3.2. Bố trí mặt bằng sản xuất

3.2.1. Tầm quan trọng của bố trí mặt bằng sản xuất

Bố trí mặt bằng là sự sắp xếp các loại máy móc, vật dụng, khu vực sản xuất của

công nhân, khu vực phục vụ khách hàng, khu vực chứa nguyên vật liệu, lối đi, văn

phòng làm việc, phòng nghỉ, phòng ăn....Trong hoạch định qui trình sản xuất, chúng ta

lựa chọn hay thiết kế sản xuất cùng với thiết kế sản phẩm và tiến hành đưa công nghệ

mới vào vận hành. Thông qua mặt bằng, người ta tiến hành sắp xếp các qui trình ở

trong và xung quanh nhà máy, không gian cần thiết cho sự vận hành các qui trình này

và các công việc phụ trợ khác.

Việc bố trí mặt bằng nên kết hợp chặt chẽ với chiến lược tác nghiệp nhằm đảm bảo

ưu tiên cạnh tranh. Vì vậy cần chú ý đến các yếu tố như hạ giá thành sản phẩm, phân

phối nhanh chóng và kịp thời, chất lượng sản phẩm, dịch vụ cao và linh hoạt về loại

sản phẩm, sản lượng...

Bố trí sản xuất trong doanh nghiệp có ý nghĩa rất quan trọng, nó vừa ảnh hưởng trực

tiếp đến hoạt động hàng ngày, lại vừa có tác động lâu dài trong quá trình phát triển sản

xuất kinh doanh của các doanh nghiệp. Cụ thể:

Bố

trí đúng sẽ tạo ra năng suất, chất lượng cao hơn, nhịp độ sản xuất nhanh hơn,

tận dụng và huy động tối đa các nguồn lực vật chất vào sản xuất nhằm thực hiện

những mục tiêu kinh doanh của doanh nghiệp.

Bố

trí sản xuất ảnh hưởng trực tiếp, mạnh mẽ đến chi phí và hiệu quả hoạt động

sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp.

Trong

nhiều trường hợp, sự thay đổi bố trí sản xuất sẽ dẫn đến những vấn đề tâm

lý không tốt, gây ảnh hưởng xấu đến năng suất lao động.

Hoạt

động bố trí sản xuất đòi hỏi sự nỗ lực, đầu tư rất lớn về sức lực và tài chính.

Đây

là một vấn đề dài hạn nếu sai lầm sẽ khó khắc phục hoặc rất tốn kém.

3.2.2. Các dạng bố trí mặt bằng sản xuất cơ bản

Có nhiều cách bố trí mặt bằng sản xuất khác nhau, dưới đây chúng ta sẽ lần lượt

khảo sát từng cách bố trí: theo sản phẩm, theo công nghệ, theo vị trí cố định và kiểu bố

trí kết hợp.

a) Bố trí theo sản phẩm

Theo cách bố trí này thì các thiết bị trong một dây chuyền sản xuất được bố trí theo

một chuỗi các nguyên công cần thiết để thực hiện sản phẩm. Bố trí theo sản phẩm

thường được sử dụng khi dòng sản phẩm hay dịch vụ yêu cầu có quy mô sản xuất lớn

và nhanh. Vì vậy, dạng này đòi hỏi sản phẩm hay dịch vụ phải được tiêu chuẩn hóa

cao, tức là quá trình chế tạo phải tiêu chuẩn hóa cao.

Công việc sẽ được chia ra thành hàng loạt các nhiệm vụ được tiêu chuẩn hóa. Do đó

cho phép chuyên môn hóa cả về nhân sự và thiết bị. Chỉ có một hoặc rất ít các sản

phẩm rất giống nhau nên dễ sắp xếp bố trí mặt bằng tương ứng với yêu cầu công nghệ

của sản phẩm hay dịch vụ.

Dây chuyền có thể được bố trí theo đường thẳng hoặc có dạng chữ U, L, W, M...

