Năng lực sản xuất được hình thành từ những yếu tố nào?

Năng lực sản xuất là gì?

Năng lực sản xuất là khả năng tạo ra một lượng sản phẩm hoặc dịch vụ trong một đơn vị thời gian với các nguồn lực và điều kiện vận hành nhất định. Đơn vị biểu thị phụ thuộc vào loại hình sản xuất, chẳng hạn sản phẩm/giờ, tấn/ngày, mét/ca, đơn hàng/tháng hoặc giờ dịch vụ/ngày.

Điểm quan trọng là phải phân biệt năng lực sản xuất với sản lượng thực tế. Năng lực cho biết hệ thống có khả năng tạo ra bao nhiêu, còn sản lượng thực tế cho biết hệ thống đã thực sự tạo ra bao nhiêu trong một khoảng thời gian.

Ví dụ, một dây chuyền được thiết kế để sản xuất 1.000 sản phẩm trong một ca nhưng thực tế chỉ hoàn thành 800 sản phẩm. Khi đó, 1.000 sản phẩm/ca thể hiện mức năng lực theo thiết kế, còn 800 sản phẩm/ca là sản lượng thực tế.

Mức sử dụng năng lực có thể biểu diễn bằng:

Mức sử dụng năng lực = Sản lượng thực tế / Năng lực thiết kế × 100%

Trong ví dụ trên, mức sử dụng năng lực là 800/1.000 × 100% = 80%.

Tuy nhiên, doanh nghiệp thường không thể duy trì liên tục mức công suất thiết kế vì còn thời gian bảo trì, thay khuôn, chuyển đổi sản phẩm, kiểm tra chất lượng, nghỉ ca và nhiều giới hạn vận hành khác. Vì thế, khi quản trị sản xuất còn cần xác định năng lực hiệu dụng – mức sản lượng có thể đạt được trong điều kiện vận hành thực tế đã tính đến các giới hạn bình thường của hệ thống.

Máy móc và thiết bị tạo ra giới hạn công suất vật lý

Máy móc, dây chuyền, công cụ và hệ thống phụ trợ là một trong những nền tảng trực tiếp hình thành năng lực sản xuất. Mỗi thiết bị có tốc độ xử lý, thời gian chu kỳ và giới hạn tải nhất định, từ đó quyết định số đơn vị sản phẩm có thể được xử lý trong một khoảng thời gian.

Nếu một máy hoàn thành một sản phẩm sau mỗi 30 giây và vận hành liên tục trong một giờ thì năng lực lý thuyết của máy là:

3.600 giây / 30 giây = 120 sản phẩm/giờ

Con số này chưa phản ánh sản lượng thực tế vì máy có thể phải dừng để bảo trì, thay nguyên liệu, điều chỉnh thông số hoặc xử lý sự cố.

Năng lực thiết bị vì vậy không chỉ phụ thuộc vào số lượng máy mà còn liên quan đến:

·         Tốc độ hoặc thời gian chu kỳ của thiết bị

·         Số lượng thiết bị có thể vận hành đồng thời

·         Thời gian thiết bị thực sự sẵn sàng sản xuất

·         Độ tin cậy và tần suất hỏng hóc

·         Thời gian thiết lập, thay khuôn hoặc chuyển đổi sản phẩm

·         Khả năng đáp ứng của điện, khí nén, nước, hệ thống làm mát và các thiết bị phụ trợ

Một dây chuyền có nhiều máy công suất cao nhưng thường xuyên dừng vì bảo trì vẫn có thể tạo ra năng lực hiệu dụng thấp hơn một dây chuyền nhỏ hơn nhưng ổn định.

Để theo dõi mức khai thác thiết bị, doanh nghiệp có thể sử dụng các chỉ số như thời gian hoạt động, thời gian dừng máy, tốc độ thực tế và tỷ lệ sản phẩm đạt chất lượng. OEE là một chỉ số tổng hợp thường được sử dụng, được hình thành từ ba thành phần: Availability × Performance × Quality. Chỉ số này giúp chỉ ra phần năng lực thiết bị bị mất do dừng máy, chạy chậm hoặc tạo ra sản phẩm lỗi.

