Trong bối cảnh toàn cầu hóa và sự phát triển không ngừng của công nghệ, ngành sản xuất đang phải đối mặt với những thách thức ngày càng lớn, đòi hỏi các doanh nghiệp phải liên tục đổi mới và cải tiến để duy trì lợi thế cạnh tranh. Ứng dụng hệ thống điều hành sản xuất (MES) là một trong những giải pháp quan trọng, không chỉ hỗ trợ quản lý sản xuất mà còn là yếu tố then chốt trong việc xây dựng nhà máy thông minh và thúc đẩy chuyển đổi số. Bài viết này sẽ đề cập đến những thách thức trong điều hành sản xuất hiện đại và vai trò quan trọng của hệ thống MES trong việc giải quyết chúng.
Mục tiêu và các vấn đề trong vận hành sản xuất
Trong môi trường cạnh tranh ngày càng gay gắt, vận hành sản xuất hiệu quả là yếu tố sống còn. Để đạt được điều này, doanh nghiệp cần cam kết thực hiện 4Đ trong sản xuất.
Tuy nhiên, việc đạt được các mục tiêu 4Đ không hề dễ dàng. Các doanh nghiệp sản xuất phải đối mặt với nhiều vấn đề trong hoạt động sản xuất, đòi hỏi các giải pháp hiệu quả.
Trong số vấn đề trên thì vấn đề điều hành sản xuất luôn là mối quan tâm hàng đầu. Chúng ta sẽ cùng phân tích chi tiết hơn về vấn đề này trong phần tiếp theo.
Các thách thức trong điều hành sản xuất
Điều hành sản xuất hiệu quả luôn đi kèm với những thách thức không nhỏ. Để tiện theo dõi, chúng ta sẽ chia các thách thức này thành ba nhóm chính:
Nhóm 1: Góc nhìn toàn diện về vận hành sản xuất
Bằng cách tự động hóa các quy trình, tối ưu hóa sử dụng nguồn lực và cải thiện khả năng lập kế hoạch, MES giúp doanh nghiệp hoạt động hiệu quả hơn, linh hoạt hơn và cạnh tranh hơn trên thị trường.
Trạng thái đơn hàng
Việc quản lý thủ công và rời rạc khiến thông tin không được cập nhật kịp thời và chính xác. Hậu quả là doanh nghiệp gặp khó khăn trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và giao hàng đúng hẹn, ảnh hưởng đến uy tín và sự hài lòng của khách hàng. Về lâu dài, việc thiếu thông tin này gây khó khăn trong việc dự báo và lập kế hoạch sản xuất. Điều này dẫn đến lãng phí nguồn lực và giảm hiệu quả kinh doanh.
Chi tiết về từng công đoạn của đơn hàng.
Thông tin chi tiết về từng công đoạn, chẳng hạn như ai đang thực hiện, máy nào đang thực hiện, diễn ra tại phân xưởng nào,… hiện chưa được ghi nhận theo thời gian thực mà chỉ nằm trên kế hoạch đã được lập. Do đó, việc thiếu thông tin chi tiết này gây khó khăn trong việc xác định trách nhiệm khi có sự cố xảy ra, đồng thời gây khó khăn trong việc đánh giá đúng thực trạng so với kế hoạch đề ra. Điều này dẫn đến khó có khả năng phân tích đánh giá để cải thiện quy trình sản xuất.
Các nguyên vật tư nào đang được tiêu thụ
Việc ghi chép thủ công trên sổ sách hoặc Excel, không được đồng bộ với các hệ thống quản lý kho, khiến thông tin về nguyên vật tư đã sử dụng không được cập nhật kịp thời. Do đó, doanh nghiệp không thể nắm bắt chính xác số lượng nguyên vật tư tồn kho thực tế. Điều này dẫn đến tình trạng tồn kho lớn các sản phẩm tạm thời, gây khó khăn trong việc tối ưu hóa quản lý tồn kho và ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất.
Trạng thái máy móc, thiết bị
Việc theo dõi trạng thái máy móc, thiết bị hiện nay vẫn phải thực hiện bằng cách liên hệ trực tiếp với giám đốc phân xưởng hoặc kiểm tra tại chỗ từng máy. Do đó, tốn rất nhiều thời gian cho doanh nghiệp trong việc đưa ra các quyết định điều hành sản xuất và cả việc ra quyết định tiếp nhận đơn hàng mới. Từ đó ảnh hưởng đến khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp so với các đối thủ khác.
