Hệ thống quản trị sản xuất cho nhà máy quy mô vừa và nhỏ

Hệ thống quản trị sản xuất (Manufacturing Execution System - MES) kết nối thông tin các bộ phận tham gia sản xuất, theo dõi và giám sát các quy trình phức tạp trong nhà máy, nhằm quản lý sản xuất hiệu quả. Hệ thống quản trị sản xuất là công cụ hỗ trợ các nhà máy quy mô vừa và nhỏ quản lý giám sát năng lượng, máy móc, nhân công... trong quá trình sản xuất. Điều đó càng đúng những nhà máy hoạt động sản xuất còn phụ thuộc vào giấy tờ truyền thống. Sự tăng trưởng nhanh chóng trong công nghệ cho phép hệ thống quản trị sản xuất quản lý sản xuất hiệu quả, đảm bảo thay thế phương pháp quản lý bằng giấy tờ truyền thống trong các nhà máy vừa và nhỏ.

1. Đặc điểm nhà máy nhỏ và vừa

Nhà máy nhỏ và vừa có thể tận hưởng giá trị hệ thống quản trị sản xuất với chiến lược triển khai thích hợp

Nhà máy nhỏ và vừa rơi vào 2 trường hợp: sản xuất đa dạng mặt hàng nhưng mỗi loại sản lượng nhỏ, chịu sự biến động thường xuyên do yêu cầu đơn hàng phong phú; trường hợp 2 là sản xuất tập trung một vài mặt hàng ổn định. Cả 2 trường hợp trên đều đòi hỏi một công cụ liên tục cung cấp thông tin sản xuất, cho phép điều chỉnh sản xuất theo thông tin nhận được và quản lý sản xuất hiệu quả.

Nhờ sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, hệ thống quản trị sản xuất có những cải tiến đáng kể cho phép hệ thống trở nên phù hợp với những nhà máy quy mô vừa và nhỏ. Ba nhân tố khiến đóng góp vào sự phát triển của hệ thống điều hành sản xuất đó là tính thông suốt thông tin, tính phản hồi và tính hiệu quả.

Để tăng tính thông suốt thông tin, hoạt động sản xuất cần được tích hợp vào hoạt động nhà máy. Điều này dẫn đến tăng tính liên lạc giữa phòng sản xuất với phòng tài chính. Sự phản hồi của hệ thống biểu hiện ở tỉ lệ lưu thông dữ liệu. Thời gian phản hồi ngắn giúp cho xác định vấn đề và các sự kiện không mong muốn nhanh chóng, giúp phát hiện và giải quyết khó khăn trước khi vấn đề lan rộng. Cuối cùng, hệ thống quản trị sản xuất phải đề xuất các cơ hội, khả năng tối ưu hóa quy trình.Sự tối ưu hóa giúp tiết kiệm tài nguyên và thời gian, cuối cùng là tăng tính hiệu quả và giảm chi phí.

Quản lý sản xuất hiệu quả hơn với công nghệ thông tin

Một hệ thống quản trị sản xuất cho nhà máy vừa và nhỏ cần có 5 chức năng chính:

- Thu thập dữ liệu: mô tả cách dữ liệu được thu nhận tự động từ công nhân và máy móc trong nhà máy

- Quản lý quy trình: giám sát sản xuất bằng cách sửa chữa và cải tiến quy trình, tự động hoặc đưa ra gợi ý dựa trên thông tin thu nhận từ các thiết bị. Chức năng này đặc biệt có ích trong nhiệm vụ quản lý sản xuất hiệu quả của người vận hành.

- Phân bổ các tài nguyên: Một công cụ theo dõi tài nguyên sử dụng. Tài nguyên gồm có: người lao động tay nghề cao, vật tư sản xuất, máy móc và các công cụ sản xuất. Đồng thời chức năng này cũng cho biết trạng thái các nguồn tài nguyên trên. Hệ thống quản trị sản xuất cho phép quản lý giám sát năng lượng trong nhà máy.

- Lập kế hoạch vận hành sản xuất: công cụ được dùng tổ chức và lập kế hoạch sản xuất căn cứ trên mức độ quan trọng, mức độ tin cậy của thiết bị và thứ tự sản xuất được yêu cầu.

