phỏng đơn hàng 4..................................................................128
4.2.3.5 Mô hình mô phỏng đơn hàng 5..................................................................131
CHƯƠNG V.......................................................................................................................134
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................................134
5.1KẾT LUẬN..................................................................................................................134
5.2KIẾN NGHỊ..................................................................................................................134 iv Danh mục hình DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1: Quy trình lắp ráp xe tải.............................................................................8
Hình 3.2: Sơ đồ bố trí mặt bằng nhà xưởng.............................................................20
Hình 4.1: Mô hình mô phỏng đơn hàng 1..............................................................119
Hình 4.2: Mô hình mô phỏng đơn hàng 2..............................................................122
Hình 4.3: Mô hình mô phỏng đơn hàng 3..............................................................125
Hình 4.4: Mô hình mô phỏng đơn hàng 4..............................................................128
Hình 4.5: Mô hình mô phỏng đơn hàng 5..............................................................131 iv Danh mục bảng DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Một số sản phẩm của công ty....................................................................7
Bảng 3.2: Máy móc trong quy trình láp ráp.............................................................12
Bảng 3.3: Thông tin các đơn hàng...........................................................................12
Bảng 3.4: Thời gian gia công xe F-XE....................................................................13
Bảng 3.5: Thời gian gia công xe Q-XE....................................................................13
Bảng 3.6: Thời gian hoàn thành đơn hàng 1............................................................14
Bảng 3.7: Thời gian hoàn thành đơn hàng 2............................................................15
Bảng 3.8: Thời gian hoàn thành đơn hàng 3............................................................16
Bảng 3.9: Thời gian hoàn thành đơn hàng 4............................................................17
Bảng 3.10: Thời gian hoàn thành đơn hàng 5..........................................................18
Bảng 4.1: Bảng điều độ sản xuất đơn hàng 1.........................................................109
Bảng 4.2: Thời gian hoàn thành đơn hàng 1..........................................................110
Bảng 4.3: Bảng điều độ sản xuất đơn hàng 2.........................................................111
Bảng 4.4: Thời gian hoàn thành đơn hàng 2..........................................................112
Bảng 4.5: Bảng điều độ sản xuất đơn hàng 3.........................................................114
Bảng 4.6: Thời gian hoàn thành đơn hàng 3..........................................................114
Bảng 4.7: Bảng điều độ sản xuất đơn hàng 4.........................................................115
Bảng 4.8: Thời gian hoàn thành đơn hàng 4..........................................................116
Bảng 4.9: Bảng điều độ sản xuất đơn hàng 5.........................................................117
Bảng 4.10: Thời gian hoàn thành đơn hàng 5........................................................118
Bảng 4.9 Modun Create đơn hàng 1......................................................................120
Bảng 4.10: Modun Process đơn hàng 1.................................................................121
Bảng 4.11: Modun Create đơn hàng 2...................................................................123
Bảng 4.12: Modun Process đơn hàng 2.................................................................124
Bảng 4.13: Modun Create đơn hàng 3...................................................................126
Bảng 4.14: Modun Process đơn hàng 3.................................................................127
Bảng 4.15 Modun Create đơn hàng 4....................................................................129
Bảng 4.16 Modun Proces đơn hàng 4....................................................................130
Bảng 4.17 Modun Create đơn hàng 5....................................................................132
Bảng 4.18 Modun Process đơn hàng 5...................................................................133 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề
Trong bối cảnh nền kinh tế ngày nay, ngành công nghiệp ô tô đang phải đối mặt
với nhiều thách thức liên quan đến sự cạnh tranh khốc liệt và yêu cầu ngày càng tăng
cao từ phía khách hàng. Với sự gia tăng nhanh chóng của nhu cầu thị trường và động
lực cạnh tranh ngày càng khốc liệt, các nhà sản xuất ô tô cần phải đặt ra mục tiêu tối ưu
hóa quy trình sản xuất và lắp ráp, đặc biệt là trong việc giảm thiểu thời gian hoàn thành
các đơn hàng. Quá trình lắp ráp ô tô là một phần quan trọng nhưng đầy thách thức của
chuỗi cung ứng, ảnh hưởng trực tiếp đến sự linh hoạt và hiệu suất toàn cầu của doanh
nghiệp. Các vấn đề như biến động trong nhu cầu của khách hàng, thời gian chuẩn bị và
thiết lập máy móc, sự không hiệu quả trong quản lý tài nguyên và quy trình sản xuất
đều có thể dẫn đến lãng phí thời gian và tăng chi phí, gây ảnh hưởng đáng kể đến khả
năng đáp ứng nhanh chóng của doanh nghiệp trước thách thức thị trường. Điều đó đặt
ra yêu cầu cao cho việc áp dụng công nghệ mô hình hóa và mô phỏng trong quản lý và
điều độ dây chuyền sản xuất.
