Spis treści
Rola Służb utrzymania ruchu w przedsiębiorstwie i w TPM
W 1978 roku Taiichi Ohno opublikował swoją książkę System produkcyjny Toyoty. W niej to wskazał tak zwanych siedem wielkich strat w produkcji (jap. 7 Muda). Zaliczył do nich nadprodukcję, nadmierne zapasy, błędy i wady jakościowe, oczekiwanie, nadmierne przetwarzanie, zbędny transport, zbędny ruch. [2]
Pojawia się jednak pytanie czym jest TPM i jaki związek ma TPM z 7MUDA. TPM to skrót od angielskich słów Total Productive Maintenance (pol. Całkowite Produktywne Utrzymanie). To jedna z metod Lean Management służąca maksymalnemu zapewnieniu efektywności pracy maszyn i urządzeń. TPM służy więc bezpośrednio do eliminacji dwóch podstawowych Muda – oczekiwania oraz błędów i wad jakościowych a także, pośrednio, nadmiernych zapasów. Eliminacja ta opiera się na maksymalnym wykorzystaniu dostępnego czasu pracy urządzenia do produkcji wyrobów we właściwej jakości. TPM stworzyło własną definicję marnotrawstwa.
Składają się na nie:
- awarie,
- zatrzymania w ramach przygotowania urządzenia do pracy,
- nastawienia i przezbrojenia,
- praca urządzeń na zwolnionych obrotach, z mniejszą wydajnością,
- mikroprzestoje i brak aktywności urządzeń,
- niezgodności jakościowe, poprawki i powstające wyniku wadliwej produkcji odpady.
Kluczem ich eliminacji jest tutaj zredefiniowanie zakresu obowiązków Służb utrzymania ruchu (SUR) oraz operatorów urządzeń.
- prowadzenie rejestru urządzeń,
- dokonywanie konserwacji, remontów i przeglądów urządzeń,
- inwentaryzacja komponentów wewnątrz urządzeń (w przypadku starych urządzeń)
- prowadzenie baz danych dotyczących awaryjności urządzeń,
- usuwanie awarii,
- zapewnienie ciągłości pracy urządzeń,
- klasyfikowanie urządzeń ze względu na poziom istotności dla ciągłości procesu produkcji,
- zapewnienie bezpieczeństwa pracy ludzi,
- eliminacja incydentów środowiskowych np. zanieczyszczenia środowiska materiałami eksploatacyjnymi,
- realizacja przyjętej strategii utrzymania ruchu.
W tamach TPM, Służby utrzymania ruchu (SUR) przechodzą z reakcyjnej (reakcja na awarię) na predykcyjną (przeciwdziałanie awarii) obsługę urządzeń, dzięki czemu wzrasta dostępność oraz niezawodność urządzeń. W rezultacie zmniejszeniu ulegają koszty wytwarzania i tym samym, przy tych samych przychodach, maksymalizuje się zyski przedsiębiorstwa.
W TPM zakłada się zwiększanie efektywności pracy operatorów urządzeń poprzez poszerzenie ich umiejętności i wiedzy a także poprzez zwiększenie ich odpowiedzialności. Pracownicy, zgodnie z założeniami TPM, potrafią właściwie odnotowywać i interpretować wszelkie nawet najdrobniejsze odstępstwa od normy, oraz dyskretne sygnały zmian w pracy urządzenia a także, na podstawie przeprowadzonych obserwacji, samodzielnie podejmować właściwe decyzje co do dalszego postepowania. Działania pracowników powinny koncentrować się na bieżącym utrzymaniu urządzeń i zapewnienie ich wysokiej dostępności. Ma to następować poprzez bezpośredni przepływ informacji pomiędzy operatorem a Służbami utrzymania ruchu o stanie całego parku maszynowego i dyskretnych zmianach w funkcjonowaniu poszczególnych urządzeń. Daje to podstawę, Służbom utrzymania ruchu, do zaplanowania działań związanych z utrzymaniem dostępności urządzeń [4].
Planowane i nieplanowane zatrzymanie
Nadrzędnym celem TPM jest, jak już wspomniano, podniesienie efektywności pracy urządzeń. Osiąga się to poprzez wyeliminowanie nieplanowanych zatrzymań oraz zamianę nieplanowanych zatrzymań na planowane zatrzymania. Innymi słowy w ramach TPM następuje zamiana usterki i awarii na planowaną wymianę i remont. Czym jest jednak usterka, awaria, planowana wymiana, remont i inne zatrzymanie?
Usterka to odchylenie w pracy urządzenia, które nie tworzy zagrożenia dla operatorów, nie obniża też jakości wytwarzanego produktu ani nie prowadzi do przestoju maszyny. Usterka często przechodzi w awarię.
