Taller de Investigación Unidad 2 Protocolo de Investigación Cuáles son los beneficios de implementar un sistema de Mantenimiento Productivo Total (TPM) basado en herramientas Lean Industry 4.0 en una empresa de textiles. Presenta: Juan José Romero Cancino – E16081280 Grupo: 6I1 Asesor: LAE. Ariel Martin Concha Alonzo Curso Presencial, Semestre Enero – Febrero 2019. Fecha De Entrega: lunes 01 de Abril de 2019 Indice 1. Planteamiento del problema. ............................................................................. 1 2. Antecedentes del problema. ............................................................................... 1 3. Objetivos. ......................................................................................................... 2 4. Justificación ...................................................................................................... 2 5. Marco Teórico .................................................................................................. 3 5.1 Total Productive Maintenance ......................................................................... 3 5.1.1 Mantenimiento Autónomo .................................................................... 3 5.1.2 Mantenimiento Planificado ................................................................... 3 5.1.3 Mantenimiento de Calidad .................................................................... 4 5.1.4 Educación y Entrenamiento .................................................................. 4 5.1.5 Seguridad y Medio Ambiente ................................................................ 4 5.1.6 Mejora Enfocada .................................................................................. 4 5.1.7 Áreas Administrativas .......................................................................... 4 5.1.8 Prevención del Mantenimiento .............................................................. 5 5.2 Industria 4.0 ............................................................................................... 5 5.2.1 El Internet de las Cosas. (IOT) .............................................................. 5 5.2.2 La fábrica del futuro............................................................................. 5 5.3 Lean Manufacturing ................................................................................... 6 5.3.1 5.4 Lean Maintenance. ............................................................................... 6 Lean Industry 4.0. ....................................................................................... 6 6. Formulación de hipótesis. .................................................................................. 7 8. Bosquejo del método. ........................................................................................ 7 9. Cronograma...................................................................................................... 8 10. Presupuesto .................................................................................................... 8 11. Fuentes consultadas. ....................................................................................... 9 1 1. Planteamiento del problema. La gran mayoría de las empresas en México que hacen uso de maquinaria para sus procesos productivos llevan planes de mantenimiento convencionales que se realizan cada cierto tiempo, o cuando la maquina presente un fallo. Así mismo, los operarios no tienen la capacitación necesaria para detectar anormalidades, o las posibles causas de lo que ha originado el fallo en su estación de trabajo, ya que no todos conocen las funciones y componentes de las maquinas que operan, esto genera que en ocasiones al presentarse un fallo se pare la línea para avisar al departamento de mantenimiento para que resuelva el problema, ocasionando pérdidas de tiempo, producto y por lo tanto dinero. O en otro caso, al no tener programa de mantenimiento eficiente puede generar productos defectuosos, que al final serán rechazados por el departamento de calidad, o por los propios clientes. En este caso en particular la empresa Innovatex, cuenta con 18 máquinas industriales de coser, que cada una es operada por una persona en específica. Innovatex tiene un plan de mantenimiento muy anticuado, que se basa principalmente en el mantenimiento correctivo no programado, es decir, cada que una máquina presenta una falla, una avería o algún otro inconveniente se detiene la producción de esa máquina para hacer un análisis por un técnico en mantenimiento de lo que generó la falla y posteriormente corregirlo. Este tipo de mantenimiento, genera pérdidas de tiempo y de producción al detener el proceso por un largo tiempo, en ocasiones casi 24 horas. Un paro de este tipo, podría costarle a la empresa mucho dinero, primeramente, el sueldo del empleado que se quedó sin equipo sigue corriendo, las piezas que debería armar ya no serán logradas, causando un atraso en la producción y retrasos en el tiempo de entrega del producto final. Además, que, cuando se da un fallo de este tipo siempre es necesario algún cambio de pieza, y el pago de un técnico. 