Bước kế tiếp của vận hành xuất sắc
Tác giả: Daniel Küpper, Ailke Heidemann ,Johannes Ströhle,
Daniel Spindelndreier và
Claudio Knizek
Nguồn: Boston Consulting Group
Trong vài thập kỷ, các nhà sản xuất đã sử dụng các nguyên tắc và công cụ tinh gọn để giảm thiểu sự phức tạp của vận hành và nâng cao hiệu quả sản xuất. Tiếp cận tinh gọn cung cấp nền tảng cho vận hành xuất sắc bằng cách tiêu chuẩn hóa các quy trình, dần dần truyền dẫn văn hóa cải tiến liên tục và trao quyền cho các công nhân trong phân xưởng. Tuy nhiên, trong độ phức tạp ngày càng gia tăng của vận hành, nhiều công ty thấy rằng chỉ minh quản lý tinh gọn không đủ để giải quyết các thách thức trong việc vận hành của họ. Gần đây, một chiều hướng công nghệ kỹ thuật số nâng cao được biết đến như là nền công nghiệp 4.0 đã nổi lên cung cấp các cách tiếp cận mới để xử lý độ phức tạp và nâng cao hiệu quả sản xuất. Bằng việc sử dụng hiệu quả tổ hợp công nghệ phù hợp, các nhà sản xuất có thể thúc đẩy tốc độ, hiệu quả và sự phối hợp và thậm chí làm cho việc vận hành nhà máy tự quản trở nên khả thi.
Cơ sở của quản lý tinh gọn và công nghiệp 4.0
Cả quản lý tinh gọn và công nghiệp 4.0 đều hỗ trợ mục tiêu vận hành xuất sắc, nhưng chúng áp dụng các loại công cụ khác nhau để đạt được các mục tiêu này.
Quản lý tinh gọn. Tiếp cận này giảm độ phức tạp và chi phí bằng cách loại bỏ các hoạt động lãng phí và không mang lại giá trị gia tăng trong quy trình hay chuỗi giá trị. Nó cung cấp các kỹ thuật để tất cả nhân viên tham gia xem xét và cải thiện hiệu quả liên tục. Tiếp cận này được xây dựng trên những kỹ thuật quản lý như giảm lãng phí, lập kế hoạch cho thời gian thao tác tiêu chuẩn và các quy trình chuẩn hóa. Nhiều công cụ khác nhau được áp dụng để đạt được mục tiêu tinh gọn: sơ đồ chuỗi giá trị xác định các bước quy trình lãng phí và cần thiết, chuyển đổi nhanh (chương trình SMED) nhằm giảm thời gian dừng thiết bị do chuyển đổi công cụ, kiểm soát trực quan giúp người vận hành xác định thời điểm thích hợp để thay thế vật tư hay điều chỉnh thiết bị và bảo trì thường xuyên giảm thiểu số lần hư hỏng bằng bảo trì và kiểm soát thiết bị một cách chủ động trong các khoảng thời gian cố định.
Công nghiệp 4.0. Làn sóng cải tiến công nghệ kỹ thuật lần thứ tư trong sản xuất được hình thành bởi chín công nghệ nền tảng: sản xuất phụ gia, robot nâng cao, tương tác thực tế (AR), dữ liệu lớn và phân tích, điện toán đám mây, an ninh mạng, tích hợp hệ thống ngang và dọc, internet công nghiệp, và mô phỏng. Các cảm biến, máy móc, bán thành phẩm, và hệ thống IT được kết nối cùng một chuỗi giá trị có thể mở rộng vượt ra ngoài tầm một doanh nghiệp đơn lẻ. Những hệ thống kết nối này có thể tương tác và phân tích dữ liệu để dự báo các thất bại, tự cấu hình lại và thích ứng với thay đổi. Các nhà sản xuất có thể đạt được cấp độ mới trong hiệu suất vận hành. Ví dụ, họ có thể cải thiện từ việc bảo trì thường xuyên sang bảo trì dự đoán, điều đó có nghĩa rằng hoạt động bảo trì được thực hiện chỉ khi nào cần thiết.
Công nghiệp 4.0 cũng cho phép các công ty chia sẻ lợi ích của công nghệ tự động hóa một cách rộng rãi trong tổ chức, ví dụ, bằng việc trang bị và đào tạo công nhân chuyên trách tiếp nhận và ứng dụng thông tin thời gian thực về máy móc. Bằng việc gia tăng độ minh bạch, cải thiện dự báo và cuối cùng, cho phép hệ thống tự điều khiển, nền công nghiệp 4.0 thúc đẩy các quy trình nhanh hơn, linh động hơn và hiệu quả hơn. Các nhà sản xuất có thể ứng dụng những lợi ích này để đạt được các mục tiêu lớn hơn: sản xuất hàng hóa chất lượng cao hơn và cắt giảm chi phí.
