Chuyển đổi số ứng dụng mô hình hệ thống thực thi sản xuất Mes tại Công ty TNHH cơ khí chính xác Việt Nhật Tân

Bài viết giải thích ý nghĩa ứng dụng và sự cần thiết của MES trong ngành công nghiệp cơ khí chế tạo thông qua nghiên cứu một số phương pháp tối ưu hóa kiểm soát chất lượng, cải thiện năng suất và đánh giá chất lượng thông qua mô hình chuyển đổi số ứng dụng hệ thống điều hành MES tại Công ty TNHH Cơ khí Chính xác Việt Nhật Tân trên cơ sở hệ thống thực thi sản xuất, thực hiện cải tiến lặp lại MES trong quy trình này, trong đó cung cấp một ví dụ tham khảo cho việc đánh giá quản lý và cải tiến chất lượng, cải thiện năng suất tại công ty.

1. Giới thiệu

Ngay từ cuối thế kỷ trước, chuyển đổi số trong sản xuất đã bắt đầu, ERP, MES, v.v. đã xâm nhập vào các doanh nghiệp sản xuất trong nước. Khi bắt đầu chuyển đổi số trong sản xuất, nhiều doanh nghiệp công nghệ đã giới thiệu số lượng lớn thiết bị kỹ thuật công nghệ số để nâng cấp sản xuất từ thủ công sang sản xuất tự động, do đó nhiều doanh nghiệp đã thu được thành công nhất định trong việc nâng cấp công nghệ của mình.

Tuy nhiên, khi tiến hành chuyển đổi như hệ thống quản lý hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) được đưa vào vận hành lại khiến nhiều doanh nghiệp thua lỗ, bởi ERP là thực hiện chuyển đổi thông tin phục vụ công tác quản lý vận hành của doanh nghiệp, muốn triển khai ERP thành công phải đảm bảo quy trình quản lý của doanh nghiệp được thông suốt, hợp lý và có thể thực hiện nghiêm ngặt.

Bởi vì nhiều doanh nghiệp không nhận ra điểm mấu chốt này, chỉ đơn giản nghĩ rằng nó và chuyển đổi số ứng dụng công nghệ sản xuất, trực tuyến có thể tạo ra lợi nhuận nhờ tăng năng suất chất lượng, do quản lý doanh nghiệp của chính họ không theo kịp nên ERP không phát huy tốt vai trò quản lý của doanh nghiệp. Doanh nghiệp thậm chí kéo tụt sản xuất của mình, gây lãng phí nhiều nhân lực, vật lực và tài chính.

Vì vậy, khi MES mới du nhập vào trong nước, nhiều người cho rằng nó là “ERP” thứ hai, tốn nhiều nhân lực, vật lực mà hiệu quả không rõ rệt. Thái độ thận trọng đối với MES đã giúp MES được chấp nhận dần dần, thay vì như trong ERP, bởi vì việc theo đuổi lợi nhuận nhanh chóng dẫn đến sự vội vàng của một số dự án với những hậu quả bất lợi cho các dự án khác.

Hiện nay, sự phát triển nhanh chóng của máy tính, ứng dụng IIoT; trí thông minh nhân tạo (AI); Bigdata nhanh chóng và chuyên sâu, rút ngắn giai đoạn chuyển đổi và cơ hội mới cho việc đổi mới lặp đi lặp lại đối với MES, các doanh nghiệp cơ khí sử dụng trí thông minh máy tính để thiết lập một mô hình quản lý mới là có thể. Sau khi áp dụng MES, kiến trúc ba tầng được hiển thị trong Hình 1 dưới đây:

Ngành công nghiệp cơ khí chế tạo được nhà nước ưu tiên trong bối cảnh công nghiệp hỗ trợ trong nước còn nhiều hạn chế, không những cần phải đầu tư mạnh mẽ mà còn phải sản xuất hợp lý, tạo ra nguồn lợi nhuận lớn cho đất nước. Vì vậy, doanh nghiệp cơ khí chế tạo luôn phải cải tiến để nâng cao năng lực và sức cạnh tranh trên thị trường, phải duy trì hiệu quả sản xuất cao hơn để giảm thiểu lãng phí, đồng thời tạo ra lợi ích lớn hơn.

