Một máy chạy căng trong khi máy kia nằm không

Một máy chạy căng, máy kia nằm không

Một công đoạn chiết rót với hai chiếc máy có thể thay thế cho nhau: một làn chạy kéo dài, còn làn kia nằm không. Nhóm kế hoạch sản xuất theo máy và quy luật sẽ hiện rõ: một làn chạy kéo dài trong khi làn của máy còn lại nằm im, và ở nơi một máy phải chờ nguyên liệu, kế hoạch hiển thị một khoảng tạm dừng chờ nguyên liệu trên dòng của thao tác đó. Không có gì hỏng hóc. Cả hai máy đều đủ khả năng làm công việc này. Các công việc lẽ ra có thể đến với làn nào cũng được, nhưng kế hoạch đã đặt chúng vào vị trí hiện tại, và quy luật cứ lặp lại: một máy bận rộn, máy kia chờ đợi. Người lập kế hoạch nhìn vào các làn đó sẽ đọc ra năng lực chưa được tận dụng hết, và năng lực chưa được tận dụng hết sẽ kéo theo một phản ứng quen thuộc: nhà máy bố trí thêm người để bù vào.

Cách khắc phục mặc định là tăng nhân sự

Khi một công đoạn trông có vẻ thiếu năng lực, các đòn bẩy tiêu chuẩn đều xoay quanh con người: thêm một người vận hành cho chiếc máy đang bận, chia ca để kéo dài số giờ hoạt động, tăng ca vào cuối tuần. Lập kế hoạch sản xuất dạy đúng những đòn bẩy này, nên việc nghĩ đến chúng trước tiên không phải là thiếu hiểu biết, mà là do được đào tạo như vậy. Sai lầm là làm điều đó trước tiên. Nguyên tắc của quản lý ràng buộc là khai thác ràng buộc mình đang có trước khi nâng cấp nó: tận dụng tối đa những gì đã lắp đặt trước khi bổ sung thêm. Một công đoạn có hai chiếc máy có thể thay thế cho nhau, một chiếc chưa dùng hết năng lực, thì không hiển nhiên là một vấn đề về năng lực. Cách khắc phục bằng nhân sự chỉ xử lý một triệu chứng mà chính kế hoạch sản xuất tạo ra, và kế hoạch sản xuất là phần duy nhất trong bức tranh mà chưa ai thay đổi.

Cách nhìn lại: đây là một quyết định phân công máy

Trên một công đoạn có từ hai chiếc máy có thể thay thế cho nhau trở lên, công việc nào chạy trên máy nào là một quyết định lập kế hoạch. Nó có một cái tên: phân công máy (machine assignment), và phần lớn sự mất cân bằng mà một nhà máy nhìn thấy có thể truy ra từ đây. Điều đó đúng trong phạm vi mất cân bằng mà phân công máy có thể giải quyết: các máy thực sự khác nhau về tốc độ và năng lực; một công đoạn có thể bị thiếu nguyên liệu từ công đoạn trước hoặc bị chặn từ công đoạn sau; sự sẵn sàng của người vận hành là một ràng buộc thực tế. Ý chính là chẩn đoán trước, chứ không phải là nhân sự không bao giờ quan trọng. Nhưng khi hai chiếc máy đều có thể chạy cùng một khối lượng công việc mà kế hoạch lại dồn hết lên một máy, quy luật đó không phải là tín hiệu về số lượng nhân sự; nó là tín hiệu về phân công máy. Đọc theo hướng đó, bước tiếp theo sẽ là một câu hỏi về kế hoạch sản xuất, chứ không phải câu hỏi về nhân sự. Câu nói ngắn gọn để ghi nhớ: hãy xem kế hoạch sản xuất trước khi nghĩ đến nhân sự.

