Интеграция тотального продуктивного обслуживания (TPM) с промышленным IoT для оптимальной эффективности

По мере зрелости Индустрии 4.0 по производственным предприятиям глобально, многие предполагают, что новые технологии заменят старые методологии для стимулирования дальнейших улучшений эффективности и производства. И хотя это может быть так для некоторых применений, также верно, что эти новые технологии могут дополнять существующие практики.

Однако такая методология, которая исключительно хорошо согласуется с ценностными предложениями промышленных IoT-приложений, — это Тотальное продуктивное обслуживание (TPM). Построенное на фундаменте 5S, популяризированном бережной методологией, TPM — это модель обслуживания, помогающая устранить простои и улучшить производство. В этой модели простои на обслуживание включаются в производство как часть производственного планирования. Операторы и техники, наиболее знакомые с оборудованием, получают ответственность за определенные аспекты регулярного и превентивного обслуживания как часть своих обязанностей.

Восемь столпов TPM

TPM нацелен на улучшение продуктивности, эффективности и безопасности, строя культуру, включающую базовое обслуживание в стандартные операционные процедуры для линейного персонала. Это состоит из восьми столпов активности:

• Автономное обслуживание — операторы мониторят состояние своих рабочих станций.
• Улучшение процессов и станков — руководители и операторы собирают информацию и приоритизируют задачи обслуживания.
• Превентивное обслуживание — операторы выполняют базовые превентивные задачи обслуживания.
• Раннее управление оборудованием — руководители и операторы проактивно оценивают новые компоненты и отчитываются по записям обслуживания, используя раннее управление оборудованием.
• Управление качеством процессов — идеи улучшения качества исходят из разделенных операционных и обслуживающих обязанностей.
• Административная работа — результаты на основе данных делятся с руководителями и операторами.
• Обучение и тренинг — непрерывное улучшение ведет к непрерывному образованию операторов и руководителей.
• Безопасность — улучшенная производительность оборудования обеспечивает более безопасную операционную среду.

Согласование TPM с промышленным IoT

Как TPM согласуется с ценностными предложениями промышленного IoT? Вместо того чтобы быть методологией, противоречащей новым технологиям, легко увидеть, что программы вроде TPM почти идеально подходят для IIoT. Сильная и комплексная IIoT-платформа предложит несколько вещей:

• Во-первых, она предложит устройства в виде датчиков, датчиков температуры, датчиков износа и другого оборудования, которое можно установить на любой станок независимо от возраста. Это привнесет все оборудование завода в экосистему полного сбора данных. Экосистема включает передовые периферийные устройства для упрощения IoT-подключения через Ethernet, Wi-Fi и сотовые технологии. Прямое подключение к ПЛК оборудования позволяет даже старому, устаревшему оборудованию быть включенным в линию для сбора данных.
  
  
• Во-вторых, IIoT-платформа предложит полную визуализацию завода. Многие слышали о «Скрытом заводе», где эффективность и более высокая продуктивность ждут разблокировки. Эта эффективность реализуется через визуализацию данных в реальном времени и на кончиках пальцев операторов, техников, руководителей и менеджеров, которым она нужна. Оценка: визуализация одна может увеличить эффективность на 20%. Эта визуализация захватывается интуитивными, динамическими и кастомизируемыми дашбордами, отображающими производственные данные и состояния оборудования. Те же виды дашбордов доступны через планшеты, телефоны и другие портативные устройства, позволяя принимать решения в точке потребности.

Визуализация цеха важна на множественных уровнях организации, от техников до директоров заводов.

• В-третьих, IIoT-платформа должна позволять полный мониторинг условий станков и советовать действие. Этот мониторинг делается через сбор аналитики данных. По мере сбора данных производительности станков, их можно использовать для анализа исторических трендов, понимания производительности в реальном времени и отправки уведомлений для действий.

В MachineMetrics цель данных — предоставить вам визуализацию и анализ в реальном времени, полностью согласующиеся со всеми тремя. И данные — это то, что делает MachineMetrics таким хорошим. MachineMetrics помогает клиентам улучшить их Общую эффективность оборудования (OEE) и производственную эффективность и выявлять узкие места в производстве, движимые ценностью через аналитику. Это улучшение движет ценность через использование аналитики по всей операции.