Bằng cách phân tích các đặc điểm sản xuất của doanh nghiệp sản xuất và đặc điểm triển khai, ứng dụng của MES, bài viết này cung cấp một phương thức quản lý sản xuất mới thông qua thực hiện nhiệm vụ Chuyển đổi số ứng dụng mô hình hệ thống quản lý điều hành MES cho Công ty TNHH Cơ khí chính xác Việt Nhật Tân thuộc chương trình: Hỗ trợ doanh nghiệp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, hàng hoá giai đoạn 2021-2030, nhằm đạt được mục đích liên tục tối ưu hóa kiểm soát chất lượng và liên tục cải thiện năng suất và đánh giá chất lượng để thực hiện quản lý toàn bộ vòng đời liên kết thực hiện toàn bộ quá trình sản xuất tại doanh nghiệp.

2. Bối cảnh

Để chứng minh tính khả thi của khái niệm trong bài báo và để tăng tính thuyết phục, bài báo trích dẫn một số trường hợp thực tế tại Công ty TNHH Cơ khí chính xác Việt Nhật Tân.

2.1. Bối cảnh thực tế

Sau ngày thành lập, Công ty TNHH Cơ khí chính xác Việt Nhật Tân đã tích cực ứng dụng các mô hình và ý tưởng quản lý tiên tiến mới để quản lý tốt, đặc trưng, chuyên biệt và đã phát triển ổn định. Mô hình quản lý sản xuất đã thực hiện chuyển đổi từ thủ công sang tự động.

Thiết kế hệ thống MES hoàn toàn tính đến mô hình sản xuất, chế tạo, sản xuất và quản lý doanh nghiệp hiện tại của Công ty cũng như các yêu cầu kiểm soát và kiểm soát tích hợp của hệ thống thông tin. Để giúp đạt được một cách tối ưu và hiệu quả của nhà máy sản xuất tiên tiến.

2.2. MES - sự cần thiết của nghiên cứu đánh giá chất lượng, cải thiện năng suất tại doanh nghiệp

Việc triển khai MES không hoàn toàn tương quan theo chiều thuận với lợi nhuận của doanh nghiệp. Không phải doanh nghiệp càng đầu tư nhiều nguồn lực tài chính, vật lực, vật chất thì MES càng mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp. Ngược lại, kết quả khảo sát các doanh nghiệp cơ khí hiện có triển khai MES cho thấy, chỉ có khoảng 5% doanh nghiệp có thể tận dụng tốt MES và thực hiện tích hợp hệ thống và thu được lợi ích từ quy trình quản lý điều hành sản xuất được tối ưu hóa (Báo cáo chuyên đề thực trạng MES của các DNVN, tháng 6/2022).

Nhiều khi tình trạng mất kết nối giữa MES và sản xuất thực tế đã làm cho MES trở nên ảo, thậm chí tác động tiêu cực đến hoạt động quản lý sản xuất. Vậy làm thế nào để đánh giá hiệu quả thực hiện MES của doanh nghiệp, để MES trở thành tài liệu tham khảo quan trọng giúp cải thiện quy trình thực hiện đang trở thành vấn đề được các nhà quản lý doanh nghiệp quan tâm nhất và cũng là bài toán mà bài báo này mong muốn giải quyết.

Đánh giá hiệu suất MES là đánh giá hiệu quả hoạt động và hiệu quả của doanh nghiệp sau khi thực hiện MES. Mục đích của việc đánh giá là xem xét tác động của việc ứng dụng MES đối với công tác điều hành, quản lý của doanh nghiệp từ mục đích và chiến lược thực hiện.

