P51. Hệ thống sản xuất JIT and TPS

Sản xuất JIT

Lịch sử phát triển hệ thống Toyota – Sản xuất JIT

Trải qua hơn một thế kỷ của sự phát triển, lịch sử hình thành công nghệ sản xuất của Toyota là một hành trình đầy chông gai và tiến triển đầy ý nghĩa. Từ những bước đầu tiên của việc tạo ra các bộ phận tương thích tại các kho vũ khí Mỹ đến việc định hình Hệ thống Sản xuất Toyota vào những năm 2000, sự tiến bộ này đã tạo nên một ảnh hưởng to lớn trong ngành công nghiệp ô tô và sản xuất hàng loạt.

1800: Sự Xuất Hiện Của Các Bộ Phận Tương Thích tại Kho Vũ Khí Hoa Kỳ

Khởi nguồn ban đầu của công nghệ sản xuất hiện đại có thể được tìm thấy trong việc áp dụng các bộ phận tương thích trong quá trình sản xuất vũ khí tại các kho vũ khí của Hoa Kỳ vào thế kỷ 19. Ý tưởng này cho phép việc sản xuất hàng loạt dễ dàng hơn và giảm thiểu thời gian cần thiết cho việc tạo ra các sản phẩm.

1990: Sản Xuất Hàng Loạt Tại Ford

Thời kỳ này chứng kiến sự bùng nổ của phương pháp sản xuất hàng loạt tại Ford Motor Company, được biết đến với dòng chảy công việc liên tục (continuous flow) và sự tối ưu hóa quy trình sản xuất. Đây là giai đoạn mà việc tăng cường hiệu suất sản xuất thông qua việc tối ưu hóa quá trình và kiểm soát chất lượng đã trở thành xu hướng hàng đầu trong ngành công nghiệp ô tô.

2000: Hệ Thống Sản Xuất Toyota (TPS)

Toyota Production System (TPS) là bước đột phá mang tính cách mạng trong lịch sử sản xuất ô tô. TPS không chỉ tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình sản xuất mà còn chú trọng vào khía cạnh nhân sự và quản lý. TPS tập trung vào việc loại bỏ lãng phí, tối ưu hóa hiệu suất và tạo ra sự linh hoạt trong quy trình sản xuất.

Từ việc áp dụng nguyên lý “Just-in-Time” (Chỉ Sản Xuất Đúng Lúc,Sản xuất JIT) đến việc phát triển nền tảng vững chắc của “Kaizen” (Tiếp Tục Cải Tiến), Toyota đã xây dựng một cách tiếp cận độc đáo về sản xuất ô tô, mở ra một thời kỳ mới với sự tập trung vào hiệu suất, chất lượng và sự linh hoạt.

Sự Kế Thừa và Ứng Dụng Hiện Đại

Từ lịch sử hình thành ban đầu cho đến ngày nay, công nghệ sản xuất của Toyota đã trở thành một nguồn cảm hứng to lớn cho nhiều công ty trong và ngoài ngành công nghiệp ô tô. Công nghệ này không chỉ tạo ra cơ hội để cải thiện quy trình sản xuất mà còn mở ra cánh cửa cho sự đổi mới liên tục và tư duy sáng tạo trong môi trường sản xuất.

Tóm lại, lịch sử hình thành công nghệ sản xuất của Toyota không chỉ là một hành trình tiến triển về công nghệ mà còn là một hành trình về triết lý quản lý và sự tiếp tục cải tiến. Sự tiếp nối và ứng dụng thông qua các thế hệ đã củng cố vị thế của Toyota là một trong những hãng xe hàng đầu thế giới với sự cam kết vững chắc đối với chất lượng và hiệu suất.

30 Năm Phát Triển Và Tiến Hóa Của Hệ Thống Sản Xuất Toyota – JIT

sản xuất JIT
Sản xuất toyota production system

Hình Thành Ban Đầu

Hệ thống Sản xuất Toyota (TPS) không chỉ là một phương pháp sản xuất mà còn là một triết lý quản lý với mục tiêu tối ưu hóa hiệu suất, chất lượng và linh hoạt. Ban đầu hình thành vào những năm đầu của thế kỷ 20, TPS đã trải qua một hành trình phát triển không ngừng trong suốt 30 năm qua.