Theo dữ liệu của Tổng cục Hải quan, năm 2022, tổng kim ngạch xuất nhập khẩu
đạt 730,2 tỷ USD, tăng 9,1% (tương ứng tăng 61,2 tỷ USD) so với cùng kỳ năm 2021.
Đây là con số kỷ lục về hoạt động xuất nhập khẩu từ trước đến nay và Việt Nam tiếp
tục nằm trong top 30 quốc gia xuất nhập khẩu lớn nhất thế giới. Đáng lưu ý trong số
liệu này là khối doanh nghiệp FDI đóng góp tỷ trọng rất lớn với kim ngạch xuất nhập
khẩu 506,83 tỷ USD. Bên cạnh đó, tỷ lệ sở hữu ôtô của Việt Nam ở mức 23 chiếc/1.000
người dân, chỉ bằng 1/10 của Thái Lan và 1/20 của Malaysia nhưng thị trường ô tô Việt
Nam lại có tốc độ tăng trưởng xếp thứ hai Đông Nam Á. Trong năm 2022 vừa qua,
doanh số ô tô toàn thị trường vượt 600.000 chiếc, cao nhất từ trước đến nay. Những con
số trên cho thấy ngành công nghiệp ôtô tại Việt Nam vừa có thách thức, vừa là cơ hội cho các nhà đầu tư.
Nhận thấy được tình trạng của ngành công nghiệp ô tô, nhóm đã quyết định triển
khai đề tài “ Ứng dụng tối ưu hóa và mô phỏng trong điều độ dây chuyền lắp ráp
ô tô nhằm tối thiểu thời gian hoàn thành các đơn hàng ” nhằm ứng dụng các phương
pháp tối ưu hóa để cải thiện hiệu suất của dây chuyền lắp ráp ô tô, giảm thiểu thời gian
sản xuất, giảm chi phí và tăng cường khả năng đáp ứng với yêu cầu sản xuất.
1.2 Mục tiêu đề tài
1.2.1 Mục tiêu chung
Mục tiêu chung của đề tài là tối ưu hóa để cải thiện hiệu suất của dây chuyền lắp
ráp ô tô, giảm thiểu thời gian hoàn thành các đơn hàng nhằm đáp ứng nhu cầu khách hàng.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
- Tìm hiểu và thu thập những số liệu có liên quan đến thông tin đơn hàng, thông tin
về quy trình lắp ráp ô tô.
- Phân tích hiện trạng công tác quản lý và sắp xếp lịch trình lắp ráp ô tô tại công ty.
- Xây dựng được kế hoạch điều độ tối ưu, nhằm tối thiểu thời gian hoàn thành các đơn đặt hàng.
- Kiểm chứng tính hiệu quả và khả thi của các giải pháp được đề xuất thông qua mô
phỏng bằng phần mềm Arena.
1.3 Phương pháp thực hiện
- Thu thập được các số liệu liên quan đến hệ thống lắp ráp ô tô (số lượng đơn hàng,
thời gian bắt đầu đặt hàng, thời gian kết thúc đơn hàng,... ).
- Sử dụng giải thuật Jackson kết hợp với giải thuật Dịch chuyển nút thắt cổ chai để
điều độ các chi tiết, sản phẩm.
- Đề xuất giải pháp điều độ các công việc trong quy trình để giảm thiểu thời gian hoàn thành các đơn hàng.
- Lược khảo những tài liệu khoa học có liên quan.
- Sử dụng phần mềm Arena để mô phỏng quy trình lắp ráp ô tô.
1.4 Phạm vi thực hiện - Đối tượng:
Các đơn hàng lắp ráp xe tải tại nhà máy lắp ráp.
- Trường hợp nghiên cứu gồm 15 công đoạn và 14 máy trong quy trình lắp ráp.
- Đề tài được thực hiện từ 1/2024. 1.5 Nội dung Chương Ⅰ: Giới thiệu.
Chương :Ⅱ Lược khảo tài liệu.
Chương Ⅲ: Giới thiệu về trường hợp nghiên cứu.
Chương Ⅳ: Xây dựng mô hình tối ưu và mô phỏng.