Thông qua đánh giá hiệu quả ứng dụng MES, trước hết doanh nghiệp có thể đánh giá toàn diện cả quá trình, kiểm tra kỹ lưỡng thực trạng ứng dụng MES, xác định giai đoạn triển khai. Thứ hai, doanh nghiệp có thể so sánh với kết quả đạt được sau khi thực hiện theo các mục tiêu có thể định lượng và tiêu chuẩn thành công được thiết lập trong giai đoạn đầu triển khai MES, đồng thời phân tích nguyên nhân và tìm ra thiếu sót, để “phát huy ưu điểm và bù đắp những hạn chế” trong quá trình cải tiến liên tục, từ đó loại bỏ những hạn chế với những chi phí đầu vào cao, đầu ra thấp trong xây dựng hệ thống thông tin. Việc đánh giá hiệu suất không chỉ kiểm tra xem doanh nghiệp có đạt được mục tiêu mong đợi hay không mà còn xây dựng thêm các mục tiêu mới và cao hơn, để doanh nghiệp có sức chịu đựng bền vững trong môi trường cạnh tranh thị trường toàn cầu và thể hiện vai trò "dám làm và không ngừng" trong phương thức quản lý tiên tiến.

Hiện tại, không có hệ thống đánh giá hiệu suất tiêu chuẩn cho ứng dụng MES trong và ngoài nước, vì vậy cần tiến hành thảo luận và nghiên cứu sâu và rộng về chủ đề này. Điều này rất quan trọng để đánh giá khoa học, cải thiện hơn nữa các tiêu chuẩn chấp nhận và đánh giá hàng ngày của MES, hiểu đúng về đặc điểm và chức năng của MES, đồng thời cải thiện hiệu quả mức độ ứng dụng MES và mức độ quản lý của doanh nghiệp sản xuất cơ khí chế tạo ở Việt Nam.

3. Mô hình hệ thống MES của Công ty TNHH Cơ khí chính xác Việt Nhật Tân tiếp cận theo tiêu chuẩn ISA 95/IEC 62264

Hệ thống MES hoạt động theo quan điểm của tiêu chuẩn ISA 95/IEC 62264, từ kế hoạch PCS cấp phân xưởng, quản lý tiêu chuẩn, số hóa các hoạt động và hiển thị thời gian thực, đến quản lý tối ưu hóa tài nguyên sản xuất cấp nhà máy. Sau đó để nhận thông tin kế hoạch ERP cấp công ty, chức năng hệ thống chạy qua tất cả liên kết quản lý sản xuất của toàn bộ nhà máy; hệ thống bắt đầu từ các khía cạnh sản xuất, chất lượng, thiết bị, địa điểm, nhân sự, mô-đun chức năng quản lý và quy trình kinh doanh phù hợp nhất quán, đạt được kết nối kinh doanh và quy trình liền mạch, đáp ứng đầy đủ nhu cầu quản lý sản xuất của nhà máy cơ khí chính xác Việt Nhật Tân. Mô hình hệ thống MES, các chức năng được thể hiện trong Hình 2.

Hình 3, mô hình tổng thể hệ thống thể hiện các chức năng và quản lý trực quan theo thời gian thực của hệ thống như: Quản lý báo giá; quản lý kế hoạch và điều độ sản xuất; quản lý chất lượng; sản xuất nội bộ; sản xuất gia công bên ngoài; quản lý hoạt động TPM; quản lý tồn kho…

4. Kết quả áp dụng mô hình chuyển đổi số ứng dụng hệ thống MES tiếp cận theo tiêu chuẩn ISA 95/IEC 62264 tại Công ty TNHH Cơ khí chính xác Việt Nhật Tân

4.1. Tăng năng suất nhờ thay đổi phương thức quản lý 

Với quy mô tiếp cận nhiều hạng mục như tích hợp giám sát nhiều yếu tố cùng lúc (vật tư, con người, máy móc), quản lý chất lượng sản phẩm, tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả kinh doanh, hệ thống MES chứa khối thông tin khổng lồ của nhà máy và giao tiếp với các phần mềm khác như SCM, ERP...

Các yếu tố chính dẫn đến việc thúc đẩy hệ thống MES vào quá trình quản lý sản xuất bao gồm: lưu vết quá trình sản xuất, quản lý chất lượng, tính toán và theo dõi các chỉ số KPIs, thu thập dữ liệu. Thu thập dữ liệu và cập nhật theo thời gian thực là chìa khóa của hệ thống MES. Các dữ liệu sản xuất như tình trạng máy móc, tình trạng làm việc, tiêu thụ nguyên liệu hay các yêu cầu cải tiến,… sẽ được thu thập, quản lí chính xác, đầy đủ và đúng thời gian thực.

