Phối hợp công đoạn sản xuất ảnh hưởng đến tạo giá trị thế nào?

Điểm quan trọng là phân biệt hiệu quả cục bộ với hiệu quả toàn hệ thống. Một công đoạn có thể tăng sản lượng nhưng nếu công đoạn kế tiếp chưa thể xử lý, phần sản lượng tăng thêm chỉ chuyển thành WIP — sản phẩm dở dang đang nằm giữa các công đoạn. Ngược lại, một công đoạn cung cấp không đủ hoặc không đúng thời điểm có thể khiến công đoạn sau bị thiếu việc. Cả hai trường hợp đều làm năng lực đã đầu tư không chuyển hóa đầy đủ thành giá trị đầu ra.

Phối hợp công đoạn quyết định khả năng duy trì dòng tạo giá trị

Một dây chuyền tạo giá trị thông qua chuỗi chuyển đổi liên tiếp: công đoạn này hoàn thành phần việc của mình, sau đó chuyển đúng đầu vào cần thiết cho công đoạn kế tiếp. Mức độ phối hợp càng phù hợp, khoảng thời gian sản phẩm nằm chờ giữa hai lần được xử lý càng có khả năng giảm xuống.

Cơ chế này có thể nhìn thấy rõ khi hai công đoạn liên tiếp có năng lực khác nhau. Giả sử công đoạn A tạo ra 100 đơn vị mỗi giờ nhưng công đoạn B chỉ xử lý ổn định 70 đơn vị mỗi giờ. Nếu A tiếp tục chạy theo năng lực riêng, chênh lệch 30 đơn vị mỗi giờ không làm đầu ra cuối cùng tăng tương ứng; nó tích tụ thành WIP trước B. Trong trường hợp ngược lại, nếu A chỉ cung cấp 50 đơn vị mỗi giờ trong khi B có thể xử lý 70, một phần năng lực của B sẽ không được sử dụng vì thiếu đầu vào.

Do đó, sản lượng của toàn hệ thống không thể được suy ra bằng cách cộng hiệu suất từng công đoạn. Nó chịu ràng buộc bởi khả năng dòng sản phẩm đi xuyên qua chuỗi công đoạn, đặc biệt tại những điểm có năng lực thấp hơn hoặc biến động lớn hơn phần còn lại.

Tư duy Just-in-Time của Toyota phản ánh cùng nguyên tắc khi hướng tới việc tạo đúng thứ cần thiết, vào đúng thời điểm cần thiết và với lượng cần thiết, thay vì đẩy sản lượng tối đa từ từng công đoạn về phía trước.

Phối hợp kém biến chênh lệch nhịp thành chờ đợi và tồn bán thành phẩm

Hai dạng lãng phí thường xuất hiện đồng thời khi các công đoạn không ăn khớp là chờ đợi và tồn sản phẩm dở dang.

Khi công đoạn phía trước chạy nhanh hơn mức công đoạn sau có thể hấp thụ, bán thành phẩm phải nằm trong vùng đệm. Lượng tồn này có thể giúp dây chuyền chống lại một số biến động ngắn hạn, nhưng nếu tích tụ kéo dài, nó làm tăng lượng vốn và vật tư bị giữ trong quá trình, đồng thời kéo dài khoảng thời gian từ khi sản phẩm bắt đầu sản xuất đến khi hoàn thành.

Nếu công đoạn phía trước chạy chậm, dừng bất thường hoặc giao sai trình tự, công đoạn phía sau lại rơi vào trạng thái thiếu đầu vào. Máy móc và nhân lực vẫn tồn tại nhưng không thể tạo giá trị trong thời gian chờ.

NIST xem cycle time, work-in-process, throughput và các chỉ tiêu liên quan đến sử dụng nguồn lực là những đại lượng quan trọng khi phân tích hiệu quả hệ thống sản xuất. Nghiên cứu của NIST về flow time cũng xem xét mối quan hệ giữa cải thiện thời gian dòng chảy của vật liệu, thành phẩm và WIP với năng suất và giá trị gia tăng sản xuất.

Điều này cho thấy tồn kho giữa công đoạn không nên được đánh giá riêng bằng câu hỏi “có nhiều hay ít”. Cần hỏi lượng WIP đó đang bảo vệ dây chuyền trước biến động cần thiết hay chỉ che giấu sự mất cân bằng giữa các công đoạn.