Awaria jest to sytuacja, w której następuje zatrzymanie urządzenia lub praca na tym urządzeniu staje się zagrożeniem dla życia lub zdrowia operatora. Awariami są również braki w zakresie zabezpieczeń urządzania. W tradycyjnym podejściu awaria następuje niespodziewanie. TPM stara się wyeliminować tą nieprzewidywalność, poprzez systematyczna obserwację urządzania przez Służby utrzymania ruchu oraz operatorów a w konsekwencji, wychwycić dyskretne sygnały zbliżającej się awarii.
Podstawowym celem TPM jest zachowanie ciągłości pracy urządzeń. Dlatego naczelnym postulatem TPM jest zamiana Awarii na Planowane zatrzymanie. Planowane zatrzymanie można wykonać w sytuacji, kiedy dane urządzenie lub ciąg urządzeń nie pracuje. Jest to, więc moment, korzystny z punktu widzenia produkcji w danym przedsiębiorstwie. Dlatego cześć przedsiębiorstw rezerwuje na przykład dwa tygodnie w ciągu roku, w których, wykonywane są remonty, minimalizując awarie niemalże do zera. Takie remonty są realizowane w oparciu o tak zwany Plan remontów. Służby utrzymania ruchu wskazują w nim urządzenia, które powinny zostać poddane remontowi. Na tej podstawie zostają wyznaczone Zadania i terminy. Zadania to zdefiniowany zakres prac, które należy wykonać podczas planowanego remontu. Terminy określają moment zatrzymania urządzania lub urządzeń celem wykonania remontu.
Znając zadania i terminy można w dalszej kolejności planować zakupy oraz określić poziom zapasu części niezbędnych do wykonania remontu. Zapasy te (tak zwane Kity od ang. Kit – zestaw) gromadzi się na moment wykonania remontu. Po wykonanym remoncie zapas spada do poziomu niezbędnego do zabezpieczenia ewentualnej awarii. Wdrożenie TPM powinno w ogóle skutecznie obniżyć poziom zapasu części zamiennych. Przyczyna tego ograniczenia leży po stronie wyeliminowania lub znacznego ograniczenia awarii, i zapasu obsługującego awarię, na skutek wdrożenia przeglądów prewencyjnych i prognozowanych a także autonomicznego utrzymania. Te tak zwane filary TPM omówiono w dalszej części artykułu.
Poza awarią i planowanym zatrzymaniem, urządzenie przerywa swoją pracę na skutek jeszcze jednej przyczyny – przezbrojenia. Przezbrojenie jest najczęściej związane z zmianą produkcji jednego produktu na drugi. Wiąże się ono często z wymianą narzędzi, zmianą ustawień, czyszczeniem a w niektórych przypadkach nawet dezynfekcją urządzeń. Skróceniem czasu przezbrojenia wykorzystuje się SMED – (ang. Single Minute Exchange or Die) – przezbrojenie w czasie do dziesięciu minut. Każde przezbrojenie, a także związana z nim niepełna prędkość czy rozruch produkcji, wpływa także na efektywność pracy urządzenia ograniczając jego dostępność dla produkcji.
8 filarów TMP
Na TPM składa się osiem obszarów, zwanych filarami TPM:
- Autonomiczne utrzymanie ruchu
- Doskonalenie
- Planowane utrzymanie ruchu
- Utrzymanie jakości
- Wczesne planowanie Utrzymania Ruchu
- Szkolenia i rozwój pracowników
- Bezpieczeństwo i higiena pracy, środowisko
- TPM w biurze
Autonomiczne Utrzymanie Ruchu (ang. Autonomous Maintenance)
Obszar ten opiera się w głównej mierze na doświadczeniu operatorów w pracy, na danym urządzeniu. Do podstawowych zadań operatora urządzania należą między innymi bieżąca kontrola urządzania, utrzymanie czystości danego urządzenia, identyfikacja przyczyn zanieczyszczenia oraz usuniecie jego źródeł, ciągły nadzór nad urządzaniem oraz zgłaszania potencjalnych wczesnych symptomów awarii. Niektórzy włączają w ten zakres czynności również smarowanie. To właśnie operator, dzięki codziennej pracy na danym urządzeniu, jest w stanie odkryć pierwsze nieprawidłowości w jego pracy (dyskretne sygnały) i potencjalne usterki.
Doskonalenie (ang. Focused Improvement)
Prowadzenie projektów usprawniających wymaga stworzenia interdyscyplinarnych zespołów pracowników (operator, SUR, Dział jakości, inżynierowie procesu). Podstawowym celem doskonalenia jest ciągłe poszukiwanie możliwości redukcji problemów, pojawiających się przy posiadanych urządzeniach oraz szukanie dróg podniesienia efektywności pracy urządzeń i eliminacji marnotrawstwa.