Các nhà sản xuất đang mong muốn tối ưu hóa vận hành cần hiểu được sự tác động qua lại giữa quản lý tinh gọn truyền thống và công nghiệp 4.0. Qua việc hỗ trợ hàng trăm chương trình vận hành xuất sắc trong những năm gần đây, BCG đã chứng kiến các công ty tạo ra những cộng hưởng giá trị bằng việc thực hiện quản lý tinh gọn và ngành công nghiệp 4.0 một cách toàn diện, thay vì độc lập hay theo thứ tự. Thực vậy, trong hầu hết các trường hợp, ứng dụng tích hợp giữa quản lý tinh gọn và công nghiệp 4.0 – được BCG gọi là công nghiệp tinh gọn 4.0 – là cách hiệu quả nhất để tiếp cận mức tiếp theo của vận hành xuất sắc.
Các nhà sản xuất đã triển khai thành công công nghiệp tinh gọn 4.0 có thể giảm thiểu lên đến 40% chi phí chuyển đổi trong năm đến mười năm – cao hơn đáng kể lượng cắt giảm có được do triển khai riêng rẽ việc quản lý tinh gọn hay công nghiệp 4.0 một cách tốt nhất. Trong nhiều trường hợp, lượng cắt giảm chi phí nhiều đạt được do công nghệ giúp cải thiện quy trình và cấu trúc nhà máy,ví dụ, bằng việc tối ưu hóa các mặt bằng. (Hãy xem bài viết Nhà máy của tương lai, BCG focus, 12/2016). Tuy nhiên, ít hơn 5% các công ty sản xuất mà BCG quan sát đạt được độ chín muồi cao trong công nghiệp tinh gọn 4.0.
Để có được lợi ích tốt nhất, nhà sản xuất buộc phải tùy chỉnh việc ứng dụng công nghiệp tinh gọn 4.0 để giải quyết các khó khăn cụ thể trong chuỗi cung ứng và tại cấp độ nhà máy của họ.
Sử dụng giải pháp tích hợp để đạt được các lợi ích đáng kể
Một khảo sát toàn cầu gần đây do BCG thực hiện đã phát hiện ra rằng các công ty đầu ngành công nghiệp nhận ra tầm quan trọng của cả quản lý tinh gọn và số hóa trong kế hoạch dài hạn của họ. Trong một khảo sát hơn 750 nhà quản lý sản xuất, 97% phản hồi trong lĩnh vực ô tô cho rằng quản lý tinh gọn sẽ phù hợp ở mức cao trong năm 2030, trong khi 70% người trả lời rằng điều đó quan trọng trong giai đoạn hiện tại. Trong số các phản hồi, 70% cho rằng số hóa các nhà máy sẽ phù hợp ở mức cao trong năm 2030, trong khi 13% người nói rằng nó quan trọng ngay lúc này.
Dù nhu cầu thực hiện cả quản lý tinh gọn và công nghiệp 4.0 là rõ ràng đối với nhiều nhà sản xuất, họ lại không chắc chắn về cách kết hợp hai yếu tố trên để tối đa hóa lợi ích. Kinh nghiệm của BCG chỉ ra rằng các công ty cần xem xét công nghiệp tinh gọn 4.0 trong các tình huống sử dụng (use cases) – kết hợp tối ưu giữa công cụ sản xuất tinh gọn và công nghệ số. Sau đó họ phải cẩn trọng lựa chọn tình huống sử dụng nào sẽ được thực hiện để xử lý hiệu quả nhất một điểm yếu cụ thể.
Bằng cách sử dụng giải pháp công nghiệp tinh gọn 4.0 tích hợp để xử lý các điểm yếu, các nhà sản xuất có thể đạt được nhiều lợi ích khác nhau. BCG trình bày 5 lợi ích và nêu tình huống sử dụng điển hình để đạt được lợi ích.
Tính linh động: Cảm biến và phầm mềm làm cho việc chuyển đổi hiệu quả hơn.
Các nhà sản xuất mong muốn việc vận hành linh động cho phép họ sử dụng một dây chuyền sản xuất để tạo ra nhiều sản phẩm. Tuy nhiên, tính linh động này khó có được do cần nhiều thời gian chuyển đổi để chuẩn bị máy móc sản xuất các sản phẩm khác nhau. Bằng việc sử dụng công cụ tinh gọn, như chuyển đổi nhanh (SMED), các nhà sản xuất có thể loại bỏ các hoạt động không mang lại giá trị gia tăng khỏi quá trình chuyển đổi từ đó giúp thúc đẩy đáng kể quá trình này. Công nghệ công nghiệp 4.0 hỗ trợ các nỗ lực này. Các cảm biến và phần mềm mới khiến cho máy móc có thể tự động nhận diện sản phẩm và tải các chương trình và công cụ thích hợp mà không cần can thiệp thủ công. Nhờ có chuyển đổi tự động, người vận hành có thể tập trung vào các hoạt động tạo ra giá trị gia tăng.
