Đề tài Phân tích thiết kế hệ thống thông tin Quản lý trang thiết bị và lập lịch bảo trì

6 LỜI CẢM ƠN X W Chúng em xin chân thành cảm ơn Khoa Công Nghệ Thông Tin, trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP HCM đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đề tài tốt nghiệp này. Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Văn Như Bích đã tận tình hướng dẫn, chỉ dẫn chúng em trong suốt thời gian thực hiện đề tài này. Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trong Khoa CNTT đã tận tình giảng dạy, trang bị cho chúng em những kiến thức cần thiết trong suốt quá trình học tập tại khoa. Chúng con lúc nào cũng luôn ghi nhớ công sinh thành dưỡng dục của Cha, Mẹ. Cha mẹ luôn là nguồn động viện to lớn đối với chúng con trong những lúc khó khăn nhất, luôn tiếp thêm nghị lực giúp chúng con vượt qua những thử thách trong cuộc sống. Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, mặc dù đã cố gắng hết sức để hoàn thành nhưng chắc chắn luận văn không tránh khỏi những thiếu sót , kính mong Thầy Cô tận tình chỉ bảo. Một lần nữa, chúng em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến tất cả mọi người, những ai đã quan tâm, giúp đỡ và ủng hộ chúng em trong suốt thời gian qua. SVTH : Châu Minh Danh Lê Việt Đức 7 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, khi xã hội không ngừng phát triển một cách chóng mặt cũng là lúc công nghệ thông tin ngày càng trở nên phổ biến và thật sự cần thiết. Nó đã tạo ra một diện mạo mới cho toàn xã hội và nhờ nó mà nền văn minh của nhân loại đã được đưa lên một tầm cao mới. Hiện nay, hầu hết các lĩnh vực đều có áp dụng công nghệ thông tin để có thể đạt được hiệu quả và năng suất cao nhất. Quản lý trang thiết bị và lập lịch bảo trì là một vấn đề tối quan trọng đối với các xí nghiệp, nhà máy vận hành sản xuất. Trong điều kiện kinh tế thị trường cạnh tranh đòi hỏi các nhà quản lý phải có thông tin chính xác, nhanh chóng, nắm bắt kịp thời tình trạng hoạt động của toàn bộ hệ thống trong nhà máy để có thể đưa ra những giải pháp hợp lý. Áp dụng công nghệ thông tin vào việc quản lý trang thiết bị và lập lịch bảo trì hợp lý sẽ góp phần tăng 20% năng suất và doanh thu của nhà máy, giảm 20% thời gian ngừng máy, tăng 10% tuổi thọ máy, giảm 5-15% tổng chi phí bảo trì. Điều tra tại nhiều nước trên thế giới cho thấy: Cứ 1 USD chi cho chương trình bảo trì giám sát sẽ tiết kiệm trung bình được 5 USD và từ 10 đến 20 USD nói riêng cho ngành nhựa. Những thiệt hại do ngừng máy vì hư hỏng trong quá trình sản xuất cũng không nhỏ. Tại Việt Nam, một giờ ngừng máy làm thiệt hại cho nhà máy điện, nhà máy cán thép, nhà máy làm lon nước giải khát, nhà máy xi măng, nhà máy giấy khoảng 8.000 - 10.000 USD; ở công ty Fujitsu Việt Nam, máy nén khí bị hỏng gây thiệt hại 82.000 USD, còn cánh khuấy máy trộn trong bể lắng hư gây thiệt hại đến 1.000.000 USD; tại một công ty sản xuất nguyên liệu nhựa, một giờ ngừng máy làm thiệt hại 75.000 USD và có lần công ty này phải ngừng hoạt động trong 14 ngày vào tháng 11 năm 2001. Tại Mỹ, vào năm 1999, những trục trặc về máy tính và phần mềm đã gây thiệt hại khoảng 100 tỉ USD cho các doanh nghiệp và một ngày bị mất điện ở vùng đông bắc trong tháng 8/2003 gây thiệt hại 30 tỉ USD. 8 Do những thiệt hại to lớn có thể xảy ra nếu hệ thống sản xuất của nhà máy