Ở nhiều nhà máy gia công kim loại hoạt động hai hoặc ba ca, có một vấn đề chung mà ai cũng biết nhưng ít công ty phân tích nghiêm túc:

Tại sao năng suất của cùng một máy có thể chênh lệch 20% hoặc thậm chí 30% giữa ca ngày và ca đêm, ngay cả khi máy, vật liệu và thông số cắt giống nhau?

Những lời giải thích đầu tiên thường là:

• Người vận hành ca đêm ít kinh nghiệm hơn.
• Máy hoạt động kém hơn vào ban đêm.
• Công nhân ca đêm kém hiệu quả hơn.
• Kỹ sư có mặt vào ban ngày nhưng không có vào ban đêm.

Tuy nhiên, vấn đề thực sự thường phức tạp hơn.

Bản thân máy không thay đổi. Điều thay đổi là hệ thống ra quyết định xung quanh máy.

Vào ban ngày, kỹ sư, nhân viên bảo trì và quản lý sản xuất thường có mặt. Vào ban đêm, người vận hành có thể phải tự đưa ra quyết định khi gặp phải tình trạng mòn dao, âm thanh cắt bất thường, tải trục chính không ổn định hoặc các vấn đề về gá đặt.

Điều này tạo ra "khoảng cách ẩn" thực sự giữa ca ngày và ca đêm.1. Tại sao năng suất ca đêm có thể thấp hơn 30%?

Hãy tưởng tượng một nhà máy gia công kim loại hoạt động hai ca mỗi ngày.

Ca ngày

Ca đêm

• Kỹ sư quy trình có thể hỗ trợ.
• Nhân viên bảo trì dễ tiếp cận hơn.
• Các vấn đề về dao cụ có thể được xử lý nhanh chóng.
• Thông số cắt có thể được điều chỉnh ngay lập tức.
• Ca đêm

Năng suất mỗi giờ

• Kỹ sư quy trình có thể không có mặt tại chỗ.
• Phản hồi bảo trì mất nhiều thời gian hơn.
• Người vận hành phải tự chẩn đoán vấn đề.
• Các vấn đề nhỏ có thể tiếp diễn cho đến khi chúng trở thành vấn đề lớn hơn.
• Kết quả có thể trông như thế này:

Chỉ số

Do đó, câu hỏi thực sự không phải là:

"Ca nào làm việc chăm chỉ hơn?"

Câu hỏi hay hơn là:

"Cả hai ca có cùng thông tin, khả năng ra quyết định và hỗ trợ khắc phục sự cố không?"

2. Biến số bị bỏ qua: Tần suất thay dao

Trong cắt kim loại, tình trạng dao cụ ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất.

Đối với máy cưa vòng và máy cưa băng, lưỡi cưa dần bị mòn trong quá trình hoạt động.

Khi độ mòn dao tăng lên:

Lực cắt tăng lên.

• Tải trục chính tăng lên.
• Thời gian cắt kéo dài.
• Chất lượng cắt giảm sút.
• Có thể có nhiều ba via hơn.
• Gãy răng hoặc mòn bất thường có khả năng xảy ra cao hơn.
• Người vận hành ca ngày có thể nhận thấy những thay đổi này và liên hệ ngay với kỹ sư.

Kỹ sư có thể xác định:

Dao cụ chưa bị mòn hoàn toàn. Tốc độ tiến dao đơn giản là quá cao.

Kỹ sư sau đó có thể điều chỉnh tốc độ tiến dao và tiếp tục sản xuất.

Nhưng nếu không có sự hỗ trợ của kỹ sư, người vận hành ca đêm có thể đưa ra một trong hai quyết định cực đoan.

Quyết định 1: Thay dao quá sớm

Người vận hành nghe thấy âm thanh cắt bất thường và ngay lập tức thay lưỡi cưa.

Kết quả:

Lưỡi cưa vẫn còn tuổi thọ sử dụng, nhưng nó bị loại bỏ sớm.

Quyết định 2: Tiếp tục sử dụng dao cụ

Người vận hành nghĩ:

"Nó vẫn có thể cắt, vì vậy hãy tiếp tục chạy."

Điều này cuối cùng có thể dẫn đến:

Hiệu quả cắt giảm

• Tỷ lệ phế phẩm cao hơn
• Mòn lưỡi cưa bất thường
• Tải máy cao hơn
• Gãy răng hoặc hỏng lưỡi cưa
• Do đó, việc thay dao không nên phụ thuộc hoàn toàn vào trực giác của người vận hành.