Ví dụ, một nhà sản xuất áp dụng hệ thống theo dõi sử dụng các thẻ nhận dạng tần số vô tuyến trên từng bán thành phẩm để phân loại mỗi sản phẩm. Các khu lắp ráp sử dụng hệ thống này để nhận dạng sản phẩm nào sẽ được sản xuất tiếp theo và để bố trí các công cụ với các thông số phù hợp. Dây chuyền sản xuất có thể chuyển đổi ngay lập tức khi không có sự can thiệp của người vận hành.
Tính hiệu quả: Thuật toán dự đoán cải thiện hoạt động bảo trì tự quản.
Trong nhiều ngành sản xuất, các thiết bị bị hỏng hóc và sai sót khiến cho mức tồn kho cao và hiệu quả sản xuất thấp. Các công ty có thể sử dụng phương pháp sản xuất tinh gọn ví dự như bảo trì tự quản hay bảo trì thường xuyên để thúc đẩy hiệu suất tổng thể thiết bị (OEE). Ví dụ, để áp dụng bảo trì tự quản, các công ty phân từng hoạt động bảo trì tự phục vụ cụ thể cho người vận hành, giảm thiểu đáng kể thời gian dừng cần thiết để sửa chữa các vấn để nhỏ. Các nhà sản xuất hàng đầu tận dụng các phương pháp tinh gọn bằng cách sử dụng thuật toán phân tích nâng cao (advanced analytics algorithms) và kỹ thuật học máy (Machine learning) để phân tích lượng dữ liệu khổng lồ do các cảm biến thu thập. Đầu ra xác định khả năng hỏng hóc tiềm ẩn trước khi nó xảy ra. Các thấu hiểu dự báo (predictive insights) như vậy giúp người vận hành thực hiện bảo trì tự quản tại thời điểm tối ưu nhất, từ đó giảm thiểu việc gián đoạn cũng như tối giản thời gian dừng không cần thiết và các chi phí thay thế.
Một nhà sản xuất nhôm sử dụng thiết bị di động để cung cấp cho đội ngũ bảo trì thông tin thời gian thực về hiệu suất thiết bị, bao gồm vị trí hay thời điểm xảy ra hỏng hóc và nguyên nhân gây ra chúng. Đội ngũ này cũng sử dụng thiết bị đó để truy cập tài liệu bảo trì (ví dụ như bản vẽ thiết bị) và tiếp nhận hướng dẫn từ xa về các công cụ cần thiết để sửa chữa.
Bên cạnh việc cải thiện hiệu suất bảo trì, độ minh bạch cao hơn có được do dữ liệu lớn và các phân tích nhìn chung làm tăng hiệu quả của các công cụ sản xuất tinh gọn và thúc đẩy cải tiến liên tục.
Nhà máy sản xuất thực phẩm sử dụng dữ liệu lớn để nâng cao đòn bẩy tinh gọn
Vì nhiều lý do khác nhau, bao gồm hỏng hóc thiết bị, thiếu vật tư và nhân viên và các vấn đề về chất lượng, một nhà máy sản xuất thức ăn thuộc EU đã không đạt mục tiêu đầu ra. Đội ngũ quản lý đã cố gắng để tìm hiểu nguyên nhân gốc rễ của những vấn đề này do hiệu suất của dây chuyền và nhà máy thiếu minh bạch. Dữ liệu hiệu suất có sẵn, nhưng công ty này đã không sử dụng các phân tích và chuẩn mực nâng cao để thấu hiểu. Trong phạm vi công cuộc chuyển đổi vận hành số hóa toàn quy mô, BCG đã làm việc với công ty để thực hiện tiếp cận với định hướng lấy dữ liệu là trung tâm nhằm xác định đòn bẩy cải tiến tinh gọn giá trị nhất để áp dụng.
Đầu tiên, nhà quản lý cần đạt được tính minh bạch trong hiệu suất của nhà máy và hiểu nguyên nhân gốc rễ của các vấn đề. Để thu thập thông tin, công ty đã lắp đặt một hệ thống cảm biến cấu hình trước do BCG phát triển. Trong rất nhiều thông số khác nhau, hệ thống đo lường nhiệt độ và độ ẩm trong nhà máy và theo dõi số các bộ phận được sản xuất. Hệ thống được lắp đặt trong vòng chưa đến một ngày. Bất kể ngày hay đêm, nhân viên nhà máy có thể sử dụng máy tính cá nhân và thiết bị di động để truy cập dữ liệu sản xuất thời gian thực liên quan đến chỉ số hiệu suất tổng thể thiết bị (OEE) và tiếp cận nguyên nhân gốc rễ gây ra đình trệ. Dữ liệu của 5 dây chuyền sản xuất đã được thu thập liên tục trong 10 tuần.