Chương : Kết luận & Kiến nghị.Ⅴ CHƯƠNG II
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
Ngày nay, cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất và dịch vụ, sự
cạnh tranh gay gắt và yêu cầu về thời gian hoàn thành các đơn hàng ngày càng tăng đã
đẩy mạnh sự chú ý vào việc tổ chức quản lý và tối ưu hóa các hoạt động sản xuất và
cung ứng dịch vụ. Thuật ngữ “Điều độ trong sản xuất và dịch vụ” (Planning and
Scheduling in Manufacturing and Services) xuất hiện khi các nhà quản lý sản xuất và
chuyên gia trong lĩnh vực công nghiệp nhận ra rằng việc duy trì sự cân bằng giữa nguồn
lực và nhu cầu là cực kỳ quan trọng. Mặc dù xuất hiện từ khá lâu nhưng nó đã trở nên
phổ biến hơn vào thế kỷ XX, đặc biệt là sau chiến tranh thế giới thứ hai. "Điều độ trong
sản xuất và dịch vụ" là một khía cạnh quan trọng trong quản lý doanh nghiệp, đặc biệt
là trong lĩnh vực sản xuất và cung cấp dịch vụ. Điều độ liên quan đến việc lập kế hoạch
và lên lịch trình các hoạt động sản xuất và dịch vụ để đảm bảo rằng tài nguyên được sử
dụng hiệu quả và sản phẩm hoặc dịch vụ được cung cấp đúng thời điểm và đạt chất
lượng mong muốn. Trong sản xuất, điều độ bao gồm việc lập kế hoạch sản xuất, quản
lý lượng tồn kho, lập kế hoạch vận chuyển và phân phối sản phẩm. Trong dịch vụ, điều
độ có thể bao gồm lập kế hoạch lịch trình của nhân viên, quản lý thời gian của dịch vụ
và đảm bảo rằng các yêu cầu của khách hàng được đáp ứng đúng hẹn. Mục tiêu chính
của việc điều độ là tối ưu hóa sử dụng tài nguyên và quản lý các hoạt động một cách
hiệu quả nhằm tăng cường năng suất, giảm thiểu lãng phí, tối ưu hóa tài nguyên và đảm
bảo chất lượng. Có rất nhiều các thuật toán điều độ cơ bản và chuyên sâu cho công việc
các bài toán máy đơn, Flow Shop, Job Shop và điều độ nhân lực nhưng mô hình chung
nhất về điều độ là bài toán lập lịch Flow Shop (Flow Shop Scheduling Problem).
Bài toán điều độ thường được đưa ra dưới dạng sản xuất tích hợp với giao nhận
hàng hóa. Ullrich (2013) đã giới thiệu mô hình kết hợp điều độ máy song song và điều
độ đội xe giao hàng với năng lực khác nhau ở các thời điểm sao cho thời gian hoàn
thành là nhỏ nhất. Hai bài toán nhỏ đã được giải bằng giải thuật GA và cho lời giải tốt
với kích thước bài toán lên đến 50 việc, 5 máy và 10 xe. Khi trung tâm phân phối nhận
đơn hàng thì nhà máy phải điều độ sản xuất đồng thời quyết định đường đi giao hàng
đến các nhà bán lẻ để kịp quay về trong ca làm việc và có chú ý đến khoảng thời gian
giao hàng riêng cho từng khách trong nghiên cứu của Low và cộng sự (2013). Kết quả
cho thấy lời giải từ GA tuy chưa được tốt nhưng tiết kiệm được rất nhiều thời gian để
giải 2 bài toán liên quan sản xuất và phân phối hàng hóa đồng thời. Giải thuật hybrid
GA cũng được sử dụng trong mô hình sản xuất theo dòng chảy (Flow shop) có tái nhập
lại trong khoảng thời gian cụ thể ở dây chuyền sản xuất ổ cứng (Chamnanlor và cộng
sự, 2014). Trong lĩnh vực dịch vụ, bài toán điều độ xe với khoảng thời gian ghé trạm
cho lấy và giao hàng bị giới hạn thì cũng được quan tâm
(Wang và cộng sự, 2015). Schneider và cộng sự (2014) lại điều độ việc sạc cho xe điện
với năng lực sạc ở các trạm khác nhau và thời gian giới hạn chạy xe tùy theo bình điện
của xe bằng giải thuật Tabu search. Mô hình thăm khám bệnh đồng thời nhiều bệnh