Một phương pháp tốt hơn là thiết lập quản lý tuổi thọ dao cụ dựa trên dữ liệu.Ví dụ:

Một lưỡi cưa → Số lần cắt → Thời gian cắt → Tải trục chính → Chất lượng cắt → Thời điểm thay thế

↓

khi nào lưỡi cưa nên được thay thế thay vì khi người vận hành chỉ cảm thấy rằng nó nên được thay thế.

3. Đường cong tải trục chính có thể phát hiện vấn đề sớm hơn người vận hành

Đối với thiết bị cắt kim loại tự động, tải trục chính là một tín hiệu quy trình có giá trị.

Giả sử tải trục chính ổn định trong quá trình sản xuất bình thường.

Đột nhiên, mô hình thay đổi:

Bình thường → Bình thường → Tăng đột ngột → Biến động liên tục

Điều này có thể chỉ ra:

Biến động độ cứng của vật liệu

Mòn dao

• Tốc độ tiến dao quá cao
• Gá đặt không đúng cách
• Độ đảo của lưỡi cưa
• Các vấn đề về hệ thống dẫn hướng
• Vào ban ngày, kỹ sư có thể nhanh chóng xác định vấn đề.
• Vào ban đêm, nếu không ai giám sát dữ liệu, máy có thể tiếp tục hoạt động trong vài giờ.

Chi phí không còn đơn giản là giá của một lưỡi cưa thay thế.

Nó có thể trở thành:

Chi phí dao cụ + thời gian ngừng hoạt động + chi phí phế phẩm + chi phí nhân công + chậm trễ giao hàng

Do đó, một câu hỏi quan trọng đối với các nhà quản lý nhà máy là:

Máy tạo ra dữ liệu là chưa đủ. Dữ liệu đó có thực sự được sử dụng để đưa ra quyết định sản xuất không?

4. Vấn đề lớn nhất của ca đêm không phải là máy – mà là không có ai để hỏi

Đây là một trong những vấn đề bị bỏ qua nhiều nhất trong sản xuất.

Khi máy hoạt động bất thường, người vận hành có thể đối mặt với nhiều khả năng.

Tình huống 1: Tiếng ồn cắt đột ngột tăng lên

Có phải là:

Mòn dao?

Biến động vật liệu?

• Tốc độ tiến dao quá cao?
• Máy trục trặc?
• Không có tiêu chuẩn rõ ràng, người vận hành phải dựa vào kinh nghiệm.
• Tình huống 2: Thời gian cắt đột ngột tăng lên

Giả sử chu kỳ cắt bình thường là:

30 giây mỗi chiếc

Nhưng nó đột nhiên trở thành:

40 giây mỗi chiếc

Điều gì đã xảy ra?

Máy đang trở nên kém hiệu quả hơn?

Hay vật liệu đã thay đổi?

Không có dữ liệu lịch sử, người vận hành khó biết.

Tình huống 3: Chất lượng cắt giảm sút

Người vận hành có thể nhận thấy:

Nhiều ba via hơn

Độ vuông góc kém

• Thay đổi chất lượng bề mặt
• Sai lệch kích thước
• Nhưng phải làm gì?
• Điều chỉnh tốc độ tiến dao?

Hay:

Kiểm tra lưỡi cưa?

Lỗi 102

Kiểm tra hệ thống kẹp?

Lỗi 102

Dừng máy và liên hệ bảo trì?

Lỗi 102

Vấn đề không phải là không ai có thể vận hành máy. Vấn đề là không có ai sẵn sàng giúp người vận hành đưa ra quyết định đúng đắn.

5. Hệ thống MES có thể cho các nhà quản lý nhà máy biết điều gì?

Nếu một nhà máy đã triển khai hệ thống MES hoặc hệ thống thu thập dữ liệu máy, nó có thể cung cấp một lượng lớn thông tin theo ca.

Dữ liệu sản xuất

Ví dụ:

Năng suất ca ngày

↓

• Năng suất mỗi giờ
• Thời gian chu kỳ trung bình
• Sử dụng máy
• Ví dụ:

Thời gian chạy

Thời gian chờ

• Thời gian lỗi
• Thời gian thay dao
• Thời gian thiết lập
• Dữ liệu dao cụ
• Ví dụ:

Thời gian hoạt động của dao cụ

↓

• Tần suất thay thế
• Tuổi thọ dao cụ với các vật liệu khác nhau
• Tải máy
• Bao gồm:

Tải trục chính

Dòng điện động cơ

• Đỉnh tải
• Biến động bất thường
• Những dữ liệu này có thể giúp trả lời một câu hỏi quan trọng:
• "Máy của chúng ta có thực sự đạt được công suất sản xuất thiết kế không?"