Lao động quyết định khả năng biến thiết bị thành sản lượng

Máy móc chỉ tạo ra năng lực tiềm năng. Để năng lực đó trở thành sản lượng, doanh nghiệp cần đủ nhân lực với đúng kỹ năng và đúng thời điểm.

Ảnh hưởng của lao động thể hiện qua số người có thể bố trí cho từng công đoạn, số ca làm việc, năng suất trên mỗi lao động và trình độ vận hành. Hai nhà máy sử dụng cùng một hệ thống thiết bị có thể đạt năng lực sản xuất khác nhau nếu năng lực của đội ngũ vận hành khác nhau.

Một công đoạn cần bốn người để vận hành đầy đủ nhưng chỉ bố trí được ba người có thể buộc dây chuyền phải giảm tốc độ. Tương tự, việc thiếu kỹ thuật viên bảo trì có thể kéo dài thời gian máy ngừng hoạt động, làm giảm năng lực của toàn hệ thống dù số lượng công nhân trực tiếp vẫn đủ.

Yếu tố lao động vì vậy cần được xem xét trên nhiều phương diện:

·         Số lượng nhân sự có thể huy động

·         Kỹ năng và mức độ thành thạo

·         Năng suất lao động

·         Cơ cấu ca và thời gian làm việc

·         Khả năng thay thế nhân sự tại các vị trí quan trọng

·         Năng lực quản lý, giám sát và bảo trì

Trong những quy trình có tỷ lệ tự động hóa cao, số lao động trực tiếp có thể giảm nhưng yêu cầu về trình độ kỹ thuật lại tăng. Vì vậy, tự động hóa không loại bỏ vai trò của con người mà làm thay đổi loại năng lực lao động cần thiết.

Nguyên vật liệu quyết định hệ thống có thể duy trì sản xuất hay không

Một dây chuyền có đủ máy và người vẫn không thể tạo ra sản lượng nếu thiếu nguyên liệu đầu vào. Do đó, khả năng cung ứng vật tư là một phần thực tế của năng lực sản xuất.

Điều cần xem xét không chỉ là tổng lượng nguyên liệu mà còn gồm thời điểm giao hàng, chất lượng, chủng loại và mức độ ổn định của nguồn cung. Nếu nguyên liệu đến chậm hoặc tỷ lệ nguyên liệu không đạt yêu cầu cao, hệ thống có thể phải giảm tốc độ hoặc ngừng sản xuất.

Ví dụ, dây chuyền có thể xử lý 10 tấn nguyên liệu mỗi ngày nhưng nguồn cung chỉ duy trì được 7 tấn/ngày. Trong điều kiện đó, khả năng tạo sản lượng thực tế không thể dựa trên mức 10 tấn/ngày của thiết bị mà bị giới hạn bởi nguồn nguyên liệu.

Cùng một logic cũng áp dụng với linh kiện, bao bì, vật tư tiêu hao và bán thành phẩm từ công đoạn trước. Chỉ cần một đầu vào quan trọng bị thiếu, một phần hoặc toàn bộ dây chuyền có thể phải chờ.

Vì vậy, tồn kho an toàn, thời gian cung ứng, độ tin cậy của nhà cung cấp và khả năng thay thế nguồn vật tư đều có thể ảnh hưởng đến mức năng lực mà doanh nghiệp duy trì được trong thực tế.

Công nghệ và quy trình quyết định hiệu quả sử dụng nguồn lực

Hai doanh nghiệp có cùng số máy, số lao động và lượng nguyên liệu chưa chắc có cùng năng lực sản xuất. Khác biệt có thể xuất phát từ công nghệ và cách thiết kế quy trình.

Công nghệ tốt hơn có thể rút ngắn thời gian chu kỳ, giảm thao tác thủ công, tăng độ ổn định hoặc giảm tỷ lệ phế phẩm. Quy trình hợp lý có thể giảm quãng đường vận chuyển, thời gian chờ, số lần xử lý lại và thời gian chuyển đổi giữa các sản phẩm.