Nhóm 2: Tương tác với sản xuất
Tương tác với sản xuất là sự kết nối giữa thông tin trên hệ thống quản lý và các hoạt động thực tế tại xưởng sản xuất. Việc thiếu kết nối này khiến doanh nghiệp gặp không ít thách thức trong việc nắm bắt thông tin về:
Quy trình sản xuất
Việc không nắm bắt được thông tin về quy trình sản xuất đang diễn ra trên thực tế bắt nguồn từ việc hệ thống quản trị không được kết nối với các hoạt động sản xuất theo thời gian thực, dẫn đến thông tin bị sai lệch và không kịp thời. Do đó, doanh nghiệp gặp khó khăn trong việc kiểm soát tiến độ, phát hiện sai lệch và điều chỉnh kịp thời. Hơn nữa, việc không nắm bắt được thông tin về quy trình sản xuất còn ảnh hưởng đến khả năng dự báo và lập kế hoạch sản xuất, dẫn đến lãng phí nguồn lực và giảm hiệu quả kinh doanh.
Các cài đặt của máy tương ứng với lệnh sản xuất
Hiện tại, các hệ thống như CAM/CAD hoạt động độc lập và việc nạp, cài đặt, tải chương trình cho máy móc để thực hiện lệnh sản xuất vẫn được quản lý thủ công. Do đó, việc quản lý thủ công này dẫn đến tình trạng có quá nhiều bản vẽ và khó khăn trong việc truy xuất lại khi cần thiết. Hơn nữa, điều này còn gây khó khăn trong việc kiểm soát và đảm bảo cài đặt máy móc đúng với lệnh sản xuất. Hậu quả là sản xuất không đúng yêu cầu của khách hàng, ảnh hưởng đến uy tín của doanh nghiệp. Việc sản xuất không đúng yêu cầu của khách hàng không chỉ ảnh hưởng đến uy tín của doanh nghiệp, mà còn có thể dẫn đến các chi phí phát sinh như chi phí sửa chữa, chi phí làm lại sản phẩm, thậm chí là mất khách hàng.
Hiệu suất của dây chuyền, máy móc
Việc theo dõi hiệu suất dây chuyền, máy móc tại nhiều doanh nghiệp hiện nay vẫn được thực hiện thủ công bằng giấy tờ, do hệ thống giám sát SCADA chưa được đồng bộ. Do đó, việc ghi nhận hiệu suất thủ công này dễ dẫn đến sai sót và thiếu dữ liệu. Hơn nữa, việc này còn gây khó khăn cho việc đánh giá chính xác hiệu quả sản xuất, mà còn ảnh hưởng đến kết quả phân tích đưa ra các quyết định của mô hình học máy (AI).
Hiệu suất của công nhân – nguồn lực
Việc theo dõi hiệu suất công nhân hiện nay chủ yếu dựa vào các buổi đánh giá cuối năm, khiến thông tin thu thập không phản ánh đầy đủ và kịp thời năng lực thực tế của người lao động. Điều này gây khó khăn trong việc đánh giá chính xác năng suất và hiệu quả làm việc, dẫn đến lãng phí nguồn lực hoặc thiếu hụt nhân công cục bộ do không thể phân bổ và điều phối nhân sự một cách tối ưu. Hơn nữa, việc thiếu dữ liệu hiệu suất chi tiết cũng hạn chế khả năng phân tích và cải tiến quy trình làm việc, từ đó ảnh hưởng đến năng suất tổng thể của doanh nghiệp
Nhóm 3: tối ưu hóa sản xuất
Để tối ưu hóa sản xuất, các doanh nghiệp cần giải quyết các bài toán sau:
- Tối ưu hóa sắp xếp sản xuất – Bài toán tối ưu hóa sắp xếp sản xuất nhằm mục đích giảm thiểu thời gian chờ đợi, tăng năng suất và hiệu quả sử dụng nguồn lực.
- Đáp ứng nhu cầu thay đổi – Doanh nghiệp cần có khả năng đáp ứng nhanh chóng và linh hoạt trước những thay đổi của nhu cầu thị trường.
- Dự đoán chất lượng sản xuất – Việc dự đoán chất lượng sản phẩm giúp doanh nghiệp chủ động kiểm soát và giảm thiểu phế phẩm.