bị ngưng trệ nên công tác bảo trì luôn được coi trọng. Nếu trước kia, bảo trì thường được hiểu chỉ là các công việc phục hồi, sửa chữa máy móc đã bị hư hỏng thì ngày nay, nhiệm vụ hàng đầu của bảo trì còn là cảnh báo và phòng tránh để máy móc không bị hư hỏng. Bảo trì tốt giúp doanh nghiệp nâng cao năng suất, tuổi thọ, khả năng sẵn sàng của máy móc; giảm chi phí sản xuất; đảm bảo chất lượng và uy tín với khách hàng. Trong nội dung nghiên cứu của luận văn này chỉ thu hẹp ở chức năng quản lý trang thiết bị và lên lịch bảo trì với các công việc kèm theo trong một bản báo cáo bảo trì định kỳ, không mở rộng ở tầm quản lý bảo trì. 9 MỤC LỤC Lời cảm ơn ................................................................................................6 Lời mở đầu................................................................................................7 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN ...................................................................10 I. Đặt vấn đề ......................................................................................10 II. Nhiệm vụ của đồ án.......................................................................11 III. Cấu trúc của đồ án ........................................................................23 CHƯƠNG II : LÝ THUYẾT ..................................................................24 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG ..................................................24 I. Mô hình dữ liệu ở mức quan niệm ..............................................24 1. Mô hình quan niệm dữ liệu ERD ..............................................24 2. Mô tả các thực thể .....................................................................25 3. Mô tả các mối kết hợp ...............................................................30 4. Chuyển các thực thể kết hợp sang quan hệ ...............................31 II. Ràng buộc toàn vẹn và bảng tầm ảnh hưởng .............................33 1. Ràng buộc toàn vẹn trên một quan hệ........................................33 2. Ràng buộc liên bộ trên một lược đồ quan hệ .............................36 3. Ràng buộc liên thuộc tính, liên quan hệ.....................................39 III. Mô hình dòng dữ liệu (DFD) .......................................................44 CHƯƠNG III : GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN ...........................................48 I. Bài toán lập lịch bảo trì ...............................................................48 II. Hướng giải quyết...........................................................................49 CHƯƠNG IV : KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM .......................................50 I. Giao diện và chức năng của chương trình..................................50 II. Giới thiệu về công cụ thực hiện. ..................................................70 KẾT LUẬN ..............................................................................................89 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................90 10 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I. Đặt vấn đề : Ngày nay, khi xã hội không ngừng phát triển một cách chóng mặt cũng là lúc công nghệ thông tin ngày càng trở nên phổ biến và thật sự cần