Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu này đề xuất phương pháp đánh giá và tính toán tiềm năng sản xuất sạch hơn (SXSH) từ QLNV và KSQT bằng phương pháp biểu đồ kiểm soát. Phương pháp đã được áp dụng cho Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì tại Tây Ninh.
PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TIềm NăNG SẢN XUẤT SạCH HƠN DO QUẢN LÝ, KIỂm SỐT Q TRÌNH SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP Trần Văn Thanh (1) Lê Thanh Hải TÓM TẮT Để giảm thiểu phát thải tiết kiệm nguyên vật liệu trình sản xuất quản lý nội vi (QLNV) kiểm sốt q trình (KSQT) tốt giải pháp hiệu quả, tốn chi phí đầu tư Tuy nhiên chưa có phương pháp để xác định tiềm giảm thiểu từ giải pháp Do nghiên cứu đề xuất phương pháp đánh giá tính tốn tiềm sản xuất (SXSH) từ QLNV KSQT phương pháp biểu đồ kiểm soát Phương pháp áp dụng cho Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Tây Ninh Kết cho thấy, Nhà máy quản lý tiêu thụ điện nước chưa ổn định, tính tốn xác định tiềm tiết kiệm nước điện theo phương pháp 6,6% nước 3,8% điện tương ứng tiết kiệm 723 triệu đồng/năm Kết áp dụng điển hình cho thấy, phương pháp hiệu để đánh giá tiềm SXSH từ QLNV KSQT tốt Từ khóa: Biểu đồ kiểm sốt, kiểm sốt q trình, sản xuất hơn, sản xuất tinh bột Đặt vấn đề Trong đánh giá SXSH Bước gọi bước khởi động với nhiệm vụ thành lập đội SXSH, liệt kê cơng đoạn q trình sản xuất, xác định cơng đoạn lãng phí đánh giá trình độ QLNV sở [1] Kết rà soát cho thấy, có nhiều kỹ thuật, phương pháp áp dụng bước Walk through, lập bảng check-list check sheet thu thập liệu cần thiết để phục vụ đánh giá [2], phương pháp P-Graph, phương pháp HDP, sơ đồ quy trình cơng nghệ, phương pháp DuPont, phương pháp số chất thải, phương pháp xác định chi phí dòng thải, phương pháp Benchmarking [3] Ngoài bước đánh giá Silva [2] đề xuất sử dụng công cụ kiểm soát chất lượng biểu đồ đường thẳng - liner graph ma trận GUT (Gravity, Urgency, Tendency) Biểu đồ liner graph dùng để biểu diễn mức phát thải mong muốn so với trạng phát thải nhà máy để có nhìn tổng qt mục tiêu giảm thiểu Ma trận GUT dùng để thiết lập thứ tự ưu tiên đánh giá giảm thiểu Nhìn chung, mục tiêu bước quy trình thực SXSH để xác định trọng tâm, thứ tự ưu tiên đánh giá cho bước Có nhiều phương pháp liệt kê áp dụng cho đánh giá sơ bộ, nhiên xem xét nghiên cứu Silva, Delai [2] Vieira and Amaral [4] cho thấy, có phương pháp áp dụng Các phương pháp đề xuất áp dụng để đánh giá sơ SXSH liner graph, ma trận GUT, walk through [2] phân tích số LCA [5] Thanh cộng [6] đề xuất sử dụng biểu đồ kiểm soát để đánh giá trình độ quản lý nội vi, kiểm sốt q trình Nhà máy Tuy nhiên, nghiên cứu đánh giá trình độ QLNV, chưa đánh giá định lượng tiềm SXSH từ QLNV tốt Do mục tiêu nghiên cứu phát triển phương pháp để vừa đánh giá trình độ QLNV, KSQT sản xuất vừa định lượng tiềm giảm thiểu nhằm mục tiêu cung cấp cho người đánh giá trạng QLNV, KSQT Nhà máy cách có hệ thống Phát triển phương pháp đánh giá