Sơ đồ 3.2: Sơ đồ dây chuyền sản xuất bố trí theo đường thẳng

Loại hình dây chuyền hình chữ U có nhiều ưu điểm hơn so với dây chuyền đường

thẳng. Đó là những ưu điểm về khả năng di chuyển của công nhân và máy móc trong

quá trình sản xuất, độ dài nơi làm việc, chi phí vận chuyển, sự hợp tác và tính linh hoạt

trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ sản xuất.

Sơ đồ 3.3: Sơ đồ dây chuyền sản xuất bố trí theo hình chữ U

Bố trí sản xuất theo sản phẩm có những ưu, nhược điểm sau:

 Ưu điểm:

Tốc

độ sản xuất sản phẩm nhanh;

Chi

phí đơn vị sản phẩm thấp;

Chuyên

môn hóa lao động, giảm chi phí và thời gian đào tạo; tăng năng suất;

Việc

di chuyển của nguyên liệu và sản phẩm được dễ dàng;

Mức

độ sử dụng thiết bị và lao động cao;

Hình

thành thói quen, kinh nghiệm và có lịch trình sản xuất ổn định;

Dễ

dàng trong hạch toán, kiểm tra chất lượng, dự trữ và khả năng kiểm soát hoạt

động sản xuất cao.

 Nhược điểm:

Hệ

thống sản xuất không linh hoạt với những thay đổi về khối lượng, chủng loại

sản phẩm, thiết kế sản phẩm;

Hệ

thống sản xuất có thể bị gián đoạn khi có một công đoạn bị trục trặc;

Chi

phí bảo dưỡng, duy trì máy móc thiết bị lớn;

Không

áp dụng được chế độ khuyến khích tăng năng suất lao động cá nhân.

b) Bố trí theo quá trình

Bố trí theo quá trình hay còn gọi là bố trí theo chức năng (functional layouts) sẽ gộp

các thiết bị tương tự nhau thành các khu vực gia công (work centers) theo quá trình

hay chức năng mà máy đó thực hiện.

Ví dụ, tất cả các máy mài được tập trung thành 1 khu vực, các máy tiện được tập

trung thành 1 khu vực gia công khác và các máy nghiền thành 1 khu vực khác nữa,…

Bố trí theo quá trình được sử dụng phổ biến trong môi trường phi sản xuất như bệnh

viện, trường học, ngân hàng, cửa hàng sửa chữa xe hơi, thư viện, cửa hàng áo quần.

 Đặc điểm:

Gián

đoạn;

Thực

hiện một chuỗi các công việc khác nhau (còn gọi là “cửa hàng công việc”

– job shop);

Có

năng suất tương đối thấp;

Các

sản phẩm khác nhau sẽ có những yêu cầu gia công khác nhau, và các thiết

bị được sử dụng cho mục đích chung nên công nhân trong các khu vực thường

phải có kỹ năng cao.

Bố trí sản xuất theo quá trình có những ưu, nhược điểm sau:

 Ưu điểm:

Hệ

thống có thể đảm bảo cho các nhu cầu gia công khác nhau;

Khi

một thiết bị hư hỏng, hệ thống vẫn có thể hoạt động;

Các

thiết bị dùng cho mục đích chung nên thường rẻ hơn các thiết bị chuyên

dùng, dễ dàng bảo trì hơn và chi phí bảo trì cũng rẻ hơn;

Có

thể kích thích công nhân phát triển.