nhân trong cùng một khoảng thời gian nào đó khi bị giới hạn nguồn lực cũng được
Sohaib và cộng sự (2016) dùng mô phong tôi luyện (Simulated Annealing – SA) để tìm
lời giải. Trong nghiên cứu này cũng xem xét một vấn đề thực tế về việc nhận và chuyển
bê tông tươi đến các công trường xây dựng. Bài toán này sẽ được mô hình với điều kiện
thực tế và đề xuất phương án điều độ xe trong phần kế tiếp. Cân bằng chuyền mang lại
hiệu quả tận dụng tối đa thời gian nhàn rỗi tại các trạm, giảm thiểu số lượng trạm làm
việc cũng như sử dụng ít công nhân và thiết bị hơn nhưng vẫn đảm bảo sản lượng sản
xuất của công ty và tăng hiệu suất hoạt động sản xuất lên đáng kể. Bài báo tập trung
nghiên cứu vào dây chuyền sản xuất áo thun nam Nike tay ngắn tại Công ty TNHH
Asia Garment Manufacturer Việt Nam. Dây chuyền sản xuất thực tế vẫn còn tồn tại một
số vấn đề như nhiều công đoạn bị tồn bán thành phẩm và thời gian nhàn rỗi quá lớn tại
một số công đoạn khác lại. Vì vậy, nghiên cứu đưa ra hai phương pháp cân bằng chuyền
để giải quyết vấn đề trên, như phương pháp trọng số vị trí và bố trí lại dây chuyền theo
hình chữ U. Sau đó, so sánh các kết quả giữa hai phương án với nhau để chọn ra phương
án tốt nhất. Cuối cùng, mô phỏng dây chuyền cải tiến bằng phần mềm Arena để đánh
giá lại phương án về năng suất và công nhân.
Xây dựng một hệ thống sản xuất trải qua nhiều quá trình như: lập kế hoạch, thiết
kế, mô phỏng, thử nghiệm và triển khai thực tế. Trong đó, quá trình quan trọng nhất
trước khi triển khai xây dựng nhà máy hoặc phân xưởng là mô phỏng hệ thống để kiểm
tra toàn bộ hệ thống sản xuất. Mô phỏng hệ thống sản xuất có thể kiểm tra và tối ưu hóa
quá trình kiểm soát mà không cần phải có phần cứng vật lý. Bài báo tập trung nghiên
cứu và thực hiện mô phỏng quy trình sản xuất pin Lithium-ion trên phần mềm
Tecnomatix Plant Simulation. Bằng cách sử dụng công cụ phân tích nút thắt cổ chai
(Bottleneck analyzer), các điểm nghẽn trong hệ thống sản xuất đã được xác định. Từ
đó, nghiên cứu đã để xuất các biện pháp cải tiến hệ thống sản xuất bằng cách sử dụng
hệ thống kéo Kanban tránh những lãng phí có thể xảy ra, đồng thời trực quan hóa và
hợp lí hóa qui trình sản xuất…
Trong thực tế, tại các nhà máy, phân xưởng sản xuất luôn tồn tại một lượng
lớn bán phẩm tại các trạm gia công, sự phân bổ nguồn lực chưa hợp lý, thiếu sự đồng
bộ giữa các trạm gia công dẫn tới tắc nghẽn trong sản xuất. Tuy nhiên nghiên cứu
phương pháp cải tiến và tiến hành trực tiếp trên hệ thống thực thường rất khó hoặc
không thể vì có thể gây ra những hậu quả, có thể làm dừng hệ thống, chi phí nghiên cứu
cao hay một số hệ thống rất nguy hiểm không thể tiếp cận. Vì thế việc thực hiện mô
phỏng hệ thống sản xuất đang dần được phát triển và phổ biến có ưu thế về chi phí, tiện
lợi và tính khả thi. Bài báo xây dựng mô hình của hệ thống sản xuất nồi nhôm trên phần
mềm Plant Simulation. Dựa trên kết quả mô phỏng thu được, các tác giả đánh giá hiện
trạng sản xuất và đề xuất phương án cải tiến và tối ưu hóa hệ thống. Tối Ưu Hóa và Mô
Phỏng giúp: Tăng hiệu suất, Tối ưu hóa giúp tăng cường hiệu suất trong các quy trình
sản xuất, làm giảm lãng phí và tăng sản lượng;Tiết kiệm tài nguyên: Nó giúp tối ưu hóa
sử dụng tài nguyên như năng lượng, nguyên liệu, và