tiềm SXSH từ QLNV KSQT sản xuất Biểu đồ kiểm soát thường dùng để theo dõi chất lượng sản phẩm q trình sản xuất [7] Ngồi việc ứng dụng làm cơng cụ quản lý chất lượng biểu đồ kiểm sốt ứng dụng riêng lẻ kết hợp với biểu đồ khác đánh giá hiệu môi trường [8], giám sát chất lượng nước ngầm [9], xây dụng kế hoạch bảo trì bảo dưỡng thiết bị [10] Như nêu trên, Thanh cộng [6] đề xuất sử dụng biểu Viện Môi trường Tài nguyên - Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh 36 Chuyên đề số II, tháng năm 2016 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ đồ kiểm sốt để đánh giá trình độ QLNV, KSQT, nhiên chưa đánh giá định lượng tiềm SXSH từ QLNV tốt Nghiên cứu phát triển phương pháp áp dụng biểu đồ kiểm soát đánh giá, tính tốn xác định tiềm SXSH từ QLNV, KSQT tốt sau: Bước 1: Xác định thơng số cần đánh giá SXSH (ví dụ định mức sử dụng lượng, nước, chất thải,…); Bước 2: Thu thập liệu; Bước 3: Xử lý liệu; Bước 4: Biểu diễn số liệu biểu đồ kiểm soát; Bước 5: Đánh giá dựa biểu đồ kiểm soát; Bước 6: Đánh giá tiềm SXSH thông qua QLNV, KSQT tốt Cách biểu diễn đánh giá biểu đồ kiểm soát bước 3, sau: Xác định giá trị giới hạn UCL (upper control limit) LCL (lower control limit) lượng nước tiêu thụ đơn vị sản phẩm theo tiêu chuẩn sigma sau: - Giới hạn kiểm sốt UCL = µ + 3.s - Giới hạn kiểm sốt LCL = µ - 3.s Trong đó: Bảng Các trường hợp nằm ngồi vùng kiểm soát STT Nguyên tắc nằm ngồi vùng kiểm sốt Một điểm nằm ngồi vùng A Chín điểm liên tiếp nằm vùng C vùng A Sáu điểm tăng/giảm dần Tám điểm liên tiếp thể xu hướng tăng/giảm dần điểm liên tiếp nằm vùng A 01 phía đường trung tâm Bất kỳ bốn năm điểm liên tiếp vùng B, 01 phía đường trung tâm Nhiều tám điểm liên tiếp nằm 01 phía đường trung tâm Năm điểm liên tiếp nằm vùng C Ký hiệu Công thức xác định µ: trung bình X s: độ lệch chuẩn A: Là khoảng giá trị giới hạn mức sigma sigma [µ + 2.s + 3.s] [µ - 3.s, µ - 2.s] B: Là khoảng giá trị giới hạn mức sigma sigma C: Là khoảng giá trị giới hạn mức trung bình sigma [µ + s, µ + 2.s] [µ - 2.s, µ - s] [µ, µ + s] [µ - s, µ] Sau xem xét ngun tắc nằm ngồi vùng kiểm sốt bảng Nếu biểu đồ vi phạm nguyên tắc xem q trình sản xuất khơng ổn định Minh họa trường hợp ngồi vùng kiểm sốt Hình Ngồi số trường hợp, q trình xem không ổn định biểu đồ khơng có điểm vượt khỏi giới hạn kiểm sốt - Mẫu hình chu kỳ: Các điểm lặp lại theo chu kỳ định; - Mẫu hình hỗn hợp: Các điểm nằm gần đường giới hạn UCL LCL, số điểm nằm gần đường trung bình; - Mẫu hình xu hướng: Các điểm chuyển dịch liên tục theo hướng Mẫu hình hội tụ: Các điểm tập trung quanh đường tâm, thiếu biến thiên tự nhiên; - Mẫu hình biến thiên có hệ thống: Các điểm dao động xung quanh đường trung tâm, số điểm phía số điểm phía lặp lặp lại Quản lý chất lượng sản phẩm khác với quản lý khía cạnh mơi trường phát thải có giới hạn mà khơng có giới hạn [8] Hiện nay, chưa có phương pháp tính tốn lợi ích từ kiểm sốt q trình, quản lý sản xuất mà dựa vào thực tiễn áp dụng biện pháp mơ hình quản lý