Bài giảng Đo lường và tự động hóa - Chương 2: Hoạt động sản xuất

Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT PH ẦN 1: T ỔNG QUAN V Ề H Ệ TH ỐNG S ẢN XU ẤT Ch ươ ng 2: HO ẠT ĐỘ NG S ẢN XU ẤT 2.1 S ản xu ất công nghi ệp và s ản ph ẩm công nghi ệp 2.2 Các ho ạt độ ng c ủa m ột quá trình s ản xu ất 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.4 Các khái ni ệm s ản xu ất và các mô hình tính toán 2.5 Tính kinh t ế trong quá trình ho ạt độ ng s ản xu ất LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 1 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 2 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.1 S ản xu ất công nghi ệp và s ản ph ẩm công nghi ệp Sản xu ất công nghi ệp : 3 LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 3 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.1 S ản xu ất công nghi ệp và s ản ph ẩm công nghi ệp Nhóm ngành sản xu ất công nghi ệp LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 4 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.1 S ản xu ất công nghi ệp và s ản ph ẩm công nghi ệp Phân lo ại sản xu ất công nghi ệp: LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 5 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.1 S ản xu ất công nghi ệp và s ản ph ẩm công nghi ệp Sản ph ẩm công nghi ệp LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 6 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.2 Các ho ạt độ ng c ủa m ột quá trình s ản xu ất Xử lý & gia công sản ph ẩm: dựa vào tr ạng thái của vật li ệu đầ u vào để sử dụng các công ngh ệ hay quá trình sản xu ất phù hợp
Qúa trình đông đặ c
Quá trình kết kh ối
Quá trình bi ến dạng
Quá trình cắt gọt LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 7 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.2 Các ho ạt độ ng c ủa m ột quá trình s ản xu ất Lắp ráp sản ph ẩm
Hàn
Mối ghép cơ khí
Mối ghép vĩnh cửu LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 8 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.2 Các ho ạt độ ng c ủa m ột quá trình s ản xu ất Các ho ạt độ ng khác của dây chuy ền Vận chuy ển vật li ệu & lưu kho Ki ểm tra và ch ạy th ử Điều khi ển và ph ối hợp các ho ạt độ ng LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 9 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.3.1 Số lượ ng và ch ủng lo ại sản ph ẩm Xác đị nh số lượ ng sản ph ẩm, chi ti ết nhà máy sản xu ất hàng năm. Qf : tổng số lượ ng tất cả các sản ph ẩm, chi ti ết nhà máy sản xu ất; Qj : số lượ ng sản ph ẩm lo ại j; P : tổng số lo ại sản ph ẩm, chi ti ết khác nhau . (đa sản ph ẩm “c ứng” ; đa sản ph ẩm “m ềm”) LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 10 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.3.1 Số lượ ng và ch ủng lo ại sản xu ất Ví dụ: LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 11 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.3.2 Tính ph ức tạp của chi ti ết và sản ph ẩm Sự ph ức tạp của sản ph ấm: Bảng 2.1: S ố l ượ ng các b ộ ph ận trong các s ản ph ẩm l ắp ráp, np LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 12 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.3.2 Tính ph ức tạp của chi ti ết và sản ph ẩm Sự ph ức tạp của chi ti ết: 13 LTA_ Đo lường &B tựả độngng hóa 2.2 (2155147) : S ố l ượ ng b ướ c gia công c ủ a các chi ti ết, no 13 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.3.2 Tính ph ức tạp của chi ti ết và sản ph ẩm Bảng 2.3 : Phân bi ệt các lo ại nhà máy d ựa vào n p & n o LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 14 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.3.2 Tính ph ức tạp của chi ti ết và sản ph ẩm Tổng số các chi ti ết đượ c ch ế tạo hàng năm trong nhà máy là: npf : tổng số các chi ti ết đượ c làm trong nhà máy trong hàng năm Qj: số lượ ng sản ph ẩm lo ại j đượ c sản xu ất hàng năm npj : số lượ ng các chi ti ết trong sản ph ẩm lo ại j P : tổng số lo ại sản ph ẩm LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 15 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.3.2 Tính ph ức tạp của chi ti ết và sản ph ẩm Tổng số các bướ c gia công đượ c th ực hi ện bởi nhà máy: nof : tổng số các bướ c gia công đượ c th ực hi ện tại nhà máy hàng năm nojk : số bướ c gia công chi ti ết th ứ k npj : số lượ ng các chi ti ết trong sản ph ẩm lo ại j P : tổng số lo ại sản ph ẩm LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 16 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.3.2 Tính ph ức tạp của chi ti ết và sản ph ẩm Gi ả sử ta có tr ườ ng hợp đượ c đơ n gi ản hóa nh ư sau : số lo ại sản ph ẩm sản xu ất, P; mỗi lo ại sản ph ẩm sản xu ất số lượ ng sản ph ẩm bằng nhau Q; mỗi sản ph ẩm có cùng số lượ ng các chi ti ết np; mỗi chi ti ết có số bướ c gia công (nguyên công) bằng nhau no. Nh ư vậy hàng năm thì: -Tổng số sản ph ẩm sản xu ất trong nhà máy là, Qf = P.Q -Tổng số chi ti ết đượ c gia công là, npf = P.Q.n p -Tổng số nguyên công đượ c th ực hi ện tại nhà máy, nof = P.Q.n p.n o LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 17 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.3.2 Tính ph ức tạp của chi ti ết và sản ph ẩm Ví dụ: LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 18 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.3.3 Năng lực của nhà máy - Nhà máy nên sản xu ất một hay tất cả các chi ti ết trong sản ph ẩm? - Mục tiêu ? -Năng lực của nhà máy?