2. Antecedentes del problema. TPM (Total Productive Maintenance) fue creado por Seiich Nakajima basado en su experiencia en la aplicación práctica del mantenimiento entre 1950 y 1970, siendo Nippondenso la primera empresa en sacarle provecho al implementarlo. De igual forma existen ya muchas fábricas que ya trabajan con un sistema de Mantenimiento Productivo Total implementado, y a su vez existen algunas empresas que ya se están innovando al implementar nuevas tecnologías de la industria 4.0 o trabajan con herramientas de Lean Manufacturing, sin embargo, aún no existen sistemas de mantenimiento que se ayuden de estas dos herramientas de la ingeniería para llevar a cabo un sistema de mantenimiento total en la planta. 2 3. Objetivos. El objetivo primordial de la investigación es dar a conocer los beneficios de un sistema de Mantenimiento Productivo Total que se ayude de las herramientas de Lean Industry 4.0 para lograr mejoras en los sistemas productivos de la empresa. Los objetivos específicos son: a) Dar a conocer la importancia de que los operarios cuenten con conocimientos básicos de los componentes y funciones de su maquinaria para ser capaces de detectar causas y aplicar soluciones básicas a posibles fallos. Así como proporcionar a los operadores más responsabilidad y permitirles llevar a cabo tareas de mantenimiento preventivo. b) Comprender la importancia del SOP (Standard Operating Procedures) para ayudar a los operarios a llevar a cabo sus labores de mantenimiento autónomo. c) Entender la importancia de la educación al personal de la empresa con la estricta observación de cierto número de reglas del Seis Sigma para lograr una mejor estación de trabajo. d) Conocer el impacto de las herramientas de Lean Manufacturing y las tecnologías de la Industria 4.0 como ayuda al operario a realizar su tarea de mantenimiento más eficiente. 4. Justificación Gracias al mantenimiento productivo total, es posible evitar las fallas de los equipos de producción de diversos bienes o servicios. En efecto, el TPM se relaciona directamente con los bienes de capital de una empresa, ayudando a aumentar su tiempo de vida útil. Cuando se lleva a cabo el plan de mantenimiento oportunamente en los equipos que intervienen en una actividad determinada, se pretende evitar que exista un accidente o un malfuncionamiento repentino que detenga la producción y que implique una pérdida económica significativa. Pérdidas de materia prima. Pero también nos ayuda considerablemente al ahorre de costos como: a) b) c) d) e) f) Descenso de la productividad del personal mientras se realizan las reparaciones. Pérdidas energéticas por malas reparaciones o por no realizarlas. Rechazo de productos por mala calidad. Producción perdida durante la reparación, menores ventas, menores beneficios Averías medioambientales que pueden suponer desembolsos importantes. Averías que puedan suponer riesgo para las personas o para la instalación. A su vez, genera un impacto social en los trabajadores de la empresa, al estar en un ambiente más seguro, limpio y ordenado si el plan de seis sigmas se lleva a cabo. 3 5. Marco Teórico 5.1 Total Productive Maintenance TPM es un enfoque sistemático para eliminar los desechos asociados con los equipos y maquinaria de producción. El TPM se enfoca en involucrar al operador de la máquina en las revisiones de rutina y en la limpieza de la máquina para detectar problemas antes. Otras áreas de énfasis incluyen minimizar el "tiempo de inactividad" de la máquina como resultado de averías inesperadas, utilizar completamente las capacidades de una máquina y hacer un seguimiento del costo del ciclo de vida. Con la implementación de TPM, la empresa puede beneficiarse de los siguientes aspectos: - Involucrar a los operarios de maquinaria en las tareas básicas diarias de mantenimiento. Detección temprana de factores críticos para mantener el tiempo de actividad del equipo. Ataca las pérdidas de equipos de fabricación por averías, configuraciones, ajustes, velocidad reducida, desguace y retrabajo. Medir el impacto de los defectos, el rendimiento por debajo del óptimo y el tiempo de inactividad