Totalna jakość NARZĘDZIA. Total Productive Maintenance modele obsługi maszyn

Transkrypt

1 NARZĘDZIA Tekst: Krzysztof Czupryński AQME Konsulting Total Productive Maintenance modele obsługi maszyn Totalna jakość Systemowe podejście do utrzymywania parku maszynowego w postaci znanej obecnie jako Total Productive Maintenance narodziło się w Japonii w latach 60. XX w. i przypisywane jest Seiichi Nakajimie, wiceprzewodniczącemu Japan Institute of Plant Maintenance (JIPM). Pierwsze praktyczne wdrożenie tego systemu było udziałem firmy Nippondenso, dostawcy Toyoty. Zasady i cele TPM Potrzeba stworzenia systemu dla utrzymywania maszyn było logicznym następstwem rozwijanych wcześniej systemów totalnego zarządzania jakością (Total Quality Management) czy przepływem produkcji (Total Flow Management). Po prostu nie da się uzyskać ani wysokiej jakości wyrobów, ani osiągać zaplanowanych spływów produkcji, gdy zawodzą maszyny. Określenie totalny w TPM, podobnie jak w analogicznych systemach, zakłada zaangażowanie kierownictwa i wszystkich pracowników, systematyczne szkolenia i motywowanie pracowników oraz zapewnienie spójności działań z innymi obszarami i celami organizacji. Współczesna definicja podawana przez JIPM mówi, że TPM, koncentrując się na produkcji, ogarnia prawie wszystkie obszary w organizacji i tworzy kulturę organizacyjną, która nieustannie stymuluje działania małych zespołów dla eliminacji strat. W systemie TPM stawia się 3 główne, i można powiedzieć symboliczne, cele: zero wadliwych wyrobów; zero nieplanowanych przestojów; zero wypadków przy pracy. A więc widzimy, że oprócz jakości i produktywności jako jeden z celów strategicznych włączono jeszcze aspekt bezpieczeństwa pracowników. Główne cechy TPM można podsumować następująco: KX 42 KAIZEN nr 3 / wrzesień 2012

2 ustalenie zasad zarządzania środkami produkcji; pełne zaangażowanie kierownictwa i szeregowych pracowników; uwzględnianie potrzeb innych działów i współpraca z nimi; wdrożenie i utrzymywanie systemu poprzez małe zespoły; kierowanie się twardymi danymi (wynikami) i interesem firmy. 8 filarów TPM W klasycznym podejściu proponowanym przez JIPM mówi się, że TPM oparte jest na 8 filarach. 1. Ukierunkowane usprawnienia (Kobetsu Kaizen) Seiichi Nakajima za istotę TPM uznał: ciągłe usprawnianie wszystkich elementów systemu produkcyjnego poprzez stymulowanie świadomości wszystkich pracowników w ich codziennych działaniach. To jest podstawowa zasada wszystkich totalnych systemów, której założeniem jest zaktywizowanie wszystkich pracowników, ze szczególnym naciskiem na pracowników najniższego szczebla. Istotą skutecznego wdrożenia TPM jest prowadzenie systematycznych prac ukierunkowanych na konkretne problemy wynikające z codziennej praktyki. Prace te powinny być prowadzone w małych zespołach, które otrzymują od kierownictwa odpowiednie wsparcie w postaci szkoleń i polityki motywacyjnej. Wprowadzanie usprawnień może być efektywne tylko przy stosowaniu odpowiedniego systemu monitorowania stanu maszyn czy rezultatów wprowadzanych zmian, czyli zasady wynikającej z koła Deminga. 2. Obsługa autonomiczna Podstawowym założeniem obsługi autonomicznej jest włączenie operatorów maszyn do podstawowych prac związanych z ich utrzymaniem: czyszczenie (Akcja 5S ukierunkowana na TPM); okresowe uzupełnianie i wymiana płynów eksploatacyjnych, np. smarowanie; prosta (wizualna) inspekcja stanu maszyny; wczesne zawiadamianie służby utrzymania ruchu (SUR) o możliwych dysfunkcjach; sprawdzanie parametrów maszyny; wykonywanie prostych napraw. Przejęcie takich obowiązków przez operatorów związane jest z: całkowitym przełamaniem zasady: my produkujemy