Выгоды TPM

Один ключевой драйвер TPM — использование инструмента бережной методологии 5S. Создавая среду, где рабочее место высоко организовано и стандартизированы процедуры, безопасность, качество, мораль, обслуживание и другие ключевые факторы производительности оказывают влияние.

• Меньше поломок — не только операторы отвечают за мониторинг состояния оборудования, но они также уполномочены выполнять автономные ремонты обслуживания, которые традиционно были зарезервированы для техников обслуживания. Опираясь на другой столп TPM, потому что оборудование проактивно оценивается обслуживающим персоналом и операторами, существует больше духа сотрудничества и более глубокое понимание повседневных функций и потенциальных проблем, с которыми столкнется оборудование. Эти совместные усилия приводят к способности развивать предиктивное обслуживание, результатом чего становятся меньше поломок.
• Более безопасное рабочее место — другие столпы TPM работают вместе для создания более безопасного рабочего места. Потому что безопасность делается приоритетом на уровне всего объекта, осведомленность о потенциальных опасностях безопасности повышается. Эта осведомленность продолжается в обучении и тренинге, где они могут органически вкладываться в любые усилия непрерывного улучшения, становясь частью культуры.
• Лучшая общая производительность — по мере того как TPM начинает влиять на усилия обслуживания и снижать поломки, мораль позитивно растет, а сотрудничество создает командную среду. Обучение и тренинг и фокус на качественном обслуживании способствуют этому. Общая эффективность операции значительно улучшается. TPM можно измерять, используя расчеты OEE для установки метрик, показывающих успех и улучшение усилий. Недостаточно работающее оборудование и процессы быстро выявляются и передаются команде для рассмотрения по принципам TPM.

Как внедрить Тотальное продуктивное обслуживание (TPM)

TPM использует инструменты бережной методологии 5S и часто может быть частью внедрения бережливости. Это также может использоваться для внедрения IIoT и мониторинга завода. Оба требуют обязательства принять TPM как процесс улучшения, цель которого — включение в корпоративную культуру. Есть пять базовых шагов для внедрения TPM.

Шаг 1: Определить пилотную зону

Пилотная зона дает команде TPM что-то использовать как полигон. Это строит вовлеченность (buy-in) сотрудников и позволяет им увидеть выгоды в работе. Buy-in достигается легче, если команда внедрения включает сотрудников из многих разных ролей и иерархических уровней.

Выбор пилотной зоны, конечно, включает конкретное оборудование. Один успешный трюк — найти очевидное, немедленное улучшение, чтобы получить «победу команды». Эта победа не полностью проверяет процесс, но строит уверенность на успехе. Это также делает легче для сотрудников увидеть путь для более сложных зон улучшения.

Другой способ выбрать оборудование для улучшения — выбрать узкое место (bottleneck). Это узкое место может включать несколько единиц оборудования и может привести к некоторому предварительному простою. Но фокусируясь на зоне, где производство «всегда» застревает, выгоды могут быть выше.

Последний способ выбрать пилотный станок — фокусироваться на оборудовании, которое всегда кажется имеющим наибольший простой на обслуживание. Это может быть устаревший станок или тот, у которого меньше наработки и обучения. Но это головная боль, которую все будут рады решить.

Шаг 2: Восстановить оборудование в первичном рабочем состоянии

Настоятельно закреплено в 5S восстановление эффективности оборудования до его первичного рабочего состояния. Перед программой TPM операторы, техники и обслуживающий персонал могли создавать годами «обходные пути» для решения реальных и воспринимаемых проблем. Внедряя инструмент 5S к самому оборудованию, оно возвращается к пиковому состоянию.

Шаги для облегчения этого процесса включают фото до и после. Также требуется удаление лишних инструментов, оборудования и расходников, не требуемых для ежедневной операции.

Организация инструментов в теневых коробках или выпадающих подвесах и чистка области вокруг станка также важны. И из этого формальные журналы 5S должны быть добавлены с этапом аудита, добавленным в производственные SOP, чтобы усилие оставалось в силе со временем.