1970s – 1980s: Gốc Nguồn Của TPS

Trong giai đoạn này, TPS bắt đầu thu hút sự chú ý đối với việc áp dụng các nguyên lý như Sản xuất JIT và “Jidoka” (Tự Động Dừng Lỗi). Nguyên tắc “Just-in-Time” giúp loại bỏ lãng phí bằng cách sản xuất đúng lượng cần thiết và đúng thời điểm, trong khi “Jidoka” tập trung vào việc ngăn chặn lỗi sản xuất và tự động dừng quá trình nếu phát hiện sự cố.

1990s: Kỷ Nguyên Mở Rộng và Đổi Mới

Thập kỷ này chứng kiến sự lan rộng của TPS từ Toyota đến nhiều công ty sản xuất khác. Các nguyên tắc của TPS đã trở thành điểm tựa cho sự tối ưu hóa quy trình sản xuất và kiểm soát chất lượng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

2000s – 2010s: Sự Đa Dạng Hóa và Sáng Tạo

Trong thời kỳ này, TPS đã tiếp tục tiến xa hơn với việc áp dụng các phương pháp kỹ thuật số và công nghệ thông tin vào quy trình sản xuất. Sự kết hợp giữa TPS và các công nghệ mới đã tạo ra sự linh hoạt và tăng cường khả năng đáp ứng nhanh chóng với yêu cầu thị trường.

Đến Hiện Tại: Tích Hợp và Mở Rộng Toàn Cầu

Trải qua 30 năm phát triển, TPS không chỉ dừng lại ở việc tối ưu hóa quy trình sản xuất mà còn đang tích hợp và mở rộng với mô hình sản xuất toàn cầu. Toyota không ngừng nỗ lực để cải thiện TPS, từ việc tập trung vào chất lượng sản phẩm đến việc đáp ứng nhanh chóng với sự biến đổi của thị trường toàn cầu.

Tầm Ảnh Hưởng Và Tương Lai

TPS không chỉ là một hệ thống sản xuất mà còn là một triết lý quản lý và cách tiếp cận sáng tạo. Sự ổn định và hiệu quả của TPS đã trở thành nguồn cảm hứng cho nhiều công ty trên khắp thế giới, đặc biệt trong việc áp dụng các phương pháp tiên tiến để nâng cao hiệu suất và linh hoạt trong sản xuất.

Trong tương lai, sự tiếp tục của TPS sẽ tiếp tục thách thức và thay đổi cách chúng ta nhìn nhận về quy trình sản xuất, tạo ra cơ hội để cải thiện không ngừng và tạo ra những đột phá sáng tạo mới.

Tóm tắt về Đặc điểm Nhà máy lắp ráp của các Nhà sản xuất Lớn năm 1989

Tại Nhật Bản, các nhà máy lắp ráp thường được biết đến với sự hiệu quả và chính xác. Thường nhỏ hơn về quy mô nhưng lại có sự tự động hóa và chất lượng cao. Đặt ở gần trung tâm thành phố do hạn chế về không gian, những nhà máy này luôn chú trọng vào việc sản xuất các phương tiện với chất lượng cao.

Ở bên kia Thái Bình Dương, các nhà máy của Nhật Bản tại Bắc Mỹ giống với các nhà máy ở quê hương nhưng đã thích nghi với địa phương. Họ vẫn giữ sự tập trung vào hiệu suất và chất lượng, nhưng điều chỉnh phương pháp sản xuất để phù hợp với thị trường và phương pháp lao động ở Bắc Mỹ.

Mặt khác, những nhà máy của người Mỹ tại Bắc Mỹ thường lớn hơn và linh hoạt hơn. Lan rộng khắp các vùng, những nhà máy này có khả năng thích nghi với nhu cầu đa dạng của thị trường. Chúng chủ yếu tập trung vào tính linh hoạt và phục vụ các nhu cầu đặc thù của từng khu vực.