- Cải thiện OEE/OLE/OPE – Cải thiện các chỉ số OEE/OLE/OPE là mục tiêu quan trọng để nâng cao hiệu quả sản xuất tổng thể.
- Giảm thiểu phế phẩm và tổn hao – Giảm thiểu phế phẩm, tổn hao và tiết kiệm năng lượng là yếu tố then chốt để giảm chi phí sản xuất và bảo vệ môi trường.
- Sản xuất tinh gọn (LEAN)- Sản xuất tinh gọn (LEAN) giúp doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình, loại bỏ lãng phí và nâng cao năng lực cạnh tranh.
Tuy nhiên, do thách thức thiếu thông tin toàn diện, doanh nghiệp gặp khó khăn trong việc tự đánh giá và phân tích ưu nhược điểm để từ đó có chiến lược cải thiện phù hợp.Việc giải quyết những thách thức này đòi hỏi các doanh nghiệp phải có một cái nhìn tổng quan và toàn diện về hoạt động sản xuất, đồng thời áp dụng các giải pháp công nghệ tiên tiến như hệ thống MES để tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu quả sản xuất
Hệ thống MES là gì
Hệ thống MES (Manufacturing Execution System) là một giải pháp toàn diện cho nhà máy sản xuất, được tập hợp các ứng dụng chuyên biệt, hoạt động hài hòa trên cùng một nền tảng duy nhất. MES giám sát và kiểm soát mọi hoạt động sản xuất, giúp doanh nghiệp nâng cao năng suất, giảm lãng phí, đảm bảo chất lượng, tối ưu quy trình và ra quyết định kinh doanh sáng suốt.
Các chức năng hệ thống MES
Để giúp doanh nghiệp đạt được các mục tiêu đã đề cập, hệ thống MES cung cấp các chức năng tiêu biểu như
Quản lý điều độ sản xuất
Chức năng này cung cấp cái nhìn tổng quan về trạng thái đơn hàng bằng cách thu thập thông tin từ lệnh sản xuất, chi tiết từng công đoạn và cho phép bộ phận sản xuất cập nhật tiến độ thực tế. Nhờ đó, doanh nghiệp nắm bắt chi tiết thông tin về đơn hàng, từng công đoạn, nguyên vật liệu đang sử dụng và trạng thái sản xuất. Dựa vào thông tin này, doanh nghiệp có thể so sánh tiến độ thực tế với kế hoạch đã đề rai, đánh giá và phân tích. Từ đó có thể phát hiện sớm các vấn đề phát sinh và đưa ra các biện pháp điều chỉnh kịp thời, đảm bảo giao hàng đúng hẹn và nâng cao hiệu quả sản xuất.
Quản lý tài nguyên
Chức năng này hỗ trợ doanh nghiệp đưa ra các quyết định nhanh chóng và hiệu quả trong điều hành sản xuất, cũng như trong việc tiếp nhận đơn hàng từ khách hàng. Hệ thống MES có thể cung cấp các báo cáo chi tiết về hiệu suất của từng máy móc, từng dây chuyền sản xuất, giúp doanh nghiệp xác định được các điểm nghẽn và đưa ra các biện pháp cải tiến. Ngoài ra, hệ thống MES còn có thể quản lý lịch sử bảo trì, bảo dưỡng máy móc, giúp doanh nghiệp lên kế hoạch bảo trì phòng ngừa để giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của máy móc.
Lên kế hoạch sản xuất
Hệ thống mes giúp đảm bảo sự chi tiết và chính xác cao trong quá trình lên kế hoạch. Thay vì chỉ dừng lại ở cấp độ quản lý chung, MES thực hiện việc phân bổ chi tiết các nguồn lực, từ nguyên vật liệu đến công việc cho từng công đoạn sản xuất. Nhờ đó, kế hoạch sản xuất luôn được cập nhật và phù hợp với tình hình thực tế, đảm bảo sản phẩm được giao đúng hạn và đáp ứng yêu cầu của khách hàng.
Theo dõi hoạt động sản xuất theo thời gian thực.
Với khả năng ghi nhận sự kiện, MES hiển thị mọi hoạt động sản xuất theo thời gian thực. Nhờ đó, MES cung cấp các báo cáo theo thời gian thực về tình trạng sản xuất. Đồng thời, hệ thống gửi cảnh báo về tình trạng máy móc ngừng hoạt động và các vấn đề phát sinh về nhân công. Nhờ đó, bộ phận sản xuất luôn được cập nhật thông tin mới nhất về tình hình sản xuất.