Шаг 3: Измерить OEE

Общая эффективность оборудования (OEE) — отличный инструмент для установки метрики производительности и целей улучшений. OEE — не одна метрика. Её можно рассчитать формулами для измерения качества, производительности или доступности.

Установленные цели команды TPM определят, какую одну или какую комбинацию метрик использовать.

Отслеживание OEE — отличный способ установить data-driven инсайты, которые могут информировать менеджеров и решающих о будущих целях для проектов автоматизации завода и внедрений IIoT. Это позволяет компаниям бенчмаркить и видеть прогресс TPM по мере игры метрик во времени. И помогает команде увидеть, над чем работать дальше для дальнейшего улучшения.

Поскольку неплановый простой — крупнейший фактор низкой эффективности, рекомендуется интервал от двух до четырех недель для получения четкой картины условий и проблем команды. Это также помогает построить консенсус для категорий простоя для использования в будущем мониторинге производства автоматизации.

Шаг 4: Адресовать/снизить основные потери

С надежным количеством точек данных во времени для неплановых остановок команда может начать работать над улучшениями. Самая очевидная зона для адресации — крупнейший источник непланового простоя в списке категорий.

Здесь можно использовать другие бережливые и Six Sigma инструменты, такие как диаграммы Ишикавы, диаграммы Парето и т.д.

Корневой анализ причин должен быть жизненно важным компонентом рассмотрений. Анализируя через наблюдение, физические и фотографические доказательства и производственную историю и сравнивая эти находки с возможными причинами, можно определить корневую причину проблемы.

После внесения изменений мониторьте и записывайте результаты. Может потребоваться прогнать процесс снова, если результаты не работают.

Однако также допустимо прогнать процесс снова, чтобы попытаться достичь более высоких уровней улучшений для изменений, которые сработали.

Шаг 5: Внедрить плановое обслуживание

После того как изменение подтверждено как эффективное, его можно включить в проактивный план обслуживания.

Это обслуживание может включать мониторинг тепла и температуры для оборудования, где корневая причина выявила тепловой отказ. Или может включать вибрационный анализ для станков, подвергавшихся высокому напряжению или сдвиговым силам.

Также на этом этапе должен быть установлен интервал обслуживания. Этот интервал должен основываться на времени наработки, а не на календарных датах.

И записи и графики должны вестись для выявления реалистичных интервалов для проактивной замены изнашивающихся деталей или установки предсказанных частот отказов. Эти процедуры, когда они зреют, также могут быть добавлены в программу IIoT мониторинга производства позже для дальнейшей оптимизации системы.

Движение вперед

TPM отличается от традиционного превентивного обслуживания. В традиционных программах обслуживания используется временной список, основанный на рекомендациях OEM. Этот метод обслуживания не учитывает производственные материалы, которые накладывают агрессивное или мягкое воздействие на надежность или состояние оборудования, означая, что оборудование выходит из строя раньше ожидаемого или намного позже. Одно добавляет затраты в виде поломок, другое — в замене деталей, все еще в оптимальном рабочем порядке. MachineMetrics помогает клиентам с передовым машинным обучением, глубокой аналитикой и интуитивными и кастомизированными дашбордами, позволяющими операторам, техникам и менеджерам действовать в реальном времени на ранее невозможном уровне.

Традиционное обслуживание не предиктивное. У него нет способностей, предоставляемых IIoT-технологией, для планирования обслуживания в сочетании с переналадками или другими запланированными простоями для снижения общего простоя. И будучи матрично-ориентированным, а не аналитически-ориентированным, традиционное обслуживание опирается на заранее установленное время для выполнения обслуживания. Мы видели это снова и снова в MachineMetrics. Наше ПО приносит выгоды промышленного IoT на производственный пол, позволяя клиентам разрабатывать динамичные, data-driven программы обслуживания, экономящие время и деньги.

Интуитивно, эффективность TPM становится возможной благодаря ценностным предложениям промышленного IoT. Предоставляя данные производительности и здоровья станков, IIoT позволяет точное и действенное захватывание информации, делая полную реализацию TPM возможной. В таком做法 потенциал «Скрытого завода» разблокируется, и цифровая бережливость может быть реализована через использование IIoT-технологий, строясь на береживых принципах.

Источник заглавного изображения: Unsplash