Hình 3 cho thấy sự thay đổi trong phương thức thu thập thông tin của quá trình quản lý từ thủ công sang tự động và theo thời gian thực được kết nối bởi mô hình MES; giảm thiểu các chi phí vận hành hệ thống, chi phí cho việc trang bị biểu mẫu, tài liệu; chi phí thời gian ghi chép và tổng hợp thông tin; tăng độ chính xác của thông tin và dữ liệu; dữ liệu được cập nhật theo thời gian thực. Bằng cách này, các dữ liệu sản xuất như tình trạng máy móc, tình trạng làm việc, tiêu thụ nguyên liệu hay các yêu cầu cải tiến,... sẽ được thu thập và quản lí chính xác, đầy đủ và theo thời gian thực; MES đảm bảo đầy đủ các lịch sử của các ca, các lệnh và thiết bị đều được ghi lại.

Hệ thống MES dựa trên điện toán đám mây được thiết kế cho các thiết bị di động, cho phép các đội nhóm sản xuất, quản lý cũng như các bên liên quan chia sẻ dữ liệu về các lệnh, đặc điểm của quá trình sản xuất và trách nhiệm của từng quá trình. Truy xuất dữ liệu rất quan trọng trong hệ thống MES đối với các dữ liệu đầu vào tự động, dữ liệu kiểm tra chất lượng và các thể đầu ra (ví dụ như mã hóa QR) được biến đổi theo yêu cầu của mỗi chu trình.

Các dữ liệu đầu vào được tiếp nhận bởi các bộ đọc và chuỗi sản phẩm trong từng lĩnh vực - được cung cấp bởi hệ thống RFID. Các dữ liệu đi qua bởi các cảm biến sau đó được so sánh với dữ liệu trực tiếp đưa vào bởi các thiết bị di động trong từng công đoạn sản xuất (ví dụ, các phần tốt/xấu hay các công đoạn làm lại) để hiển thị kết quả so sánh tới người quản lý sản xuất, sau đó thông báo các vấn đề tiềm ẩn trong dòng chảy sản xuất chẳng hạn như sai dữ liệu số lượng, lỗi, làm lại, hay trì hoãn ở một vài công công đoạn đặc biệt.

Có những cải thiện rõ rệt về chất lượng, bắt đầu từ tháng thứ 3 sau khi MES hoạt động. Sự gia tăng của năng suất từ 15% - 25% đối với hoạt động sản xuất của Công ty. Về sản lượng chi tiết gia công, có thể thấy mức tăng trưởng 66,6% của năm 2022 so với năm 2021, mức tăng sản lượng 63.57% của năm 2023 so với năm 2021. Chúng ta sử dụng tiếp số liệu mối quan hệ giữa tình hình tăng trưởng doanh thu/người để đánh giá hiệu quả sử dụng nguồn lực.

Về doanh thu, so với năm 2021 thì năm 2022 có mức tăng trưởng 14.69% và năm 2023 có mức tăng 13.48%. Có thể thấy, năm 2022 công ty đạt được sự tăng trưởng tốt so với năm 2021 bởi sau khi áp dụng hệ thống MES, quá trình gia công các chi tiết trở nên trơn tru hơn, giảm bớt được các lỗi trong các giai đoạn giúp gia tăng năng suất sản xuất, bên cạnh đó công ty còn tập trung thêm được nhiều nguồn lực hơn cho quá trình sản xuất.

Năm 2023, mặc dù tăng trưởng tốt so với năm 2021- khi chưa áp dụng hệ thống MES, nhưng so với năm 2022 thì có giảm nhẹ về cả sản lượng gia công và doanh thu bởi tình hình kinh tế biến động chung trên cả nước.