thiết. Nó đã tạo ra một diện mạo mới cho toàn xã hội và nhờ nó mà nền văn minh của nhân loại đã được đưa lên một tầm cao mới. Hiện nay, hầu hết các lĩnh vực đều có áp dụng công nghệ thông tin để có thể đạt được hiệu quả và năng suất cao nhất. Quản lý trang thiết bị và lập lịch bảo trì là một vấn đề tối quan trọng đối với các xí nghiệp, nhà máy vận hành sản xuất. Trong điều kiện kinh tế thị trường cạnh tranh đòi hỏi các nhà quản lý phải có thông tin chính xác, nhanh chóng, nắm bắt kịp thời tình trạng hoạt động của toàn bộ hệ thống trong nhà máy để có thể đưa ra những giải pháp hợp lý. Áp dụng công nghệ thông tin vào việc quản lý trang thiết bị và lập lịch bảo trì hợp lý sẽ góp phần tăng 20% năng suất và doanh thu của nhà máy, giảm 20% thời gian ngừng máy, tăng 10% tuổi thọ máy, giảm 5-15% tổng chi phí bảo trì. Điều tra tại nhiều nước trên thế giới cho thấy: Cứ 1 USD chi cho chương trình bảo trì giám sát sẽ tiết kiệm trung bình được 5 USD và từ 10 đến 20 USD nói riêng cho ngành nhựa. Những thiệt hại do ngừng máy vì hư hỏng trong quá trình sản xuất cũng không nhỏ. Tại Việt Nam, một giờ ngừng máy làm thiệt hại cho nhà máy điện, nhà máy cán thép, nhà máy làm lon nước giải khát, nhà máy xi măng, nhà máy giấy khoảng 8.000 - 10.000 USD; ở công ty Fujitsu Việt Nam, máy nén khí bị hỏng gây thiệt hại 82.000 USD, còn cánh khuấy máy trộn trong bể lắng hư gây thiệt hại đến 1.000.000 USD; tại một công ty sản xuất nguyên liệu nhựa, một giờ ngừng máy làm thiệt hại 75.000 USD và có lần công ty này phải ngừng hoạt động trong 14 ngày vào tháng 11 năm 2001. Tại Mỹ, vào năm 1999, những trục trặc về máy tính và phần mềm đã gây thiệt hại khoảng 100 tỉ USD cho các doanh nghiệp và một ngày bị mất điện ở vùng đông bắc trong tháng 8/2003 gây thiệt hại 30 tỉ USD. 11 Do những thiệt hại to lớn có thể xảy ra nếu hệ thống sản xuất của nhà máy bị ngưng trệ nên công tác bảo trì luôn được coi trọng. Nếu trước kia, bảo trì thường được hiểu chỉ là các công việc phục hồi, sửa chữa máy móc đã bị hư hỏng thì ngày nay, nhiệm vụ hàng đầu của bảo trì còn là cảnh báo và phòng tránh để máy móc không bị hư hỏng. Bảo trì tốt giúp doanh nghiệp nâng cao năng suất, tuổi thọ, khả năng sẵn sàng của máy móc; giảm chi phí sản xuất; đảm bảo chất lượng và uy tín với khách hàng. Trong nội dung nghiên cứu của luận văn này chỉ thu hẹp ở chức năng quản lý trang thiết bị và lập lịch bảo trì , không mở rộng ở tầm quản lý bảo trì. II. Nhiệm vụ của đồ án : 1. Tổng quát về mô hình quản lý : Một nhà máy sản xuất có nhiều thiết bị hoạt động độc lập và không đồng đều nhau. Hàng tháng, Nhân viên nhà máy phải đi kiểm tra hoạt động cho từng máy để ghi nhận thời gian và lên lịch bảo trì cho từng thiết bị. Công việc này mất rất nhiều thời gian, công sức và nhân công. Vì thế nhà máy muốn tin học hóa lên lịch bảo trì hàng tháng cho các thiết bị, máy móc của nhà máy. Nhà máy có nhiều khu vực mỗi khu vực trong nhà máy có mã khu vực, tên khu vực. Theo từng khu vực trong nhà máy có các dây chuyền sản xuất, và tại một thời điểm một dây chuyền sản xuất của một khu vực không thể có mặt ở hai khu vực. Mỗi dây chuyền sản xuất sẽ có mã dây chuyền, tên dây chuyền và dây chuyền phải thuộc một khu vực nào đó. Chức năng ở mỗi dây chuyền đảm nhận một nhiệm vụ sản xuất đặt trưng nào đó. Tại một dây chuyền sản xuất sẽ gồm