Năng lực sản xuất vì thế chịu tác động của:

·         Công nghệ chế tạo

·         Mức độ tự động hóa

·         Thời gian chu kỳ của quy trình

·         Cách bố trí mặt bằng

·         Trình tự công đoạn

·         Thời gian thiết lập và chuyển đổi

·         Mức độ tiêu chuẩn hóa thao tác

·         Khả năng kiểm soát và đồng bộ dữ liệu sản xuất

Cải tiến quy trình đôi khi có thể tăng sản lượng mà không cần mua thêm máy. Nếu một dây chuyền mất nhiều thời gian chờ giữa hai công đoạn, việc loại bỏ thời gian chờ có thể giải phóng năng lực đang bị lãng phí.

Điều này cho thấy năng lực sản xuất không phải lúc nào cũng tăng theo lượng tài sản đầu tư. Hiệu quả tổ chức và công nghệ quyết định phần nguồn lực hiện có thực sự được chuyển thành khả năng tạo sản lượng.

Nút thắt quyết định năng lực của toàn bộ hệ thống

Trong một quy trình gồm nhiều công đoạn nối tiếp, năng lực toàn hệ thống thường bị giới hạn bởi công đoạn có khả năng xử lý thấp nhất – thường được gọi là nút thắt.

Giả sử một dây chuyền gồm ba công đoạn có năng lực lần lượt là:

·         Công đoạn A: 120 sản phẩm/giờ

·         Công đoạn B: 80 sản phẩm/giờ

·         Công đoạn C: 100 sản phẩm/giờ

Nếu mỗi sản phẩm đều phải lần lượt đi qua A, B và C thì dây chuyền không thể duy trì mức 120 sản phẩm/giờ. Công đoạn B chỉ xử lý được 80 sản phẩm/giờ và trở thành giới hạn của toàn hệ thống.

Trong điều kiện các yếu tố khác ổn định, năng lực của dây chuyền khi đó chỉ khoảng 80 sản phẩm/giờ.

Cơ chế này giải thích vì sao tăng thêm máy hoặc nhân lực ở công đoạn không phải nút thắt có thể không làm tổng sản lượng tăng. Nếu công đoạn A được nâng từ 120 lên 150 sản phẩm/giờ nhưng B vẫn chỉ đạt 80 sản phẩm/giờ, năng lực toàn dây chuyền về cơ bản vẫn bị giữ ở 80 sản phẩm/giờ.

Do đó, muốn nâng năng lực sản xuất, doanh nghiệp cần xác định nguồn lực nào đang thực sự giới hạn dòng sản xuất thay vì tăng đồng loạt mọi nguồn lực.

Chất lượng và tỷ lệ hao hụt ảnh hưởng đến sản lượng đạt yêu cầu

Không phải mọi đơn vị được sản xuất ra đều trở thành sản phẩm có thể bàn giao. Phế phẩm, sản phẩm phải sửa chữa hoặc xử lý lại đều tiêu tốn thời gian và năng lực máy nhưng không tạo ra cùng lượng đầu ra đạt chuẩn.

Ví dụ, một dây chuyền hoàn thành 1.000 sản phẩm nhưng chỉ có 950 sản phẩm đạt yêu cầu ngay từ lần đầu. Tỷ lệ sản phẩm đạt là:

950 / 1.000 × 100% = 95%

Nếu doanh nghiệp chỉ quan tâm đến số lượng sản phẩm đã đi qua máy mà bỏ qua tỷ lệ đạt, năng lực hữu ích của hệ thống sẽ bị đánh giá cao hơn thực tế.

Chất lượng vì vậy có quan hệ trực tiếp với năng lực. Khi tỷ lệ lỗi tăng, doanh nghiệp phải dành thêm thời gian cho kiểm tra, sửa chữa hoặc sản xuất bù. Phần thời gian này chiếm dụng nguồn lực vốn có thể được dùng để tạo ra sản phẩm mới.

Ở góc độ quản trị, năng lực nên được xem xét không chỉ bằng số lượng đầu ra mà còn bằng số lượng đầu ra đạt yêu cầu.