 Nhược điểm:

Chi

phí hàng tồn kho các sản phẩm dở dang cao;

Mức

độ sử dụng các thiết bị thấp;

Chi

phí cho vận chuyển hàng cao do sử dụng không hiệu quả;

Mức

độ phức tạp của công việc sẽ làm giảm tầm kiểm soát và vì vậy chi phí

kiểm soát sẽ tăng lên;

Do

cần phải chú ý đặc biệt tới từng sản phẩm hay dịch vụ và do sản lượng thấp

nên chi phí cũng cao hơn;

Yêu

cầu công nhân có kỹ năng cao nên chi phí huấn luyện cũng cao hơn.

c) Bố trí theo vị trí cố định

Bố trí theo vị trí cố định là dạng bố trí, trong đó các sản phẩm hay công trình cố

định tại một chỗ không thể di chuyển được. Do các sản phẩm thường rất nặng, cồng

kềnh hoặc dễ vỡ nên công nhân, thiết bị, vật tư được mang đến vị trí sản xuất. Bố trí

theo vị trí cố định được sử dụng trong nhiều công trình xây dựng lớn (nhà cao ốc, nhà

máy năng lượng, đập nước), chế tạo tàu thủy, chế tạo máy bay. Mức độ sử dụng thiết

bị cho cách bố trí theo vị trí cố định là thấp, và thường các thiết bị được thuê mướn

hoặc ký hợp đồng phụ vì chúng được sử dụng chỉ trong thời đoạn mà thôi. Công nhân

đòi hỏi có kỹ năng rất cao để có thể thực hiện các nhiệm vụ chuyên biệt. Lương của

các công nhân này cũng cao hơn mức lương trung bình. Xem xét điểm hòa vốn của bố

trí theo vị trí cố định, chi phí cố định có thể tương đối thấp (do công ty chỉ thuê mướn

thiết bị), nhưng chi phí biến đổi sẽ cao (do lương công nhân, chi phí thuê mướn và di

chuyển thiết bị cao).

Trong thực tế, chúng ta thường gặp nhiều tổ chức phi sản xuất cũng sử dụng loại bố

trí mặt bằng cố định vị trí này trong công việc dịch vụ của mình chẳng hạn như: xe cứu

hỏa, xe cảnh sát, xe cứu thương mang người và thiết bị đến tận nơi để phục vụ, hoặc là

các dịch vụ sửa chữa nhà cửa, sơn quét vôi, kẻ vạch trên đường giao thông...

Mục tiêu của nhà sản xuất là tối thiểu hóa khối lượng vận chuyển.

 Ưu điểm:

Hạn

chế tới mức tối đa việc di chuyển đối tượng chế tạo, nhờ đó mà giảm thiểu

hư hỏng đối với sản phẩm và chi phí vận chuyển;

Do

sản phẩm không phải dịch chuyển từ phân xưởng này sang phân xưởng khác,

nên việc phân công lao động được liên tục, không phải đào tạo lại thợ một khi

thay đổi một hoạt động mới.

 Nhược điểm:

Do

cũng với một số lượng công nhân nhất định mà lại có thể làm nhiều công

việc khác nhau, nên ta cần thợ có kỹ năng và đa năng, loại thợ này khó tìm và

hưởng lương cao;

Vận

chuyển công nhân, máy móc thiết bị đến nơi làm việc có thể tốn kém nhiều chi phí;

Mức

sử dụng máy móc thiết bị thấp vì thiết bị có thể để một vài ngày sau mới

dùng đến.

d) Bố trí hỗn hợp

Ba loại hình bố trí sản xuất nêu trên là những kiểu tổ chức kinh điển thuần tuý về mặt

lý luận. Trong thực tế thường sử dụng các hình thức bố trí hỗn hợp với sự kết hợp các

loại hình trên ở những mức độ và dưới dạng khác nhau. Các kiểu bố trí hỗn hợp này

phát huy những ưu điểm đồng thời hạn chế những nhược điểm của từng loại hình bố trí

trên. Do đó chúng được dùng phổ biến hơn và trong nhiều trường hợp người ta cố gắng

thiết kế phương án kết hợp tốt nhất ứng với từng lĩnh vực sản xuất kinh doanh cụ thể. Lý

tưởng là lựa chọn được hệ thống bố trí vừa linh hoạt vừa có chi phí sản xuất thấp.