utilizando OEE (Overall Equipment Effectiveness). Reducir los gastos de capital a través de la renovación de equipos y mejoras de capacidad. En resumen, la implementación de TPM puede llevar a reducciones significativas en los costos de fabricación, mejorar la eficiencia de producción y permitir que las organizaciones de manufactura estén mejor ubicadas para sobrevivir en mercados globales cada vez más competitivos. Los ocho pilares de TPM se centran principalmente en técnicas proactivas y preventivas para mejorar la confiabilidad del equipo, estas son: 5.1.1 Mantenimiento Autónomo Sigue un enfoque estructurado para aumentar los niveles de habilidad del personal para que puedan comprender, gestionar y mejorar sus equipos y procesos. El objetivo es hacer que los operadores no sean reactivos para que trabajen de una manera más proactiva, para lograr condiciones óptimas que eliminen las paradas menores de los equipos y que también reduzcan los defectos y las averías. 5.1.2 Mantenimiento Planificado Su propósito es mejorar la efectividad de los equipos operacionales, en términos de aumentar su confiabilidad, capacidad de mantenimiento y rendimiento y reducir los costos de mantenimiento y las fallas de los equipos, a través de tareas de mantenimiento programadas. Estas tareas se basan en las tasas de fallos pronosticados y / o medidos. 4 5.1.3 Mantenimiento de Calidad Su objetivo es establecer las condiciones del equipo hasta el punto en que se pueda alcanzar "Zero Breakdowns" (Cero fallas o cero paradas). La acción de Mantenimiento de calidad busca verificar y medir las condiciones de "Zero Breakdowns" con regularidad, a fin de facilitar el funcionamiento del equipo en la situación en la que no se generan defectos de calidad. 5.1.4 Educación y Entrenamiento La metodología TPM requiere de la participación activa de todo el personal, un personal capacitado y polivalente. El pilar de educación y entrenamiento se enfoca en garantizar el desarrollo de las competencias del personal, teniendo en cuenta los objetivos de la organización. 5.1.5 Seguridad y Medio Ambiente La seguridad y el medio ambiente son un pilar transversal en TPM, es necesario preservar la integridad de las personas y disminuir el impacto ambiental en cada operación, equipo o instalación de la organización. El propósito de este pilar consiste en crear un sistema de gestión integral de seguridad y medio ambiente con el objetivo de lograr "cero accidentes" y "cero contaminaciones", llevando los principios del sistema de gestión a todos los niveles de la organización. La integridad de las personas y el impacto ambiental son objetivos que contribuyen al mejoramiento de la productividad, un sitio de trabajo seguro, un entorno agradable, son escenarios ideales para la búsqueda de operaciones eficientes. 5.1.6 Mejora Enfocada Las mejoras enfocadas son actividades desarrolladas con el propósito de mejorar la eficiencia global de los equipos, operaciones y del sistema en general. Dichas mejoras, incrementales y sostenibles, se llevan a cabo a través de una metodología específica, orientada al mantenimiento y a la eliminación de las limitantes de los equipos. El planteamiento de los objetivos de mejora y sus correspondientes indicadores de rendimiento, son establecidos por la dirección de mejoramiento, y ejecutados de forma individual o colectiva, según la complejidad y criticidad del planteamiento. 5.1.7 Áreas Administrativas Esta clase de actividades no involucra el equipo productivo. Departamentos como planificación, desarrollo y administración no producen un valor directo como producción, pero facilitan y ofrecen el apoyo necesario para que el proceso productivo funcione eficientemente, con los menores costes, oportunidad solicitada y con la más alta calidad. Su apoyo normalmente es ofrecido a través de un proceso que produce información. Allí también las pérdidas potenciales a ser recuperadas son enormes. 5 5.1.8 Prevención del Mantenimiento Son aquellas actividades de mejora que se realizan durante la fase de diseño, construcción y puesta a punto de los equipos, con el objeto de reducir los costes de mantenimiento durante su explotación. Una empresa que pretende adquirir nuevos equipos puede hacer uso del historial del comportamiento de la maquinaria que posee, con el objeto de identificar posibles mejoras en el diseño y reducir drásticamente las causas de averías desde el mismo momento en que se negocia un nuevo equipo. Las técnicas de prevención de mantenimiento se fundamentan en la teoría de la fiabilidad, esto exige contar con buenas bases de datos sobre frecuencia de averías y reparaciones. 