thời gian;Giảm chi phí: Bằng cách tối ưu hóa quy trình sản xuất và vận hành, chi phí
có thể được giảm thiểu, tạo điều kiện cho sự cạnh tranh; Kiểm tra an toàn và tin cậy:
Mô phỏng cho phép kiểm tra quy trình, thiết kế hoặc hệ thống mới mà không cần
triển khai thực tế, giúp đảm bảo an toàn và độ tin cậy trước khi triển khai; Đánh giá
hiệu suất: Bằng cách mô phỏng các tình huống khác nhau, người ta có thể đánh giá
hiệu suất của hệ thống hoặc quy trình dưới nhiều điều kiện khác nhau mà không cần
phải thực hiện thực tế; Tối ưu hóa thiết kế: Mô phỏng cho phép thử nghiệm và điều
chỉnh thiết kế trước khi triển khai, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí; Ứng Dụng Kỹ
Thuật: Áp dụng tối ưu hóa và mô phỏng trong quy trình sản xuất để cải thiện hiệu
suất và chất lượng sản phẩm. Sử dụng để tối ưu hóa quá trình vận hành hệ thống
phân phối, giao thông, điện lực,... Giúp nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới một cách hiệu quả hơn. CHƯƠNG III
GIỚI THIỆU TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU
3.1 Giới thiệu về trường hợp nghiên cứu 3.1.1 Giới thiệu
Một doanh nghiệp liên doanh hoạt động trong lĩnh vực nhập khẩu, lắp ráp và phân phối
đa dạng các sản phẩm xe thương mại và xe ô tô bao gồm: các dòng xe tải nhẹ - trung
nặng, xe chuyên dùng, khung gầm xe buýt cũng như xe tải, xe SUV 7 chỗ,…
3.1.2 sản phẩm nghiên cứu Tên Loại Khối Khối lượng Khối Chiều Chỗ lượng chuyên chở lượng dài cơ ngồi (Kg) (Kg) kéo sở theo (mm) (Kg) 3 F-XE Xe tải 4,990 2,200 - 2,765 3 Q-XE Xe tải 5,500 2,490 - 3,360
Bảng 3.1: sản phẩm nghiên cứu 9
3.2Quy trình láp ráp sản phẩm
3.2.1 Quy trình lắp ráp
Để tạo ra một chiếc ô tô hoàn chỉnh, dây chuyền sản xuất ô tô đóng vai trò quan
trọng và cần thiết. Dưới đây là quy trình lắp ráp ô tô trên dây chuyền sản xuất: Chuẩn bị Lắp ráp Lắp ráp nguyên Dập nội thất và hoàn chất liệu thiện
Hình 3.1 : Qui trình lắp ráp xe tải
3.2.2 Quy trình láp ráp xe tải
1.Chuẩn bị linh kiện và bộ phận: Các linh kiện và bộ phận được chuẩn bị từ
nhà cung cấp và kiểm tra chất lượng.
• Người tham gia: Nhân viên kho chịu trách nhiệm kiểm tra và sắp xếp
các linh kiện và bộ phận.
• Máy móc: Máy cắt CNC để cắt các linh kiện kim loại theo kích thước
và hình dạng cần thiết. Máy nâng tự động để di chuyển và vận chuyển
các linh kiện và bộ phận trong nhà máy.
2.Dập khuôn: Trước tiên, các tấm kim loại được chuẩn bị và cắt thành các
kích thước phù hợp cho quá trình lắp ráp bằng máy cắt plasma. Sau đó, các
tấm kim loại được đột các lỗ bằng máy đột lỗ xong sẽ tiến hành định hình và
gia công bởi máy dập khuôn đúc để tạo ra các bộ phận của khung gầm và
cabin theo các thiết kế cụ thể.
• Người tham gia: Thợ dập khuôn chịu trách nhiệm cho việc thiết kế, chế
tạo và điều chỉnh khuôn dập theo yêu cầu cụ thể của sản phẩm. Máy
móc: Máy cắt plasma, máy đột lỗ, máy dập khuôn đúc.
3.Hàn và lắp ráp khung gầm và cabin: Các bộ phận được hàn lại với nhau để
tạo thành khung gầm và cabin của xe tải. Máy hàn tự động hàn các bộ phận
của khung xe với độ chính xác và độ mạnh đảm bảo. Robot hàn được lập
trình để thực hiện các công đoạn hàn phức tạp và chi tiết trên khung xe, giảm
thiểu sai số và tăng hiệu suất sản xuất. Máy nâng tự động để di chuyển và vị
trí các bộ phận của khung xe trong quá trình lắp ráp.