nhều thiết bị được kết hợp với nhau để sản xuất ra một mặt hang nào đó tùy theo nhiệm vụ của dây chuyền. Trong một chu kỳ sản xuất của công ty, một thiết bị của một dây chuyền không thể ở một dây chuyền khác. Mỗi thiết bị có một mã thiết bị, tên thiết bị, và dây chuyền chứa thiết bị đó. Thiết bị có thể được mua ở nhiều nhà cung cấp khác nhau và thông tin cho thiết bị lúc mua sẽ được nhà cung cấp cung cấp thông tin cho thiết bị như thời 12 gian tối đa hoạt động để cho ngừng máy và làm công tác bảo trì. Dựa vào những do thông tin nhà cung cấp, cấp cho thiết bị cần phải biết để kiểm tra thời gian chạy máy. Mỗi thiết bị sẽ có một thời gian chạy máy theo quy định của công tác bảo trì cho thiết bị. Thiết bi sẽ có một kiểu bảo trì (theo Giờ hay , tháng, năm tùy theo hoạt động ở mỗi công ty) . Cuối tuần nhân viên sẽ xem chỉ số đồng hồ và kiểm tra xem đã hoạt động đủ giờ chưa để lập lịch bảo trì( bảo trì theo giờ). Còn công việc bảo trì cho hàng tháng thì do những quy định chung trong công ty. Một thiết bị có thể có một hay nhiều cụm chi tiết cho thiết bị đó. Mỗi cụm chi tiết có mã cụm chi tiết, tên cụm chi tiết, và thuộc thiết bị nào. Một cụm chi tiết chỉ thuộc một thiết bị và không thể ở thiết bị khác cùng lúc. Các cụm chi tiết này tương ứng sẽ có các công việc theo quy định chung trong một chu kỳ sản xuất của công ty. Khi thay đổi quy định lịch bảo trì cần phải biết ngày áp dụng , để áp dụng lịch bảo trì mới cho thiết bị cũng như cụm chi tiết. Công việc cho từng cụm sẽ do người có kiệm nghiệm chuyên môn bảo trì cho thiết bị trong công ty chọn, cho phù hợp với công việc cho từng cụm chi tiết của thiết bị. Danh sách công việc sẽ được thêm công việc nếu như cần thêm cho công việc bảo trì của cụm chi tiết thiết bị. Mỗi công việc sẽ được thực hiện do một tổ nào đó trong công ty đảm nhiệm hay thuê ngoài. Mỗi tháng nhận viên sẽ in ra lên lịch bảo trì cho từng thiết bị, danh sách thiết bị cần bảo trì trong tháng, hay công việc sẽ làm trong tháng và giao cho các tổ thực để thực hiện công việc trong phiếu bảo trì. Ngoài ra công ty còn lưu thông tin của nhà cung cấp như tên nhà cung cấp, địa chỉ, điện thoại để liên lạc nếu cần mua thêm thiết bị… 2. Tìm hiểu về kế hoạch bảo trì : Một số loại bảo trì đang được sử dụng hiện nay : -Bảo trì định kỳ : Được hình thành theo những quy định về sự thống nhất của việc lập kế hoạch bảo trì và thực thi công việc bảo trì thường xuyên. Công việc bảo trì định kỳ thường có khuyết điểm về thời gian cho phép có thể bị trì hoãn hay thay đổi so lịch bảo trì. 13 -Bảo trì nâng cao : nhằm cải thiện, nâng cấp công việc lại cho quá trình hoạt động sao cho phù hợp sao cho hợp với nhu cầu sản xuất hay nâng cao sản xuất của công ty, tùy theo quyết định của ban quản lý. Ban quản lý sẽ dựa trên yếu tố đầu vào để dự đoán xác định mức độ ưu tiên các yêu cầu về bảo trì cho thiết bị cũng như nguồn nhân lực để thực hiện. -Bảo trì phục hồi : được tiến hành thường xuyên trong công việc kiểm tra hằng ngày. Nếu có phát hiện những nguy cơ hay sự cố trong hoạt động sản xuất cho nhà máy để kịp thời khắc phục tình trạng hay giảm bớt rủi ro trong quá trình hoạt động sản xuất của công ty. Các công việc thực hiện theo bảo trì phục hồi cần được sự thống của ban quản lý theo độ ưu tiên của công việc, để không làm ảnh hưởng tới hoạt động sản xuất