Sản xuất tinh gọn là gì? Sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing) là phương pháp quản trị sản xuất tập trung tạo giá trị cho khách hàng và loại bỏ lãng phí trong mọi công đoạn, để đạt cùng sản lượng với ít thời gian, nhân công, máy móc và vật liệu hơn. Phương pháp này bắt nguồn từ Hệ thống sản xuất Toyota và hiện được áp dụng ở hầu hết ngành sản xuất và cả dịch vụ. Bài viết trình bày định nghĩa, lịch sử, mục tiêu, lợi ích, sáu nguyên tắc, bảng công cụ Lean thường dùng và thiết bị hiển thị, thu dữ liệu tại trạm để đo kết quả cải tiến.
1. Sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing) là gì?
Lean Manufacturing hay Lean Production, tiếng Việt là sản xuất tinh gọn, là mô hình quản trị xây dựng trên các nguyên tắc và công cụ cải tiến hệ thống, tập trung tạo giá trị cho khách hàng và giảm thiểu các lãng phí trong quá trình sản xuất hoặc cung cấp dịch vụ của một tổ chức.
Lợi ích của mô hình gồm tăng hiệu quả sử dụng nguồn lực, rút ngắn thời gian chu kỳ (bám theo nhịp sản xuất) và thời gian cung cấp dịch vụ để đáp ứng yêu cầu khách hàng mà không phát sinh lãng phí, nhờ cải tiến liên tục quy trình.
Lean Manufacturing giúp cung cấp sản phẩm với chi phí thấp hơn và ít lỗi hơn hệ thống kinh doanh truyền thống. Loại bỏ các hoạt động không hiệu quả vì vậy là điều kiện để tối ưu chi phí và nâng năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp.
2. Lịch sử hình thành của Lean Manufacturing
Lean là phương pháp quản trị sản xuất phát triển từ Hệ thống sản xuất Toyota (Toyota Production System, TPS) từ những năm 1950 và được triển khai trong toàn bộ hoạt động của Toyota.
Từ những năm 1980, Toyota được biết đến với hiệu quả của hệ thống sản xuất đúng lúc (Just-In-Time, JIT). Ngày nay Toyota được xem là một trong những nhà sản xuất hiệu quả nhất thế giới và là công ty tiên phong áp dụng Lean Manufacturing.
Cụm từ "Lean Production" được phổ biến rộng rãi qua cuốn The Machine that Changed the World (Cỗ máy làm thay đổi thế giới) năm 1990 và từ đó được áp dụng tại nhiều công ty sản xuất trên thế giới.
3. Mục tiêu của sản xuất tinh gọn
Sản xuất tinh gọn nhằm tăng năng suất với sản lượng đầu ra tương đương nhưng đầu vào ít hơn về thời gian, nhân công, máy móc và vật liệu. Cụ thể, mô hình hướng tới các mục tiêu sau.
- Giảm thời gian quy trình và chu kỳ sản xuất bằng cách giảm tối đa thời gian chờ giữa các công đoạn.
- Tối ưu bố trí nhà máy dựa trên sắp xếp và lưu chuyển nguyên vật liệu hiệu quả.
- Giảm nguồn lực cần cho kiểm tra chất lượng nhờ làm đúng ngay từ đầu.
- Xây dựng quan hệ chặt chẽ với số nhà cung cấp ít hơn nhưng chất lượng và độ tin cậy cao hơn.
- Trao đổi thông tin điện tử với nhà cung cấp và khách hàng.
- Tối giản danh mục sản phẩm, loại bỏ các mẫu và biến thể ít mang lại giá trị tăng thêm cho khách hàng.
- Thiết kế sản phẩm với ít thành phần hơn, dùng chi tiết phổ biến hơn, vẫn đáp ứng yêu cầu tuỳ biến của khách hàng.
4. Lợi ích của mô hình Lean Manufacturing
4.1 Cải thiện năng suất và chất lượng sản phẩm, dịch vụ
Nhờ tiết kiệm vật liệu và giảm lãng phí, sản xuất tinh gọn cải thiện hiệu quả sử dụng nguồn lực đầu vào: tăng năng suất lao động và hiệu suất làm việc bằng cách giảm thời gian chờ giữa người và máy, giảm di chuyển và loại bỏ thao tác không cần thiết.
Mọi nhân viên trong quá trình sản xuất hoặc cung cấp dịch vụ hiểu rõ khái niệm giá trị và đóng góp vào chuỗi giá trị của tổ chức để tạo ra sản phẩm đạt chất lượng ngay từ nguồn.