5.2 Industria 4.0 "La próxima revolución industrial" surgió de Alemania, donde el gobierno reunió a un grupo de trabajo con la intención de formular los próximos pasos hacia el futuro para la automatización de fábricas. El resultado fue Industry 4.0, que describe la transición a una industria "inteligente". Para lograr esto, eventualmente, toda la cadena de suministro es accesible y controlable a través de Internet. Esto se aplica a la lectura de valores de sensores de una máquina individual, así como a la comunicación con el entorno externo y otros activos en el comercio. Las técnicas de implementación aplicadas se están discutiendo y creando un prototipo en la comunidad académica. Lo único que se acuerda es que la transición debe adaptarse a cada planta y socio individual. Sin embargo, hay elementos clave que deben incluirse en cada transición a la fábrica del futuro. 5.2.1 El Internet de las Cosas. (IOT) Internet de las cosas encapsula la idea de que incluso el objeto más pequeño debe tener circuitos que permitan el envío y la recepción de mensajes a través de Internet. La introducción del protocolo IPv6 a mediados de los 90 brindó la oportunidad de conectar un número "infinito" de dispositivos a Internet. Esto es relevante para la industria, ya que se pueden integrar unidades mucho más pequeñas en los componentes de los sistemas de producción. Esto proporciona ventajas de accesibilidad que dan a los sistemas acceso a nuevos tipos de datos. Estos datos no solo están asociados con la producción, sino también información sobre el mantenimiento. 5.2.2 La fábrica del futuro. Como la producción en la industria depende de un mayor grado de disponibilidad para entregar los pedidos a tiempo, es deseable que las máquinas no se descompongan. Al mismo tiempo, demasiado mantenimiento significa gastos adicionales, recursos y pérdida de producción. El objetivo en los últimos años ha sido introducir una estrategia de mantenimiento que pueda calcular la necesidad de mantenimiento antes de una avería. El mantenimiento basado en la condición es un método de este tipo, basado en la medición de la condición de los componentes con tecnología; por ejemplo, use una cámara térmica para inspeccionar la efectividad de un disipador de calor. 6 5.3 Lean Manufacturing En esta investigación se pretende manejar y comprender la filosofía Lean, para después aplicarlo en el mantenimiento. Así que se escuchará mucho la aplicación del Lean en el área de producción, pero después se enfatizará como podemos aplicarlo en el área de mantenimiento en concreto en el TPM. La filosofía lean manufacturing busca la forma de mejorar y optimizar el sistema de producción, tratando de eliminar o reducir todas las actividades que no añadan valor dentro en el proceso de producción. Se basa en los siguientes sistemas de producción: Las actividades que no agregan valor al producto son las que no aportan nada al cliente, ni tampoco contribuyen a avanzar en el proceso de producción. Este tipo de actividades, hacen menos eficiente el proceso de producción. Son los llamados desperdicios del lean manufacturing o despilfarros. 5.3.1 Lean Maintenance. Lean Maintenance apoya un enfoque de Lean Manufacturing al prevenir el tiempo de inactividad no programado. El método es reducir o eliminar los factores que causan averías en la máquina. Lean Maintenance es un ingrediente clave para un exitoso entorno de Lean Manufacturing. Al igual que Lean Manufacturing, Lean Maintenance busca evitar el desperdicio: actividades de mantenimiento desperdiciadas que no contribuyen a mejorar la disponibilidad de una máquina. Actividades de mantenimiento ineficientes que se deben realizar de manera más rápida o económica. la "actividad" desperdiciada incluye tener piezas de repuesto costosas en el inventario más tiempo del necesario; idealmente, estos deben pedirse "justo a tiempo" para el mantenimiento programado. Las actividades ineficientes pueden referirse a retrasos al realizar el mantenimiento, como buscar herramientas o piezas de repuesto. Otro tipo de ineficiencia viene con una programación deficiente: un ejemplo es reemplazar dos partes en dos ocasiones separadas, cuando ambas tareas podrían haberse realizado durante la misma interrupción. 5.4 Lean Industry 4.0. El enfoque lean proporciona la base para la excelencia operativa al estandarizar los procesos, inculcar una cultura de mejora continua y capacitar a los trabajadores en el taller. Sin embargo, dada la complejidad cada vez mayor de las operaciones, muchas empresas han descubierto que la administración lean por sí sola no es suficiente para abordar sus desafíos operativos. Recientemente, ha surgido un conjunto de tecnologías digitales avanzadas conocidas como Industria 4.0 para ofrecer nuevos enfoques para enfrentar la complejidad y mejorar la productividad. Al implementar la combinación correcta de tecnologías, los fabricantes pueden aumentar la velocidad, la eficiencia y la coordinación, e incluso facilitar las operaciones de fábrica de autogestión. 