6. Nhưng MES cũng có thể "che giấu" điều gì đó

"Che giấu" không có nghĩa là hệ thống MES cố tình làm sai lệch dữ liệu.

Vấn đề thực sự là:

Một hệ thống có thể cho bạn biết điều gì đã xảy ra, nhưng nó có thể không cho bạn biết tại sao nó xảy ra.

Ví dụ, hệ thống MES có thể hiển thị:

Tỷ lệ sử dụng máy ca đêm: 82%

Nhưng nó có thể không cho bạn biết:

8% thời gian bị mất là do người vận hành chờ kỹ sư xác nhận thông số cắt.

Nó có thể hiển thị:

Năng suất ca đêm: 780 chiếc

Nhưng nó có thể không giải thích:

50 chiếc cần làm lại vì chất lượng cắt trở nên không ổn định.

Nó có thể hiển thị:

Ba lần thay dao

Nhưng nó có thể không giải thích:

Một lần thay thế là do hết tuổi thọ dao bình thường, một lần là do người vận hành đánh giá sai, và một lần là do điều chỉnh thông số bị chậm trễ.

Do đó:

Dữ liệu cho bạn biết điều gì đã xảy ra. Quy trình quản lý quyết định liệu bạn có thể hiểu tại sao nó xảy ra không.

7. Bạn thực sự nên so sánh những gì giữa ca ngày và ca đêm?

Nếu một nhà máy muốn xác định nguyên nhân thực sự của khoảng cách năng suất 30%, họ nên so sánh ít nhất các chỉ số sau.

1. Năng suất

Đừng chỉ so sánh tổng năng suất hàng ngày.

Một chỉ số tốt hơn là:

Năng suất mỗi giờ máy

Điều này cho bạn biết máy thực sự tạo ra bao nhiêu sản phẩm trong thời gian hoạt động có sẵn của nó.

2. Thời gian chu kỳ cắt

So sánh:

Thời gian chu kỳ trung bình ca ngày so với thời gian chu kỳ trung bình ca đêm

Phương pháp vận hành

3. Tiêu thụ dao cụ

So sánh:Bao nhiêu lưỡi cưa được tiêu thụ cho mỗi 1.000 chiếc?Nếu tiêu thụ dao cụ ca đêm cao hơn đáng kể, vấn đề có thể liên quan đến:

Thông số cắt

Phương pháp vận hành

Nhận dạng vật liệu

Chiến lược thay dao

• 4. Tỷ lệ phế phẩm
• Giả sử nhà máy sản xuất 1.000 chiếc.
• Ca ngày:
• 10 chiếc lỗi

Ca đêm:

30 chiếc lỗi

Sự khác biệt chỉ là 20 chiếc trong một ca.

Nhưng trong cả tháng, chi phí có thể trở nên đáng kể.

5. Thời gian ngừng hoạt động đột xuất

Đây là một trong những chỉ số quan trọng nhất đối với nhiều nhà máy.

Bởi vì:

Một phút máy ngừng hoạt động không chỉ đơn giản có nghĩa là một phút sản xuất bị mất.

Nó cũng có thể ảnh hưởng đến:

Các quy trình tiếp theo

Lập kế hoạch nhân lực

Lịch trình giao hàng

Sử dụng máy

• Chi phí mỗi bộ phận
• 8. Giải quyết khoảng cách ngày/đêm không chỉ đơn giản là "đào tạo thêm"
• Khi các nhà máy phát hiện ra năng suất ca đêm thấp hơn, phản ứng đầu tiên thường là:
• "Chúng ta cần đào tạo tốt hơn cho người vận hành ca đêm."
• Đào tạo là quan trọng, nhưng nó không phải là giải pháp hoàn chỉnh.

Một phương pháp hiệu quả hơn bao gồm những điều sau đây.