4.2 Rút ngắn thời gian chu trình sản xuất
Nhờ tối ưu quy trình tạo giá trị, loại bỏ hoạt động không tạo giá trị và giảm thời gian chờ giữa các công đoạn, Lean rút ngắn thời gian chuẩn bị (set-up time) và thời gian chuyển đổi giữa các sản phẩm (change-over time). Công cụ chuyên cho việc này là SMED, kỹ thuật đổi khuôn nhanh.
4.3 Giảm lãng phí hữu hình và vô hình
Lean giảm tồn kho quá mức cần thiết, gồm cả bán thành phẩm dở dang giữa các công đoạn (Work-In-Process, WIP) lẫn thành phẩm, nhờ vận dụng nguyên lý JIT: chỉ sản xuất khi công đoạn sau cần.
4.4 Nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị, mặt bằng
Thông qua các công cụ như TPM (Total Productive Maintenance, duy trì năng suất tổng thể) và bố trí dây chuyền theo mô hình tế bào (Cell Manufacturing), máy móc ít dừng hơn và mặt bằng được dùng cho công đoạn tạo giá trị.
4.5 Tăng khả năng đối ứng linh hoạt
Lean giảm áp lực lên nguồn lực đầu vào (con người, thiết bị) trước yêu cầu đa dạng của thị trường nhờ thực hành cân bằng sản xuất (level loading), khi tổ chức đã rút ngắn được thời gian chuyển đổi. Khả năng giao hàng đúng hạn theo đó được bảo đảm.
Khi thời gian sản xuất (lead time) và thời gian chu trình (cycle time) cải thiện, khả năng đáp ứng yêu cầu sản lượng của khách hàng cũng cải thiện với cơ sở vật chất hiện có.
5. Nguyên tắc chính của sản xuất tinh gọn
5.1 Nhận thức về lãng phí
Nhận thức ban đầu là phân biệt yếu tố mang lại giá trị và yếu tố không mang lại giá trị trong mắt khách hàng. Vật liệu, quy trình hoặc tính năng không đóng góp vào giá trị cho khách hàng được coi là thừa và cần loại bỏ. Ví dụ, vận chuyển vật liệu giữa các phân xưởng là lãng phí và có thể loại bỏ bằng cách bố trí lại mặt bằng.
5.2 Chuẩn hoá quy trình
Áp dụng Lean cần triển khai hướng dẫn chi tiết cho sản xuất, gọi là quy trình chuẩn (standard work), mô tả rõ nội dung, trình tự, thời gian và kết quả cho mọi thao tác của công nhân. Việc này loại bỏ khác biệt trong cách từng công nhân thực hiện cùng một việc.
5.3 Quy trình liên tục
Sản xuất tinh gọn nhắm tới dòng chảy sản xuất liên tục, không ùn tắc, gián đoạn, đi vòng, trả về hay chờ đợi. Khi dòng chảy liên tục được thiết lập, thời gian chu kỳ sản xuất giảm đáng kể so với sản xuất theo lô lớn.
5.4 Sản xuất kéo (Pull Production)
Sản xuất kéo chủ trương chỉ sản xuất những gì cần và vào lúc cần. Sản xuất diễn ra dưới tác động của công đoạn sau, nên mỗi phân xưởng chỉ làm theo yêu cầu của công đoạn kế tiếp, thường truyền bằng thẻ Kanban.
5.5 Chất lượng từ gốc
Sản xuất tinh gọn nhắm tới loại trừ phế phẩm từ gốc; kiểm soát chất lượng do chính công nhân thực hiện như một phần công việc trong quy trình, thay vì dồn về khâu kiểm tra cuối chuyền.
5.6 Liên tục cải tiến
Lean đòi hỏi không ngừng loại bỏ lãng phí khi phát hiện, với sự tham gia của công nhân trong quá trình cải tiến liên tục. Khuôn khổ để tổ chức cải tiến là chu trình PDCA: lập kế hoạch, thực hiện, kiểm tra, hành động.
6. Công cụ Lean thường dùng và cách đo kết quả
Sáu nguyên tắc trên được triển khai bằng bộ công cụ cụ thể. Bảng dưới tóm tắt công cụ, mục đích và chỉ số dùng để đo kết quả sau khi áp dụng.