a oni nam naprawiają, systematycznym (często długotrwałym) szkoleniem operatorów; udzielaniem operatorom uprawnień do wykonywania kolejnych, bardziej zaawansowanych czynności; zwalnianiem zasobów SUR, które mogą być poświęcone bardziej zaawansowanym działaniom, np. obsłudze planowej, prewencyjnej. Zakres prac, które operatorzy stopniowo przejmują od SUR, oczywiście wzrasta z czasem, ale z uwagi na to, że wiąże się to z dużym wysiłkiem organizacyjnym, a rozsądny czas przeprowadzenia kompletnego procesu to ok. 5 lat (przy założeniu, że systematycznie się pracuje), zgodnie z wiedzą autora niewiele firm polskich doprowadziło ten proces do końca, zatrzymując się w pół drogi, np. wdrożywszy tylko (czy aż) działania 5S, proste czynności konserwatorskie i system zgłaszania usterek. Główne korzyści z wdrożenia obsługi autonomicznej polegają na uzyskaniu wysokiego poziomu niezawodności maszyn, co skutkuje wypełnianiem zaplanowanej produktywności ze wszystkimi dalszymi konsekwencjami: dotrzymywaniem terminów, utrzymywaniem się w kosztach itd. Wprowadzanie usprawnień może być efektywne tylko przy stosowaniu odpowiedniego systemu monitorowania stanu maszyn czy rezultatów wprowadzanych zmian, czyli zasady wynikającej z koła Deminga. 3. Obsługa planowa Modele utrzymania maszyn Obsługa planowa jest historycznie starszą koncepcją niż obsługa autonomiczna, ale cały czas aktualną i wykorzystywaną w firmach produkcyjnych. W ramach tego podejścia wyróżnia się kilka wariantów, które mogą być stosowane oddzielnie lub w odpowiedniej kombinacji. W zależności od specyfiki zakładu: parku maszynowego (nowy czy wyeksploatowany); kwalifikacji kadry; tawianych celów np. optymalizacja przepływu, minimalizacja zasobów SUR itp. stosuje się różne modele utrzymania ruchu. Poniżej podany jest ich zwięzły przegląd. KAIZEN 43

3 NARZĘDZIA Kolejność, w której wymieniane są te podejścia do utrzymywania maszyn, odzwierciedla ich chronologiczny rozwój. Obsługa awarii i usterek Dla kompletności przeglądu musimy zacząć od modelu, który na planowaniu się nie opiera. W tym przypadku zasada jest taka, że naprawiamy wtedy, gdy coś się popsuło i staramy się być do tego w miarę przygotowani. To jest najbardziej prymitywne podejście, które oczywiście nie ma nic wspólnego z TPM, choć mogą występować szczególne przypadki, gdy takie podejście jest uzasadnione, np. gdy koszty związane z systematyczną obsługą są większe niż starty wynikające z awarii. Zdaniem autora jednak, w wielu zakładach produkcyjnych stosuje się jeszcze ten model w sytuacjach nieuzasadnionych i z ewidentną, acz niedostrzegalną dla kierownictwa, szkodą dla firmy w obszarach produktywności i jakości. Obsługa planowa/ zapobiegawcza Obsługa planowa wiąże się z zapobieganiem możliwym awariom i w ramach tego wykonuje się następujące działania: czyszczenie maszyny; uzupełnianie płynów eksploatacyjnych; konserwacja; wymiana zużywających się części; remonty bieżące i kapitalne. Działania są wymienione w kolejności od najprostszych i najczęściej wykonywanych (również przez operatorów) aż do bardziej skomplikowanych działań wykonywanych przez wysokokwalifikowanych pracowników SUR. W ramach obsługi zapobiegawczej stosuje się dwa podejścia: 1. Obsługa zapobiegawcza okresowa Istotą tego podejścia jest planowe wyłączanie maszyn z ruchu i wykonywanie okresowych napraw zapobiegawczych, np. czyszczenie codziennie, konserwacja raz na tydzień, remont raz na rok. Sednem (i trudnością) tego podejścia jest sporządzenie dobrych planów remontów i konserwacji, przez co rozumie się i zaplanowanie, co trzeba wykonać (przygotowanie potrzebnych części zamiennych) i kiedy tak, aby ani nie dopuścić