• Người tham gia: Thợ hàn chịu trách nhiệm về việc hàn các bộ phận của
khung xe lại với nhau, công nhân lắp ráp lắp các bộ phận đã được hàn
vào vị trí đúng đắn trên khung xe.
• Máy móc: Máy hàn tự động, robot hàn, máy nâng tự động.
4.Sơn: Công nhân thường sẽ tiến hành việc làm sạch và chuẩn bị bề mặt của xe
tải trước khi đưa vào dây chuyền sơn. Xe tải được đưa vào dây chuyền sơn tự
động, nơi mà các máy móc và hệ thống tự động sẽ thực hiện việc phun sơn trên
toàn bộ bề mặt. Hệ thống này bao gồm robot phun sơn được điều khiển bởi máy
tính và hệ thống sấy tự động để sấy khô lớp sơn trên xe.
• Người tham gia: Công nhân sơn làm sạch, đánh bóng và làm phẳng để
chuẩn bị cho quá trình sơn
• Máy móc: Robot phun sơn, hệ thống sấy nhiệt độ tự động.
5.Gắn động cơ và hộp số: Các bộ phận như động cơ, hộp số được lắp ráp vào
gầm khung bằng máy vít tự động và máy nâng tự động giúp nâng và giữ các bộ
phận được gắn vào vị trí. Dùng thiết bị cân chỉnh để căn chỉnh vị trí và góc quay
của động cơ và hộp số, đảm bảo chúng được lắp đúng cách và đúng góc độ.
• Người tham gia: Công nhân chịu trách nhiệm vận chuyển và lắp ráp
động cơ và hộp số vào vị trí đúng đắn trên khung xe. Kỹ thuật viên
kiểm tra và điều chỉnh các liên kết và cài đặt của động cơ và hộp số,
đảm bảo chúng hoạt động chính xác và an toàn
• Máy móc: Máy vít tự động, máy nâng tự động, thiết bị cân chỉnh.
6.Lắp ráp hệ thống treo và lái: Các bộ phận treo và lái có thể được gắn
kết với khung gầm của xe tải bằng máy nâng tự động và máy vít tự
động láp ráp các bộ phận này vào vị trí.
• Người tham gia: Công nhân vận chuyển các bộ phận của hệ thống treo
và lái đến vị trí lắp trên khung xe.
• Máy móc: Máy nâng tự động, máy vít tự động.
7.Lắp ráp thùng xe và các phụ kiện:
Các phần của thùng xe và các phụ kiện như cửa, cửa sổ, cánh cửa và các bộ
phận khác được định hình và gia công, sau đó được hàn và lắp ráp để tạo
thành thùng xe và các phụ kiện nhờ robot hàn. Thùng xe và các phụ kiện
khác được lắp đặt trên khung gầm bằng máy vít tự động và máy nâng tự động.
• Người tham gia: Công nhân vận chuyển và lắp ráp các bộ phận của
thùng xe, thợ lắp ráp đảm bảo mọi bộ phận được lắp đúng cách và an toàn.
• Máy móc: Robot hàn, máy vít tự động, máy nâng tự động.
8.Lắp ráp hệ thống phanh và truyền động: Các bộ phận của hệ thống phanh như
bố trí lốp, bình chứa chất lỏng phanh, xi lanh phanh, ống dẫn phanh và bộ
phận phanh được lắp ráp vào xe tải. Máy vít tự động và máy nâng tự động thường
được sử dụng để lắp ráp các bộ phận này vào vị trí.
• Người tham gia: Công nhân vận chuyển và lắp ráp các bộ phận của hệ
thống phanh và truyền động, bao gồm bánh xe, bộ phanh, trục và các bộ phận khác.
• Máy móc: Máy vít tự động, máy nâng tự động.
9.Lắp ráp hệ thống điều hòa và thông gió: Hệ thống điều hòa và thông gió được
lắp đặt trên xe bằng máy máy vít tự động và máy nâng tự động. Sau khi lắp ráp,
các bộ phận của hệ thống điều hòa và thông gió được kết nối với hệ thống điện
và kiểm tra hoạt động. Máy kiểm tra và điều chỉnh tự động được sử dụng để
kiểm tra chức năng của hệ thống và điều chỉnh các thiết lập cần thiết.
