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Lean 4.0 e Lean Equipamentos

A Indústria 4.0 está sendo chamada de a Quarta Revolução Industrial, embora alguns possam dizer que a introdução de processos Lean pela Toyota na década de 1950 em diante também deveria ser considerada uma Revolução Industrial. Há fortes vínculos entre o que está acontecendo agora na Indústria 4.0 e o desenvolvimento Lean.

Se nós voltarmos ao início do Lean no ano de 1930, a Toyota baseou seu processo em dois pilares, Just In Time (JIT) e Jidoka. O JIT significava produzir o que o cliente precisa, exatamente quando ele necessita e Jidoka significa autonomação (automação inteligente que separa o trabalho do homem do trabalho das máquinas ou processo). O primeiro dispositivo patenteado do Jidoka foi o tensionador na Toyota Automatic Loom, que parava o tear sempre que um fio arrebentasse, removendo a necessidade de um trabalhador dedicado para olhar cada tear e pará-lo manualmente em caso de falhas. Isso permitiu que uma única pessoa gerenciasse um grande número de teares automáticos. Observe que uma função do Jidoka é que a máquina diz ao trabalhador que há um problema que precisa ser resolvido.

O JIT também depende fortemente de boas informações de demanda em todas as cadeias de suprimento. John Sterman e o grupo de sistemas do MIT demonstraram o efeito das interrupções no fluxo de informações em sistemas Lean, a amplificação da demanda ou efeito “Chicote”, no qual a demanda é distorcida por atrasos de informação, gerando excesso de estoques e também falta deles, a antítese do Lean , e nossa abordagem Lean tenta mitigar isso sincronizando informações e materiais através das técnicas do Kanban.

Este é o lugar onde a Indústria 4.0 atende ao Lean, na provisão e gerenciamento de informações. Indústria 4.0 baseia-se na digitalização de informações e na sua transmissão através de aplicações baseadas na web. Em vez de usar sistemas semi-manuais como Kanban e Heijunka físico para sincronizar o fluxo de informações e materiais para a programação da produção, tecnologias como tags de RF podem ser usadas para atribuir o material as estações de trabalho e gerenciar o fluxo através da fábrica em tempo real.

Neste artigo, entretanto, estou mais interessado nas implicações da Indústria 4.0 para o gerenciamento dos Equipamentos Lean através da Total Productivity Maintenance (TPM), como muitas vezes utilizado em um sistema Lean. O TPM é geralmente estruturado de acordo com os pilares de atividade, incluindo Manutenção Autônoma para o grupo de produção, Manutenção Planejada para o grupo de manutenção e Manutenção de Qualidade para o grupo de qualidade. Todas essas atividades são inerentemente integradas, mas para alguns propósitos é útil considerá-las separadamente.

O objetivo principal da Manutenção Planejada é manter a melhor confiabilidade do equipamento a um custo ótimo. Para isso, classificamos a criticidade do equipamento no processo de produção e realizamos o FMEA  para identificar a abordagem de manutenção ideal para itens específicos dos equipamentos.

Um conceito em uso comum é a curva P-F da engenharia de confiabilidade. Esta curva é usada para ilustrar como o potencial (P) de uma falha funcional (F) pode ser detectado e mitigado antes da falha ocorrer.

Isto é baseado na observação de que a maior parte da falha é estatisticamente aleatória – há uma probabilidade constante de falha ao longo do tempo, de modo que as programações PM baseadas no tempo são ineficientes, seja antes ou depois da manutenção. O intervalo de tempo que é mais importante para engenheiros de confiabilidade é o intervalo P-F, o intervalo entre a detecção de uma falha potencial e a sua real ocorrência.

grafico

Como ilustra o gráfico acima, a tecnologia de monitoramento de condições é muito mais efetiva na detecção de falhas potenciais do que na inspeção manual e, em particular, pode detectar falhas potenciais muito mais cedo, permitindo que a atividade de manutenção preventiva seja agendada para evitar falhas funcionais.

Com base no FMEA, normalmente estabeleceríamos intervalos para inspeção usando tecnologias específicas, muitas vezes, mas não necessariamente, conduzida por especialistas externos e também requerendo interpretação especializada dos resultados. O objetivo de TPM e engenharia de confiabilidade sempre foi passar de manutenção corretiva para manutenção planejada baseada nas condições dos equipamentos, mas a barreira tem sido o custo da tecnologia e da experiência necessária para seu uso. A promessa da Indústria 4.0 é que as aplicações baseadas na web possam usar dados em tempo real com sistemas de monitoramento de máquinas e até mesmo de sistemas especializados em interpretação para fornecer feedback contínuo sobre equipamentos críticos, tornando a meta do TPM de zero quebras uma realidade possível.

Parte disso é a futurologia, particularmente em termos de sistemas especializados que podem interpretar dados de monitoramento de condições, mas grande parte da tecnologia de monitoramento de condições e capacidade de coleta de dados já existem. As implicações para o departamento de manutenção são de que, a médio prazo, será necessária uma melhoria considerável em termos de implementação e interpretação dos dados de monitoramento das condições.