Ví dụ, cách bố trí cơ bản trong siêu thị là bố trí theo công nghệ, tuy nhiên, đa số các

thiết bị vận chuyển như băng tải dạng thanh lăn trong phòng chứa hàng và băng tải

dạng cao su tại quầy tính tiền. Trong bệnh viện cũng sử dụng cơ bản dạng bố trí theo

công nghệ, mặc dù việc chăm sóc bệnh nhân là theo phương án bố trí cố định trong đó

các y tá, bác sĩ, thuốc men và trang thiết bị đặc biệt được mang tới bệnh nhân.

3.2.3. Thiết kế bố trí sản xuất trong doanh nghiệp

Để bố trí mặt bằng sản xuất người ta lần lượt sắp xếp thử máy móc, bàn ghế và các

thiết bị khác ở nhiều vị trí khác nhau sau đó lựa chọn phương có dòng di chuyển vật

liệu và công nhân từ nơi này qua nơi khác là nhỏ nhất. Phương pháp này thường hữu

dụng khi ta bố trí máy móc và phương tiện sản xuất vào một phòng, tòa nhà có sẵn và

ta biết được rõ ràng hình ảnh mặt bằng đó.

a) Thiết kế bố trí theo sản phẩm

Cân bằng dây chuyền sản xuất là mục tiêu trung tâm của bố trí mặt bằng theo sản

phẩm. Các yếu tố như thiết kế sản phẩm, nhu cầu thị trường đối với sản phẩm ảnh

hưởng quyết định cuối cùng đến qui trình công nghệ và năng lực sản xuất. Ngoài ra,

người ta cũng xác định số lượng công nhân, máy móc vận hành bằng tay hay tự động

và các công cụ khác cần thiết để sản xuất.

Cân bằng dây chuyền sản xuất: Là phân tích dây chuyền sản xuất, phân chia

những công việc được thực hiện theo từng khu vực sản xuất, mỗi khu vực sản xuất

đảm nhiệm một nhiệm vụ giống nhau, tập hợp nhóm khu vực sản xuất đồng nhất này

thành trung tâm sản xuất. Mục tiêu của phân tích dây chuyền sản xuất là xác định bao

nhiêu khu vực sản xuất cần phải có và nhiệm vụ nào được giao cho từng khu vực. Vì

thế, số lượng công nhân và máy móc thiết bị được giảm thiểu nhưng vẫn đảm bào khối

lượng sản phẩm sản xuất theo yêu cầu.

Trong cân bằng dây chuyền sản xuất, người ta cố gắng phân công công việc cho các

khu vực sản xuất sao cho ít có thời gian rỗi nhất. Điều này có nghĩa là công việc tại

mỗi khu vực sản xuất càng gần với chu kỳ càng tốt nhưng không được vượt quá thời

gian đó.

Trong thực tế cân bằng dây chuyền sản xuất là vấn đề phức tạp và khó khăn. Có rất

nhiều phương án bố trí khác nhau và rất hiếm có phương án tốt hơn tất cả các phương

án khác. Mặt khác, khi bố trí phải đảm bảo các yêu cầu về trình tự các công việc, yêu

cầu của công nghệ. Vì vậy, người ta có thể dùng máy tính xác định phương án tối ưu

về một số chỉ tiêu định lượng nhưng không thể tối ưu khi kết hợp các yêu cầu định tính

khác. Do đó, phương pháp trực quan thử đúng sai được áp dụng rộng rãi và phổ biến

nhất vì cách tính đơn giản mặc dù nó không cho giải pháp tối ưu. Mục đích của

phương pháp này là loại bớt khối lượng các phương án cần xem xét, lựa chọn trong số

các phương án khả thi một phương án hợp lý thoả mãn những mục tiêu yêu cầu của

doanh nghiệp.

Phương pháp trực quan thử đúng sai sử dụng trong cân bằng dây chuyền sản xuất

bao gồm các bước cụ thể sau:

(1) Xác định các nhiệm vụ phải thực hiện để hoàn thành một sản phẩm riêng biệt.

(2) Xác định trình tự công việc phải thực hiện.