• Người tham gia: Công nhân vận chuyển và lắp ráp các bộ phận của hệ
thống điều hòa và thông gió, bao gồm các ống dẫn, máy nén, bộ điều
khiển, cổng thông gió và các bộ phận đi kèm khác.
• Máy móc: Máy vít tự động, máy nâng tự động, máy kiểm tra và
điều chỉnh tự động.
10.Lắp ráp nội thất của cabin: Nội thất của cabin, bao gồm cả ghế, bảng điều
khiển, hệ thống giải trí và các tiện ích khác, được lắp đặt bằng máy vít tự động và máy nâng tự động.
• Người tham gia: Công nhân vận chuyển và lắp ráp các bộ phận nội thất
của cabin, bao gồm ghế ngồi, bảng điều khiển, vô lăng, hệ thống giải
trí và các phụ kiện khác.
• Máy móc: Máy vít tự động, máy nâng tự động.
11.Gắn kính và cửa: Các kính và cửa được lắp đặt vào xe bằng máy vít tự động và máy nâng tự động.
• Người tham gia: Công nhân vận chuyển và gắn kính, cửa vào vị trí trên cabin của xe tải.
• Máy móc: Máy vít tự động, máy nâng tự động.
12.Lắp ráp hệ thống đèn và đèn chiếu sáng: Đèn chiếu sáng và các hệ thống đèn
khác được lắp đặt trên xe bằng máy vít tự động và máy nâng tự động.
• Người tham gia: Công nhân vận chuyển và lắp ráp các bộ phận đèn,
bao gồm đèn pha, đèn hậu, đèn xi nhan và các bộ phận khác vào vị trí trên xe tải.
• Máy móc: Máy vít tự động, máy nâng tự động.
13.Kiểm tra và điều chỉnh: Xe được kiểm tra và điều chỉnh để đảm bảo các hệ
thống hoạt động đúng cách và đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng. Sử dụng máy
kiểm tra tự động để kiểm tra các hệ thống và chức năng trên xe, bao gồm hệ
thống động cơ, hệ thống điện, hệ thống treo và hệ thống phanh
• Người tham gia: Kỹ thuật viên tiến hành điều chỉnh các bộ phận nếu
cần thiết để đảm bảo xe hoạt động một cách chính xác và an toàn.
• Máy móc: Máy kiểm tra tự động.
14.Kiểm tra an toàn: Xe được kiểm tra an toàn để đảm bảo tuân thủ các tiêu
chuẩn an toàn quốc tế và cơ sở dữ liệu của nhà sản xuất.
• Người tham gia: Công nhân thực hiện kiểm tra tổng thể an toàn của xe
tải. Họ kiểm tra các bộ phận như hệ thống phanh, hệ thống lái, hệ thống
đèn chiếu sáng, hệ thống treo và các bộ phận an toàn khác Máy móc:
Máy kiểm tra tự động, máy điều chỉnh tự động.
15.Hoàn thiện và làm sạch: Xe được hoàn thiện và làm sạch bề mặt bên ngoài
bằng máy rửa xe tự động trước khi giao cho khách hàng.
• Người tham gia: Công nhân thực hiện việc kiểm tra tổng thể và làm
sạch các bộ phận trên xe tải sau khi hoàn thiện quy trình lắp ráp. Máy
móc: Máy rửa xe tự động.