Một gián đoạn nhỏ có thể lan truyền qua nhiều công đoạn

Phối hợp công đoạn còn ảnh hưởng đến cách hệ thống hấp thụ hoặc khuếch đại gián đoạn.

Nếu dây chuyền có quan hệ phụ thuộc chặt, một công đoạn dừng có thể gây hai hiệu ứng theo hai hướng. Phía sau công đoạn bị dừng dần hết bán thành phẩm để xử lý và rơi vào trạng thái thiếu việc. Phía trước tiếp tục sản xuất trong một khoảng thời gian nhưng sau đó có thể bị chặn khi vùng đệm đầy.

Vì vậy, tổn thất của một sự cố không nhất thiết chỉ bằng thời gian dừng của thiết bị xảy ra sự cố. Ảnh hưởng thực tế còn phụ thuộc vào vị trí của công đoạn, lượng đệm đang có, năng lực dự phòng và tốc độ những công đoạn khác phục hồi sau khi dòng sản xuất được nối lại.

Đây cũng là lý do việc cải thiện một máy riêng lẻ chưa chắc cải thiện kết quả toàn dây chuyền. Nếu máy đó không phải điểm đang giới hạn dòng chảy, tăng thêm tốc độ có thể chỉ làm WIP dịch chuyển nhanh hơn tới một điểm nghẽn khác.

Ngược lại, phối hợp tốt cho phép hệ thống phát hiện sớm nơi dòng chảy bị cản trở và điều chỉnh nhịp sản xuất quanh điều kiện thực tế của toàn chuỗi. Các phương pháp lean được NIST mô tả hướng tới những kết quả như giảm lead time, giảm tồn kho và tăng năng suất, thay vì chỉ tối đa mức sử dụng từng nguồn lực riêng biệt.

Phối hợp còn quyết định lỗi được ngăn lại hay tiếp tục tạo thêm chi phí

Sự phối hợp giữa công đoạn không chỉ liên quan đến tốc độ. Chất lượng đầu ra của công đoạn trước cũng là một điều kiện đầu vào của công đoạn sau.

Nếu một sai lệch được phát hiện nhưng thông tin không phản hồi đủ nhanh, các công đoạn phía trước có thể tiếp tục tạo thêm bán thành phẩm cùng lỗi. Trong khi đó, các công đoạn sau có thể tiếp tục gia công một sản phẩm vốn đã không đạt yêu cầu. Giá trị của vật liệu, thời gian máy và lao động tiếp tục được đưa vào sản phẩm nhưng cuối cùng phải sửa chữa hoặc loại bỏ.

Khả năng dừng, nhận biết bất thường và xử lý nguyên nhân vì thế là một phần của phối hợp dòng giá trị. Trong Toyota Production System, jidoka được đặt cùng Just-in-Time như một trong hai khái niệm nền tảng: bất thường cần được nhận biết thay vì để quá trình tiếp tục tạo đầu ra không phù hợp.

Tuy nhiên, điều này không có nghĩa mọi biến động đều phải dẫn đến dừng toàn bộ dây chuyền. Cách phản ứng phải phụ thuộc mức độ ảnh hưởng của lỗi, khả năng cô lập sản phẩm, vị trí phát hiện và cấu trúc của hệ thống. Phối hợp hiệu quả không đồng nghĩa với “không bao giờ dừng”; nó có nghĩa là gián đoạn được quản lý để hạn chế tổng tổn thất của dòng sản xuất.

Cần đo hiệu quả phối hợp bằng chỉ số dòng chảy thay vì một KPI đơn lẻ

Mức phối hợp giữa các công đoạn là một đặc tính của hệ thống nên khó đánh giá chính xác nếu chỉ nhìn vào tỷ lệ sử dụng máy hoặc sản lượng của một công đoạn.

Một bộ chỉ số thực tế cần cho thấy ít nhất ba lớp thông tin:

·         Dòng ra: Throughput hoặc sản lượng hoàn thành trong một đơn vị thời gian

·         Dòng đang nằm trong hệ thống: WIP giữa các công đoạn

·         Thời gian: Cycle time, flow time hoặc lead time phù hợp với phạm vi đo

Có thể bổ sung thời gian chờ, thời gian dừng, tỷ lệ lỗi, mức tuân thủ kế hoạch và chỉ số sử dụng thiết bị khi chúng giúp giải thích nguyên nhân của thay đổi trong dòng chảy.