(3) Vẽ sơ đồ trình tự các công việc (vòng tròn tượng trưng cho công việc, các mũi tên

cho biết trình tự trước sau của công việc).

(4) Ước lượng thời gian thực hiện các công việc.

(5) Tính toán thời gian chu kỳ (TCK) theo công thức 3.5:

TSX Thời gian làm việc thực tế trong kỳ

TCK =

d

=

Số sản phẩm cần SX trong kỳ

(6) Tính toán số khu vực sản xuất tối thiểu (Nmin) theo công thức 3.6 như sau:

Ttg Tổng thời gian thực hiện tất cả các công việc

Nmin=

Tck

=

Thời gian chu kỳ

(7) Bố trí các khu vực sản xuất theo nguyên tắc:

+ Công việc nào có thời gian bằng hoặc xấp xỉ thời gian chu kỳ, bố trí riêng 1 khu vực.

+ Công việc nào có thời gian < thời gian chu kỳ và có liên hệ với nhau về mặt công

nghệ, ghép thành 1 khu vực sao cho tổng thời gian của chúng bằng hoặc xấp xỉ

thời gian chu kỳ.

+ Công việc nào có thời gian > thời gian chu kỳ, giải quyết bằng 2 cách:

 Phân chia công việc đó thành các công việc bộ phận có thời gian bằng hoặc xấp

xỉ thời gian chu kỳ.

 Bố trí nhiều máy đồng thời thực hiện công việc đó, thời gian thực hiện sẽ bằng

ước số của máy bố trí.

(8) Tính hiệu quả sử dụng dây chuyền (máy móc, thiết bị hoặc công lao động)

Tổng Hiệu quả thời gian thực hiện tất cả các công việc

(E) =

Thời gian chu kỳ  số khu vực sản xuất thực tế

x

100

Nếu có nhiều phương án bố trí số lượng khu vực làm việc, việc lựa chọn phương án

tốt nhất có thể dựa vào chỉ tiêu E. Phương án nào có E tốt nhất (lớn nhất) sẽ là phương

án tối ưu.

b) Thiết kế bố trí sản xuất theo quá trình

Một trong những ưu điểm của bố trí theo quá trình là khả năng thoả mãn được rất

nhiều những đòi hỏi khác nhau về chế biến. Khách hàng hoặc nguyên liệu trong hệ

thống sản xuất này đòi hỏi xử lý chế biến theo thứ tự khác nhau dẫn đến có nhiều đường

di chuyển khác nhau trong hệ thống. Do có rất nhiều đường đi khác nhau của sản phẩm

hoặc khách hàng nên trong loại hình bố trí này đầu tiên cần chú ý và xem xét tính chất

của đầu ra. Có hai loại đầu ra là hướng theo sản phẩm và hướng theo khách hàng. Nếu

đầu ra hướng theo sản phẩm thì phải tìm con đường chuyển động của nguyên liệu, bán

thành phẩm là ngắn nhất giữa các nơi làm việc. Đối với hệ thống hướng theo khách

hàng, cần tìm phương án có khoảng cách di chuyển giữa các nơi làm việc của khách

hàng là ngắn nhất. Trong cả hai trường hợp, chi phí vận tải hoặc chi phí thời gian là vấn

đề quan trọng. Vì vậy, một trong những mục tiêu là bố trí theo quá trình tối thiểu hoá

khoảng cách hoặc chi phí vận chuyển nguyên liệu, bán thành phẩm trong phân xưởng.

Điều này thường được thực hiện bằng việc phân bố các bộ phận có những công việc liên

quan với nhau nhiều thì luồng công việc càng gần nhau càng tốt.