Và rồi là châu Âu – một hỗn hợp của các chiến lược nhà máy lắp ráp. Từ việc tập trung vào hiệu suất tương tự như cách tiếp cận của người Nhật đến tính linh hoạt giống như những nhà máy của người Mỹ, cảnh quan tại châu Âu là sự pha trộn của nhiều ảnh hưởng khác nhau. Phương pháp lao động và những đặc điểm thị trường cụ thể ở từng quốc gia châu Âu đóng vai trò quan trọng trong việc định hình các chiến lược đa dạng này.

Nhìn lại, thật thú vị khi thấy các khu vực khác nhau mang đến sự đa dạng cho những đặc điểm của nhà máy lắp ráp, phản ánh sự kết hợp của các phương pháp công nghiệp, động lực thị trường và sự thích nghi chiến lược từ các nhà sản xuất.

sản xuất JITsản xuất JIT
Ref. “Machine that Changed the World” Womack, Jones and Roos

Chi phí và Tự Động Hóa

Những nhà máy lắp ráp ô tô trong thập niên 1980 tại các khu vực khác nhau đã thể hiện sự đa dạng đáng kinh ngạc. Từ sự tập trung vào hiệu suất và chất lượng ở Nhật Bản đến tính linh hoạt và quản lý chi phí ở Mỹ, cùng với sự pha trộn độc đáo tại châu Âu, mỗi khu vực đều có những đặc điểm và chiến lược riêng biệt.

Nhà máy lắp ráp ở Nhật Bản được biết đến với sự tự động hóa cao và chất lượng sản phẩm xuất sắc. Tuy nhiên, chi phí ban đầu để đạt được mức độ tự động hóa cao này cũng tương đối lớn.

Các nhà máy Nhật tại Bắc Mỹ giữ vững tiêu chuẩn về chất lượng và hiệu suất, trong khi vẫn điều chỉnh chiến lược sản xuất để thích nghi với thị trường địa phương mà không tăng quá nhiều chi phí ban đầu.

Ở Mỹ, nhà máy lớn hơn và thường tập trung vào tính linh hoạt trong sản xuất. Họ đặt sự cân nhắc giữa việc áp dụng tự động hóa và kiểm soát chi phí ban đầu.

Châu Âu, một hỗn hợp đa dạng của các chiến lược sản xuất, từ việc tối ưu hiệu suất đến việc quản lý chi phí một cách khôn ngoan hơn là phụ thuộc hoàn toàn vào tự động hóa.

Từ sự tập trung vào chất lượng và hiệu suất tại Nhật Bản đến sự linh hoạt và quản lý chi phí ở Mỹ và sự đa dạng tại châu Âu, cảnh quan của ngành công nghiệp ô tô vào năm 1989 thực sự là một cuộc đối chiếu đa dạng và hấp dẫn về chiến lược sản xuất.

Ref. “Machine that Changed the World” Womack, Jones and Roos
ref; Taiichi Ohno

Hệ Thống Sản Xuất Toyota (TPS): Chi Phí, Chất Lượng và Nhân Văn Trong Sản Xuất

Trong ngành sản xuất, Hệ thống Sản xuất Toyota (TPS) đã trở thành một bản mẫu vững mạnh với ảnh hưởng to lớn đối với cả chi phí, chất lượng, số lượng và nhân văn.

Giảm Chi Phí: TPS tập trung vào việc giảm thiểu lãng phí trong mọi quy trình. Bằng cách loại bỏ các bước không cần thiết, giảm thiểu hàng tồn kho, tối ưu hóa tài nguyên và tối giản quy trình làm việc, TPS giúp giảm chi phí sản xuất. Phương pháp lean này đảm bảo sử dụng tài nguyên một cách hiệu quả, cắt giảm chi phí mà không làm giảm chất lượng.

Cải Thiện Chất Lượng: TPS ưu tiên chất lượng ở mọi giai đoạn. Hệ thống này bao gồm các kỹ thuật “jidoka” (tự động hóa với sự can thiệp của con người) và “poka-yoke” (chống lỗi) để phát hiện và ngăn chặn khuyết điểm. Bằng cách cho phép công nhân ngừng sản xuất khi gặp sự cố và giải quyết nguyên nhân căn bản, TPS đảm bảo sản phẩm có chất lượng cao, giảm thiểu việc làm lại và tăng cường sự hài lòng của khách hàng.

