Autor, koordynator Lean Mnufacturing w dużym przedsiębiorstwie produkcyjnym zarówno od strony teoretycznej, jak i po zderzeniu codzienną rzeczywistością osoby odpowiedzialnej za wdrożenie TPM, opisuje jego znaczenie dla rozwoju działu utrzymania ruchu. Warto skorzystać z dobrego przeglądu literatury i konkretnych przykładów z wdrożenia

mgr inż. Dariusz Lewandowski
"Nikt nie planuje porażki ale ponosi porażkę nie planując"

1 Utrzymanie Ruchu

1.1 Znaczenie utrzania ruchu w nowoczesnym przedsiębiorstwie.

Niezbędnym warunkiem osiągnięcia sukcesu w działalności gospodarczej firmy jest dotrzymywanie zobowiązań. Oznacza to, że najważniejszym strategicznym zadaniem dla firmy jest zapewnienie punktualnych dostaw produktów w uzgodnionej ilości oraz jakości zgodnej ze specyfikacją. Osiągnięcie tego wymaga zagwarantowania niezawodności aparatu produkcyjnego, czyli pełnej kontroli nad stanem technicznym maszyn, urządzeń i zaplecza. To z kolei wymaga przewidywalności deprecjacji wszystkich części składowych systemu i możliwości sprawnego przywracania im stanu akceptowalnego. Innym ważnym czynnikiem stanowiącym o sukcesie firmy jest niska cena produktów przy jednoczesnej wysokiej opłacalności produkcji. W warunkach ostrej konkurencji, gdy musimy intensywnie pracować nad osiąganiem coraz wyższej wydajności konieczne jest stałe doskonalenie systemów wytwarzania, szybki rozwój technologii i automatyzacja środków produkcji. Mamy do czynienia z coraz bardziej złożonymi urządzeniami. Prowadzi to do wniosku, że utrzymanie ruchu jest dzisiaj najważniejszym procesem pomocniczym w przedsiębiorstwie.[1]

1.2 Zadania działu utrzymania ruchu

Utrzymanie ruchu to codzienna, systematyczna praca związana z wykonywaniem zaplanowanych jednorazowych lub okresowych zadań w celu zapobiegania degradacji stanu technicznego urządzeń i występowaniu awarii lub, gdy do nich dojdzie usuwaniem ich w celu przywrócenia środkom produkcji ich pełnej funkcjonalności. Do obowiązków działu utrzymania ruchu należy organizowanie, planowanie, nadzór, koordynacja i sterowanie funkcjami pomocniczymi niezbędnymi do zagwarantowania pełnej zdolności produkcyjnej przedsiębiorstwa, przy jednoczesnym efektywnym wykorzystaniu funduszu czasu pracy, sprzętu i materiałów.[1]

1.3 Unowocześnienia w Dziale Utrzymania Ruchu [1]

Do zapewnienia pełnej zdolności produkcyjnej przedsiębiorstwa niezbędny jest dobrze zorganizowany i sprawnie zarządzany system utrzymania ruchu. Od niego zależy wydajność, jakość, koszt produkcji, bezpieczeństwo pracy i wpływ na środowisko.
Utrzymanie ruchu jest też zwykle dużą, o ile nie największą pozycją w kosztach operacyjnych firmy.
Dlatego też stale szuka się skuteczniejszych metod pracy i zarządzania. Jedna z bardziej zaawansowanych metod projektowania systemów utrzymania ruchu jest oparta na analizie ryzyka związanego z awariami (ang. Risk Centered Maintenance). Projekt rozpoczyna się od szczegółowej analizy procesu produkcyjnego w celu określenia wszystkich możliwych uszkodzeń urządzeń oraz skutków, które mogą one wywołać. Skutki te są później szacowane ze względu na wpływ, jaki mają na bezpieczeństwo, proces produkcji oraz koszty operacyjne. Uszkodzenia, które według tego oszacowania mają zasadnicze znaczenie, są poddawane dalszej analizie FMEA (ang. Failure Mode and Effects Analysis). W ten sposób określa się optymalny zakres prac dla zapobiegawczego utrzymania ruchu, jednocześnie zapewniając, ze kluczowe elementy procesu produkcyjnego będą pracowały na wymaganym poziomie dostępności. Zastosowanie takiego rozwiązania jest często konieczne dla celów certyfikacji, na przykład w przemyśle lotniczym (MSG1, MSG2) czy zbrojeniowym (Military Standard 2173), jednak jest to proces bardzo czasochłonny i w większości wypadków zbyt kosztowny.