Planowane Utrzymanie Ruchu (ang. Planned Maintenance)
Polega na okresowej obsłudze związanej z konserwacją profilaktyczną i prognozowaną. Konserwacja profilaktyczna jest prowadzona w drodze realizacji przeglądów okresowych (prowadzonych w stałych odstępach czasu), przeglądów resursowych (prowadzonych po kreślonym czasie pracy urządzenia) oraz przeglądów uwarunkowanych stanem lub dostępnością (kiedy urządzenia wykazują określone zużycie lub są dostępne i nieobciążone pracą). Konserwacja prognozowana polega na przewidywaniu i zapobieganiu powstawaniu awarii, na podstawie wcześniej prowadzonych napraw i statystycznej analizy prawdopodobieństwa wystąpienia usterki [5]. Poza statystyczną analizą wykorzystuje się, w konserwacji prognozowanej, kamery termiczne i wibrometry, celem wychwycenia odstępstw od normy – podniesiona temperatura pracy wynikająca np. ze zwiększonego tarcia lub wibracje.
Dzięki Planowanemu Utrzymaniu Ruchu ułatwiona jest również praca planistów, dostają oni bowiem dokładną informację na temat daty planowanych konserwacji i szacunkowego czasu ich trwania, dzięki czemu mogą harmonogramować postoje i uwzględniać je w planach produkcyjnych.
Utrzymanie jakości (ang. Quality Maintenance)
Jednym z głównych celów TPM jest „zero” defektów Koniecznym jest więc opracowanie zestawu działań związanych z kontrolą działania urządzeń. Wymaga to zastosowania odpowiednich narzędzi jakości oraz przeprowadzenie analiz technicznych związanych z pracą poszczególnych elementów urządzeń, które odpowiedzialne są za powstawanie potencjalnych błędów w końcowym produkcie.
Wczesne planowanie Utrzymania Ruchu (ang. Early Equipment Management)
Przemyślane planowanie inwestycji w park maszynowy, oparte na faktycznych danych, dotyczących konieczności ich modernizacji. Zastosowanie TCO (ang. Total Cost of Ownership) w ocenie całkowitego kosztu ich nabycia z włączeniem kosztów eksploatacji, napraw i remontów oraz łatwości konserwacji. Ma to na celu zwiększenie efektywności pracy oraz zwiększenie szybkości wdrożenia nowych produktów.
Szkolenia i rozwój pracowników (ang. Training and Education)
Zdrowie, BHP i ochrona środowiska (ang. Safety, Health, Environment)
Głównym zadaniem realizowanym w tym obszarze jest wyeliminowanie potencjalnych wypadków pracowników oraz incydentów środowiskowych. Poprzez działania związane z wdrożeniem, w ramach TPM, narzędzi 5S eliminujemy zanieczyszczenia i zagrożenia dla pracowników wynikające z pozostawionych po produkcji odpadów. W rezultacie możemy zrealizować kolejny cel TPM „zero” wypadków.
TPM w biurze (ang. TPM in Administration)
Procesy realizowane w biurach powinny wspierać procesy produkcyjne. W przypadku TPM, wspierają one procesu związane z utrzymanie ciągłości pracy urządzeń. TMP w biurze jest realizowany poprzez:
- szkolenia pracowników biurowych w zakresie zagadnień związanych z utrzymaniem ruchu urządzeń,
- zapewnienie przepływu informacji między SUR a pracownikami biurowymi,
- włączenie planowanych zatrzymań w harmonogramy produkcji.
Jednym z wymogów TPM w biurze jest także uproszczenie pracy biur i uproszczenie komunikacji pomiędzy SUR a pracownikami biurowymi. Wymaga to eliminacji zbędnych dokumentów i uproszczenie procedur.
Pomiar dostępności urządzeń w TPM
Jak już wcześniej wspomniano podstawowym celem TPM jest zapewnienie efektywności urządzeń, czyli maksymalnym wykorzystaniu dostępnego czasu pracy urządzenia. W tym celu stworzono szereg wskaźników mających na celu ocenę zarówno dostępności urządzenia jak i jego braku. Podstawowym wskaźnikiem dostępności jest OEE (ang. Overall Equipment Effectiveness). OEE jest podstawowym wskaźnikiem oceny efektywności pracy urządzeń pozwala no również ocenić skuteczność wdrozenia TPM w przedsiębiorstwie [7]. OEE jest wskaźnikiem powstającym z iloczynu trzech wskaźników: dostępności, wykorzystania i jakości.