4.2.Tăng chỉ số quản lý vận hành hiệu suất thiết bị OEE

Hệ thống MES thu thập và lưu trữ dữ liệu sản xuất từ các nhà điều hành và thiết bị sản xuất tự động, sử dụng thông tin yêu cầu công việc được nhập theo cách thủ công hoặc cung cấp từ hệ thống bên ngoài. Thông qua dữ liệu thu thập từ hệ thống, Việt Nhật Tân có thể tính toán chính xác các chỉ số hiệu suất chính của OEE, dựa trên số lượng thứ tự công việc và tốc độ sản xuất mục tiêu của sản phẩm cụ thể để theo dõi hiệu suất trên các thiết bị dây chuyền. Việc tích hợp MES với các hệ thống hiện có tạo ra quan điểm chính xác cao về hiệu suất của thiết bị và dây chuyền. 

Các biểu đồ từ hệ thống hiển thị số lượng tỷ lệ, thời lượng của trạng thái sử dụng và lý do liên quan đến hiệu suất của dây chuyền hoặc thiết bị. Bất kỳ nhóm lý do sử dụng nào gây ra sự thay đổi trạng thái cho thiết bị (tức là đang chạy, không hoạt động, trong quá trình bảo trì) đều có thể được xác định để có được thông tin chi tiết, chính xác nhất mà lý do thời gian ngừng hoạt động thường xuất hiện nhất. Hoặc gây ra nhiều thời gian ngừng máy nhất. Thông tin chính xác về thời gian ngừng hoạt động giúp xếp hạng và phân tích lý do ảnh hưởng đến việc sử dụng thiết bị và cung cấp thông tin chi tiết hữu ích để cải tiến.

Hình 5 cho thấy, các chỉ số về hiệu suất và chỉ số chất lượng thì các máy đạt chỉ số như nhau nhưng so với các máy CNC khác trong nhà máy (95.2%) thì máy CNC 06 có chỉ số mức độ sẵn sàng thấp hơn (73.28%). Và từ biểu đồ tổn thất có thể thấy nguyên nhân khiến cho máy có chỉ số mức độ sẵn sàng như vậy là bởi thời gian dừng máy nhiều. Nguyên nhân dừng máy là vì công nhân chưa nắm rõ các bước di chuyển và thao tác, phải làm cả công việc đồng thời (kiểm tra, lấy phôi,...), người chạy máy không kịp và các máy có thời gian chạy khác nhau.

Thông qua hệ thống MES theo tiêu chuẩn ISA 95/IEC 62264, Việt Nhật Tân xác định được các nguyên nhân gây lãng phí thời gian hoạt động của thiết bị máy móc và tiến hành các biện pháp cải tiến để tối ưu hóa OEE. Một số giải pháp được công ty áp dụng như sau:

Thứ nhất, thiết lập công việc tiêu chuẩn, tiến hành làm bảng phối hợp công việc tiêu chuẩn phù hợp với từng Cycle time của mã hàng.

Thứ hai, theo dõi tuổi thọ dao cụ để chủ động dừng máy thay dao trước khi máy phải dừng đột xuất và chờ đợi lấy dụng cụ.

Thứ ba, sử dụng hình thức Line Feeder để cấp liệu thay cho việc dừng máy để cấp nguyên vật liệu đầu vào cho Line sản xuất, giúp giảm thời gian công nhân đứng máy phải trực tiếp đi lấy phôi, từ đó giảm thời gian dừng máy do phải chờ phôi.

Sau khi thực hiện các biện pháp tối ưu hóa OEE cho máy CNC, có thể thấy chỉ số mức độ sẵn sàng của máy tăng đáng kể. Chỉ số mức độ sẵn sàng của máy tăng 28.4% sau khi cải tiến (94.1%) so với trước khi cải tiến (73.28%), từ đó đảm bảo quy trình sản xuất không bị gián đoạn, thiết bị hoạt động hiệu quả hơn, tăng hiệu suất sản xuất tổng thể và giảm thời gian dừng máy, giúp công ty tận dụng tối đa thời gian sản xuất và tăng năng suất gia công chung. 

4.3.Ra quyết định và cải tiến dựa trên dữ liệu

Sau khi triển khai hệ thống MES ISA 95/IEC 62264 trong môi trường sản xuất cơ khí chính xác, hệ thống đã thu thập thông tin liên quan đến tình trạng sản xuất, năng suất, thời gian hoàn thành và tài nguyên sử dụng. 