Ví dụ áp dụng xây dựng hệ thống quản lý lượng theo tiêu chuẩn tiềm tiết kiệm 10 – 15%, áp dụng hệ thống quản lý môi trường EMS - Chuyên đề số II, tháng năm 2016 37 Ngun tắc nằm ngồi vùng kiểm sốt Trường hợp 1: Một điểm nằm vùng A Trường hợp 2: Chín điểm liên tiếp nằm vùng C, vùng A Trường hợp 3: Sáu điểm tăng/giảm dần Trường hợp 4: Tám điểm liên tiếp thể xu hướng tăng/ giảm dần Trường hợp 5: điểm liên tiếp nằm vùng A 01 phía đường trung tâm Trường hợp 6: Bất kỳ bốn năm điểm liên tiếp rơi vào vùng B 01 phía đường trung tâm Trường hợp 7: Năm điểm liên tiếp nằm vùng C (trên Trường hợp 8: Tám điểm liên tiếp nằm hai phía đường trung tâm) đường trung tâm ▲Hình Các trường hợp ngồi vùng kiểm sốt Bảng Cách xác định tiềm SXSH từ QLNV tốt Tập số liệu ban đầu Tập số liệu điểm có giá trị nằm đường trung bình Tập số liệu điểm có giá trị vùng UCL, LCL giới hạn kiểm sốt µ1, σ1 Giá trị điểm X1, X2 Xn X1’, X2’ Xm X1’’, X2’’ Xp Trung bình µ0 µ1 µ2 Độ lệch chuẩn σ0 σ1 Tiềm giảm thiểu nhờ kiểm soát trình tốt hơn, % 38 Chuyên đề số II, tháng năm 2016 (µ0 - µ2)*100%/µ0 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ Bảng Hiện trạng tiêu thụ nguyên, nhiên liệu Nhà máy Ngày Củ mì, kg Nước, m3 Điện, kwh 6/1/2016 7/1/2016 08/01/2016 09/01/2016 10/01/2016 11/01/2016 12/01/2016 13/01/2016 14/01/2016 15/01/2016 16/01/2016 17/01/2016 18/01/2016 19/01/2016 20/01/2016 21/01/2016 22/01/2016 23/01/2016 24/01/2016 25/01/2016 16/02/2016 17/02/2016 18/02/2016 19/02/2016 20/02/2016 21/02/2016 22/02/2016 23/02/2016 24/02/2016 25/02/2016 Trung bình 301.120 510.810 502.490 493.030 468.810 426.040 479.730 516.210 469.054 312.500 412.990 388.873 361.170 497.150 480.410 567.980 523.130 529.540 534.170 459.120 455.240 562.140 460.730 349.720 458.090 456.630 538.380 583.560 557.520 494.630 471.699 1.800 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 1.800 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.300 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.100 2.000 2.100 2.100 2.100 2.500 2.200 2.100 2100 19.276 32.551 32.380 31.900 31.501 30.622 31.690 32.776 31.678 28.024 28.944 28.662 28.623 30.549 30.198 32.970 31.740 31.881 32.049 29.484 29.900 33.452 30.518 27.593 30.257 30.041 32.939 37.046 33.089 31.370 30.790 chưa thấy số liệu cụ thể tiềm giảm thiểu, vậy, bước 6, nghiên cứu đề xuất cách xác định tiềm SXSH từ QLNV hay KSQT tốt sau (tạm gọi phương pháp dịch chuyển giá trị trung bình): - Tính tốn đường trung bình mức kiểm soát cần cải tiến (mục tiêu): Bằng cách xác định tất điểm nằm bên đường trung bình sau tính tốn thơng số m1, s1 tập hợp điểm - Sau biểu diễn tất số liệu biểu đồ, sau tính giá trị trung bình tất giá trị nằm vùng UCL, LCL giới hạn kiểm sốt (µ1, σ1 ) So sánh giá trị với giá trị trung bình ban đầu ta xác định tiềm giảm thiểu - Quá trình cải tiến, kiểm sốt tiếp tục đạt giá trị tối ưu (lặp lại bước 1, 2, 3, 5) Áp dụng phương pháp đề xuất cho Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Nghiên cứu