Vì sao việc phân công quá khó để ước lượng bằng mắt

Phân công máy không phải là một chú thích nhỏ trong các tài liệu về lập kế hoạch; nó là một phần định nghĩa của bài toán. Một dây chuyền sản xuất nhiều công đoạn, có các máy song song tại một công đoạn, chính là hybrid flowshop, một lớp bài toán riêng biệt với khối lượng nghiên cứu lớn và vẫn đang rất sôi động. Và quyết định này thực sự khó. Những quy tắc đơn giản nghe có vẻ hợp lý, như đặt từng công việc lên máy trống tiếp theo, đã được chứng minh là chỉ là những xấp xỉ thô; khoảng cách đến một phương án phân công tốt là có thật. Cách làm thủ công cũng chẳng khá hơn. Các cột phân công máy được duy trì bằng tay trong bảng tính chính là nơi lỗi công thức và lỗi nhập liệu tích tụ, và một người lập kế hoạch đang xoay xở với hàng chục công việc trên hai chiếc máy thì không có lối tắt đáng tin cậy nào đến phương án phân công tốt. Không điều nào trong số này biện hộ cho một phần mềm cụ thể nào; chúng nói lên bản chất của bài toán. Phân công máy là một quyết định tổ hợp thực sự, đã được nghiên cứu kỹ lưỡng và khó; ước lượng bằng mắt, hoặc rải nó lên một bảng tính, về bản chất là không đáng tin cậy. Nếu việc phân công là tầm thường, sự mất cân bằng đã không bền bỉ đến vậy.

Sự mất cân bằng đến từ đâu

Quy luật này bắt nguồn từ những nguyên nhân mang tính cơ chế, và tất cả đều thuộc về việc phân công và thứ tự, chứ không phải về nhân sự. Chuyển công đoạn không đều: nguyên liệu đến theo từng đợt, chiếc máy đầu tiên nhận trọn đợt và chạy kéo dài, còn máy kia phải chờ giữa các lần chuyển, một khoảng tạm dừng chờ nguyên liệu, không phải khoảng trống nhân sự. Dồn chuyển đổi: thời gian chuyển đổi giữa các sản phẩm là theo từng máy, nên một máy có thể phải gánh mọi lần chuyển đổi kéo dài, từ một lần chuyển sang sản phẩm gây dị ứng hay sang nhóm màu khác đến một chu kỳ vệ sinh kéo dài, và trở thành điểm nghẽn của công đoạn trong khi máy kia nằm không. Batch (theo mẻ) và flow (liên tục) trên cùng một lộ trình: các công đoạn batch bắt đầu ở những thời điểm khác nhau và lệch pha với nhau, và một máy batch kết thúc sớm không thể nhận thêm một phần khối lượng mà không phá vỡ quy tắc kích thước mẻ. Chu kỳ cố định: trên một máy có chu kỳ cố định, một lượng không chia hết vẫn phải chạy trọn chu kỳ cuối cho phần lẻ, nên máy nào cứ nhận phần dư sẽ luôn chạy lâu hơn máy kia. Tất cả những nguyên nhân này đều mang hình dạng của kế hoạch sản xuất, với những đòn bẩy cũng mang hình dạng của kế hoạch sản xuất; chính vì thế cách khắc phục thuộc về kế hoạch, không phải về nhân sự. Không nguyên nhân nào trong số đó được giải quyết bằng cách thêm người vào cùng một kế hoạch.