do awarii z powodu zużycia, ani nie wykonywać remontu zbyt wcześnie, gdy maszyna jeszcze jest zdolna do eksploatacji. Wdrożenie można przeprowadzić w 4 krokach: Krok 1 zdefiniowanie obszarów wdrożenia Należy wziąć pod uwagę: wymagania efektywności sprzętu ze strony produkcji, sprzedaży, polityki firmy; możliwości techniczne działań SUR w danym obszarze; stopień wdrożenia działań 5S, obsługi autonomicznej. W tym kroku powinien nastąpić podział parku maszynowego na grupy, w których zastosujemy jeden z modeli lub ich kombinację: obsługę zapobiegawczą; obsługę korekcyjną; obsługę autonomiczną; usuwanie awarii. Krok 2 zbieranie danych dotyczących: awarii, przestojów, usterek maszyn w ujęciu czasowym (wskaźniki); rodzaju awarii w kontekście planowanego zakresu prac i części zamiennych; OBSŁUGA ZAPOBIEGAWCZA OKRESOWA PREDYKCYJNA Zlecenie naprawy Na podstawie harmonogramu Na podstawie badań Zakres Większość napraw Nieliczne, wybrane naprawy Cechy naprawianych elementów Elementy o przewidywalnym zużyciu, stosunkowo tanie Drogie (pod)zespoły o niezdefiniowanej trwałości Podejście Zbieranie danych do planów Specjalistyczne badania okresowe 44 KAIZEN nr 3 / wrzesień 2012

4 normatywnego zużycia części zamiennych (w oparciu o dane producenta lub własne doświadczenia); dostępności części zamiennych (ustalenia z serwisem producenta, innymi dostawcami części); możliwości w zakresie usług remontowych. Krok 3 przygotowanie procedur działań Zdefiniowanie zakresów prac dla poszczególnych maszyn: procedur operacyjnych, wykazów części zamiennych, specyfikacji usług zewnętrznych; Określenie poziomu zapasów części zamiennych; Opracowanie planów i procedur okresowych przeglądów; Opracowanie planów remontów maszyn (rocznych); Opracowanie systemu monitorowania efektów. Krok 4 wdrożenie Stworzenie ram organizacyjnych, przydzielenie zadań; Monitorowanie efektów; KX Analiza wyników; Opracowanie planów dalszych działań, np. wdrożenie doskonalszych systemów zbierania danych. 2. Obsługa zapobiegawcza predykcyjna W poprzednim podejściu kryterium decyzyjnym był zaplanowany czas, tutaj takim kryterium jest rzeczywisty stan maszyny lub jej podzespołów. W modelu predykcyjnym chodzi o to, by wykorzystać maszynę lub jej podzespoły tuż przed pojawieniem się pierwszych odznak zużycia tak, aby z jednej strony nie dopuścić do kontynuacji pracy maszyny niesprawnej, a z drugiej aby nie wymieniać podzespołów dobrych tylko dlatego, że nadszedł zaplanowany czas. Z oczywistych względów metoda ta ma sens tylko w przypadku bardziej skomplikowanych (i drogich) podzespołów, bo monitorowanie stanu maszyny i pomiary też kosztują. Funkcja zapobiegawcza jest zachowana pod warunkiem, że prowadzi się planowe przeglądy i pomiary diagnostyczne. Przykładem badań w obsłudze predykcyjnej są: skanowanie kamerą termowizyjną (np. tarcie); badanie drgań; zaawansowane pomiary elektryczne; pomiary geometrii. Typowe działania przy obsłudze predykcyjnej to: Opracowanie planów działań: określenie zespołów maszyn podlegających badaniom, opracowanie harmonogramów przeglądów (badań), opracowanie procedur operacyjnych badań; Wytypowanie i przeszkolenie ludzi; Rozpoznanie i określenie wsparcia serwisu producenta maszyn i innych specjalistycznych firm; Wykonanie analizy kosztowej projektu(ów). Obsługa korekcyjna W tym modelu akcentuje się systematyczną pracę SUR dla usprawniania działań obsługi zapobiegawczej (lub autonomicznej) poprzez ulepszanie maszyn oraz metod ich utrzymywania. Obejmuje to modyfikacje maszyn dla zmniejszenia ich awaryjności, a także działania zmierzające do usprawnienia obsługi sprzętu, wczesnej identyfikacji niesprawności i polepszenia bezpieczeństwa. Krótko mówiąc, to jest klasyczna obsługa zapobiegawcza (lub autonomiczna) plus ciągłe doskonalenie ukierunkowane na konstrukcję maszyn. Obsługa korekcyjna to system ciągłych działań zmierzających do eliminowania Muda (strat) związanych z maszynami poprzez wdrożenie: KAIZEN 45

