Integrando Manutenção Produtiva Total (TPM) com IoT Industrial para Eficiência Ótima na Manufatura

À medida que a Indústria 4.0 continua a amadurecer através de empresas de manufatura globalmente, muitos assumem que novas tecnologias substituirão metodologias antigas para impulsionar melhorias contínuas em eficiência e produção. E embora isso possa ser o caso para algumas aplicações, também é verdade que essas novas tecnologias podem complementar práticas existentes.

Uma metodologia que se alinha excepcionalmente bem com as ofertas de valor de aplicações de IoT Industrial é a de Manutenção Produtiva Total (TPM). Construída sobre a fundação 5S popularizada pela metodologia enxuta, a Manutenção Produtiva Total é um modelo de manutenção que ajuda a aliviar tempo de inatividade e melhorar produção. Neste modelo, tempo de inatividade para manutenção é incluído na manufatura como parte do agendamento de manufatura. Operadores e técnicos, aqueles mais familiarizados com o equipamento, recebem responsabilidade por certos aspectos de manutenção regular e preventiva como parte de suas responsabilidades.

Oito Pilares do TPM

A Manutenção Produtiva Total visa melhorar produtividade, eficiência e segurança enquanto constrói uma cultura que inclui manutenção básica em procedimentos operacionais padrão para equipe de linha. Isso consiste em oito pilares de atividade:

• Manutenção Autônoma – Operadores monitoram a condição de suas estações de trabalho.
• Melhoria de Processo e Máquina – Líderes e operadores coletam informações e priorizam tarefas de manutenção.
• Manutenção Preventiva – Operadores realizam tarefas básicas de manutenção preventiva.
• Gestão Antecipada de Equipamentos – Líderes e operadores avaliam proativamente novos componentes e relatam registros de manutenção usando gestão antecipada de equipamentos.
• Gestão de Qualidade de Processo - Ideias de melhoria de qualidade emanam de responsabilidades compartilhadas de operação e manutenção.
• Trabalho Administrativo – Resultados baseados em dados são compartilhados com líderes e operadores.
• Educação e Treinamento - Melhoria contínua leva a educação contínua de operadores e líderes.
• Segurança – O desempenho aprimorado do equipamento fornece um ambiente operacional mais seguro.

Alinhando TPM com IoT Industrial

Então, como a Manutenção Produtiva Total se alinha com as ofertas de valor da IoT Industrial? Em vez de ser uma metodologia em desacordo com nova tecnologia, é fácil ver que programas como Manutenção Produtiva Total são quase feitos sob medida para IIoT. Uma plataforma Industrial IoT forte e abrangente oferecerá várias coisas:

• Primeiro, ela oferecerá dispositivos na forma de sensores, sensores de temperatura, sensores de desgaste e outros equipamentos que podem ser instalados em qualquer máquina independentemente da idade. Isso traz todos os equipamentos dentro de uma fábrica para o ecossistema de coleta de dados completa. Este ecossistema inclui dispositivos edge de última geração para simplificar conectividade IoT através de tecnologias ethernet, Wi-Fi e celular. Conectar diretamente a CLPs de equipamentos permite que até equipamentos mais antigos, legados, sejam trazidos em linha para captura de dados.
• Segundo, uma plataforma IIoT oferecerá visualização completa da fábrica. Muitos ouviram falar da "Fábrica Oculta", onde eficiência e maior produtividade estão esperando para serem desbloqueadas. Esta eficiência é realizada através de visualização de dados em tempo real e na ponta dos dedos dos operadores, técnicos, líderes e gerentes que precisam. Estima-se que a visualização sozinha pode aumentar a eficiência em até 20%. Esta visualização é capturada por dashboards intuitivos, dinâmicos e personalizáveis que exibem dados de produção e condições de equipamentos. Estas mesmas visualizações de dashboard estão disponíveis através de tablets, telefones e outros dispositivos portáteis, permitindo tomada de decisão no ponto de necessidade.

• Terceiro, uma plataforma IIoT deve permitir monitoramento completo de condições de máquinas e aconselhar uma ação a ser tomada. Este monitoramento é feito através de coleta de analytics de dados. À medida que dados de desempenho de máquina são coletados, podem ser usados para analisar tendências históricas, entender desempenho em tempo real e enviar notificações para ação ser tomada.

Na MachineMetrics, o objetivo dos dados é fornecer a você visualização e análise em tempo real que se alinham plenamente com todos os três. E dados são o que torna a MachineMetrics tão boa no que faz. A MachineMetrics ajuda clientes a melhorar sua Eficiência Global do Equipamento e eficiência de manufatura e identificar gargalos em produção gerando valor através de analytics. Esta melhoria gera valor através do uso de analytics através da operação.