Thứ nhất, hệ thống theo dõi và thu thập dữ liệu về hiệu suất thiết bị, trạng thái hoạt động, các thông số kỹ thuật khác, dữ liệu về quản lý hàng tồn kho, kiểm soát chất lượng và bảo trì dự đoán, thời gian xử lý, ngày giao hàng, thời gian chuẩn bị, thời gian chuẩn bị phụ thuộc vào trình tự,... một cách nhanh chóng, đơn giản, hiệu quả, ít sai sót hơn, thay vì doanh nghiệp phải sử dụng các phần mềm như Word, Excel để thu thập và lưu trữ dữ liệu data theo thời gian thực thông qua sử dụng các bộ cảm biến và bộ điều khiển được lắp đặt.

Hệ thống điều phối việc nhập dữ liệu qua các mạng bằng cách sử dụng các tác nhân từ xa, tự động hóa quy trình lập và làm sạch cho các nguồn dữ liệu chuỗi thời gian sản xuất và hiển thị một giao diện dữ liệu nhất quán mà trên đó các ứng dụng phân tích theo hướng dữ liệu có thể được xây dựng. Từ dữ liệu thu thập được tạo thành một bộ dữ liệu toàn diện về quá trình sản xuất và hiệu suất thiết bị. Bộ dữ liệu này sẽ cung cấp cho Việt Nhật Tân thông tin chi tiết về từng công đoạn sản xuất, tình trạng của thiết bị và thời gian hoàn thành.

Thứ hai, sau khi hệ thống thu thập dữ liệu, thì tiến hành phân tích dữ liệu để tìm ra các xu hướng, biểu hiện và sự cố trong quá trình sản xuất, giúp doanh nghiệp xác định các khu vực cần cải tiến và điểm yếu trong quá trình sản xuất.

Thứ ba, dựa vào kết quả phân tích dữ liệu trên, công ty xác định các cơ hội cải tiến và đề xuất những quyết định cụ thể liên quan đến việc tối ưu hóa thời gian sản xuất, cải thiện hiệu suất thiết bị, tối giản thời gian chờ đợi, hay tăng tính linh hoạt trong quá trình sản xuất.

Cuối cùng, hệ thống theo dõi thực hiện các biện pháp cải tiến và tác động của chúng lên quá trình sản xuất và hiệu suất thiết bị. Sau đó, đánh giá kết quả và điều chỉnh cải tiến theo thời gian để đảm bảo rằng quá trình sản xuất ngày càng được cải thiện.

4.4. Cải thiện chỉ số tồn kho và quá trình lập báo giá của công ty

Hệ thống MES giúp cải thiện chỉ số tồn kho và quá trình lập báo giá của Việt Nhật Tân bằng cách cung cấp thông tin chi tiết và thời gian thực về quá trình sản xuất. 

Đối với chỉ số tồn kho, thứ nhất hệ thống giúp doanh nghiệp theo dõi tồn kho thời gian thực từ nguyên liệu đến sản phẩm thành phẩm, từ đó doanh nghiệp có thể biết rõ lượng tồn kho tại mọi thời điểm và tránh việc thiếu hàng hoặc chồng chất tồn kho không cần thiết. Thứ hai, từ những dữ liệu của hệ thống, doanh nghiệp tối ưu hóa quá trình sản xuất để giảm thời gian chờ đợi và thời gian sản xuất, giúp giảm thiểu số lượng tồn kho và cải thiện tỷ lệ quay vòng tồn kho. Thứ ba, sử dụng dữ liệu lịch sử sản xuất từ hệ thống MES, doanh nghiệp dự đoán nhu cầu sản phẩm trong tương lai, giúp lập kế hoạch sản xuất một cách thông minh, tránh thiếu hàng hoặc tồn kho dư thừa.

Đối với quá trình lập báo giá, hệ thống thu thập thông tin về nguyên liệu, lao động, tài nguyên khác và thời gian hoàn thành mỗi bước công việc trong quá trình sản xuất.