điển hình áp dụng cho Nhà máy Định mức sử dụng nước, m3/ nguyên liệu 5,98 4,11 4,18 4,26 4,48 4,93 4,38 4,07 4,48 5,76 5,08 5,40 5,81 4,22 4,37 4,05 4,01 3,97 3,93 4,57 4,61 3,74 4,56 5,72 4,58 4,60 3,90 4,28 3,95 4,25 4,5 Định mức sử dụng điện, kwh/ nguyên liệu 64,02 63,72 64,44 64,70 67,19 71,88 66,06 63,49 67,54 89,68 70,08 73,71 79,25 61,45 62,86 58,05 60,67 60,21 60,00 64,22 65,68 59,51 66,24 78,90 66,05 65,79 61,18 63,48 59,35 63,42 66,1 sản xuất tinh bột khoai mì Công ty TNHH Hồng Phát ấp Sa Nghe, xã An Cơ, huyện Châu Thành, tỉnh Tây Ninh Sản phẩm Nhà máy tinh bột khoai mì, với cơng suất 150 tinh bột khoai mì/ ngày đêm Đánh giá, xác định tiềm SXSH từ QLNV KSQT tốt cho Nhà máy theo bước nêu sau: Bước 1: Xác định thông số đánh giá Đối với sản xuất tinh bột khoai mì sử dụng nước lượng tiêu chủ yếu, nghiên cứu đánh giá định mức sử dụng nước điện Nhà máy Bước 2: Thu thập liệu Để đánh giá trình sản xuất Nhà máy, nghiên cứu thu thập số liệu 30 ngày sản xuất Diễn biến thông số sản xuất bảng Bước 3: Xử lý số liệu Dựa vào số liệu trạng tiêu thụ điện nước ta xác định thơng số khác phục đánh giá trình độ QLNV, KSQT bảng Chuyên đề số II, tháng năm 2016 39 Bảng Định mức tiêu thụ điện nước nhà máy Định mức sử dụng nước, m3/tấn nguyên liệu Định mức sử dụng điện, kwh/tấn nguyên liệu Trung bình 4,541 66,094 Độ lệch chuẩn 0,6 6,8 1sigma 5,1 72,9 2sigma 5,7 79,7 3sigma (UCL) 6,3 86,5 -1sigma 3,9 59,3 -2sigma 3,3 52,5 -3sigma (LCL) 2,7 45,7 ▲Hình Biểu đồ kiểm sốt tiêu thụ điện ▲Hình Biểu đồ kiểm soát tiêu thụ nước Bảng Đánh giá trình sản xuất theo nguyên tắc ngồi vùng kiểm sốt Ngun tắc nằm ngồi vùng kiểm sốt Nước Một điểm nằm ngồi vùng A Chín điểm liên tiếp nằm vùng C, vùng A Điện Điểm 10 Điểm đến điểm 10, điểm thứ 13 đến 21 Sáu điểm tăng/giảm dần Tám điểm liên tiếp thể xu hướng tăng/giảm dần Điểm đến điểm Điểm đến điểm điểm liên tiếp nằm vùng A 01 phía đường trung tâm Bất kỳ bốn năm điểm liên tiếp rơi vào vùng B 01 phía đường trung tâm Năm điểm liên tiếp nằm vùng C Điểm đến điểm Nhiều tám điểm liên tiếp nằm phía đường trung tâm 40 Chuyên đề số II, tháng năm 2016 Điểm 14 đến điểm 22 Bước 4: Biểu diễn số liệu biểu đồ kiểm soát Biểu đồ kiểm soát thông số điện nước phần mềm Excel hình hình Bước 5: Đánh giá trình độ QLNV KSQT dựa vào biểu đồ kiểm soát Đánh giá trạng quản lý kiểm soát trình sản xuất Nhà máy theo nguyên tắc ngồi vùng kiểm sốt bảng Bảng cho thấy, QLNV, KSQT Công ty chưa tốt dẫn đến định mức tiêu thụ nước điện đơn vị nguyên liệu không ổn định Khảo sát cho thấy, hầu hết van hệ thống đường ống cấp nước bị rò rỉ (minh họa hình 4), máy móc thuộc phận khác vận hành khâu nạp nguyên liệu ngưng để bảo trì bảo dưỡng (thời gian bảo dưỡng khoảng 1- 2h đầu ca 1) Trong đó, điện vi phạm nhiều nguyên tắc ngồi vùng kiểm sốt nước Điều cho thấy, q trình vận hành máy móc thiết bị KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ▲Hình Các vị trí rò rỉ nước hệ thống li tâm tách bã li tâm lọc ▲Hình Biểu đồ kiểm sốt