Kế tiếp, BCG làm việc với đội ngũ quản lý để cải thiện dự đoán cho hiệu suất nhà máy. Phần này gồm thực hiện phân tích dữ liệu lớn giúp xác định những tình huống thiết bị thường sai sót. Với kết quả này, công ty có thể áp dụng bảo trì dự đoán, gia tăng đáng kể thời gian trung bình giữa các sự cố. Bằng cách so sánh các dây chuyền sản xuất nội bộ và so sánh hiệu suất của các dây chuyền này với với các tiêu chuẩn bên ngoài, đội ngũ quản lý đã hiểu các tổn thất hiệu suất một cách chi tiết và phân biệt các loại tổn thất, ví dụ như hỏng hóc nhỏ (micro stoppages) và độ lệch với tiêu chuẩn của thời gian chu kỳ sản xuất và thời gian chuyển đổi. Phân tích này cũng mang lại cái nhìn sâu sắc về tốc độ tối đa của thiết bị và trình tự tối ưu để chuyển đổi.
Cuối cùng, đội ngũ quản lý áp dụng kết quả trên để chuyển dịch theo hướng hệ thống tự tối ưu hóa hay tự kiểm soát trên diện rộng bằng cách tự động điều chỉnh các thông số như nhiệt độ -tiêu chí được xác định là có ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng sản phẩm.
Nhìn chung, công ty này đã nhận định và ưu tiên công nghiệp tinh gọn 4.0 cho phép họ cải thiện hiệu suất tổng thể thiết bị (OEE) từ 8 đến 10% điểm. Các phép đo cải tiến này bao gồm xác định tốc độ tiêu chuẩn mới, giảm thiểu các gián đoạn không định trước, tối ưu hóa nhân viên chuyên trách, gia tăng tính sẵn có của máy móc, giảm thiểu thời gian chuyển đổi và hạn chế lãng phí vật tư. BCG cung cấp hạ tầng phân tích cần thiết để tạo ra tính minh bạch toàn diện và làm việc với đội ngũ quản lý để phát triển một lộ trình rõ ràng nhằm đạt được cải tiến vận hành bền vững. BCG cũng đã cung cấp bộ công cụ và cơ sở dữ liệu để so sánh hiệu suất của các dây chuyền khác nhau và với các nhà máy khác.
Tốc độ: Dữ liệu thời gian thực thúc đẩy quản lý sản xuất
Các nhà sản xuất vật lộn với sự phức tạp của việc lập kế hoạch sản xuất vì họ mong muốn đa dạng sản phẩm đồng thời giảm quy mô lô sản phẩm (batch size). Người vận hành sử dụng quản lý phân xưởng và những quy trình thường nhật khác – yếu tố cốt lõi của quản lý tinh gọn – để hàng ngày phản ứng lại các sai lệch trong sản xuất, xác định các vấn đề và cập nhật cho các nhân viên về các thay đổi cần thiết đối với kế hoạch sản xuất. Tuy nhiên, những công cụ này không hiệu quả cho việc lập và kiểm soát sản xuất trong thời gian thực.
Bằng việc áp dụng các thuật toán nhất định (certain algorithms), các nhà sản xuất có thể vượt qua thách thức của việc quản lý sản xuất trong thời gian thực. Hai thành phần chính để sử dụng thuật toán hiệu quả là một tháp điều khiển trung tâm thu thập dữ liệu và kiểm soát tất cả các chuyển động vật liệu bên trong và bên ngoài nhà máy và một chuỗi giá trị tích hợp ngang. Ví dụ, sau lần cải tiến độ tin cậy và ổn định quy trình sản xuất đầu tiên, một nhà sản xuất thiết bị gia dụng tạo một thuật toán giúp lập kế hoạch sản xuất lý tưởng mỗi ngày trên cơ sở đơn hàng, khả năng sản suất và mức tồn kho. Tháp điều khiển tổng hợp dữ liệu thu thập từ các nguồn khác nhau trong chuỗi giá trị tích hợp và đưa vào thuật toán. Với kết quả đầu ra công ty có thể lựa chọn kế hoạch trong thời gian thực, sử dụng những tiêu chí như tính hiệu quả, thời gian chờ hàng và mức ưu tiên khách hàng.
Dữ liệu thời gian thực cũng giúp nâng cao và thúc đẩy nỗ lực cải tiến liên tục. Các nhà quản lý và nhân viên chuyên trách có thể sử dụng dữ liệu thời gian thực để xác định nguyên nhân gây ra vấn đề hiệu suất và tăng tốc quá trình xác thực phép đo cải tiến, từ đó cho phép áp dụng sớm hơn các phép đo trong toàn nhà máy.