Dodatkowym problemem jest fakt, że rutyny utrzymania ruchu są w tym przypadku narzucane działowi UR. Z jednej strony może to spowodować problemy organizacyjne, a z drugiej utratę wartościowego doświadczenia już zebranego przez ten dział. W ostatnim czasie powstało kilka metod redukujących nakład pracy przy budowie RCM. Różnica polega na tym, że wychodzi się od analizy całych urządzeń, a nie ich poszczególnych komponentów. Pierwszym krokiem jest ustalenie najczęściej powtarzających się awarii poszczególnych urządzeń.
Dokonuje się tego na podstawie zebranych doświadczeń, wybierając po kilka najbardziej istotnych awarii dla każdego urządzenia. Następnie określa się częstotliwość występowania każdej z nich, jej najistotniejsze skutki, oraz wpływ, jaki te skutki mają na proces produkcyjny. Wskaźnikiem jest tutaj suma współczynników wagi poszczególnych skutków danej awarii pomnożonych przez częstotliwość jej występowania. Wskaźnik ten pozwala na wyselekcjonowanie tych awarii, które są krytyczne dla procesu produkcyjnego i powinny być poddane szczegółowej analizie za pomocą grafów przyczynowo-skutkowych na poziomie komponentów.

Następnym etapem jest właściwe dobranie odpowiednich technik utrzymania ruchu do poszczególnych typów awarii. Mamy do dyspozycji cztery strategie ? utrzymanie reaktywne, gdzie pozwala się urządzeniu pracować aż do wystąpienia awarii, utrzymanie zapobiegawcze periodyczne, utrzymanie zapobiegawcze oparte na inspekcjach oraz utrzymanie oparte na zdalnym monitorowaniu parametrów opisujących stan techniczny urządzenia. Jeśli jest to tylko możliwe, zawsze należy preferować utrzymanie oparte na stanie technicznym.
Gdy jest to niewykonalne z przyczyn technicznych lub finansowych, powinniśmy wdrożyć utrzymanie zapobiegawcze. Przy braku możliwości lub skutecznych metod utrzymania zapobiegawczego pozostaje utrzymanie reaktywne. Dotyczy to głównie awarii niekrytycznych.

Jeśli nie można monitorować stanu, ani przeprowadzać inspekcji okresowych, a awaria zagraża bezpieczeństwu ludzi, konieczne jest przekonstruowanie systemu. System utrzymania ruchu powinien podlegać stałemu procesowi usprawniania. Proces ten obejmuje inwentaryzację i skatalogowanie urządzeń. Dla każdego urządzenia powinny być gromadzone dane na temat producenta, modelu, numer seryjny, specyfikacja zasilania i mediów, lokalizacja i przynależność organizacyjna (MPK), data zakupu, stopień zużycia oraz cena.
Ważne jest też ustalenie właściwej struktury przechowywania danych indywidualnie dopasowanej do każdego przedsiębiorstwa.
Powinna ona odzwierciedlać strukturę organizacyjną, typ urządzeń, słownictwo używane wewnątrz firmy oraz jej specyficzne potrzeby. Następny punkt to analiza obecnych metod utrzymania ruchu oraz procedur rejestrowania i śledzenia wykonywanych prac, jak również sposobu magazynowania i zaopatrzenia w części zamienne i materiały. Procedury przyjmowania zgłoszeń oraz składania sprawozdań powinny umożliwiać zbieranie informacji o przyczynie, sposobie wykrycia oraz przeprowadzonych zabiegach.