Coi phân công máy là một phần của kế hoạch sản xuất

Đây là lúc sản phẩm đi vào lập luận, với tư cách là bằng chứng: Schantt coi phân công máy là một phần của kế hoạch sản xuất. Ở chế độ Auto và Semi-Auto, thuật toán lập kế hoạch xem xét, với từng công đoạn, công việc nào chạy trên máy song song nào của công đoạn đó, rồi chốt tổ hợp giúp tối thiểu tổng thời gian sản xuất. Chỉ những máy thực sự đủ năng lực sản xuất sản phẩm tại công đoạn đó mới là ứng viên; năng lực được thể hiện qua việc máy nào có các mục khai báo tốc độ (rate) cho nhóm sản phẩm, nên một máy chuyên dùng cho sản phẩm dị ứng hay bất kỳ máy bị giới hạn nào khác vẫn nằm trong mô hình thay vì bị mặc định là sẵn sàng. Hai chế độ phân chia quyền quyết định khác nhau. Chế độ Semi-Auto giữ nguyên thứ tự sản xuất do người lập kế hoạch đặt ra và vẫn tối ưu lại việc mỗi công việc chạy trên máy nào: có được câu trả lời về phân công máy mà không phải từ bỏ quyền lập kế hoạch. Chế độ Auto quyết định thứ tự sản xuất và việc phân công máy cùng một lúc. Có thể thay thế cho nhau không có nghĩa là giống hệt nhau: mỗi máy có tốc độ và thời gian chuyển đổi riêng, và thuật toán phân công dựa trên điều đó. Vì vậy, một máy phải gánh các lần chuyển đổi kéo dài sẽ có khoảng thời gian đó được tính vào tổng thời gian sản xuất của kế hoạch, chứ không bị làm ngơ. Kế hoạch tối thiểu tổng thời gian sản xuất, và nó không xếp lịch cho đội ngũ vận hành, không đuổi theo hạn giao hàng, cũng không đánh đổi chi phí. Thứ người lập kế hoạch nhận lại là thứ có thể nhìn thấy: máy mà mỗi thao tác được xếp lên sẽ được lưu lại và hiển thị, với tên máy trên tooltip của thao tác và Gantt có thể nhóm theo máy thành từng làn. Việc tải đều trên các làn của công đoạn thường chỉ là hệ quả nhìn thấy được của việc tối thiểu tổng thời gian sản xuất, chứ không phải một tính năng cân bằng riêng biệt. Mục tiêu là tổng thời gian sản xuất; các làn sẽ trở nên đều ở nơi các máy gần nhau về tốc độ và năng lực, và vẫn không đều ở nơi chúng khác biệt.

Điều gì thay đổi đối với người lập kế hoạch

Trước đây: vẫn hai chiếc máy đó, cùng danh sách công việc, phân công máy theo thói quen hoặc theo kiểu "máy trống tiếp theo", một làn quá tải và một làn nằm không, cùng áp lực phải tăng nhân sự. Sau này: thứ tự vẫn thuộc về người lập kế hoạch. Ở chế độ Semi-Auto, thứ tự sản xuất được giữ cố định và việc phân công máy được dò tìm, và kế hoạch chốt phương án phân công giúp tối thiểu tổng thời gian sản xuất. Các làn trở nên đều như một hệ quả nhìn thấy được, chứ không phải vì cân bằng là mục tiêu. Và để nói rõ điều này không phải là gì: đây không phải lời hứa khắc phục mọi sự mất cân bằng. Chênh lệch về tốc độ và năng lực, các trạm thiếu người vận hành, và tình trạng thiếu nguyên liệu hoặc bị chặn giữa các công đoạn nằm ngoài phạm vi mà việc phân công lại có thể thay đổi. Cách nhìn lại này vẫn khiêm tốn: hãy kiểm tra kế hoạch trước, chứ không phải "lập kế hoạch giải quyết được tất cả". Trong phạm vi mất cân bằng mà phân công máy có thể giải quyết, câu trả lời là một cách phân công khác của cùng khối lượng công việc lên cùng những chiếc máy đó, đạt được trong khi người lập kế hoạch vẫn giữ quyền quyết định về thứ tự.

Câu trả lời nằm ở kế hoạch sản xuất

Sự mất cân bằng trên một công đoạn máy song song là một tín hiệu lập kế hoạch. Hãy đọc tín hiệu đó ngay tại kế hoạch trước khi xây dựng phương án nhân sự xung quanh nó: các máy đều chạy được khối lượng công việc đó, việc phân công đã lựa chọn kém, và thứ tự hoặc việc phân công, hoặc cả hai, chính là nơi đặt đòn bẩy. Khi kế hoạch sản xuất coi phân công máy là một phần của quyết định, nhà máy sẽ tận dụng được tối đa những chiếc máy mình đang sở hữu. Và câu hỏi về đội ngũ vận hành, nếu thực sự còn tồn tại, sẽ được đặt ra từ một kế hoạch đang thực sự làm tròn việc của mình, chứ không phải từ một kế hoạch chưa từng có cơ hội. Hãy xem kế hoạch sản xuất trước khi nghĩ đến nhân sự. Câu trả lời nằm ở kế hoạch sản xuất.