A manutenção autônoma é uma característica distintiva da abordagem TPM para a gestão de equipamentos Lean. A manutenção autônoma tem dois objetivos fundamentais: em primeiro lugar, a restauração do equipamento para condições ótimas e o desenvolvimento de procedimentos para manter essa condição. E em segundo lugar, para desenvolver as competências do grupo de produção até o ponto de conseguirem gerir os equipamentos de forma autônoma, apenas recorrendo a recursos externos para tarefas de manutenção especializadas.

Duas características dessa abordagem são: o desenvolvimento de padrões de inspeção e o uso de um processo de marcação para identificar, registrar e corrigir as anormalidades. Uma questão comum é que os procedimentos de Manutenção Autônoma baseados em papel precisam ser duplicados em sistemas ERP para fornecer um banco de dados para pesquisa de anormalidades de equipamentos que podem então ser usados ​​para otimizar a confiabilidade do equipamento.

A promessa e o uso da Indústria 4.0 na Manutenção Autônoma é três vezes maior, todos baseados no uso da tecnologia de tablets na web. Enquanto o processo de manutenção autônoma de restauração do equipamento sempre será uma atividade prática para a equipe de produção, apoiada pela manutenção, os aplicativos do tablet baseados na web podem aprimorar isso. O primeiro passo é obter uma compreensão da função do equipamento. A instrução baseada em tablet através de simulações é uma maneira eficaz de fazer isso – uma simulação pode mostrar o funcionamento do equipamento em muito mais detalhes do que observação e explicação.

Uma vez que as equipes têm restaurado o equipamento para sua condição ideal, eles são então encarregados de criar e implementar padrões autônomos para manter essa condição. Tipicamente, seriam checklists e Lições de Um Ponto para serem realizadas. Os benefícios de fazer em tablet, ao invés do papel ou mesmo na estação de trabalho, são que os hiperlinks podem ser movidos diretamente do checklist para a Lição de Um Ponto enquanto o operador está fazendo a inspeção e os resultados podem ser gravados em tempo real e se forem quantitativos podem alimentar o banco de dados de confiabilidade para fornecer informações preditivas.

Outra utilização refere-se ao processo de “marcação” em que anomalias são registradas pelo pessoal de produção em etiquetas de papel que podem ser penduradas no próprio equipamento e também têm cópias duplicadas para servir como entrada para o sistema de ordens de serviço. Um sistema de marcação com tablet teria várias vantagens, não menos importante, a característica de que os dados são introduzidos apenas uma vez no sistema e também podem ser mostrados visivelmente nos diagramas do equipamento, tornando mais fácil para a produção descrever uma anomalia e para a manutenção entender a questão levantada. As telas eletrônicas podem indicar o número e a localização de anomalias visualmente no equipamento, e até mesmo indicar taxas de solução e Leadtimes.

Qualidade Manutenção é o termo usado no TPM para denotar atividades de controle de processo, particularmente aqueles focados na qualidade que saí do equipamento. Em comum com tudo no TPM, o objetivo é zero perdas, neste caso Zero Defeitos. O controle de processo é particularmente importante em um ambiente de TPM que visa zero defeitos da primeira vez, em vez de confiar na inspeção do controle de qualidade para evitar que os defeitos cheguem ao cliente. A Qualidade Manutenção é baseado em um processo de pensamento particular chamado análise P-M, focalizando os mecanismos físicos onde o produto interage com o processo e estabelece pontos de controle com parâmetros de processo conhecidos.

A interseção com a Indústria 4.0 é o monitoramento dos dados do processo, juntamente com o ajuste do processo em tempo real. Assim como um centro de usinagem pode ajustar sua alimentação baseada no desgaste da ferramenta podemos, teoricamente, controlar qualquer processo automaticamente uma vez que identificamos corretamente os pontos de controle e os parâmetros. Grande parte disso já está em funcionamento em salas de controle e plantas de processo, mas a próxima Revolução Industrial está no controle de processo automatizado em pequena escala para equipamentos em série.

Um artigo como este não é o lugar para anunciar soluções técnicas específicas, mas um ponto de partida para as empresas olharem para o uso de tecnologias de monitoramento de condições, investigando as atuais soluções de monitoramento e desenvolvendo suas capacidades em pessoas e tecnologias para estarem aptos para os avanços prometidos da Indústria 4.0.

Indústria 4.0 é o próximo passo no Jidoka, a separação de pessoas de máquinas, na qual as máquinas fornecem informações em tempo real para permitir a otimização do fluxo através do processo e a otimização da confiabilidade e desempenho do equipamento. Acredito que Sakichi Toyoda, inventor do Toyota Automatic Loom e pai do fundador da Toyota Motor, teria dado boas-vindas à Indústria 4.0 como o próximo passo em sua busca para desenvolver a automação humana (Autonomação, outro nome para Jidoka), liberando os trabalhadores para trabalhos com mais valor agregado e criativos.

Link do artigo: https://the-lmj.com/2016/06/lean-4-0-and-lean-equipment

Tradução: Guilherme Diniz