Để tiến hành thiết kế theo quá trình, cần phải thu thập phân tích những thông tin chủ

yếu sau:

Mục đích của bố trí sản xuất mà doanh nghiệp đặt ra;

Danh mục, vị trí, độ lớn của các bộ phận, các nơi làm việc và nhà xưởng cần được bố trí;

Xác định mối quan hệ giữa các bộ phận. Đây là các mối quan hệ về công nghệ như

sự phù hợp, tính tương thích và trình tự tiến hành;

Luồng công việc dự kiến trong tương lai giữa các nơi làm việc;

Khoảng cách giữa các vị trí và chi phí trên một đơn vị khoảng cách để di chuyển

sản phẩm giữa các bộ phận;

Danh

mục những yếu tố đặc biệt khác như thiết bị nặng, những đòi hỏi về cấu trúc

nền móng…;

Tổng

số vốn đầu tư dành cho bố trí sản xuất.

Trong thực tế hiện nay, các doanh nghiệp thường áp dụng một số phương pháp phổ

biến sau:

(1) Phương pháp lượng hoá (Tối thiểu hoá chi phí hoặc khoảng cách vận chuyển)

Phương pháp này coi chi phí vận chuyển hoặc khoảng cách giữa các bộ phận là tiêu

chuẩn quan trọng để lựa chọn phương án thiết kế bố trí sản xuất. Tổng chi phí vận

chuyển sản phẩm được lượng hoá một cách cụ thể theo công thức 3.8 sau:

K  





 



  

 

n

i 1

n

j 1

ij ij C L . Q (3.8)

Trong đó:

n – Số nơi làm việc;

Qij – Số sản phẩm vận chuyển giữa các nơi làm việc i và j;

Lij – Khoảng cách giữa nơi làm việc i và j;

K – Chi phí vận chuyển mỗi đơn vị sản phẩm trên 1 đơn vị khoảng cách.

Vì chi phí vận chuyển mỗi đơn vị sản phẩm trên 1 đơn vị khoảng cách như nhau

nên để đơn giản hoá vấn đề và bớt các phép tính toán, ta có thể không tính đến chi phí

trong công thức trên.

Trong mô hình này, người ta cũng dùng phương pháp thử đúng sai hoặc kinh

nghiệm cảm quan để lựa chọn phương án bố trí. Điều đó có nghĩa là nó không tìm

được giải pháp tối ưu mà là một giải pháp khả thi hợp lý thoả mãn những đòi hỏi mà

doanh nghiệp đã đặt ra. Phương pháp thực hiện bao gồm các bước sau:

 Xác định phương án bố trí thử ban đầu đối với doanh nghiệp cần bố trí mới hoàn toàn.

 Trong trường hợp đã có phương án bố trí hiện đang hoạt động, muốn cải tiến để có

phương án tốt hơn, tiết kiệm hơn ta sử dụng phương án đó như giải pháp thử ban đầu.

 Áp dụng công thức 3.8 để tính tổng chi phí cho giải pháp ban đầu hoặc giải pháp

hiện tại.

 Cải tiến giải pháp ban đầu hình thành phương án bố trí mới. Tính tổng chi phí của

cách bố trí này. So sánh với phương án ban đầu.

(2) Phương pháp tổng quát (Xác định vị trí gần nhau một cách định tính).

Mặc dù cách tiếp cận theo phương pháp lượng hóa ở trên được sử dụng khá nhiều,

nhưng nó có hạn chế là chỉ thực hiện được một mục tiêu tại một thời điểm nhất định.

Tuy nhiên, trong thực tế bố trí mặt bằng sản xuất có rất nhiều mục tiêu đặt ra và hầu

như không có một chỉ tiêu lượng hoá cụ thể phản ánh được đầy đủ các mục tiêu đó.

Chẳng hạn như trong môi trường hoạt động văn phòng, yêu cầu phải bố trí mặt bằng

sao cho dòng thông tin phải lưu chuyển có hiệu quả nhất. Sự truyền thông tin được

thực hiện bằng nhiều cách:

Đàm thoại, trao đổi trực tiếp từng cá nhân;

Telephone hay computer;

Giấy tờ, thư tín, tài liệu,…;

Thư tín điện tử;

Thảo luận nhóm hay gặp gỡ.

Trong các phương án bố trí, những bộ phận nào có mối quan hệ với nhau nhiều cần

đặt gần nhau.