định mức tiêu thụ điện với giới hạn kiểm sốt khơng hiệu quả, có nhiều tiềm cải tiến sử dụng lượng Bước 6: Đánh giá tiềm SXSH thông qua QLNV, KSQT tốt Đối với tiêu thụ nước Dựa vào biểu đồ hình 3, ta xác định 18 điểm nằm đường trung bình, từ tính giới hạn kiểm sốt µ1= 4,146, UCL = 4,777 LCL = 3,515 Biểu diễn tất giá trị tiêu thụ nước 30 ngày biểu đồ hình nhận thấy, có tổng cộng 23 điểm nằm vùng giới hạn kiểm soát (các điểm nằm đường UCL LCL), giá trị trung bình điểm µ2 = 4,241 m3/ khoai mì, với µ0 = 4,541 m3/tấn khoai mì, tiềm giảm thiểu kiểm sốt tốt tính theo phương pháp bảng 6,6% Đối với tiêu thụ điện Dựa vào biểu đồ hình 2, ta xác định 21 điểm nằm đường trung bình từ tính giới hạn kiểm sốt µ1= 62,778, UCL = 70,1 LCL = 55,45 Biểu diễn tất giá trị tiêu thụ nước 30 ngày biểu đồ hình 6, nhận thấy có tổng cộng 25 điểm nằm vùng giới hạn kiểm soát (các điểm nằm đường UCL LCL), ▲Hình Biểu đồ kiểm soát định mức tiêu thụ nước với giới hạn giá trị trung bình điểm µ2 = 63,576 Kwh/tấn khoai mì, với µ0 = 66,094 Kwh/tấn khoai mì tiềm giảm thiểu kiểm sốt tốt tính theo phương pháp bảng 3,8% Như vậy, KSQT QLNV tốt tiềm giảm thiểu sử dụng nước điện Nhà máy giảm 6,6% nước 3,8% điện cách điều chỉnh giới hạn kiểm sốt Với quy mơ cơng suất có áp dụng mức kiểm sốt Nhà máy tiết kiệm chi phí sản xuất nước cấp xử lý nước thải khoảng 693.000 đồng/ngày, điện khoảng 1.718.000 đồng/ngày, Nhà máy làm việc 300 ngày/năm tiềm tiết kiệm từ kiểm sốt tốt trình sản xuất 723.300 nghìn đồng/năm Tương tự vậy, định kỳ trình sản xuất, Nhà máy điều chỉnh giới hạn kiểm soát để tiết kiệm Kết luận Phương pháp ước tính tiềm SXSH chủ yếu dựa vào so sánh định mức Nhà máy, đối tượng nghiên cứu với định mức ngành, nhiên cách tính bao gồm giải pháp khác cải tiến thiết bị công nghệ Trong đó, KSQT sản xuất tốt QLNV tốt mang lại nhiều lợi ích thiết thực với chi phí khơng đáng kể, nhiên, chưa có phương pháp ước tính lợi ích từ giải pháp Nghiên cứu đề xuất phương pháp để tính tốn lợi ích từ KSQT QLNV tốt biểu đồ kiểm soát Kết áp dụng nghiên cứu điển hình cho thấy phương pháp đề xuất xem cơng cụ hữu ích để tính toán định lượng tiềm SXSH từ KSQT QLNV tốt, góp phần nâng cao hiệu chương trình SXSH cơng nghiệp Nghiên cứu tài trợ Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh khuôn khổ đề tài mã số C201624-02■ Chuyên đề số II, tháng năm 2016 41 ... biểu đồ kiểm soát Biểu đồ kiểm soát thông số điện nước phần mềm Excel hình hình Bước 5: Đánh giá trình độ QLNV KSQT dựa vào biểu đồ kiểm soát Đánh giá trạng quản lý kiểm soát trình sản xuất Nhà... ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ đồ kiểm sốt để đánh giá trình độ QLNV, KSQT, nhiên chưa đánh giá định lượng tiềm SXSH từ QLNV tốt Nghiên cứu phát triển phương pháp áp dụng biểu đồ kiểm soát đánh giá, tính... liệu biểu đồ kiểm soát; Bước 5: Đánh giá dựa biểu đồ kiểm soát; Bước 6: Đánh giá tiềm SXSH thông qua QLNV, KSQT tốt Cách biểu diễn đánh giá biểu đồ kiểm soát bước 3, sau: Xác định giá trị giới