Các công ty có thể sử dụng giám sát thời gian thực hàng ngày để rút ngắn thời gian phản ứng. Một nhà cung cấp các chi tiết thứ cấp (C-parts) (ví dụ vít tải, đai ốc, vòng đệm) đã tích hợp một hệ thống camera vào các thùng chứa trong nhà kho và dây chuyền sản xuất của khách hàng. Hệ thống cho phép bổ sung tự động các chi tiết khi lượng tồn kho xuống mức tối thiểu đã định và các nhà sản xuất được lợi từ việc bổ sung hàng tồn kho đúng lúc (just – in – time).
Chất lượng: Kiểm soát chất lượng định hướng dữ liệu hỗ trợ quy trình tự thanh tra
Năng suất sản xuất sẽ lãng phí nếu sản phẩm không đạt tiêu chuẩn. Thậm chí tệ hơn, nếu một nhà sản xuất cung cấp sản phẩm chất lượng kém cho khách hàng, khách hàng sẽ phải chịu chi phí cao hơn và có thể sẽ mất niềm tin vào nhà cung cấp đó. Nhiều công cụ quản lý sản xuất tinh gọn – như tự thanh tra, poka yoke và jidoka – đã được phát triển để giảm thiểu các khả năng sai sót cũng như gia tăng tỷ lệ và tốc độ phát hiện sai sót. Ví dụ, phân tích của BCG chỉ ra rằng tự thanh tra cải tiến quy trình phản hồi đến kỹ sư và người vận hành, do đó làm tăng nhanh quá trình phát hiện lỗi và giảm thiểu 50-70% số lượng sai sót. Tuy nhiên, để mức sai sót bằng không, các nhà sản xuất buộc phải hỗ trợ quá trình tự thanh tra bằng việc sử dụng phương pháp tiếp cận phân tích định hướng dữ liệu để xác định nguyên nhân của sai sót. Công nghệ công nghiệp 4.0 hiện thực hóa hỗ trợ đó bằng việc cung cấp dữ liệu tin cậy và khả năng tiến hành theo dõi chi tiết. Ví dụ, phân tích sai sót được cải thiện qua giám sát trực quan qua camera, mô hình tương quan và công cụ giám sát thời gian thực các thông số hoạt động.
Một nhà cung cấp ô tô đã có thể cải thiện việc kiểm soát chất lượng đáng kể bằng việc áp dụng phương pháp tiếp cận công nghiệp tinh gọn 4.0 tích hợp. Đầu tiên, nhà cung cấp thực hiện quy trình tự thanh tra, trao trách nhiệm cho các công nhân để thực hiện kiểm soát chất lượng trực quan đối với sản phẩm đầu ra của họ.
Tiếp theo, nhà cung cấp thiết lập hệ thống camera có thể phát hiện các khuyết tật bề mặt. Camera này, kết nối với hệ thống chất lượng, tự động tạo ra các báo cáo về sự sai sót và các phân tích chi tiết, giảm 70% thời gian thanh tra trực quan và báo cáo thủ công. Bằng việc phân tích dữ liệu hệ thống thanh tra trong thời gian thực, người vận hành có thể chắc chắn rằng đầu ra của quá trình sản xuất tuân theo các tiêu chuẩn chất lượng cao.
An toàn: Cảm biến và đào tạo thực tế ảo cải thiện môi trường làm việc
An toàn là một trong các chỉ số đo lường hiệu quả hoạt động sản xuất KPI quan trọng nhất. Để đảm bảo sự an toàn của người vận hành, một tiếp cận của sản xuất tinh gọn sử dụng các chỉ dẫn để thông báo cho người vận hành về những vị trí họ có thể đi lại. Một tiếp cận tinh gọn khác sử dụng các bản theo dõi chi tiết về sự cố và trường hợp gần xảy ra tại nạn để xác định các khu vực cần cải thiện. Các công ty có thể sử dụng cảm biến không dây chi phí thấp để nâng cao hiệu quả cho các tiếp cận trên. Ví dụ, họ có thể trang bị cho người vận hành một cảm biến giúp cảnh báo họ về sự hiện hữu của khí đốt nguy hiểm hay khả năng va chạm với một xe nâng hạ hay xe tải gần đó.
Các công ty có thể tăng sự an toàn bằng việc sử dụng thực tế ảo để đào tạo công nhân. Các đào tạo ngoài phân xưởng trong môi trường ảo sẽ có hiệu quả và hữu ích hơn là đạo tạo trong một môi trường làm việc thực tế và việc tiếp cận này thu hút các công nhân trẻ. Mong muốn cắt giảm tỷ lệ tai nạn cao đối với người mới, nhà cung cấp thiết bị dịch vụ chuyên dụng đã phát triển khóa đào tạo lấy người học làm trung tâm trong đó các công nhân thực hành các nhiệm vụ thường nguy hiểm trong mô hình khu vực làm việc ảo.