Trình độ kỹ thu ật
Kích th ướ c và kh ối lượ ng sản ph ẩm
Năng lực sản xu ất LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 19 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.3.3 Năng lực của nhà máy Trình độ kỹ thu ật của nhà máy
Kh ả năng th ực hi ện các quá trình xử lý, gia công.
Công ngh ệ xử lý vật li ệu; công ngh ệ ch ế tạo, lắp ráp sản ph ẩm.
Trình độ nhân lực. LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 20 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.3.3 Năng lực của nhà máy Kích th ướ c và kh ối lượ ng sản ph ẩm LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 21 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.3 M ối liên h ệ gi ữa s ản xu ất và s ản ph ẩm 2.3.3 Năng lực của nhà máy Năng lực sản xu ất - Năng su ất tối đa nhà máy sản xu ất trong điều ki ện tiêu chu ẩn - Các yếu tố đầ u vào cần xem xét: số ca sản xu ất trong 1 tu ần; số gi ờ trong 1 ca; trình độ nhân công để xác đị nh đượ c yếu tố đầ u ra : số lượ ng sản ph ẩm trong 1 kho ảng th ời gian. LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 22 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.4 M ột s ố khái ni ệm trong s ản xu ất 2.4.1 Năng su ất - Đơ n vị: chi ti ết hay sản ph ẩm trên gi ờ - Tổng th ời gian th ực hi ện một nguyên công (chu kỳ gia công) , Tc (phút/chi ti ết). Tính theo công th ức: Tc = T 0 + T h + T th T0 : th ời gian công tác , hay th ời gian cơ bản, (phút/ chi ti ết) Th : th ời gian ch ạy không: th ời gian thay đổ i chi ti ết gia công, th ời gian ki ểm tra, th ời gian chu ẩn bị - kết thúc nguyên công .. (phút/ chi ti ết) Tth : th ời gian thay dụng cụ gia công, (phút/ chi ti ết) LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 23 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.4 M ột s ố khái ni ệm trong s ản xu ất 2.4.1 Năng su ất Tr ườ ng hợp: Sản xu ất hàng lo ạt theo lô sản ph ẩm: - Tổng th ời gian sản xu ất lô sản ph ẩm, Tb(phút) : Tb = T su + Q.T c Tsu : th ời gian thi ết lập thông số kt cho vi ệc sản xu ất lô sản ph ẩm, (phút)\ Q : số lượ ng sản ph ẩm của lô sản ph ẩm cần sản xu ất, (chi ti ết) Tc :th ời gian gia công một chi ti ết, (phút/chi ti ết) - Th ời gian sản xu ất trung bình của chi ti ết, Tp (phút) : -Tốc độ sx trung bình hay năng su ất của dây chuy ền, Rp (chi ti ết/phút) : LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 24 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.4 M ột s ố khái ni ệm trong s ản xu ất 2.4.1 Năng su ất Tr ườ ng hợp: Sản xu ất đơ n chi ếc - Khi đó Q = 1 & th ời gian sản xu ất cho một đơ n vị sản xu ất, Tp (phút) :, Tb = T su + T c Tr ườ ng hợp: Sản xu ất hàng lo ạt với số lượ ng lớn - Khi đó Q rất lớn nên Tsu /Q 0, do vậy: LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 25 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.4 M ột s ố khái ni ệm trong s ản xu ất 2.4.1 Năng su ất Tr ườ ng hợp: Sản xu ất hàng lo ạt với số lượ ng lớn theo dây chuy ền th ẳng với nhi ều nguyên công Tc : th ời gian th ực hi ện 01 nguyên công trong (phút/nguyên công) Tr : th ời gian vận chuy ển sản ph ẩm gi ữa các tr ạm gia công, tính trong 01 nguyên công max To :th ời gian gia công của nguyên công lâu nh ất (phút/nguyên công) -Tốc độ sx lý thuy ết của dây chuy ền, Rc LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 26 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.4 M ột s ố khái ni ệm trong s ản xu ất 2.4.2 Năng lực sản xu ất Năng lực sản xu ất của nhà máy (đơ n vị sản ph ẩm/tu ần): n : số thi ết bị sản xu ất trong nhà máy S : số ca trong một kho ảng th ời gian (ca/tu ần) H : số gi ờ trong một ca (gi ờ/ca) Rp : tốc độ sản xu ất (đơ n vị sản ph ẩm/gi ờ) Ví dụ: 27 LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 27 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.4 M ột s ố khái ni ệm trong s ản xu ất 2.4.2 Năng lực sản xu ất Nếu mỗi đơ n vị sản ph ẩm ph ải th ực hi ện n0 nguyên công thì Theo nh ư công th ức tính năng lực sản xu ất nhà máy nh ư trên, ta có th ể điều ch ỉnh năng lực của nhà máy bằng cách:
Thay đổ i số ca sản xu ất, S
Thay đổ i số gi ờ làm vi ệc trong mỗi ca, H