sẽ gây nhiều sự cố trong công việc sản xuất. Hình 1. Truyền thống giữa ban quản lý Và các bộ phận khác trong công ty 14 Để thực hiện tốt công tác bảo trì thì thông tin là rất quan trọng. Do đó cần thực hiện tốt việc truyền thông tin giữa phòng kế hoạch, các kho, dịch vụ vận chuyển, giám sát sản xuất, các kỹ sư và người giám sát bảo trì để việc lên kế hoach bảo trì cho hiệu quả và chính xác. Đối với các công việc ngắn hạn sẽ được thảo luận hàng tuần của phòng lên kế hoạch, giám sát và quản lý kho … các thông tin sẽ được truyền thông qua lại , đây là lúc thông tin cần phải chính xác, đúng đắn, nếu không sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng và hậu quả có thể xảy ra cho công việc cũng như hoat động sản xuất thường ngày. Phòng kế hoạch bảo trì còn có nhiệm vụ là phải đảm bảo cơ sở thông tin, các bản vẽ cấu trúc thiết bị, danh sách phụ tùng, nguồn lực, tài liệu về bảo trì cho thiết bị…. Cũng như các thông tin của phòng thiết kế và kiểm soát tồn kho sẽ được cập nhật khi có điều chỉnh hay cải tiến. Hình 1 thể hiện việc lập truyền thông giữa người lập kế hoạch bảo trì và các bộ phận khác trong công ty. Tổng quan về lập kế hoạch bảo trì được thể hiện trong bảng sau: Kế hoạch bảo trì chiến lược Tất cả các hoạt động bảo trì khác nhau phát sinh từ việc phân tích chiến lược, thiết bị phù hợp với mục tiêu kinh doanh của mỗi công ty Phiếu yêu cầu công việc Tất cả phiếu yêu cầu phát sinh từ quá trình vận hành thiết bị Hệ thống xử lý công việc Hệ thống dựa trên giấy tờ hay hệ thống CMMS Lập kế hoạch Tất cả các phiếu bảo trì được hoạch định và sẳn sàng đưa vào sử dụng Điều độ Tất cả các phiếu bảo trì kế hoạch điều được lên chương trình hoạt động một cách có hệ thống để điều độ công việc hằng ngày/tuần hay lập chương trình ngưng máy Công việc hoãn lại Hồ sơ này lưu trữ tất cả các phiếu bảo trì có kế hoạch đang chờ cửa sổ bảo trì hoặc điều độ công việc 15 Cửa sổ bảo trì Khoảng thời gian thực hiện công việc bảo trì mà không làm ảnh hưởng tới quá trình sản xuất Thực hiện công việc bảo trì Công việc trong phiếu công việc được một hay nhiều kỹ sư thực hiện. Công việc này bao gồm việc xác nhận vào phiếu công việc( Ví dụ: thời gian, và phụ tùng thay thế yêu cầu cho công việc và kiểm tra) Phiếu bảo trì đã hoàn thành cho lịch sử, phân tích hiệu năng Tất cả các công việc đã làm được xem xét lại để báo cáo, phân tích bằng thống kê và xem xét cải tiến trước khi chuyển vào hồ sơ về lịch sử bảo trì trong hệ thống công việc 16 Hình 2. Tổng quan và lập kế hoạch điều độ 2.1 Lập kế hoạch bảo trì : Bảo trì có kế hoạch là công việc bảo trì được tổ chức và thực hiện có mục đích. Lập công việc cho phiếu bảo trì là xác định có cần đến phiếu bảo trì kế tiếp gồm nhiều công việc như : 17 -Các giai đoạn sữa chữa khác nhau (ví dụ : vệ sinh làm sạch, tháo ráp, sữa chữa, thay thế, kiểm tra, khởi động máy …) -Cần có các yêu cầu khác nhau về kỹ năng chuyên môn của từng cá nhân tùy theo công việc yêu cầu (ví dụ :cơ khí, cơ điện) -Yêu cầu bảo trì phục hồi cho thiết bị -Yêu cầu cụm chi tiết lắp ráp sẳn hoặc các phụ tùng thay thế phức tạp. có sẳn để phục vụ nhu cầu bảo trì cho thiết bị. Tất cả phiếu bảo trì kế tiếp được lập kế hoạch riêng rẻ và được tính chi phí, tất cả thông tin, chi phí được xem như là một phần của phiếu bảo trì để thể hiện tổng chi phí cần thiết