Benefícios do TPM

Um motor chave da Manutenção Produtiva Total é que ela usa a ferramenta de metodologia enxuta 5S. Ao criar um ambiente onde o local de trabalho é altamente organizado e procedimentos padronizados, segurança, qualidade, moral, manutenção e outros fatores-chave de desempenho são impactados.

• Menos quebras – Não apenas operadores são responsáveis por monitorar a condição de seus equipamentos, mas também são capacitados a realizar reparos de manutenção autônoma que eram tradicionalmente reservados para técnicos de manutenção. Baseando-se em outro pilar da Manutenção Produtiva Total, como o equipamento é proativamente avaliado por equipe de manutenção e operadores, há mais espírito de colaboração e um entendimento mais profundo das funções dia a dia e problemas potenciais que o equipamento encontrará. Esses esforços combinados resultam na capacidade de desenvolver manutenção preditiva que resulta em menos quebras.
• Local de trabalho mais seguro – Outros pilares da Manutenção Produtiva Total trabalham juntos para criar um local de trabalho mais seguro. Como a segurança é feita uma prioridade em toda a instalação, a conscientização sobre potenciais perigos de segurança é aumentada. Esta conscientização continua na educação e treinamento, onde podem ser incorporados organicamente em quaisquer esforços de melhoria contínua, tornando-se parte da cultura.
• Desempenho geral melhor – À medida que a Manutenção Produtiva Total começa a impactar esforços de manutenção e reduzir quebras, a moral aumenta positivamente e a colaboração cria um ambiente de equipe. Educação e treinamento e foco em manutenção de qualidade contribuem para isso. A eficiência geral da operação é significativamente melhorada. A Manutenção Produtiva Total pode ser medida usando cálculos de Eficiência Global do Equipamento (OEE) para estabelecer métricas que mostram o sucesso e melhoria dos esforços. Equipamentos e processos com baixo desempenho são rapidamente identificados e levados à equipe para consideração usando princípios TPM.

Como Implementar Manutenção Produtiva Total (TPM)

TPM usa as ferramentas de metodologia enxuta 5S e frequentemente pode ser parte de uma implementação enxuta. Também pode ser usada para implantação de IIoT e monitoramento de fábrica. Ambas requerem compromisso de empreender Manutenção Produtiva Total como um processo de melhoria cujo objetivo é ser incorporado na cultura da empresa. Existem cinco passos básicos para implementação de TPM.

Passo 1: Identificar uma Área Piloto

Uma área piloto dá à equipe TPM algo para usar como campo de provas. Constrói adesão dos funcionários e permite que vejam os benefícios funcionando. Adesão é alcançada mais facilmente se a equipe de implementação incluir membros da equipe de muitos papéis e níveis hierárquicos diferentes.

A escolha de uma área piloto, claro, incluirá equipamentos específicos. Um truque bem-sucedido é encontrar uma melhoria óbvia e imediata para obter uma "vitória da equipe". Esta vitória não valida totalmente o processo, mas constrói confiança sobre o sucesso. Também torna mais fácil para funcionários verem o caminho para áreas mais desafiadoras de melhoria.

Outra maneira de escolher o equipamento para melhoria é escolher um gargalo. Este gargalo pode envolver várias peças de equipamento e pode resultar em algum tempo de inatividade inicial. Mas ao focar em uma área onde a produção "sempre" trava, os benefícios poderiam ser maiores.

A maneira final de selecionar uma máquina piloto é focar no equipamento que sempre parece ter o maior tempo de inatividade de manutenção. Pode ser uma máquina legada ou uma com menos horas de execução e treinamento. Mas é a dor de cabeça que todos gostarão de resolver.

Passo 2: Restaurar Equipamento à Condição Operacional Ideal

Altamente ancorado no 5S está a restauração da eficácia do equipamento à sua condição operacional ideal. Antes de um programa TPM, operadores, técnicos e equipe de manutenção podem ter criado anos de "soluções alternativas" para abordar problemas reais e percebidos. Ao implantar a ferramenta 5S no próprio equipamento, ele é devolvido à condição de pico.

Passos para facilitar este processo incluem fotos de antes e depois. Também requer remover ferramentas, equipamentos e suprimentos em excesso não necessários para operação diária.

Organizar ferramentas em caixas de sombra ou cintos retráteis e limpar a área ao redor da máquina também são importantes. E a partir disso, logs 5S formais devem ser adicionados com uma etapa de auditoria adicionada aos SOPs de produção para garantir que o esforço permaneça em vigor ao longo do tempo.