Năm 2021, tỷ lệ báo giá đúng hẹn trung bình năm của công ty đạt 99.1%, tỷ lệ báo giá thành công trung bình năm đạt 71.4%.

Theo kết quả của năm 2022 và 6 tháng đầu năm 2023, tỷ lệ báo giá đúng hẹn trung bình đạt 99.6%, tăng 0.5% so với năm 2021; tỷ lệ báo giá thành công đạt 76.85%, tăng 5.45% so với năm 2021 bởi sau khi áp dụng hệ thống MES tiêu chuẩn ISA 95/ IEC 62264, bằng cách cung cấp thông tin chính xác và thời gian thực, chi phí sản xuất đã được tính toán chính xác hơn, giúp cải thiện quá trình lập báo giá.

4.5.Cải thiện hoạt động lập kế hoạch sản xuất, điều phối sản xuất

Cải thiện hoạt động lập kế hoạch sản xuất và điều phối sản xuất là mục tiêu quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất và quản lý sản xuất trong ngành công nghiệp. Hệ thống MES tiêu chuẩn ISA 95/IEC 62264 giúp Việt Nhật Tân tạo ra hệ thống thông tin tích hợp mạnh mẽ, từ việc lập kế hoạch sản xuất đến điều phối hoạt động sản xuất. 

Mọi dữ liệu của nhà máy được MES thu thập và cập nhật liên tục để doanh nghiệp có thể theo dõi tình trạng sản xuất, tiến độ thực tế tại mọi thời điểm, giúp doanh nghiệp cập nhật kế hoạch sản xuất một cách linh hoạt, đảm bảo duy trì năng suất và thời gian hoàn thành. Bên cạnh đó, hệ thống MES hỗ trợ công ty tự động hóa quy trình lập kế hoạch sản xuất dựa trên thông tin hiện tại về tình trạng sản xuất và tài nguyên, so sánh kế hoạch sản xuất với kết quả thực tế để đánh giá hiệu suất kế hoạch và xác định các điểm cải tiến tiềm năng.

Có thể thấy sau khi áp dụng hệ thống MES vào năm 2022, có sự giảm rõ rệt từ mốc 26.7% năm 2021, xuống 13.45% vào năm 2022 và chỉ còn 10.3% năm 2023, tương đương giảm 61.4% về tỷ lệ trễ hẹn giao hàng. Từ đó, cho thấy mức độ hiệu quả của công tác lập kế hoạch và điều độ sản xuất tăng bởi sau khi tự động hóa với hệ thống MES tiêu chuẩn ISA 95/IEC 62264, Việt Nhật Tân xác định được tải công việc và khả năng tài nguyên để phân bổ, tối ưu hóa tài nguyên, tạo ra kế hoạch sản xuất tối ưu, đồng thời nâng cao hiệu suất và đảm bảo rằng quy trình sản xuất diễn ra một cách hiệu quả.

4.6.Cải thiện chỉ số quản lý chất lượng

Hệ thống MES góp phần cải thiện chỉ số quản lý chất lượng của Việt Nhật Tân một cách đáng kể. 

Thứ nhất, hệ thống tích hợp dữ liệu từ các thiết bị kiểm tra chất lượng và quy trình kiểm tra tự động, giúp tạo ra nguồn thông tin toàn diện về chất lượng sản phẩm và quá trình sản xuất, từ đó tạo điều kiện để xác định các vấn đề và ánh sáng vào các khía cạnh cần cải thiện.

Thứ hai, hệ thống MES theo dõi chất lượng nguyên vật liệu, bán thành phẩm và sản phẩm cuối cùng trong thời gian thực, giúp doanh nghiệp phát hiện các vấn đề chất lượng sớm và thực hiện các biện pháp khắc phục ngay lập tức để tránh sản phẩm không đạt chất lượng.

Thứ ba, hệ thống tạo ra lịch trình kiểm tra chất lượng sản phẩm một cách tự động và đảm bảo rằng các quy trình kiểm tra đúng và đáng tin cậy, đảm bảo rằng tất cả sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng.