Thời gian vận hành và bảo trì quyết định phần công suất có thể sử dụng

Năng lực của một hệ thống chỉ tồn tại trong khoảng thời gian mà hệ thống thực sự có thể sản xuất. Vì vậy, lịch làm việc, thời gian bảo trì, thời gian nghỉ, thời gian vệ sinh và thời gian chuyển đổi đều ảnh hưởng trực tiếp đến mức sản lượng có thể đạt.

Một máy có tốc độ 100 sản phẩm/giờ và được bố trí tám giờ sản xuất có năng lực lý thuyết 800 sản phẩm trong ca. Nếu tổng cộng một giờ được sử dụng cho bảo trì và thay đổi sản phẩm thì thời gian sản xuất còn bảy giờ.

Nếu tốc độ vẫn giữ nguyên, năng lực trong khoảng thời gian có thể vận hành chỉ còn:

100 × 7 = 700 sản phẩm/ca

Sự khác biệt giữa 800 và 700 sản phẩm không xuất phát từ việc máy yếu hơn mà từ thời gian khả dụng đã giảm.

Vì vậy, bảo trì không nên được hiểu đơn giản là thời gian làm mất công suất. Bảo trì có kế hoạch có thể làm giảm thời gian sản xuất trong ngắn hạn nhưng giúp hạn chế những đợt dừng máy bất ngờ kéo dài và bảo vệ khả năng vận hành ổn định trong dài hạn.

Hạ tầng và nguồn lực hỗ trợ cũng có thể trở thành giới hạn

Năng lực sản xuất không chỉ được tạo bởi những tài sản trực tiếp chạm vào sản phẩm. Điện, nước, khí nén, kho, phương tiện vận chuyển nội bộ, khuôn gá, dụng cụ, hệ thống kiểm tra và không gian lưu trữ đều có thể giới hạn khả năng vận hành.

Một nhà máy có đủ máy nhưng nguồn điện không cho phép tất cả thiết bị chạy đồng thời sẽ không thể khai thác tổng công suất danh nghĩa của các máy. Tương tự, công đoạn sản xuất có thể hoàn thành nhanh nhưng kho trung gian quá nhỏ khiến dây chuyền thường xuyên phải dừng chờ giải phóng hàng.

Các nguồn lực hỗ trợ thường dễ bị bỏ qua vì chúng không trực tiếp tạo sản phẩm. Tuy nhiên, khi một nguồn lực hỗ trợ trở thành điều kiện bắt buộc để dòng sản xuất tiếp tục, giới hạn của nó cũng trở thành giới hạn của năng lực hệ thống.

Tổ chức và kế hoạch sản xuất quyết định mức độ phối hợp các nguồn lực

Năng lực sản xuất là kết quả của một hệ thống, do đó khả năng phối hợp có ý nghĩa không kém số lượng nguồn lực.

Kế hoạch sản xuất quyết định sản phẩm nào được chạy, chạy khi nào, với số lượng bao nhiêu và nguồn lực nào được sử dụng. Nếu lịch sản xuất tạo quá nhiều lần chuyển đổi sản phẩm, thời gian thiết lập có thể tăng. Nếu lệnh sản xuất không cân đối giữa các công đoạn, một nơi có thể thiếu việc trong khi nơi khác hình thành hàng chờ.

Khả năng điều độ cũng ảnh hưởng đến:

·         Phân bổ máy

·         Phân bổ nhân lực

·         Trình tự đơn hàng

·         Kế hoạch nguyên liệu

·         Thời gian chuyển đổi

·         Bảo trì

·         Mức tồn kho giữa các công đoạn

Vì thế, doanh nghiệp không thể đánh giá năng lực bằng cách cộng đơn giản công suất của từng máy. Năng lực hữu ích xuất hiện khi các nguồn lực được bố trí đúng thời điểm và hoạt động đồng bộ.

Có thể đánh giá năng lực sản xuất bằng những chỉ số nào?

Để hiểu một hệ thống thực sự có thể tạo ra bao nhiêu sản lượng, doanh nghiệp nên kết hợp nhiều chỉ số thay vì chỉ nhìn vào tổng sản lượng cuối kỳ.