Passo 3: Medir OEE

Eficiência Global do Equipamento (OEE) é uma ótima ferramenta para estabelecer uma métrica de desempenho e definir metas para melhorias. OEE não é uma métrica. Pode ser calculado com fórmulas para medir qualidade, desempenho ou disponibilidade.

As metas estabelecidas da equipe TPM determinarão qual, ou qual combinação, de métricas usar.

Rastreamento de OEE é uma ótima maneira de estabelecer insights baseados em dados que podem ajudar a informar gerentes e tomadores de decisão de metas futuras para projetos de automação de fábrica e implantações IIoT. Permite que empresas façam benchmark e vejam o progresso do TPM conforme as métricas se desenrolam ao longo do tempo. E ajuda a equipe a ver no que trabalhar a seguir para melhoria adicional.

Como tempo de inatividade não planejado é o maior fator em baixa eficiência, um intervalo de duas a quatro semanas é recomendado para obter uma imagem clara das condições e problemas da equipe. Também ajuda a construir consenso para categorias de tempo de inatividade a serem usadas em futura automação em monitoramento de produção.

Passo 4: Abordar/Reduzir Perdas Principais

Com uma quantidade confiável de pontos de dados ao longo do tempo para paradas não planejadas, a equipe pode começar a trabalhar em melhorias. A área mais óbvia a abordar é a maior fonte de tempo de inatividade não planejado na lista de categorias.

Aqui, outras ferramentas enxutas e Six Sigma podem ser usadas, como diagramas de espinha de peixe, gráficos de Pareto, etc.

Análise de causa raiz deve ser um componente vital das considerações. Ao analisar através de observação, evidência física e fotográfica, e histórico de produção e comparar essas descobertas a causas possíveis, a causa raiz do problema pode ser determinada.

Após mudanças serem feitas, monitore e registre os resultados. Pode ser necessário executar o processo novamente se os resultados não funcionarem.

No entanto, também é aceitável executar o processo novamente para tentar atingir níveis de melhoria mais altos para mudanças que funcionaram.

Passo 5: Implementar Manutenção Planejada

Uma vez que a mudança tenha sido validada como eficaz, ela pode ser incorporada ao plano de manutenção proativa.

Esta manutenção pode incluir monitoramento de calor e temperatura para equipamentos onde a causa raiz identificou falha de calor. Ou pode envolver análise vibracional para máquinas que foram sujeitas a alto estresse ou forças de cisalhamento.

Também é neste estágio que o intervalo de manutenção deve ser estabelecido. Este intervalo deve ser baseado em tempo de execução em vez de datas de calendário.

E registros e gráficos devem ser mantidos para identificar intervalos realistas para substituição proativa de peças de desgaste ou estabelecimento de taxas de falha previstas. Estes procedimentos, uma vez maduros, também podem ser adicionados a um programa de software de monitoramento de produção IIoT mais tarde para otimizar o sistema ainda mais.

Seguindo Adiante

TPM é diferente de manutenção preventiva tradicional. Em programas de manutenção tradicionais, uma lista orientada pelo tempo é utilizada baseada em recomendações de OEM. Este método de manutenção não leva em conta materiais de produção que colocam uma tensão agressiva ou branda na confiabilidade ou condição do equipamento, significando que equipamentos funcionam mal mais cedo do que o esperado ou muito mais tarde do que o esperado. Um adiciona custo na forma de quebras, e o outro adiciona custo na substituição de peças que ainda estão em condição ideal de funcionamento. A MachineMetrics ajuda clientes com aprendizado de máquina avançado, análises profundas e dashboards intuitivos e personalizados que permitem operadores, técnicos e gerentes agirem em tempo real em um nível anteriormente impossível.

Manutenção tradicional não é preditiva. Não tem a capacidade proporcionada pela tecnologia IIoT de agendar a manutenção em conjunto com trocas ou outro tempo de inatividade programado para reduzir tempo de inatividade geral. E sendo baseada em matriz em vez de baseada em analytics, manutenção tradicional depende de tempo pré-definido para realizar manutenção. Vimos isso vez após vez na MachineMetrics. Nosso software traz os benefícios da IoT Industrial para o chão de produção, permitindo que clientes desenvolvam programas de manutenção dinâmicos, baseados em dados, que economizam tempo e dinheiro.

Intuitivamente, a eficácia do TPM é tornada possível pelas ofertas de valor da IoT Industrial. Ao fornecer dados de desempenho e saúde de máquinas, a IIoT permite captura precisa e acionável de informação que torna a realização plena do TPM possível. Ao fazer isso, o potencial da "Fábrica Oculta" é desbloqueado, e o lean digital pode ser realizado através do uso de tecnologia IIoT construindo sobre princípios enxutos.

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