để hoành thành công việc. Đa số các công ty nhỏ hiện nay đều lập kế hoạch bằng tay, sử dụng các công cụ đơn giản như biểu đồ dạng thanh, các phần mềm tin học văn phòng đơn giản Word, Excel,… Các công ty lớn sử dụng hệ thống quản lý bảo trì bằng máy tính (CMMS) để thực hiện việc lập kế hoạch bảo trì. 2.2 Những yếu tố và giới hạn ảnh hưởng đến việc lập kế hoạch bảo trì : Tùy theo chiến lược bảo trì hay kế hoạch bảo trì chiến lược ở mỗi công ty đều khác nhau nhằm phục vụ cho sản xuất. Bảng sau giới thiệu những công việc và cơ chế cho việc lập kế hoạch bảo trì cần chú ý trong việc lên kế hoạch. Những yếu tố tác động đến việc lập kế hoạch Những yếu tố tác động ảnh hưởng đến công việc có thể xuất phát từ bên trong hay bên ngoài giúp xác định tần số thực hiện công việc bảo trì hay thời gian bắt đầu thực hiện công việc Ví dụ: -Ngừng máy thực tế -Lập kế hoạch dài hạn cho quản lý tài của công ty. Ảnh hưởng thời vụ (ngừng máy để thực hiện sửa chửa, thay thế, kiểm tra …) 18 Những giới hạn của công việc lập kế hoạch Công ty luôn gặp những khó khăn, giới hạn và những khó khăn tìm ẩn trong việc lập kế hoạch Ví dụ: - Khả năng sẳn sàng của phụ tùng và thời gian nhận hàng. - Khả năng sẳn sàng của công cụ. - Nguồn nhân lực sẳn có trong công ty. - Kiến thức, kinh nghiệm về các thiết bị cụ thể. - Quy định về những an toàn khi thực hiện công việc bảo trì. Bảng sau đây trình bày những kỹ thuật, nhiệm vụ kế hoạch bảo trì mà cần phải đưa vào bảng kê khai. Người điều khiển Người triển khai kế hoạch có thể là người bên trong hay bên ngoài của tổ chức. Sẽ xác định thời điểm bắt đầu và thứ tự cho quy trình lập kế hoạch công việc kế tiếp. Ví dụ: - Ngừng máy thực tế. - Kế hoạch dài hạn cho quản lý tài chính cho công ty. - Tác động thời vụ ( ngừng hoạt động sau khi kết thúc mùa vụ ). Giới hạn lập kế hoạch Giới hạn là biến số để xác định ranh giới kết quả đạt được bởi quá trình lập kế hoạch. Ví dụ: - Phụ tùng sẳn có và thời gian chờ nhập phụ tùng nếu không có sẳn - Các dụng cụ , công cụ cần thiết phục vụ cho từng loại công việc. - Số lượng nguồn nhân lực bảo trì hiện có trong công ty - Kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm cụ thể về một số máy chuyên dung. 19 Những liên kết chính với việc lập kế hoạch bảo trì sẽ được mô tả trong hình 3 Hình 3. Những liên kết chính với lập kế hoạch bảo trì 2.3 Quá trình lập kế hoạch bảo trì : Quá trình lập kế hoạch bảo trì đều khác nhau. Điều này phụ thuộc vào tình hình hoạt động ở mỗi công ty, phụ thuộc vào sự khác nhau về mặt lý do và thời gian thực hiện. Các lý do có thể là : -Tái lập ngày lập kế hoạch ( thời giant hay thế định kỳ, kiểm tra, hay tình trạng mòn của chi tiết ) -Các sự kiện không có kế hoạch ( do nhân viên vận hành sai, ngừng máy do các sự cố như cúp điện , thiên tai,.. hay do hư hỏng ) -Các cửa sổ bảo trì được điều độ nhờ phối hợp với sản xuất (đại tu, thay đổi sản phẩm, các cơ hội khác ) -Quy định của pháp luật (kiểm tra về chế độ an toàn, bảo vệ môi trường xung quanh ) 20 -Kế hoạch bảo trì cho công ty ( đại tu, ngừng máy, kiểm toán về an toàn theo kế hoạch ) -Lập kế hoạch chu kỳ sống của thiết bị (tuổi thọ tối đa mà thiết bị có thể đạt được ) Để thực hiện việc lập kế hoạch cần có những yếu tố, và nhiêm vụ sau đây : -Xác định nguồn nhân lực (phụ tùng, nhân lực ) cần thiết cho công việc bảo trì.