7 Al implementar herramientas lean, los fabricantes pueden eliminar las actividades que no agregan valor del cambio, lo que acelera significativamente el proceso. Las tecnologías de la industria 4.0 apoyan estos esfuerzos. Los nuevos sensores y software hacen posible que las máquinas identifiquen automáticamente que elementos están por requerir mantenimiento y pedir las piezas necesarias y las herramientas adecuados sin intervención manual. Debido a que la inspección es automatizada, los operadores pueden concentrarse en realizar actividades de valor agregado. 6. Formulación de hipótesis. Los resultados de aplicar Lean Maintenance apoyado de herramientas de la industria 4.0 se pretende que sea minimizar el costo de realizar un mantenimiento preventivo y, al mismo tiempo, minimizar el riesgo de una avería no programada. El costo de mantener una máquina generalmente es mucho menor que el costo de su avería, ya que eso podría cerrar las operaciones por completo. Además, se pretende conocer y comprender los costos para prevenir y corregir las fallas del equipo: - El costo de comprar piezas de repuesto y lubricantes. El costo de almacenar esos artículos: el valor del espacio de almacenamiento. El costo de interés para el capital atado. El costo de la mano de obra para programar, organizar y realizar el mantenimiento y las reparaciones. El costo de retrabajo o desecho, si una máquina incurre en defectos antes de que se descomponga o se mantenga. El costo de los plazos de entrega no cumplidos: costos de penalización directa, el costo adicional por el envío acelerado y los costos suaves de perder clientes debido a la preocupación por estos plazos. 8. Bosquejo del método. En esta investigación sólo se va otorgar un enfoque en el departamento de producción en conjunto con el departamento de mantenimiento de la empresa Innovatex, se pretende recabar la información con ayuda de una encuesta general dirigida exclusivamente a los operarios para conocer con qué conocimientos cuentan acerca el área en el que están. La investigación es de tipo empírica ya que se trabajará en base en los resultados de diversos estudios que se llevarán a cabo para la obtención de datos. Se asistirá directamente a la empresa para la recolección de datos. La investigación es transversal, debido a que el estudio se presentará en un periodo específico de tiempo, simplemente para conocer sobre la problemática que existe actualmente en la empresa en el área de producción y mantenimiento, y así generar el diseño del programa de TPM. 8 9. Cronograma. 10. Presupuesto El presupuesto de esta investigación se divide en los siguientes: Equipo y materiales: - Equipo de cómputo. $5000 Papelería. $400 Lápices y plumas. $100 Impresiones. $450 Viáticos y transportes: - Taxis para ir a la empresa. $650 Transportes urbanos. $150 Comunicaciones: - Telefonía. $550 Fax. $400 Internet $500 Gastos administrativos. $2450 Sueldos. - Investigador $35,500. Encuestador $3,600 9 11. Fuentes consultadas. Recuperado de: https://world-class-manufacturing.com/tpm/leanmaintenance.html el mes de marzo del 2019. Recuperado de: https://www.mobility-work.com/blog/autonomous-maintenance-5-steps-to-successfulimplementation el mes de marzo del 2019. Recuperado de: https://tpmclubsa.co.za/wp-content/uploads/2014/03/Planned-Maintenance-Manual-Step-2.pdf el mes de marzo del 2019. Recuperado de: https://sites.google.com/site/kaizenmcc/home/lean-concepts/total-productive-management mes de marzo del 2019. Recuperado de: https://www.industryforum.co.uk/consultancy/manufacturing-operations/total-productivemaintenance-tpm/autonomous-maintenance/ el mes de marzo del 2019. Recuperado de: https://www.cetpm.de/downloads/nakajima/index.htm el mes de marzo del 2019. Recuperado de: https://www.leanproduction.com/oee.html el mes de marzo del 2019. Recuperado de: https://www.oee.com/ el mes de marzo del 2019. Recuperado de: https://spcgroup.com.mx/12-pasos-para-implementar-el-tpm/ el mes de marzo del 2019. Recuperado de: https://www.bcg.com/en-mx/publications/2016/leaning-manufacturing-operations-factory-offuture.aspx el mes de marzo del 2019. Recuperado de: https://www.bcg.com/en-mx/publications/2017/lean-meets-industry-4.0.aspx#9-11110-1 el mes de marzo del 2019. el