Thứ tư, hệ thống MES ghi nhận các sự cố chất lượng và tạo sự đồng thuận về dữ liệu liên quan, giám sát và kiểm soát chất lượng, giúp phân tích nguyên nhân gốc rễ của các sự cố, từ đó thực hiện các biện pháp cải tiến để ngăn chặn tình trạng tái diễn.

Thứ năm, hệ thống theo dõi và quản lý các lỗi sản xuất. Khi lỗi xảy ra, hệ thống có thể tự động kích hoạt các biện pháp sửa chữa và thông báo cho người liên quan để xử lý ngay lập tức. Giảm tỷ lệ lọt lỗi, tăng chất lượng sản phẩm thông qua các chỉ số phản hồi của khách hàng về chất lượng sản phẩm.

MES đóng vai trò như một cầu nối giữa ERP và PCS. MES triển khai hướng dẫn kế hoạch của ERP, đồng thời thực hiện lập kế hoạch sản xuất kịp thời phù hợp với thông tin sản xuất theo thời gian thực, cung cấp thông tin chính xác về tình hình tồn kho và sử dụng các nguồn lực cho ERP.

Với PCS, MES có thể tích hợp thông tin mục tiêu sản xuất, chỉ số chất lượng và hướng dẫn lập kế hoạch sản xuất, MES so sánh và phân tích dữ liệu sản xuất theo thời gian thực và chỉ số chất lượng được thu thập từ PCS, v.v., theo dõi hoặc cải thiện dự án sản xuất, cung cấp kiểm soát chất lượng theo vòng kín. Việc theo dõi chất lượng sản phẩm đòi hỏi các sản phẩm phải có chất lượng tốt, đảm bảo rằng khi sự cố chất lượng không mong muốn xảy ra, chúng có thể được theo dõi kịp thời. Vì vậy, quản lý chất lượng là một trong những cốt lõi của MES trong khi truy xuất nguồn gốc chất lượng trở thành hoạt động quan trọng thông qua các hoạt động tích hợp MES với ERP.

Sử dụng chỉ số khiếu nại do lọt lỗi để làm chỉ số đo lường cao nhất về năng lực công đoạn, có thể thấy từ 2018 đến 2021 tỷ lệ  khiếu nại liên tục tăng, nếu tiếp tục như vậy sẽ ảnh hưởng lớn đến khả năng tiếp nhận đơn hàng. Tuy nhiên với nỗ lực cải tiến, đến cuối 2022, chỉ số khiếu nại giảm từ 1.56% xuống 0.87% tương đương giảm 44.2%.

5. Kết luận

Theo nhu cầu của ngành công nghiệp cơ khí chế tạo thích ứng với thời đại, bài báo này phân tích các đặc điểm sản xuất của ngành công nghiệp cơ khí chế tạo và đưa ra một mô hình hệ chuyển đổi số ứng dụng hệ thống thực thi sản xuất MES, được áp dụng để tăng năng suất và kiểm soát, cải thiện chất lượng.

MES có thể giúp các doanh nghiệp cơ khí chế tạo cải thiện chiều sâu và cường độ quản lý sản xuất, cũng có thể giúp doanh nghiệp đạt được quản lý chất lượng và truy xuất nguồn gốc trong toàn bộ vòng đời sản phẩm. Cuối cùng, thông qua ứng dụng tích hợp hữu cơ trong doanh nghiệp cơ khí chế tạo, nhiệm vụ đã chứng minh rằng mô hình chuyển đổi số ứng dụng hệ thống thực thi sản xuất MES có thể nâng cao hiệu quả quản lý, tăng năng suất và kiểm soát sản xuất của doanh nghiệp cơ khí chế tạo, đồng thời hiện thực hóa việc cải thiện theo dõi chất lượng theo thời gian thực, giúp ích rất nhiều cho việc nâng cao khả năng và năng lực cạnh tranh cốt lõi của doanh nghiệp để thích ứng với thời đại.

Ths. Ngô Văn Mạc - KS. Nguyễn Văn Hội* - KS. Chu Đức Thành* - KS. Lưu Nhân Khải**

(* Công ty TNHH công nghệ tự động hóa ROSTEK; 

** Công ty TNHH tư vấn cải tiến và chuyển giao công nghệ Việt Nhật).