Lượng hóa các tiềm năng cải tiến
Tiềm năng cải tiến của một tiếp cận tích hợp rất quan trọng. BCG đã phát hiện rằng cả hai cách tiếp cận – sáng kiến sản xuất tinh gọn hay công nghiệp 4.0 khi được áp dụng riêng có thể giảm chi phí chuyển đổi khoảng 15%. Tuy nhiên theo kinh nghiệm của BCG, các công ty áp dụng tiếp cận công nghệ tinh gọn 4.0 tích hợp có thể giảm được chi phí chuyển đổi lên đến 40%. Các công ty đã sử dụng tiếp cận tích hợp này để cắt giảm chi phí do chất lượng kém xuống 20% và do lượng hàng tồn kho sản phẩm dở dang 30%.
Do tiếp cận tích hợp cho phép quản lý tinh gọn và công nghiệp 4.0 tương hỗ lẫn nhau, tiềm năng cải tiến của nó cao hơn tổng các cải tiến đạt được bởi từng tiếp cận riêng rẽ. Sự tương hỗ thúc đẩy lợi ích vượt ngoài giới hạn điển hình của từng tiếp cận riêng biệt. Ví dụ, sử dụng cảm biến và dữ liệu làm cho các trở ngại trở nên minh bạch toàn diện cho phép công ty đó tập trung mũi nhọn vào nỗ lực tinh gọn để cải thiện chỉ số OEE.
Theo kinh nghiệm của BCG, thời gian hoàn vốn đối với các tình huống sử dụng được áp dụng một cách đúng đắn là ít hơn 3 năm. Tuy nhiên, họ thường nhận thấy những sự đầu tư quá mức cần thiết. Bởi vì lợi ích có được từ Công nghiệp tinh gọn 4.0 tương quan với hiệu quả của các quy trình nền tảng, công ty phải tránh “lãng phí tự động” dưới dạng các quy trình có các hoạt động không mang lại giá trị gia tăng hay không được tiêu chuẩn hóa. Nếu một công ty đầu tư triển khai sử dụng robot trước khi các quy trình được tối ưu hóa, robot sẽ thực hiện các hoạt động không mang lại giá trị gia tăng chẳng hạn như các chuyển động không cần thiết, áp dụng như vậy sẽ làm giảm lợi ích tài chính của việc sử dụng robot.
Bắt đầu với công nghiệp tinh gọn 4.0
Một tiếp cận có cấu trúc là cần thiết để thành công trong việc thực hiện công nghiệp tinh gọn 4.0 và đạt được mức vận hành xuất sắc cao hơn. Hành trình công nghiệp tinh gọn 4.0 gồm 3 giai đoạn chính: Đổi mới, Thử nghiệm, và Tăng quy mô
Đổi mới. Để bắt đầu đổi mới, công ty phải hiểu rõ nhu cầu và thách thức của hoạt động kinh doanh, các cơ hội cải tiến, và mức độ phù hợp của các hỗ trợ công nghiệp tinh gọn 4.0. BCG đã phát triển một phương pháp đánh giá toàn diện giúp làm rõ tình trạng thực hiện hiện tại và xác định các ưu tiên để cải tiến.
Phương pháp đánh giá công nghiệp tinh gọn 4.0 của BCG
Phương pháp đánh giá công nghiệp tinh gọn 4.0 do BCG phát triển gồm 5 chủ đề.
Nhu cầu và thách thức của kinh doanh. Để xây dựng bối cảnh thực hiện công nghiệp 4.0, phương pháp đánh giá bắt đầu từ việc am hiểu nhu cầu và thác thức kinh doanh của các doanh nghiệp. Các nhu cầu và thách thức quan trọng nhất thường thay đổi theo thời gian do phải đáp ứng những thay đổi trong yêu cầu của ngành và khách hàng và các nhu cầu đó có ý nghĩa quan trọng đối với chuỗi cung ứng đầu cuối và sản xuất.
Áp dụng những hiểu biết này, công ty có thể đưa ra những tham vọng rõ ràng theo hướng từ trên xuống cho chuỗi cung ứng và sự phát triển dài hạn của nhà máy. Ví dụ, công ty ô tô phải đáp ứng các thay đổi đa dạng của thị trường bao gồm phương tiện tự lái, điện tử di động, chu kỳ đổi mới ngắn hơn và nền kinh tế chia sẻ.
Những xu hướng này làm tăng độ phức tạp danh mục hàng hóa của OEM và khiến cho việc dự đoán nhu cầu khách hàng trở nên khó hơn, từ đó cần sự linh hoạt hơn trong sản xuất.