| Công cụ | Mục đích | Chỉ số đo kết quả |
|---|---|---|
| 5S | Sắp xếp nơi làm việc gọn, sạch, chuẩn | Thời gian tìm dụng cụ, số điểm không đạt khi kiểm tra 5S |
| Sơ đồ chuỗi giá trị (VSM) | Vẽ dòng vật liệu và thông tin, tìm công đoạn lãng phí | Tỷ lệ thời gian tạo giá trị trên tổng lead time |
| Quy trình chuẩn | Thống nhất cách làm giữa các công nhân | Độ lệch thời gian chu trình giữa các ca |
| Kanban / sản xuất kéo | Chỉ sản xuất khi công đoạn sau cần | Mức tồn kho WIP, số ngày tồn kho |
| SMED | Rút ngắn thời gian đổi mã sản phẩm | Thời gian chuyển đổi, số lần đổi mã mỗi ca |
| TPM | Giảm dừng máy ngoài kế hoạch | OEE, thời gian dừng máy |
| Andon | Báo bất thường tại trạm ngay khi phát sinh | Thời gian phản ứng với sự cố |
| Kaizen / PDCA | Tổ chức cải tiến liên tục | Số đề xuất cải tiến được áp dụng |
Điểm chung của các chỉ số trên là phải đo được trước và sau cải tiến. Ghi tay cuối ca cho số liệu thiếu và không đúng thời điểm, nên các nhà máy áp dụng Lean thường trang bị thiết bị thu dữ liệu tự động tại máy và màn hình hiển thị tại trạm.
Chọn thiết bị cho sản xuất tinh gọn
Thiết bị cho Lean tại xưởng cần ba tiêu chí: đọc được tín hiệu chạy, dừng và đếm sản phẩm trực tiếp từ máy qua ngõ vào số hoặc cổng COM; không quạt để đặt trong tủ máy và chạy liên tục ba ca; và màn hình cảm ứng chịu được dầu, bụi để hiển thị chuẩn thao tác và Andon ngay tại trạm. Cho vị trí thu dữ liệu máy, máy tính công nghiệp không quạt Advantech UNO-2271G kích thước nhỏ có 2 cổng LAN Gigabit, tuỳ chọn 2 cổng RS-232/422/485, ngõ vào ra số cách ly qua mô-đun iDoor và bộ nhớ eMMC 32 GB, đủ để tính thời gian chu trình, thời gian dừng và OEE cho một cụm máy. Cho vị trí hiển thị tại trạm, panel PC công nghiệp Advantech TPC-1251T có màn 12,1 inch cảm ứng điện trở 5 dây, mặt trước IP66, không quạt, làm việc từ -20 đến 60 °C và hỗ trợ quản lý thiết bị từ xa. Để rà nhanh theo điều kiện lắp đặt thực tế, dùng công cụ chọn máy theo điều kiện lắp đặt.
Câu hỏi thường gặp về sản xuất tinh gọn
Sản xuất tinh gọn là gì?
Sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing hay Lean Production) là phương pháp quản trị sản xuất xây dựng trên các nguyên tắc và công cụ cải tiến hệ thống, tập trung tạo giá trị cho khách hàng và giảm thiểu lãng phí trong quá trình sản xuất hoặc cung cấp dịch vụ. Phương pháp này bắt nguồn từ Hệ thống sản xuất Toyota.
Lean Manufacturing loại bỏ những lãng phí nào?
Lean nhắm vào bảy loại lãng phí kinh điển: sản xuất thừa, tồn kho, chờ đợi, vận chuyển, thao tác thừa, gia công thừa và sản phẩm lỗi. Nhiều tài liệu bổ sung loại thứ tám là không tận dụng năng lực của người lao động. Mọi hoạt động không tạo giá trị trong mắt khách hàng đều được xem là lãng phí cần cắt giảm.
Sản xuất tinh gọn khác Six Sigma ở điểm nào?
Lean tập trung loại bỏ lãng phí và rút ngắn thời gian chu trình để dòng chảy sản xuất liên tục. Six Sigma tập trung giảm biến động và sai lỗi của quy trình bằng thống kê. Hai phương pháp bổ sung cho nhau và thường được kết hợp thành Lean Six Sigma.
Doanh nghiệp nhỏ áp dụng sản xuất tinh gọn bắt đầu từ đâu?
Bắt đầu bằng 5S và chuẩn hoá thao tác tại vài trạm, sau đó vẽ sơ đồ chuỗi giá trị để tìm công đoạn có lãng phí lớn nhất, áp dụng SMED để rút ngắn thời gian đổi mã và sản xuất kéo bằng thẻ Kanban. Cần đo thời gian chu trình, sản lượng và tỷ lệ lỗi trước và sau mỗi thay đổi để biết cải tiến có hiệu quả.
Cần thiết bị gì để đo kết quả cải tiến Lean tại xưởng?
Cần máy tính công nghiệp không quạt đọc tín hiệu chạy, dừng và đếm sản phẩm từ máy để tính thời gian chu trình, thời gian dừng và OEE, cùng panel PC tại trạm để hiển thị chuẩn thao tác, nhịp sản xuất và bảng Andon cho công nhân. Dữ liệu tự động thay cho ghi tay giúp so sánh trước và sau cải tiến chính xác hơn.