- Phân tích kết quả: công cụ này cho phép so sánh kết quả giữa sản lượng sản xuất được với kế hoạch đề ra, kết quả sản xuất giữa các ca và các ngày, tháng, từ đó có phương hướng quản lý sản xuất hiệu quả.

2. Kiến trúc hệ thống quản trị sản xuất

Kiến trúc hệ thống quản trị sản xuất

Tầng 1: các thiết bị cảm biến và thiết bị đo đếm năng lượng được gắn vào các thiết bị, máy móc. Công nhân được ghi nhận thời gian làm việc bằng máy chấm công. Nguyên liệu vật tư được giám sát gián tiếp qua hệ thống cân tự động. Nếu nguyên liệu ở dạng kích thước số lượng khác nhau, nhà máy có thể phân chia nguyên liệu thành các lô, và gắn chip phát sóng radio để nhận diện. Chip phát sóng radio biến các nguyên liệu từ vô tri trở thành đối tượng thông minh có thể giám sát.

Tầng 2: các thiết bị điều khiển và kiểm soát dữ liệu như bộ điều khiển khả trình (PLC), giao diện người - máy (HMI). Những thiết bị quan trọng có thể có hệ điều khiển, thu thập và giám sát dữ liệu (SCADA).

Tầng 3: máy chủ cài đặt phần mềm quản trị sản xuất MES để quản lý toàn bộ quá trình sản xuất. Để tiết kiệm chi phí, nhà máy quy mô vừa và nhỏ có thể chọn lựa giải pháp thuê máy chủ bên ngoài.

Tầng 4: máy tính cài các phần mềm quản lý các hoạt động khác của doanh nghiệp, ví dụ, phần mềm hoạch định nguồn lực doanh nghiệp ERP, phần mềm quản lý quan hệ khách hàng (CRM), phần mềm hỗ trợ thiết kế (CAD/CAM).

Với kiến trúc trên, toàn bộ thông tin hoạt động sản xuất của nhà máy đươc giám sát qua máy tính ở tầng 3. Nhà máy truy cập dữ liệu của máy tính tầng 3 thông qua điện thoại thông minh có cài đặt phần mềm quản trị sản xuất. Những người chịu ảnh hưởng của hệ thống quản trị sản xuất gồm có quản lý và nhân viên. Điện thoại dùng bởi 2 đối tượng này vì thế có sự phân quyền khác nhau. Chẳng hạn quản lý có thể có chức năng quản lý giám sát năng lượng còn nhân viên thì không.

Với cấp quản lý, các đốc công có thể thêm công việc và sửa các kế hoạch sản xuất có sẵn. Các quản đốc cũng có thể xem biểu đồ phân tích kết quả sản xuất trên nhiều khía cạnh. Giám đốc nhà máy xem báo cáo kết quả do hệ thống quản trị sản xuất cung cấp để hiểu thực tiễn sản xuất, từ đó có cơ sở để định hướng phát triển cho nhà máy trong tương lai.

Với nhân viên, họ chủ yếu chỉ xem thông tin ca mình làm việc: kế hoạch sản xuất và kết quả công việc. Kế hoạch công việc mỗi ngày giúp họ chủ động thực hiện việc. Ví dụ nếu biết nhà máy làm ca đêm, nhân viên cấp liệu sẽ phải chuẩn bị đủ nguyên liệu, nhân viên kỹ thuật không cắt điện buổi tối. Các công nhân trực tiếp lao động dưới xưởng nắm bắt thông tin về lượng tài nguyên sử dụng mỗi ngày. Số lượng thành phẩm, số lượng lỗi mỗi ca cho họ biết họ làm việc có hiệu quả hay không, thôi thúc họ cải thiện kết quả làm việc để tăng năng suất, giảm lãng phí.

Như vậy, hệ thống quản trị sản xuất phục vụ cho các nhà máy vừa và nhỏ cần giảm thiểu chi phí triển khai. Những chức năng cơ bản của hệ thống đảm bảo nhà máy đạt được nhiều lợi ích thay vì tin tưởng vào hệ thống sổ sách giấy tờ truyền thống.

6.902 03/05/2022