Số Lượng và Hiệu Quả: TPS tối ưu hóa quy trình sản xuất và linh hoạt. Hệ thống tập trung vào “Just-in-Time” (JIT) đảm bảo nguyên liệu đến đúng lúc cần thiết, giảm thiểu hàng tồn kho dư thừa và chi phí lưu trữ. Việc cải tiến liên tục thông qua các phương pháp kaizen thúc đẩy hiệu suất, cho phép sản xuất nhanh hơn và đáp ứng nhanh chóng nhu cầu thị trường.

Nhân Văn và Sự Tự Quản Lý của Nhân Viên: TPS đánh giá cao đóng góp của con người và khuyến khích sự tham gia của nhân viên trong việc giải quyết vấn đề. Công nhân được khuyến khích đề xuất các cải tiến, tạo ra một văn hóa học hỏi và tương tác liên tục. Bằng cách cung cấp cơ hội phát triển kỹ năng, sự tự chủ và tạo điều kiện cho sự sở hữu, TPS tăng cường sự hài lòng và tinh thần làm việc, góp phần tạo ra một môi trường lao động nhân văn.

TPS không chỉ cải thiện quy trình sản xuất mà còn biến đổi toàn bộ văn hóa tổ chức. Đây là một phương pháp toàn diện, kết hợp giữa hiệu quả chi phí, chất lượng cao, quản lý số lượng tốt và môi trường làm việc tập trung vào con người.

Ref Yasuhiro Monden

Mục tiêu cơ bản

  • Giảm chi phí bằng cách:
  • Loại bỏ lãng phí
    • Tài nguyên sản xuất dư thừa
    • Sản xuất quá mức
    • Hàng tồn kho dư thừa
    • Đầu tư vốn không cần thiết
  • Tôn trọng con người

Mô phỏng của một dây chuyền truyền tải gồm 20 máy, 19 buffer (giới hạn = 10 sản phẩm). Mỗi máy với thời gian chu kỳ một phút có thể sản xuất được 4800 sản phẩm mỗi tuần. MTTF (Thời gian trung bình giữa các lần hỏng) là 3880 phút, MTTR (Thời gian trung bình sửa chữa) là 120 phút.

Production Variability

Buffer so với MTTR

  • MTTR = 120 phút
  • N* ~ 2 x 120 x1 sản phẩm/phút = 240
  • 240 x 19 buffers = 4560 (~ khoảng một tuần)

Cần phải có cách tốt hơn!

THAY ĐỔI CÁCH TƯ DUY, GIẢM BIẾN ĐỘNG

Nguyên nhân gây biến động trong quá trình sản xuất là sự xuất hiện của các vấn đề liên quan đến chất lượng, thời gian giao hàng và tài nguyên không khả dụng. Để giải quyết vấn đề chất lượng, cần thực hiện kiểm tra chất lượng kỹ lưỡng và ngăn chặn sự lan rộng của các vấn đề. Trong khi đó, để giải quyết vấn đề thời gian giao hàng, cần thực hiện các biện pháp như Just in Time, tạo ra dòng sản xuất liền mạch, và chuẩn hóa công việc. Đối với vấn đề về tài nguyên không khả dụng, cần tạo ra các giải pháp linh hoạt như thiết lập nhanh chóng và sử dụng máy móc linh hoạt cùng với đội ngũ công nhân được đào tạo nhiều kỹ năng.

Autonomation…

Ông Monden cho biết từ “autonomation” bắt nguồn từ từ “Jidoka” trong tiếng Nhật. Từ này mang hai ý nghĩa, ý nghĩa đầu tiên là tự động hóa theo nghĩa thông thường, chuyển từ quy trình thủ công sang quy trình máy móc. Ý nghĩa thứ hai là “kiểm soát tự động của các lỗi”. Ông Monden nói rằng đây là ý nghĩa được Toyota đặt ra. Ý nghĩa thứ hai này đôi khi được gọi là Ninbennoaru Jidoka, có nghĩa đen là tự động hóa với tư duy con người. Ông Monden tiếp tục cho biết rằng “mặc dù autonomation thường liên quan đến một dạng nào đó của tự động hóa, nhưng không chỉ giới hạn trong quy trình máy móc mà còn có thể sử dụng kết hợp với các hoạt động thủ công. Trong cả hai trường hợp, đây chủ yếu là một kỹ thuật để phát hiện và sửa chữa các lỗi sản xuất và luôn bao gồm các thiết bị sau; cơ chế phát hiện bất thường hoặc lỗi; cơ chế dừng dây chuyền hoặc máy móc khi có bất thường hoặc lỗi xảy ra. Khi có lỗi xảy ra, dây chuyền dừng lại, buộc phải chú ý ngay lập tức vào vấn đề, điều tra nguyên nhân và khởi đầu hành động sửa chữa để ngăn chặn các lỗi tương tự từ việc tái diễn…”