5 NARZĘDZIA systemu i ram organizacyjnych w celu analizy i rozwiązywania problemów (interdyscyplinarne grupy robocze); systemu identyfikacji Muda przez grupy robocze i raportowania do SUR (system dokumentacji i jej obieg); systemu monitorowania efektów prac i odpowiednich mierników. Dla uzyskania odpowiednich efektów konieczne jest szkolenie pracowników i stworzenie wspierającej atmosfery. Obsługa korekcyjna koncentruje się więc na eliminowaniu przyczyn strat związanych z maszynami poprzez wprowadzanie zmian w maszynach, oprzyrządowaniu, procesie oraz w metodach utrzymania. 4. Szkolenia personelu O szkoleniach i podnoszeniu kwalifikacji była już mowa wielokrotnie przy omawianiu różnych elementów TPM. Jest to jeden z fundamentów wszystkich totalnych systemów, których wdrożenie, rozwój i utrzymywanie nie mogą się obejść bez ustawicznego podnoszenia kwalifikacji pracowników. Właściwie wszystkie nowe działania powinny rozpoczynać się od szkoleń, najpierw kadry a potem szeregowych pracowników. Niezależnie od szkoleń przeprowadzanych przez wykwalifikowanych trenerów zewnętrznych, które są zazwyczaj nieodzowne na początku wdrożenia, bardzo ważne i skuteczne na dalszych etapach są również szkolenia wewnętrzne przeprowadzane przez pracowników tej samej firmy, np. bezpośrednich przełożonych, kolegów. Nie wolno również zapomnieć o systemowym wdrożeniu systemu tzw. jednominutowych lekcji, które udzielane są przez niższą lub średnią kadrę i mają na celu instruowanie szeregowych pracowników o drobnych, ważnych aspektach ich codziennej pracy. Dla przykładu, przy wdrażaniu obsługi autonomicznej typowe kwestie wymagające przeszkolenia to zapewnienie, że operator ma kwalifikacje do: wykonywania czyszczenia, konserwacji; Szkolenia to jeden z fundamentów wszystkich totalnych systemów, których wdrożenie, rozwój i utrzymywanie nie mogą się obejść bez ustawicznego podnoszenia kwalifikacji pracowników. oceny, czy maszyna pracuje prawidłowo; reakcji na stwierdzoną dysfunkcję maszyny (naprawę, powiadomienie SUR). 5. Wczesne zarządzanie sprzętem Istotą tego podejścia jest zagwarantowanie jak najlepszej serwisowalności maszyny już na etapie projektowania. Wymaga to przede wszystkim zgromadzenia wyczerpujących danych wejściowych dotyczących cech, jakimi powinna charakteryzować się taka przyjazna dla utrzymania maszyna. Najbardziej wartościowymi źródłami takich informacji są zapisy z eksploatacji podobnych maszyn lub maszyn poprzedniej generacji, np.: rodzaje usterek/awarii; częstotliwość występowania usterek/awarii; analiza przyczyn usterek i awarii; wszelkie uwagi dotyczące łatwości obsługi; analiza kosztów utrzymania maszyn i strat z powodów nieplanowanych przestojów. Najlepiej, jeśli informacje te pochodzą od bezpośrednich użytkowników, od operatorów, pracowników SUR, którzy powinni pełnić role konsultantów dla inżynierów projektujących maszynę na wszystkich etapach jej rozwoju. Efektem takiej zbiorowej pracy powinna być maszyna niezawodna i łatwa w obsłudze. Identyfikacja słabych punktów maszyny i działania dla ich eliminacji koncentrują się na następujących obszarach: ułatwianie obsługi autonomicznej, np. czyszczenia, smarowania, wymian zużytych części; upraszczanie obsługi maszyny, np. by była odporna na błędy operatora, by łatwiej ją było regulować, by łatwiej było wymienić narzędzie, podać materiał itd.; polepszanie jakości wyrobów, np. poprzez wpływ na metody ustawiania parametrów maszyny i odnośnych przyrządów pomiarowych; poprawianie sposobów i procedur utrzymywania maszyny: konserwacji, wymiany części, remontów itp., bezpieczeństwo operatora i osób postronnych. Nietrudno się zorientować, że przy takim podejściu, tzn. uwzględniając aspekt serwisowalności już na etapie projektowania, bez dużych dodatkowych nakładów uzyskuje się znaczne oszczędności w czasie eksploatacji we wszystkich obszarach, przede 46 KAIZEN nr 3 / wrzesień 2012