Hãy xem xét một công ty OEM lập kế hoạch để bắt đầu sản xuất ô tô điện. Do yêu cầu đối với sản xuất xe điện khác với những xe dùng xăng, công ty OEM này phải xây dựng dây chuyền sản xuất mới hoặc phải tìm cách để thích nghi bằng hệ thống dựa trên băng chuyền có sẵn.
Cải tiến vận hành. Kế tiếp, BCG phân tích các điểm yếu chính trong từng chức năng vận hành và lựa chọn cách thức giải quyết thông qua ứng dụng tích hợp của quản lý tinh gọn và công nghiệp 4.0. Để sử dụng công nghiệp tinh gọn 4.0 thúc đẩy vận hành xuất sắc, các công ty phải cải tiến các chức năng vận hành trong toàn bộ chuỗi giá trị – gồm mua hàng, thiết kế, sản xuất, bảo trì, chất lượng và logistic.
Bằng việc sử dụng tiếp cận toàn diện các nhà lãnh đạo vận hành có thể đảm bảo mỗi chức năng đều đóng góp vào việc cải tiến.
Thành công đòi hỏi cần phải xác định cách thức mỗi chức năng có thể hỗ trợ công ty một cách tốt nhất trong việc giải quyết các nhu cầu kinh doanh đã định trước, và cách thức các chức năng này hoạt động cùng nhau từ đầu tới cuối để hỗ trợ tạo dựng chuỗi giá trị vượt trội.
Quản lý hiệu suất. Quan trọng là phải xác định khía cạnh hiệu suất cụ thể nào cần được đánh giá. Các chỉ số đó cho phép công ty cải thiện hoạt động vận hành trên cơ sở các sự kiện và KPIs và chúng cho phép theo dõi quá trình phát triển hướng đến tầm nhìn mục tiêu.
Trong số các lợi ích khác, các cảm biến cung cấp cho nhân viên chuyên trách nhiều dữ liệu hiệu suất thời gian thực hơn để quản lý hiệu suất tại phân xưởng cũng như cải thiện tốc độ và hiệu quả của kỹ thuật sản phẩm. Thêm vào đó, hình ảnh hóa thời gian thực các KPI cho phép các nhân viên này sửa lỗi quy trình sản xuất ngay lập tức.
Quản lý con người. Phương pháp đánh giá này xem xét các khía cạnh liên quan đến con người của công nghiệp tinh gọn 4.0, ví dụ, quyết định chương trình đào tạo truyền thống và chương trình đào tạo thực tế ảo nào được áp dụng và quyết định cách mà công nghệ giúp gia tăng sự cộng tác giữa các nhân viên.
Với việc thực hiện công nghiệp tinh gọn 4.0, việc phát triển và đào tạo công nhân chuyên trách trở nên quan trọng hơn do họ cần sẵn sàng với cách thức mới để làm việc và tương tác với công nghệ. Ví dụ, công nhân chuyên trách phải đào tạo các robot cộng tác làm việc cùng họ thay vì các kỹ sư.
Nền tảng công nghiệp tinh gọn 4.0.
Cần phải chắc chắn rằng các nền tảng cho công nghiệp tinh gọn 4.0 đã sẵn sàng, ví dụ như: chiến lược, lộ trình, mô hình quản trị, cơ sở hạ tầng IT và bảo mật dữ liệu.
Ví dụ, một đánh giá độ trưởng thành của hệ thống IT sẽ đánh giá tình trạng tích hợp dữ liệu hiện tại, khả năng tương tác hệ thống cũng như khả năng kết nối dọc và ngang. Hơn nữa, đánh giá này xác định khả năng tối ưu hóa quy trình sản xuất bằng việc sử dụng các dữ liệu có sẵn. Công ty này phải xác định chiến lược của mình và đảm bảo rằng lộ trình thực hiện được xây dựng có thể đạt được tầm nhìn chiến lược.
Kết quả của phương pháp này được đánh giá để so sánh sự tiến triển của nhà máy này với các nhà máy khác, với mức trung bình ngành và trong các nhóm ngang hàng. Để hỗ trợ đánh giá này, BCG đã phát triển một ứng dụng di động giúp ngay lập tức tạo ra kết quả cho các nhân viên nhà máy, cho phép họ so sánh kết quả của họ với kết quả của những người khác trong mạng lưới và với tiêu chuẩn ngành.
Trong suốt giai đoạn này, người quản lý và giám sát vận hành cần có kinh nghiệm thực tế để họ hiểu sự tiên tiến của công nghiệp tinh gọn 4.0. BCG hỗ trợ những nỗ lực này qua Trung tâm đổi mới vận hành của mình (ICO). ICO cho phép tiếp cận các nhà máy kiểu mẫu và các phòng thí nghiệm di động tại đó các nhà quản lý và điều hành có thể trải nghiệm các công nghệ mới cũng như hiểu sâu sắc các điểm yếu và cơ hội của công ty họ.
