Một tốc độ dây chuyền duy nhất là huyền thoại trong hybrid flowshop: Vì sao năng lực nằm ở cấp công đoạn

Đó là một thói quen lập kế hoạch quen thuộc: một con số cho mỗi sản phẩm, một tốc độ tính bằng đơn vị/giờ, áp dụng không đổi cho mọi công đoạn của lộ trình. Thói quen này cũng dễ hiểu. Trên giấy tờ, các máy của một dây chuyền bị gộp vào một cụm duy nhất, nên tốc độ có cảm giác như một thuộc tính của chính dây chuyền. Nhưng trong một hybrid flowshop, không một máy đơn lẻ nào chở một sản phẩm từ đầu đến cuối, và không một con số đơn lẻ nào có thể đại diện cho cả dây chuyền. Nó tồn tại trên giấy. Nó thất bại trên sàn xưởng.

Kế hoạch trung bình hóa sai ở đâu

Một kế hoạch xây dựng từ một tốc độ trung bình sẽ dự đoán sai. Trên bảng tính, nó trông khả thi: con số trung bình, nhân với số lượng, vừa khớp với thời gian sẵn có. Nhưng sàn xưởng lại không đồng tình. Một công đoạn đứng yên với các máy đang chờ, một công đoạn khác lại có một hàng công việc chờ trước nó, và không gì trong mô hình giải thích được vì sao. Lý do là thời gian sản xuất chạy theo mức sử dụng và mức biến thiên, chứ không chỉ theo thời gian gia công trung bình. Hai dây chuyền có thể có cùng tốc độ trung bình theo sản phẩm mà vẫn hành xử khác nhau, vì năng lực của chúng được cân bằng khác nhau giữa các công đoạn. Con số trung bình che giấu mức sử dụng của từng máy và mức biến thiên quanh tốc độ của chúng, và đó chính là những đại lượng quyết định công việc thực sự mất bao lâu.

Hybrid flowshop không có một tốc độ dây chuyền duy nhất

Đây là điều cần hiệu chỉnh. Trong một flowshop thuần túy, mọi sản phẩm đều đi qua một máy cho mỗi công đoạn theo cùng một thứ tự, và một tốc độ duy nhất cho mỗi sản phẩm ít nhất cũng là một sự trừu tượng hóa hợp lý. Một hybrid flowshop nới lỏng cấu trúc đó: nó là một chuỗi các công đoạn, và ít nhất một công đoạn chạy nhiều máy song song. Do đó, năng lực là một thuộc tính theo công đoạn. Mỗi công đoạn sở hữu cụm máy riêng, mỗi máy chạy một nhóm sản phẩm nhất định ở tốc độ riêng của nó, và một kế hoạch sản xuất chỉ đứng vững khi việc phân công máy được giải quyết từng công đoạn dựa trên năng lực thực tế của mỗi công đoạn. Ba hệ quả kéo theo sau, và mỗi hệ quả đều bộc lộ ngay trên sàn xưởng.

Mỗi công đoạn sở hữu cụm máy riêng

Hãy xét một lộ trình gồm trộn, chiết rót và đóng gói. Công đoạn trộn có thể chạy hai máy trộn, công đoạn chiết rót chạy bốn máy chiết rót, và công đoạn đóng gói chạy ba máy đóng gói. Không có máy ở cấp dây chuyền để giao việc cho. Giao một công việc cho một máy là một quyết định chỉ tồn tại bên trong một công đoạn, vì mỗi máy thuộc về đúng một công đoạn và làm công việc của công đoạn đó. Số lượng máy khác nhau giữa từng công đoạn. Một công đoạn chiết rót có thể được định cỡ theo sự đa dạng của các loại container mà nó xử lý, một công đoạn trộn được định cỡ theo chu kỳ của các máy trộn. Cụm máy là một thuộc tính của công đoạn, không phải của dây chuyền.

Tốc độ thuộc về một máy và một nhóm sản phẩm, không thuộc về dây chuyền

Hai máy trong cùng một công đoạn có thể chạy cùng một nhóm sản phẩm ở các tốc độ khác nhau, và một máy có thể chạy hai nhóm sản phẩm ở các tốc độ khác nhau. Cụm máy của một công đoạn thực chất là một tập hợp các cụm con giới hạn theo nhóm: chỉ những máy thực sự chạy được một nhóm mới là ứng viên của nhóm đó, và một máy không có tốc độ khai báo cho một nhóm thì không phải là ứng viên. Việc chuyển đổi theo từng máy khiến các khác biệt này trở thành vấn đề vận hành: thời gian một máy chiết rót cần để chuyển nhóm là riêng của máy chiết rót đó và của chiều chuyển đổi.

Lấy một công đoạn chiết rót với ba máy chạy hai nhóm sản phẩm. Tốc độ, tính bằng container/giờ, có thể như sau:

Không con số đơn lẻ nào sống sót. Nhóm 1 chạy ở 120 container/giờ trên một máy, ở 90 trên một máy khác, và hoàn toàn không chạy trên máy thứ ba. Nhóm 2 chạy trên hai trong ba máy, với tốc độ khác nhau trên mỗi máy. Bất kỳ giá trị trung bình nào tính trên các ô này đều là một con số mà không máy, không nhóm, không công đoạn nào từng thực sự tạo ra. Một kế hoạch trung bình hóa coi những khác biệt đó là nhiễu; sàn xưởng coi chúng là kế hoạch sản xuất.