6 wszystkim produktywności (poprawia wskaźnik OEE) i kosztów związanych z utrzymaniem. Pewnie omawiana poprzednio obsługa korekcyjna była by niepotrzebna, gdyby maszynę porządnie zaprojektować z uwzględnieniem serwisowalności. W literaturze i praktyce przedmiotu można się spotkać jeszcze ze zbliżonymi pojęciami: Maintenance Prevention (zapobieganie w utrzymaniu) i Design for Maintenance (projektowanie dla utrzymania) i choć jest to stara koncepcja w technice, praktycznie bardzo słabo się rozwija gdyż; dochody producentów maszyn z serwisu osiągają czasami 50 proc. wartości sprzedaży maszyn i nie są oni zainteresowani wspieraniem użytkownika w samodzielnym utrzymaniu parku maszynowego; szybki postęp techniczny w projektowaniu maszyn utrudnia zbieranie danych dotyczących trwałości; szybko zmieniający się rynek skłania wszystkich do planowania biznesowego w krótkich, kilkuletnich okresach. Tak czy inaczej, bardzo wskazane jest przy zakupie nowych maszyn (przy przeglądzie różnych ofert) solidnie przeanalizować aspekty serwisowalności i rzeczywiste koszty utrzymania maszyny: wewnętrzne i zewnętrzne. 6. Utrzymanie dla jakości Ponieważ, jak wspomniano na początku, potrzeba stworzenia systemu totalnego utrzymania maszyn wynikła m.in. z rozwijanego wcześniej systemu totalnego zarządzania jakością (TQM), to kwestia jakości stanowi jeden z filarów TPM. Park maszynowy służy bezpośrednio uzyskaniu odpowiedniej jakości produktów i wszystkie działania przeprowadzane w ramach TPM muszą być weryfikowane w kontekście jakości wyrobów. Z drugiej strony, gdy pojawiają się wady wyrobów i w ramach TQM są one przedmiotem działań w celu ich zredukowania, to często przyczyny tych wad leżą po stronie maszyn jako takich i systemu ich utrzymania, toteż mogą być zrealizowane w ramach typowych działań TPM. KX 7. Administracja i biuro Potraktowanie procesów administracyjnych jako kluczowych elementów systemu TPM wynika z zasady totalności tego systemu, tj. zaangażowania wszystkich pracowników i wszystkich działów. Konieczność włączenia procesów biurowych wynika też z dwóch bardzo pragmatycznych zasad: Nie można prawidłowo wdrożyć działań TPM w produkcji bez sprawnego nadzoru nad dokumentacją i zapisami; Nie mogą prawidłowo wdrożyć TPM ludzie (kadra zarządzająca, pracownicy biurowi), którzy sami nie potrafią stworzyć sobie uporządkowanego środowiska. Oczywiście sprawny system administracji i nadzór nad dokumentacją i zapisami to jest oddzielny temat sam w sobie. 8. BHP i środowisko Zasada zero wypadków przy pracy jest jednym z 3 głównych celów TPM, więc z oczywistych względów wymagania BHP stanowią jeden z kluczowych obszarów działań. Krótko mówiąc wszystko, co robimy z maszynami i przy maszynach musi być też zgodne z wymaganiami BHP, a z drugiej strony należy się starać tak spełniać wymagania BHP, by w minimalnym stopniu kolidowały z innymi zasadami i celami TPM. Analogiczna jest relacja TPM z wymaganiami środowiskowymi. Trzeba przypomnieć, że kwestie BHP i środowiska są regulowane prawnie i chociażby z tego względu powinny być rozwiązywane w ramach funkcjonującego systemu. KAIZEN 47