ISO 22400 cung cấp khuôn khổ KPI cho quản lý vận hành sản xuất và quy định các KPI theo công thức, thành phần, đơn vị cùng những đặc tính liên quan. Điều đáng lưu ý là tiêu chuẩn hóa cách đo không đồng nghĩa mọi nhà máy phải đạt cùng một ngưỡng số học; mức mục tiêu vẫn phải được xác lập theo công nghệ, sản phẩm, cơ cấu công đoạn và yêu cầu vận hành cụ thể.

Chẳng hạn, nếu sản lượng một công đoạn tăng 15% nhưng throughput cuối dây chuyền không thay đổi trong khi WIP trước công đoạn sau tăng nhanh, dữ liệu không chứng minh hệ thống tạo thêm giá trị. Nó cho thấy năng lực cục bộ đang tạo hàng chờ. Ngược lại, nếu throughput giữ nguyên nhưng WIP và flow time giảm mà chất lượng không suy giảm, hệ thống đã tạo cùng lượng đầu ra với ít nguồn lực bị giữ trong quá trình hơn.

Do đó, một KPI chỉ có ý nghĩa khi được đọc cùng các chỉ số có quan hệ nhân quả với nó.

Cải thiện phối hợp phải bắt đầu từ điểm giới hạn dòng chảy

Không phải cứ cân bằng tuyệt đối thời gian xử lý của tất cả công đoạn là dây chuyền sẽ tối ưu. Trong thực tế, thời gian chu kỳ có thể biến động theo sản phẩm, nhân công, thay đổi thiết lập, chất lượng nguyên liệu và độ tin cậy thiết bị. Một hệ thống được thiết kế quá sát mà không có khả năng hấp thụ biến động cũng có thể trở nên dễ gián đoạn.

Hướng cải thiện phù hợp hơn là xác định nơi đang giới hạn dòng giá trị, sau đó điều chỉnh cách các công đoạn còn lại phối hợp với điểm đó.

Trước hết, cần quan sát dòng vật liệu và thông tin theo toàn chuỗi: WIP đang tích tụ ở đâu, công đoạn nào thường xuyên thiếu việc, đâu là vị trí khiến sản lượng toàn tuyến giảm khi nó dừng. Tiếp theo, so sánh nhịp cung cấp và nhịp tiêu thụ giữa các công đoạn thay vì chỉ xem công suất danh nghĩa.

Khi đã thấy nguyên nhân, biện pháp có thể là điều chỉnh thứ tự sản xuất, kích thước lô, mức WIP, thời điểm cấp vật tư, cách chuyển giao, bố trí nguồn lực hoặc nguyên tắc phát tín hiệu cho công đoạn trước. Nếu vấn đề nằm ở biến động, mục tiêu không chỉ là tăng tốc độ trung bình mà còn phải giảm sự bất ổn khiến dòng sản xuất liên tục đổi trạng thái giữa chờ và ùn.

Giới hạn quan trọng là không nên giảm WIP một cách cơ học. Một mức đệm nhất định có thể cần thiết để tách các công đoạn có độ biến động khác nhau. Nếu loại bỏ đệm trước khi xử lý nguồn gây bất ổn, dây chuyền có thể chuyển từ “tồn nhiều” sang “dừng nhiều” mà chưa cải thiện throughput.

Nói cách khác, phối hợp tốt không phải là làm cho tất cả công đoạn chạy nhanh nhất. Đó là làm cho toàn bộ chuỗi vận hành theo một dòng phù hợp, trong đó tốc độ, thời điểm, chất lượng và lượng chuyển giao giữa các công đoạn hỗ trợ đầu ra cuối cùng thay vì cạnh tranh với nhau.

Mức độ phối hợp giữa các công đoạn tác động trực tiếp đến quá trình tạo giá trị thông qua khả năng duy trì dòng sản phẩm xuyên suốt hệ thống. Khi nhịp sản xuất, lượng chuyển giao, chất lượng và phản hồi giữa các công đoạn ăn khớp, nguồn lực có nhiều khả năng chuyển thành throughput thay vì bị giữ lại dưới dạng WIP, chờ đợi hoặc gia công lại. Ngược lại, tối ưu từng công đoạn riêng lẻ có thể làm số liệu cục bộ đẹp hơn nhưng không cải thiện đầu ra toàn hệ thống. Vì vậy, hiệu quả phối hợp nên được đánh giá từ dòng chảy tổng thể và điểm đang giới hạn dòng giá trị, không chỉ từ mức độ bận của từng máy.