Ngoài các chức năng đã nêu, hệ thống MES còn có thể được tùy chỉnh để đáp ứng các nhu cầu cụ thể của từng doanh nghiệp, tùy thuộc vào ngành nghề và lĩnh vực sản xuất. Với khả năng tùy biến cao, hệ thống MES có thể được điều chỉnh linh hoạt để phù hợp với quy trình sản xuất, yêu cầu quản lý và mục tiêu kinh doanh của từng doanh nghiệp.
Vai trò của MES trong điều hành sản xuất
Hệ thống MES với các chức năng ưu việt đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp cái nhìn toàn diện về hoạt động sản xuất cho doanh nghiệp. Để tối ưu hóa sự tương tác giữa tầng quản trị và tầng thực thi sản xuất, hệ thống MES cần được tích hợp với các hệ thống khác. Trong bối cảnh sản xuất hiện đại, để giúp doanh nghiệp giải quyết các vấn đề về điều hành sản xuất, vai trò thực thi và giám sát của hệ thống MES khi được liên kết với tầng sản xuất và tầng quản trị được thể hiện như sau:
Liên kết tầng sản xuất
Khi được liên kết với tầng sản xuất, hệ thống MES trở thành nền tảng dữ liệu toàn diện về sản xuất, cung cấp thông tin minh bạch theo thời gian thực. Nhờ đó, mỗi bộ phận có thể truy cập cùng một nguồn thông tin, giảm thiểu tình trạng trùng lặp và sai lệch dữ liệu. Từ đó, các bộ phận có thể phối hợp nhịp nhàng để đảm bảo hoạt động sản xuất diễn ra hiệu quả.
Liên kết tầng quản trị
Khi được liên kết với tầng quản trị, hệ thống MES đóng vai trò là cầu nối thông tin, giúp doanh nghiệp vận hành một cách thông suốt và liền mạch, từ đó mang lại những lợi ích sau:
- Cải thiện cấu trúc chi phí: MES giúp doanh nghiệp xác định các chi phí phát sinh trong quá trình sản xuất, từ đó đưa ra các biện pháp cắt giảm chi phí hiệu quả.
- Tăng hiệu quả sản xuất: MES giúp doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và tăng năng suất.
- Quản lý tài sản hoạt động: MES giúp doanh nghiệp theo dõi tình trạng và hiệu suất của máy móc, thiết bị, từ đó lên kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng và thay thế kịp thời.
- Thúc đẩy tuân thủ: MES giúp doanh nghiệp tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn trong ngành, đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn lao động.
- Cung cấp thông tin theo thời gian thực và chính xác cho các nhà quản lý: MES thu thập và tổng hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, cung cấp cho các nhà quản lý cái nhìn tổng quan và chi tiết về hoạt động sản xuất, giúp họ đưa ra các quyết định dựa trên dữ liệu.
- Hỗ trợ lập kế hoạch và dự báo: Dữ liệu từ MES có thể được sử dụng để lập kế hoạch sản xuất, dự báo nhu cầu và tối ưu hóa nguồn lực.
- Cải thiện khả năng kiểm soát và ra quyết định: MES cung cấp các công cụ phân tích và báo cáo mạnh mẽ, giúp các nhà quản lý theo dõi hiệu suất, xác định các vấn đề và đưa ra các quyết định điều chỉnh kịp thời.
Tổng kết
Hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về các thách thức trong điều hành sản xuất và vai trò của hệ thống MES trong sản xuất hiện đại. Xuất phát từ cam kết hướng đến 4Đ trong sản xuất, chúng ta đã xác định được 7 vấn đề gây cản trở, trong đó vấn đề điều hành sản xuất là quan trọng nhất. Tiếp theo, chúng ta đã phân tích những vấn đề này để hiểu rõ nguyên nhân và hậu quả của chúng. Sau đó, bài viết đã giới thiệu về hệ thống MES, các chức năng tiêu biểu và cách chúng giải quyết các thách thức trong sản xuất. Cuối cùng, chúng ta đã tìm hiểu về vai trò của MES trong điều hành sản xuất khi được liên kết với tầng sản xuất và tầng quản trị, cũng như những lợi ích mà nó mang lại.