Reference: Yasuhiro Monden, Toyota Production System

J T. Black’s 10 Steps

Ref. The Design of the Factory With a Future by J. Temple Black

  1. Tạo các ô. Các hoạt động tuần tự, tách rời người vận hành khỏi máy móc, các bộ phận thuộc các nhóm, quy trình làm việc một chiếc một lần trong ô sản xuất.
  2. Giảm thời gian thiết lập. Bên ngoài quá trình thiết lập để giảm thời gian ngừng máy trong quá trình chuyển đổi, tiêu chuẩn hóa quá trình thiết lập.
  3. Tích hợp kiểm soát chất lượng.
  4. Tích hợp bảo dưỡng dự phòng.
  5. Mức độ hóa và cân bằng.
  6. Liên kết các ô – KANBAN.
  7. Giảm hàng tồn trung gian.
  8. Xây dựng chương trình nhà cung cấp.
  9. Tự động hóa.
  10. Máy tính hóa.

1/ Tạo các ô. Thực hiện các hoạt động tuần tự, tách rời người vận hành khỏi máy móc, phân loại các bộ phận theo nhóm, và duy trì quy trình làm việc một chiếc một lần trong mỗi ô sản xuất.

2/ Giảm thời gian thiết lập. Đưa các quá trình thiết lập ra ngoài để giảm thời gian ngưng máy trong quá trình chuyển đổi, và tiêu chuẩn hóa quy trình thiết lập.

Toyota Cell, một bộ phận được sản xuất cho mỗi chu trình quanh cell.

3. Tích hợp kiểm soát chất lượng. Kiểm tra chất lượng bộ phận tại cell, Poka Yoke, dừng sản xuất khi bộ phận không tốt, làm cho vấn đề trở nên rõ ràng, Andon – thông tin về công việc đang được thực hiện…

4. Tích hợp bảo dưỡng dự phòng. Một công nhân bảo dưỡng máy móc, vận hành chậm hơn, người vận hành sở hữu việc sản xuất bộ phận.

5. Cân bằng và làm phẳng. Sản xuất theo thời gian Takt, giảm kích thước lô sản xuất, làm cho quá trình sản xuất trôi chảy hơn, sản xuất theo tỷ lệ phù hợp với nhu cầu.

6. Liên kết cell – Kanban. Tạo ra hệ thống “kéo” – Hệ thống “Siêu thị” cho biết trạng thái của hệ thống.

Cân bằng và làm phẳng

  • Dây chuyền cân bằng: điều chỉnh thời gian quá trình để có luồng chảy trơn tru theo “thời gian Takt”.
  • Dây chuyền làm phẳng: mỗi sản phẩm được sản xuất theo phân phối cần thiết.”

Hệ thống sản xuất kéo tại Siêu Thị

Hệ thống kéo (“Pull Systems”) – Các đơn đặt hàng đến ở cuối dây chuyền và được “kéo” ra khỏi hệ thống. Công việc đang được thực hiện (WIP) giữa các máy cho phép hoàn thành nhanh chóng.

  • Hệ thống dừng lại khi không có đơn hàng.
  • Sự cố trở nên rõ ràng.
  • Phân biệt sản phẩm được thực hiện ở cuối.

Hệ thống đẩy (“Push Systems”) – Đơn đặt hàng (từ quyết định tập trung) đến ở phía trước của hệ thống và được sản xuất theo lô kích thước “B”. Thời gian xử lý tại mỗi bước có thể không cân bằng.