3.1.3. Máy móc trong quy trình Tên máy STT Kí hiệu Máy cắt CNC 1 M1 Máy nâng tự động 2 M2 Máy cắt plasma 3 M3 Máy đột lỗ 4 M4 Máy dập khuôn đúc 5 M5 Máy hàn tự động 6 M6 Robot hàn 7 M7 Robot phun sơn 8 M8 Hệ thống sấy 9 M9 Máy vít tự động 10 M10 Thiết bị cân chỉnh 11 M11
Máy điều chỉnh tự động 12 M12 Máy kiểm tra tự động 14 M13 Máy rửa xe tự động 15 M14
Bảng 3.2: Máy móc trong quy trình láp ráp
3.2 Thu thập số liệu
3.2.1 Thông tin đơn hàng Thời Thời gian Thời gian gian tới hoàn Đơn Sản Số lượng Thời gian
nhận đơn thực hiện hạn thành hàng phẩm (Chiếc) hàng (Giờ) 1 F-XE 300 5/2/2024 1/1/2025 2 F-XE 250 11/3/2024 29/1/2025 3 Q-XE 300 8/4/2024 18/3/2025
Bảng 3.3: Thông tin các đơn hàng
3.2.2 Thời gian gia công chi tiết trên các máy
3.2.2.1 Thời gian gia công xe F-XE
Thời gian thực hiện (phút/chi tiết) Trình tự CV1 p(M2) = 17 p(M1) = 13 M2-M1 CV2 p(M3) = 3 p(M4)= 7 p(M5) = 5 M3-M4-M5 CV3 p(M2) = 12 p(M6) = 10 p(M7)= 8 M2-M6-M7 CV4 p(M8) = 3 p(M9)= 2 M8-M9 CV5 p(M2) = 5 p(M10) 3 p(M11) = 2 M2-M10-M11 = CV6 p(M2) = 13 p(M10) 17 M2-M10 = CV7 p(M2) = 20 p(M7)= 6 p(M10) 5 M2-M7-M10 = CV8 p(M2) = 10 p(M10) 6 M2-M10 = CV9 p(M2) = 12 p(M10) 7 p(M13) 8 p(M12) 12 M2-M10-M13-M12 = = = CV10 p(M2) = 3 p(M10) 8 M2-M10 = CV11 p(M2) = 14 p(M10) 16 M2-M10 = CV12 p(M2) = 3 p(M10) 8 M2-M10 = CV13 p(M13) = 5 M13 CV14 p(M13) = 15 p(M12) 15 M13-M12 = CV15 p(M14) = 25 M14
Bảng 3.4: Thời gian gia công xe F-XE 3.2.2.2
Thời gian gia công xe Q-XE
Thời gian thực hiện (phút/chi tiết) Trình tự CV1 p(M2) = 19 p(M1) = 15 M2-M1 CV2 p(M3) = 5 p(M4)= 9 p(M5) = 7 M3-M4-M5 CV3 p(M2) = 14 p(M6) = 12 p(M7)= 10 M2-M6-M7 CV4 p(M8) = 5 p(M9)= 4 M8-M9 CV5 p(M2) = 7 p(M10) 5 p(M11) = 4 M2-M10-M11 = CV6 p(M2) = 15 p(M10) 19 M2-M10 = CV7 p(M2) = 22 p(M7)= 8 p(M10) 7 M2-M7-M10 = CV8 p(M2) = 12 p(M10) 8 M2-M10 = CV9 p(M2) = 14 p(M10) 9 p(M13) 10 p(M12) = 14 M2-M10-M13- = = M12 CV10 p(M2) = 5 p(M10) 10 M2-M10 = CV11 p(M2) = 16 p(M10) 18 M2-M10 = CV12 p(M2) = 5 p(M10) 10 M2-M10 = CV13 p(M13) = 7 M13 CV14 p(M13) = 17 p(M12) 17 M13-M12 = CV15 p(M14) = 27 M14
Bảng 3.5: Thời gian gia công xe Q-XE
3.2.3 Thời gian gia công các đơn hàng
Thời gian hoàn thành đơn hàng(giờ/đơn hàng) = (thời hoàn hoàn thành 1 chi tiết*số lượng)/60
3.2.3.1 Thời gian gia công đơn hàng 1 Đơn
hàng 1 có số lượng 300 F-XE Tổng
Thời gian thực hiện Trình tự Pij (ngày/đơn hàng) (ngày) CV1 p(M2) = 10.6 p(M1) = 8.1 M2-M1 18.8 CV2 p(M3) = 1.9 p(M4)= 4.4 p(M5) = 3.1 M3-M4- M5 9.4 CV3 p(M2) = 7.5 p(M6) = 6.3 p(M7)= 5.0 M2-M6- M7 18.8 CV4 p(M8) = 1.9 p(M9)= 1.3 M8-M9 3.1 M2- CV5 p(M2) = 3.1 p(M10) = 1.9 p(M11) = 1.3 M10- 6.3 M11 CV6 p(M2) = 8.1 p(M10) = 10.6 M2-M10 18.8 CV7 p(M2) = 12.5 p(M7)= 3.8 p(M10) = 3.1 M2- M7M10 19.4 CV8 p(M2) = 6.3 p(M10) = 3.8 M2-M10 10.0 M2- M10- CV9 p(M2) = 7.5 p(M10) = 4.4 p(M13) = 5.0 p(M1 24.4 2) = 7.5 M13- M12 CV10 p(M2) = 1.9 p(M10) = 5.0 M2-M10 6.9 CV11 p(M2) = 8.8 p(M10) = 10.0 M2-M10 18.8 CV12 p(M2) = 1.9 p(M10) = 5.0 M2-M10 6.9