① Tiêu chuẩn hóa kinh nghiệm của kỹ sư ca ngày

Biến kinh nghiệm kỹ thuật thành:

Bảng thông số

Quy trình khắc phục sự cố

Tiêu chuẩn thay dao

Quy trình xử lý cảnh báo

• Câu hỏi thường gặp cho các vấn đề phổ biến
• Mục tiêu là đảm bảo người vận hành ca đêm không phải đoán mò.
• ② Thiết lập cửa sổ thông số tiêu chuẩn
• Đối với các vật liệu, kích thước và loại dao khác nhau, hãy xác định:
• Tốc độ trục chính khuyến nghị

Tốc độ tiến dao khuyến nghị

Phạm vi tải chấp nhận được

Tuổi thọ dao tham khảo

• Sau đó, quyết định của người vận hành thay đổi từ:
• "Tôi nghĩ chúng ta nên điều chỉnh cái này."
• thành:
• "Theo tiêu chuẩn, đây là điều chỉnh chính xác."

③ Thiết lập quy trình leo thang

Ví dụ:

Cấp 1: Người vận hành xử lý

↓

Cấp 2: Trưởng nhóm xác nhận

↓

Cấp 3: Kỹ sư hỗ trợ từ xa

Hoặc:

Cấp 4: Bảo trì can thiệp

Hoặc:

Dừng máy vì một vấn đề nhỏ.

Hoặc:

Tiếp tục chạy mặc dù có vấn đề nghiêm trọng.

④ Hãy để máy giải thích vấn đề

Các máy cắt thông minh trong tương lai không chỉ nên hiển thị:

Lỗi 102

Chúng nên cung cấp hướng dẫn hữu ích hơn, chẳng hạn như:

Tải trục chính cao hơn phạm vi bình thường. Vui lòng kiểm tra độ mòn dao hoặc giảm tốc độ tiến dao.

Nói cách khác:

Máy không chỉ nên thu thập dữ liệu. Nó nên giúp người vận hành hiểu dữ liệu.

9. Mục tiêu không phải là làm cho ca đêm "làm việc như ca ngày"

Mục tiêu thực sự là mang lại cho ca đêm:

Khả năng ra quyết định gần với những gì có sẵn vào ban ngày.

Điều đó đòi hỏi:

Thông số quy trình tiêu chuẩn hóa

Quản lý tuổi thọ dao cụ dựa trên dữ liệu

Trạng thái máy trực quan hóa

Khắc phục sự cố tiêu chuẩn hóa

• Hỗ trợ kỹ thuật từ xa
• Dữ liệu sản xuất minh bạch
• Mục tiêu cuối cùng không phải là:
• "Yêu cầu người vận hành ca đêm có kinh nghiệm hơn."
• Mà là:
• "Sử dụng hệ thống và dữ liệu để giúp người vận hành thông thường đưa ra quyết định gần với quyết định của kỹ sư có kinh nghiệm."

Đó là nơi tự động hóa và sản xuất thông minh tạo ra giá trị thực sự.

10. Kết luận: Độ chính xác của máy chỉ là nền tảng

Khi mua máy công cụ, các nhà sản xuất thường tập trung vào:

Độ chính xác định vị

Độ chính xác cắt

Tốc độ trục chính

Công suất động cơ

• Mức độ tự động hóa
• Tất cả những điều này đều quan trọng.
• Nhưng đối với sản xuất số lượng lớn, có một chỉ số khác dễ bị bỏ qua:
• Máy có thể duy trì năng suất ổn định trong sản xuất 24 giờ không?
• Nếu ca ngày sản xuất 100 chiếc mỗi giờ trong khi ca đêm chỉ sản xuất 70 chiếc mỗi giờ, máy có thể tiên tiến về công nghệ, nhưng tiềm năng của nó chưa được chuyển đổi hoàn toàn thành năng suất.

Do đó, việc đánh giá một máy cắt kim loại hiện đại không chỉ nên hỏi:

"Nó có thể cắt chính xác không?"

Nó cũng nên hỏi:

"Các người vận hành khác nhau và các ca khác nhau có thể cắt chính xác, hiệu quả và đáng tin cậy một cách nhất quán không?"

Một chiếc máy thực sự có khả năng không nên phụ thuộc vào một người vận hành có kinh nghiệm để đạt được hiệu suất tối đa của nó.

Thông qua tiêu chuẩn hóa, tự động hóa và sản xuất dựa trên dữ liệu, hiệu suất máy nên ít phụ thuộc hơn vào từng người vận hành và sự khác biệt giữa các ca.

Đó là điều mà sản xuất thông minh cuối cùng nên giải quyết.