Để hiểu sâu hơn nữa về cách công nghiệp tinh gọn 4.0 có thể hỗ trợ, các quản lý và điều hành của một công ty hàng hóa công nghiệp đã tham gia vào buổi hội thảo kết nối trong phòng thí nghiệm di động của BCG. Qua việc tham dự một vài vòng mô phỏng thực tế môi trường sản xuất, các nhà lãnh đạo của công ty đã nhận thấy cách mà các tình huống sử dụng có thể cải thiện quy trình và hiệu suất. Các trải nghiệm này giúp cho các nguyên lý và lợi ích của nền công nghiệp tinh gọn 4.0 trở nên dễ tiếp cận và rõ ràng hơn.
Qua các vòng mô phỏng, đội ngũ BCG giới thiệu với những người tham dự các công cụ của công nghiệp tinh gọn 4.0 giúp xử lý các điểm yếu quan sát được trong quy trình của họ.
Chỉ số đo lường hiệu quả hoạt động KPI, như OEE và chi phí sản xuất, được theo dõi để những người tham dự có thể thấy cách mà việc thực hiện mỗi tình huống sử dụng giúp nâng cao hiệu suất. Giữa các vòng, các chuyên gia củng cố kinh nghiệm học hỏi bằng cách tổ chức các buổi thảo luận chi tiết về các nguyên lý liên quan của công nghiệp tinh gọn 4.0, xem xét và đánh giá kết quả mô phỏng và giới thiệu cho người tham dự về tình huống sử dụng công nghiệp tinh gọn 4.0 được lựa chọn, ví dụ như:
- Kết nối thiết bị thông minh tại phân xưởng thông qua cổng công nghiệp 4.0 để có thể chia sẻ dữ liệu và thông tin
- Kết hợp các quy trình vận hành tiêu chuẩn kỹ thuật số với công nghệ đám mây và công nghệ tương tác thực tế để cải thiện hiệu quả vận hành
- Sử dụng bảng theo dõi KPI thời gian thực và hiệu suất số để đẩy nhanh thời gian phản hồi
- Tích hợp công nghệ in 3D để sản xuất phụ tùng thay thế
Khi những người tham dự của công ty đã xác định được các tình huống sử dụng tiềm năng, họ ưu tiên chúng dựa trên cơ sở về giá trị, lượng hóa các tác động tiềm ẩn và phát triển tình huống kinh doanh để đầu tư, như thế họ sẽ chỉ sử dụng những tình huống mang lại lợi nhuận. Họ có thể thiết lập mục tiêu cho giai đoạn kết thúc và phát triển lộ trình để đạt được điều đó.
Thử nghiệm. Để ứng dụng những thấu hiểu có được, đầu tiên công ty thử nghiệm giải pháp cho một phần chuỗi cung ứng hay một phần nhà máy cụ thể. Mục tiêu của mỗi thử nghiệm là phát triển nhanh một giải pháp khả thi tối thiểu và sau đó cải thiện giải pháp này qua quá trình lặp bằng phương pháp phát triển agile. Qua việc thực hiện các tình huống sử dụng đầu tiên, lãnh đạo công ty có thể phê duyệt phương pháp tiếp cận và đưa ra các cơ hội sáng tạo giá trị. Đồng thời công ty nên triển khai tất cả những hỗ trợ liên quan cho công nghiệp tinh gọn 4.0.
Nhân rộng quy mô. Giải pháp đã được thử nghiệm và tinh chỉnh thành công trong giai đoạn thử nghiệm sẽ sẵn sàng để giới thiệu trên quy mô toàn chuỗi cung ứng và nhà máy. Tại đây, công ty nên tiến hành giới thiệu theo trình tự logic cho phép tích hợp các giải pháp một cách hiệu quả khi triển khai trên quy mô toàn diện. Quá trình phát triển tới giai đoạn mục tiêu cần được theo dõi cẩn thận.
Nếu họ muốn đạt được mức hoạt động vận hành xuất sắc cao nhất, các công ty không chỉ dựa vào duy nhất quản lý tinh gọn hay công nghiệp 4.0 Họ không nên thực hiện chỉ một kỹ thuật mà không có kỹ thuật kia. Các công cụ tinh gọn là cần thiết để mở khóa tiềm năng của công nghiệp 4.0 và ngăn cản sự lãng phí tự động. Các công nghệ kỹ thuật số mới là cần thiết để các sáng kiến tinh gọn đạt được mức ảnh hưởng lớn hơn. Để thu được lợi nhuận lớn nhất, công ty phải tạo ra các cách thức đổi mới để kết hợp các công cụ tinh gọn và công nghiệp 4.0. Các nhà sản xuất làm chủ khả năng áp dụng công nghiệp tinh gọn 4.0 sẽ là nhà vô địch trong vận hành xuất sắc trong vài năm tới.
Người dịch: Claire Nguyễn