Aby umożliwić analizę gromadzonych informacji, konieczny jest też spójny system kategoryzowania urządzeń i przeprowadzanych prac (np. ISO 14224) oraz standaryzacja wszystkich pojęć związanych z utrzymaniem ruchu. Obejmuje to również standardy określające akceptowalne stany poszczególnych obiektów niezbędne dla wyznaczenia zakresu prac UR. Standardy określa się na podstawie funkcji i przeznaczenia obiektu, planu amortyzacji, typu konstrukcji, wieku, celu, obecnych i przyszłych wymagań oraz kosztu jego wymiany.

Stosowanie standardów pozwala na podjęcie właściwych decyzji o zakresie, częstotliwości i konieczności inspekcji i prac utrzymania. Harmonogramy muszą być systematycznie analizowane, aby dopasować częstość przeprowadzania inspekcji do częstości występowania problemów ? inspekcje powinny być przeprowadzane wystarczająco często, aby wykryć usterkę zanim nastąpi awaria, ale nie za często, by inspekcja nie była świadomie przekładana na później, rozluźniając dyscyplinę. Poza tym, na podstawie problemów odkrytych podczas inspekcji, generowane są zlecenia prac, a te powinny napływać w miarę możliwości regularnie. Niezbędne też jest systematyczne opracowywanie sposobów napraw poszczególnych uszkodzeń na podstawie analiz poprzednio wykonywanych prac.

Nieefektywne zadania powinny być eliminowane, a sposoby pracy stale usprawniane i w coraz szerszym zakresie opierane na monitorowaniu stanu technicznego urządzeń. Wymaga to umiejętności efektywnego wykorzystania technologii pomiarowych. Konieczna jest też systematyczna analiza wydajności pracy brygad remontowych i adjustowanie używanych sposobów planowania, szacowania i harmonogramowania prac.

Zakres opisanych wyżej działań związanych zarówno z usprawnianiem, jak i codzienną pracą działu UR wymaga zastosowania sprawnego systemu gromadzenia i analizy dużych ilości ściśle ze sobą powiązanych informacji. Wsparcie przez odpowiedni system komputerowy niezmiernie ułatwia pracę. Samo oprogramowanie nie rozwiąże oczywiście problemów z niską zdolnością produkcyjną i nie zastąpi doświadczenia i wiedzy pracowników, ale pozwoli na usprawnienie pracy nad rozwojem optymalnego systemu utrzymania ruchu i sprawne nim zarządzanie.

1.4 Dostępność i wykorzystanie urządzeń

W każdym przedsiębiorstwie wiele maszyn na pewno mogłoby funkcjonować wydajniej. Z obserwacji wynika, że większość urządzeń produkuje zaledwie połowę tego, co mogłoby produkować, a całkowite wykorzystanie zasobów kształtuje się na poziomie 30 ? 50%. Niedawno zetknąłem się z bardzo dobrze prosperującym przedsiębiorstwem, które planowało w ciągu najbliższego roku podwojenie produkcji. Ponieważ stopień wykorzystania zdolności produkcyjnych był na poziomie trzydziestu paru procent, przedsiębiorstwo to miało dwie alternatywy ? albo podwoić stopień wykorzystania, albo wybudować nową fabrykę.

1.5 Koszty i przyczyny przestojów urządzeń

Mimo upływu lat i wejścia na rynek nowych technologii konstruktorom wciąż nie udało się skonstruować całkowicie bezawaryjnego i bezobsługowego urządzenia działającego w ciągu dowolnie długiego czasu. Ta niemożność pociąga za sobą ponoszenie przez użytkownika przeróżnych kosztów, z których najważniejsze to:

• korzystanie z serwisu producenta maszyny,
• przestoje urządzenia,
• koszty prewencji,
• koszty magazynu części zamiennych.