OEE = D x W x J
D – Dostępność
W – Wykorzystanie
J – Jakość
Kolejno, obliczamy poszczególne wskaźniki. Dostępność obliczamy z następującego wzoru:
D=\frac{C_P-P_P-P_N}{C_P}
Gdzie:
C_P – całkowity czas pracy
P_P – planowane przestoje
P_N – nieplanowane przestoje
Wykorzystanie, obliczamy z następującego wzoru:
W=\frac{I_W}{W_T}
Gdzie:
I_W – ilość wyprodukowanych sztuk
W_t – wydajność technologiczna w czasie dostępnym (czyli liczba produktów, które mogłyby zostać wykonane przy maksymalnym obciążeniu urządzenia).
Jakość, obliczamy z następującego wzoru:
J=\frac{L_P}{L_C}
Gdzie:
L_P – Liczba produktów zgodnych w sztukach (o wymaganej jakości)
L_C –Całkowita liczba wyprodukowanych produktów w sztukach.
Straty dostępności urządzenia
Przeciwieństwem efektywności urządzenia wynikającym z jego dostępności jest brak efektywności, wynikający ze strat dostępności, strat wykorzystania i strat jakości. TPM dąży do ich wyeliminowania. Straty te również można mierzyć przy pomocy czasu (minut, godzin). Na straty dostępności urządzenia składają się
- przestoje planowane - np. przerwy śniadaniowe, obiadowe, zamiana operatorów w ramach pracy zmianowej, harmonogram prac,
- przezbrojenia planowane,
- przestoje nieplanowane - awarie, nieplanowane przezbrojenia, brak narzędzi, poszukiwanie narzędzi i inne.
Na straty wykorzystania urządzenia składają się:
- drobne przestoje - niedostarczenie materiału, brak obsługi,
- jałowa praca urządzenia - pracuje bez wytwarzania produktu na skutek braku materiałów lub wadliwego planowania,
- praca poniżej określonej wydajności lub Takt time.
Na straty jakości składają się:
- liczba defektów (w sztukach, procentach, PPM),
- liczba poprawek (w sztukach).
Kolejnymi wskaźnikami wykorzystywanymi w TPM są:
- BT - Breakdown Time (pol. Czas trwania awarii) – Wskaźnik ten pokazuje całkowity czas trwania awarii (zatrzymania urządzenia) w danej jednostce czasu (tydzień, miesiąc, rok). Celem TPM jest doprowadzenie do minimalizacji tego wskaźnika – „zero awarii”
- MTBF - Mean Time Between Failures (pol. Średni czas między awariami) - Wskaźnik ten pokazuje średni czas bezawaryjnej pracy urządzeń. Celem TPM jest maksymalna dostępność, a więc ten wskaźnik powinien być maksymalny.
- MTTR - Mean Time to Repair (pol. Średni czas napraw) - Wskaźnik ten pokazuje średni czas usunięcia awarii (naprawy). Jest on liczony od momentu zajścia awarii do momentu pełnego rozruchu urządzania. Najczęściej jest on podawany w godzinach.
Podsumowanie
Bibliografia:
[1] Antosz, K., & Stadnicka, D. Identyfikacja działań realizowanych w zarządzaniu infrastrukturą techniczną w dużych przedsiębiorstwach. http://www.ptzp.org.pl/files/konferencje/kzz/artyk_pdf_2012/p019.pdf (28.04.2022)
[2] Truszkiewicz, B. (2014). Efektywna organizacja pracy linii produkcyjnych w koncepcji Lean Management. Contemporary Determinants of Economic Development, 289.
[3] Utrzymanie ruchu. https://queris.pl/baza-wiedzy/utrzymanie-ruchu/ (28.04.2022)
[4] Misiurek B., Maśluszczak Z. (2015) Dlaczego w mojej firmie umarł TPM?. Służby Utrzymania Ruchu, 04/2015.
[5] Nawrocki, W. (2019) Analiza wybranych wskaźników niezawodności w systemie TPM do integracji procesów produkcji i utrzymania ruchu w przedsiębiorstwie produkcyjnym. Zarządzanie Przedsiębiorstwem, 22(1).
[6] Lewandowski, D. (2005) TPM jako forma unowocześnienia Działu Utrzymania Ruchu. https://pcp.com.pl/podstrona-5-art-15 (28.04.2022)
[7] Walczak, M. (2005). Program doskonalenia konserwacji wyposażenia produkcyjnego TPM. Zeszyty naukowe Akademii Ekonomicznej w Krakowie. (670)2005
[8] Gajdzik, B. (2014). Dbałość pracowników o pełną produktywność maszyn i urządzeń–TPM w przedsiębiorstwie produkcyjnym. Gospodarka Materiałowa i Logistyka. 2014 (1)