Gia tăng tr ạm sản xu ất, n
Gia tăng tốc độ dây chuy ền, Rp
Gi ảm số nguyên công trong một đơ n vị sản ph ẩm, n0 LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 28 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.4 M ột s ố khái ni ệm trong s ản xu ất 2.4.3 Hi ệu su ất & tính sẵn sàng Hi ệu su ất ho ạt độ ng của nhà máy : Ví dụ: LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 29 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.4 M ột s ố khái ni ệm trong s ản xu ất 2.4.2 Hi ệu su ất & tính sẵn sàng Tính sẵn sàng của dây chuy ền: - MTBF : mean time between failure (gi ờ) - MTTR : mean time to repair (gi ờ) Ví dụ: LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 30 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.4 M ột s ố khái ni ệm trong s ản xu ất 2.4.4 Th ời gian hoàn thành sản ph ẩm (MLT) Tổng th ời gian hoàn thành sản ph ẩm: -MTL j : th ời gian hoàn thành sản ph ẩm (chi ti ết) lo ại j (phút) -Tsuji : th ời gian thi ết lập thông số cho nguyên công th ứ i (phút) - Qj : số lượ ng sản ph ẩm (chi ti ết) lo ại j - Tcji : th ời gian gia công nguyên công i của sản ph ẩm lo ại j (phút/nguyên công) - Tnoji : th ời gian dừng ngoài chu kỳ gia công nguyên công i của sản ph ẩm lo ại j (phút) - n : tổng số nguyên công cần gia công LTA_ Đo lường 0j& tự động hóa (2155147) 31 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.4 M ột s ố khái ni ệm trong s ản xu ất 2.4.4 Th ời gian hoàn thành sản ph ẩm (MLT) Xét cho tr ườ ng hợp đơ n gi ản: th ời gian thi ết lập các thông số cho từng nguyên công ; th ời gian gia công nguyên công ; th ời gian ngoài chu kỳ gia công trong tất cả n0j máy (nguyên công) thì bằng nhau và số lượ ng sản ph ẩm trong các lô sản ph ẩm sản xu ất trong nhà máy cũng bằng nhau. Nh ư vậy, th ời gian trung bình hoàn thành sản ph ẩm là: Ví dụ: LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 32 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.4 M ột s ố khái ni ệm trong s ản xu ất 2.4.4 Th ời gian hoàn thành sản ph ẩm (MLT) Tr ườ ng hợp: sản xu ất đơ n lẻ, Q = 1: Tr ườ ng hợp: sản xu ất theo lô sản ph ẩm (trên 01 máy hay sản ph ẩm ch ỉ cần 01 nguyên công để hoàn thành) Tr ườ ng hợp:Sản xu ất hàng lo ạt với số lượ ng lớn theo dây chuy ền th ẳng với nhi ều nguyên công LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 33 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.4 M ột s ố khái ni ệm trong s ản xu ất 2.4.5 WIP (Work-in-Process) WIP là số lượ ng sản ph ẩm đang đượ c gia công, lắp ráp trên dây chuy ền ho ặc nằm ch ờ gi ữa các nguyên công . (chi ti ết) LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 34 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.5 Chi phí s ản xu ất 2.5.1 Chi phí cố đị nh & lưu độ ng Chi phí ho ạt độ ng sản xu ất gồm 02 lo ại chính: chi phí cố đị nh & chi phí lưu độ ng TC : tổng chi phí hàng năm ($/n ăm) FC : chi phí cố đị nh hàng năm ($/n ăm) VC : chi phí lưu độ ng hàng năm ($/n ăm) Q : số lượ ng sản ph ẩm sản xu ất hàng năm (s ản ph ẩm/n ăm) LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 35 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.5 Chi phí s ản xu ất 2.5.1 Chi phí cố đị nh & lưu độ ng Mối quan h ệ gi ữa chi phí và s ố l ượ ng s ản ph ẩm trong các ph ươ ng pháp sản xu ất LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 36 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.5 Chi phí s ản xu ất 2.5.1 Chi phí nhân công, nguyên li ệu & vận hành
Chi phí nhân công
Chi phí nguyên li ệu
Chi phí vận hành LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 37 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.5 Chi phí s ản xu ất 2.5.1 Chi phí nhân công, nguyên li ệu & vận hành Các lo ại chi phí ho ạt độ ng c ủa nhà máy 38 LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147)Các lo ạ i chi phí ho ạ t độ ng c ủ a công ty 38 Chương 2: HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 2.5 Chi phí s ản xu ất 2.5.1 Chi phí nhân công, nguyên li ệu & vận hành Th ống kê các chi phí s ản xu ất s ản ph ẩm LTA_ Đo lường & tự động hóa (2155147) 39