Przedstawiając szczegóły powyższych kategorii mamy następujące składowe kosztów ponoszonych w ich wyniku:

• wysokie ceny usług serwisowych producentów urządzeń,
• koszty części zamiennych,
• koszty przestoju linii produkcyjnej,
• koszty napraw,
• koszty braków powstających w wyniku zatrzymania i ponownego rozruchu,
• koszty zatrzymania innych urządzeń jeżeli są powiązane procesem technologicznym,
• kary za niedotrzymanie terminów dostawy,
• koszty godzin nadliczbowych,
• koszty wynikłe ze zmiany w planie produkcji.

W celu osiągnięcia punktu optymalnego czyli minimalnych kosztów, który znajduje się w lewym dolnym obszarze wykresu (Rysunek 1) powinniśmy stosować się do poniższych zasad:

• wprowadzenie planowanych przeglądów w czasie postoju linii,
• racjonalizację kosztów przeglądów,
• korzystanie z tańszych części i zamienników,
• wyższy poziom kompetencji personelu,
• personel produkcji sam usuwa proste awarie.
  

1.6 Organizacja systemu utrzymania ruchu

W celu stałego zmniejszania udziału działań reaktywnych jest konieczne zbudowanie efektywnego systemu proaktywnego. Na taki system składa się szereg współdziałających ze sobą elementów takich jak zapobiegawcze utrzymanie ruchu (ZUR), system zaopatrzenia i magazynowania części zamiennych, obsługa zadań (przyjmowanie, planowanie i harmonogramowanie), zbieranie informacji, szkolenia pracowników, integracja z produkcją, techniki diagnozowania i analizy błędów, prognozowane utrzymanie ruchu, TPM oraz optymalizacja ekonomiczna.
Następny etap to analiza obecnych metod utrzymania ruchu oraz procedur rejestrowania i śledzenia wykonywanych prac, jak również sposobu magazynowania i zaopatrzenia w części zamienne i materiały. Procedura obsługi zgłoszeń prac do wykonania powinna przewidywać podanie informacji o przyczynie i sposobie wykrycia, by, o ile możliwe, usprawniać proces wykrywania i oceny stopnia odstępstwa od akceptowanego poziomu stanu technicznego. Przy składaniu sprawozdań powykonawczych muszą być zbierane wszelkie informacje pozwalające na ocenę stanu technicznego oraz przewidywanie niezbędnych prac zapobiegawczych jak i późniejszego planowania tych prac. Aby umożliwić efektywną analizę zebranych informacji konieczny jest spójny system jej kategoryzowania (kategorie i typy) oraz przeszkolenie personelu w prowadzaniu właściwych notatek oraz procedurach obsługi zgłoszeń i zleceń pracy. Konieczne jest też ustalenie zasad przydzielania priorytetów dla prac, jak również procedur poboru materiałów i ich zamawiania. Kolejny etap to ustalenie punktów i harmonogramów inspekcji dla utrzymania zapobiegawczego (IUZ). Na podstawie problemów odkrytych podczas tych inspekcji generowanie są zlecenia pracy. Harmonogramy inspekcji muszą podlegać systematycznej analizie w celu adjustacji ich frekwencji w zależności od częstości występowania wykrywanych problemów. Mimo, że sam proces planowanego utrzymania ruchu jest klarowny (gromadzenie informacji z cyklicznych inspekcji ? analiza stanu technicznego urządzeń ? planowanie niezbędnych prac zapobiegawczych ? koordynacja przewidywanych prac z planem produkcji), to jednak wymaga on zbierania i łatwego dostępu do dużych ilości informacji oraz relacji. Wsparcie przez odpowiedni system komputerowy niezmiernie ułatwia pracę i otwiera możliwości nieosiągalne przez systemy manualne.