Một số chỉ số trực tiếp gồm:

·         Năng lực thiết kế: Sản lượng tối đa theo điều kiện thiết kế

·         Năng lực hiệu dụng: Sản lượng có thể đạt sau khi tính đến các giới hạn vận hành bình thường

·         Sản lượng thực tế: Lượng đầu ra thực tế được tạo ra

·         Mức sử dụng năng lực: Sản lượng thực tế / năng lực thiết kế × 100%

·         Hiệu suất so với năng lực hiệu dụng: Sản lượng thực tế / năng lực hiệu dụng × 100%

·         Thời gian chu kỳ: Thời gian cần để hoàn thành một đơn vị hoặc một chu kỳ sản xuất

·         Tỷ lệ sản phẩm đạt: Số sản phẩm đạt yêu cầu / tổng sản phẩm được tạo ra × 100%

·         Thời gian dừng máy: Khoảng thời gian thiết bị không thể sản xuất theo kế hoạch

·         OEE: Chỉ số kết hợp mức sẵn sàng, hiệu suất vận hành và chất lượng

Ví dụ, một dây chuyền có năng lực thiết kế 1.000 sản phẩm/ca, năng lực hiệu dụng 900 sản phẩm/ca và sản lượng thực tế 810 sản phẩm/ca.

Khi đó:

Mức sử dụng năng lực = 810 / 1.000 × 100% = 81%

Hiệu suất so với năng lực hiệu dụng = 810 / 900 × 100% = 90%

Hai tỷ lệ trả lời hai câu hỏi khác nhau. Mức sử dụng cho biết doanh nghiệp đang khai thác bao nhiêu phần của mức công suất thiết kế, trong khi tỷ lệ thứ hai cho biết hệ thống vận hành tốt đến đâu so với mức thực tế được kỳ vọng.

Năng lực sản xuất được hình thành từ sự cân bằng của toàn hệ thống

Không có một nguồn lực riêng lẻ nào tự quyết định toàn bộ năng lực sản xuất. Máy móc xác định khả năng xử lý vật lý, lao động vận hành và kiểm soát quá trình, nguyên liệu duy trì dòng sản xuất, công nghệ quyết định cách chuyển đổi đầu vào, còn tổ chức sản xuất giúp các thành phần hoạt động đồng bộ.

Nếu một nguồn lực trở nên khan hiếm hoặc có năng lực thấp hơn nhu cầu của hệ thống, nó có thể trở thành yếu tố giới hạn. Vì vậy, việc đầu tư thêm thiết bị chỉ làm tăng sản lượng khi thiết bị thực sự là nút thắt. Trong trường hợp giới hạn nằm ở lao động, nguyên liệu, chất lượng, thời gian dừng hoặc khâu điều độ, tăng máy móc có thể làm tăng năng lực danh nghĩa nhưng không tăng tương ứng sản lượng hữu ích.

Đánh giá đúng năng lực sản xuất vì thế phải bắt đầu từ toàn bộ chuỗi nguồn lực và dòng vận hành, sau đó xác định giới hạn thực sự của hệ thống. Khi nút thắt được nhận diện và cải thiện đúng chỗ, doanh nghiệp mới có thể chuyển phần năng lực tiềm năng thành sản lượng thực tế một cách bền vững.

Năng lực sản xuất là khả năng tạo sản lượng của cả một hệ thống chứ không phải công suất riêng của máy móc. Nó được hình thành từ thiết bị, lao động, nguyên vật liệu, công nghệ, chất lượng, thời gian vận hành, hạ tầng và năng lực tổ chức. Trong thực tế, mức năng lực cuối cùng thường chịu ảnh hưởng mạnh nhất bởi nguồn lực hoặc công đoạn đang tạo ra giới hạn cho dòng sản xuất. Vì vậy, muốn tăng khả năng tạo sản lượng, cần đo lường năng lực thực tế, xác định nút thắt và cải thiện đúng nguồn lực đang hạn chế hệ thống thay vì chỉ mở rộng tài sản sản xuất.