Có một sắc thái áp dụng cho mọi tốc độ nêu trên: không phải công đoạn nào cũng chạy liên tục. Một công đoạn batch (theo mẻ) sản xuất theo chu kỳ, và tốc độ của nó là một chu kỳ mẻ: một kích thước mẻ và một thời gian chu kỳ, hai giá trị cùng cho biết một mẻ mất bao lâu và tạo ra bao nhiêu. Một thiết bị phản ứng batch cấp liệu cho dây chuyền đóng gói là một công đoạn batch nối tiếp một công đoạn flow (liên tục), và hai công đoạn không được đo theo cùng một cách. Câu chuyện theo công đoạn vẫn đứng vững trước sắc thái này: một công đoạn batch vẫn có cụm máy riêng, và mỗi máy trong đó vẫn chạy từng nhóm theo chu kỳ riêng của nó.

Công đoạn ràng buộc quyết định nhịp độ

Trong một dây chuyền nối tiếp, sản lượng thực tế mà dây chuyền tạo ra bị chi phối bởi công đoạn mà cụm máy và tốc độ của nó làm nghẽn lộ trình. Khi kế hoạch sản xuất không khớp với năng lực thực tế của công đoạn đó, công việc dồn ứ tại các máy của nó và các công đoạn hạ nguồn phải chờ vật liệu. Công đoạn nào đang ràng buộc không phải là một sự thật cố định của nhà máy. Công đoạn ràng buộc không thể là một nhãn đóng dấu một lần lên dây chuyền. Nó là một thuộc tính của kế hoạch sản xuất đã được giải quyết, và nó phải sinh ra từ việc phân công máy chứ không phải đứng bên cạnh việc phân công đó.

Mô hình cấp công đoạn trông như thế nào

Một mô hình cấp công đoạn lưu trữ đúng cấu trúc đó, và không gì hơn. Một công đoạn flow mang một thông lượng tính bằng đơn vị/giờ; một công đoạn batch mang một kích thước mẻ và một thời gian chu kỳ mẻ. Mỗi máy thuộc về đúng một công đoạn, và batch hay flow là một thuộc tính của từng công đoạn, nên một lộ trình có thể chạy một công đoạn batch và một công đoạn flow nối tiếp nhau.

Thuật toán lập kế hoạch sau đó giải quyết việc phân công máy từng công đoạn một. Ở chế độ Auto, nó quyết định thứ tự sản xuất và các phân công máy. Ở chế độ Semi-Auto, nó giữ một thứ tự sản xuất cố định và tối ưu các phân công máy trong thứ tự đó. Không có con số ở cấp dây chuyền nào trong mô hình này: tốc độ được nhập theo từng máy, theo từng nhóm sản phẩm, tại từng công đoạn, và không có gì được nhập cho riêng dây chuyền. Chính sự vắng mặt đó là luận điểm. Một hybrid flowshop không thể được biểu diễn bằng một tốc độ duy nhất, và mô hình không giả vờ điều ngược lại.

Khi nào một tốc độ duy nhất là hợp lệ

Khi các máy của một công đoạn thực sự giống hệt nhau và dây chuyền được cân bằng, một tốc độ duy nhất là một sự đơn giản hóa hợp lệ, và không phần nào của sự phê bình này áp dụng.

Người lập kế hoạch làm gì tiếp theo

Vậy đây là điều bạn cần làm. Nhập tốc độ theo từng máy và theo từng nhóm sản phẩm tại mỗi công đoạn. Giữ các công đoạn batch và flow tách biệt, vì chúng được đo khác nhau. Sau đó để thuật toán lập kế hoạch giải quyết việc phân công máy từng công đoạn một. Kế hoạch sản xuất tạo ra được xây dựng từ đúng cấu trúc mà sàn xưởng thực sự có: các cụm máy theo công đoạn, tốc độ theo từng máy, và một thứ tự sản xuất tôn trọng cả hai. Nó đứng vững vì nó chưa bao giờ bị ép quy về một con số duy nhất.

Điều này có ý nghĩa gì với quản lý nhà máy

Với quản lý nhà máy, khác biệt thực tế nằm ở chỗ kế hoạch sản xuất được xây dựng từ cái gì. Một bộ lập kế hoạch mô hình hóa năng lực theo từng công đoạn sẽ lấy nhịp thời gian từ công đoạn mà cụm máy và tốc độ của nó thực sự làm nghẽn lộ trình, thay vì từ một con số cho cả dây chuyền. Công đoạn đó là công đoạn nào phụ thuộc vào việc phân công và cơ cấu sản phẩm, nên nó có thể khác nhau giữa các kế hoạch sản xuất. Các cuộc trao đổi về năng lực không còn xoay quanh một con số trên bảng tính nữa, mà bắt đầu xoay quanh công đoạn nào đang ràng buộc trong kế hoạch sản xuất hiện tại, và vì sao.