7. Giảm WIP. Tạo hệ thống đáng tin cậy, tích hợp cơ chế tự hiệu chỉnh, giảm tồn kho.

8. Xây dựng Chương trình Nhà cung cấp. Truyền bá chính sách WIP thấp cho các nhà cung cấp của bạn, giảm số lượng nhà cung cấp, làm cho hiệu suất giao hàng đúng hẹn trở thành một phần của kỳ vọng.Cell TPS: Ví dụ

  1. Luồng công việc (phần được tách riêng khỏi người lao động)
  2. Công việc chuẩn (được chỉ định cụ thể cao)
  3. Tính linh hoạt của tốc độ sản xuất

Machining Cell

Nhân viên chuyển bộ phận từ máy này sang máy khác (bao gồm cả “decoupler”) bằng cách di chuyển xuyên qua cell.

Đặc điểm của Cell

  • Sản xuất “đồng bộ”, theo trình tự
  • Nhân viên không phụ thuộc vào từng máy riêng lẻ
  • Nhân viên được tích hợp vào tất cả các nhiệm vụ
  • Mục tiêu: dòng sản phẩm đơn lẻ
  • Tốt nhất khi sử dụng tự động đơn vòng, nhưng cũng có thể thực hiện thủ

Công việc chuẩn trong Cell

Cell sản xuất một bộ phận mỗi 153 giây.

Lưu ý: Thời gian máy tối đa (MTj) < thời gian chu kỳ (CT)

Ví dụ: 120+12 < 153

TPS Cell

By Little’s Law

Để tăng tỷ lệ sản xuất:

a) Thêm công nhân vào cell.

b) Sửa đổi các sự cản trở của máy móc.

Tỷ lệ sản xuất cho cấu hình mới này là mỗi 132 giây sản xuất một bộ phận. Điều này cho thấy rằng chúng ta đang bị hạn chế bởi máy phay ngang (HM) vì thời gian chạy của nó vượt quá thời gian chu kỳ (CT) – 12 + 120 > 79.

Đây là một vấn đề với sự không cân đối giữa thời gian máy tối đa (MTj) và thời gian chu kỳ (CT), khiến sản lượng không thể tăng lên.

Can we shift work off of the HM to reduce the cycle time?

Công việc chuẩn cho Công nhân #2

Tỷ lệ sản xuất mới là mỗi 110 giây sản xuất một bộ phận. Điều này chỉ ra rằng chúng ta bị hạn chế bởi Vertical Mill #2 vì thời gian chạy của nó (110 giây) vượt quá thời gian chu kỳ (79 giây).

Ưu điểm là tỷ lệ sản xuất đã tăng lên, nhưng nhược điểm là công nhân #2 phải chờ đợi tại Vertical Mill #2 khiến công nhân trở thành “rảnh rỗi” và không thể tăng tốc độ bằng cách thêm công nhân.

Thiết kế linh hoạt sẽ đảm bảo rằng thời gian chạy tối đa của mỗi máy (MTj) không vượt quá nửa thời gian chu kỳ (CT/2), giúp tối ưu hóa linh hoạt và hiệu suất của hệ thống.

Tổng kết Cell TPS

  1. Cell gốc – 23.5 chi tiết/giờ
  2. Thêm nhân công – 27.3 chi tiết/giờ
  3. Làm việc theo ca – 32.7 chi tiết/giờ
  4. ++ Thêm VM bổ sung 40 chi tiết/giờ

Thực hiện TPS

  • Phần Vật lý (vị trí máy móc, công việc tiêu chuẩn, v.v.)
  • Thực hành công việc và vấn đề liên quan đến nhân sự
  • Phần Chuỗi cung ứng
  • Chiến lược Doanh nghiệp (niềm tin, an ninh việc làm)

(Source: LinkedIn, Leanmanufacturing.online)

Những cộng đồng chuyên gia Lean Six Sigma nào cho các doanh nghiệp tại Việt Nam?

Quý độc giả có thể tham gia các nhóm chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm bổ ích qua các kênh sau:

Học Lean Six Sigma ở đâu, tham khảo ngay lịch học: Lean Six Sigma danh cho doanh nghiệp và chuyên gia.

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *