Plan de Mantenimiento de una línea de Tissue Converting basado en RCM y TPM y soportado por un GMAO

AEM Revista Digital 26 de noviembre de 2021

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Rafael Conget Cascán

Jefe de Mantenimiento Goma Camps Consumer

Certificado AEM como Experto Gestor de Mantenimiento

Una de las mejores prácticas que tiene un proceso productivo para aumentar su OEE y reducir sus costes de fabricación es la aplicación de Herramientas Lean.

• El RCM (Reliability Centred Maintenance) con orígenes en la industria aeronáutica, es muy útil para crear planes de mantenimiento y buscar la fiabilidad de las máquinas.
• El TPM (Total Productive Maintenance) con orígenes en la industria automovilística, se basa en la limpieza e inspección así como el engrase, haciendo partícipes al personal de producción en tareas de mantenimiento.
• Las herramientas anteriores deben ir soportadas con un buen GMAO (Gestión de Mantenimiento Asistido por Ordenador), o también llamado CMMS (acrónimo de Computerized Maintenance Management System).

Estas tres herramientas se aplicaron en una fábrica de papel, es decir, una papelera que produce rollos de papel higiénico, cocina, entre otros, con unos resultados excelentes. Antes de comenzar con dicho estudio, las grandes secciones en las que este tipo de fábricas se divide y según el orden de producción, es el siguiente:

• Almacén de Celulosa
• Preparación de pastas
• Fabricación de papel
• Almacén de Bobinas
• Conversión de papel o “Converting”
• Almacén de Producto acabado.

Se tomó la sección del Converting como estudio y dentro de la misma, se eligió una línea como piloto, para luego extrapolar al resto.

Se tomaron los KPI’s iniciales y se fijaron los objetivos.  A partir de ahí se comenzó a trabajar en el “Plan de Mantenimiento de una línea de Tissue Converting basado en RCM y TPM y soportado por un GMAO”.

Una línea de Tissue Converting es un conjunto de máquinas interconectadas entre sí cuya materia prima es una bobina de papel tissue, con un peso que va desde unos cientos de kilos a varias toneladas. Tras varios procesos de desbobinado y rebobinado, se "convierte" en un producto acabado, normalmente empaquetado y paletizado, tal como se ve y se vende en las grandes superficies, hospitales, restaurantes, bares o en nuestra propia vivienda.

Las máquinas que pertenecen a una línea de Tissue Converting suelen ser:

• Desbobinadora: Desbobina una, dos o más bobinas de papel hacia la siguiente máquina.
• Rebobinadora: Se fabrica el rollo de papel con el aspecto final ya cortado.
• Diverter y Layout: Dividen los rollos en diferentes canales de producción.
• Empaquetado y Ensacado: Máquinas que forman paquetes de rollos y sacos de paquetes.
• Paletizado y retractilado: Disponen los paquetes o rollos en palets. Luego se retractilan para facilitar el transporte.

DESPERDICIOS, DEFINICIÓN DE KPI Y OBJETIVOS

Antes de describir los KPI´s, se enumeran los desperdicios más importantes en el proceso del Converting sobre el tiempo disponible, que se intentarán reducir. Estos son:

Para poder medir la evolución del proyecto se establecen dos KPI’s en aras de medir la indisponibilidad de la línea debido a factores humanos. Estos son:

• RCM, además de su significado se considera este KPI como la suma de AE + AM, es decir, la suma del porcentaje de averías eléctricas y mecánicas sobre el tiempo total disponible.  Se considerarán averías todas aquellas que paran el proceso productivo:

• TPM, además de su significado, Total Productive Maintenance, se considera este KPI como la suma del indicador anterior más los referentes a Ajustes de Producción (AJP), limpieza No Programada (LNP) y Arranque/Paro Semanal de línea (APS)

Los KPI’s anteriores afectan en gran medida a la velocidad nominal de la línea y, por lo tanto, a las toneladas producidas por turno. Un problema de consumibles, un mal ajuste o un desgaste en los componentes no tienen por qué provocar un paro de línea. Sin embargo, no ayuda a llevar la línea a máxima velocidad.  Por lo tanto, si se mejoran estos KPI’s se mejorarán las toneladas producidas.  Estos son los valores iniciales y objetivos:

Y parcialmente a lo largo de los 24 meses de duración del proyecto, será:

Se introducirá también este indicador para medir la productividad de la línea en Toneladas producidas por turno (Ton/shift) y que aproximadamente una línea de Converting de estas características produce en torno a 12.000 Toneladas/año de producto acabado con un régimen de 16 turnos a la semana y 50 semanas de producción.

Por lo tanto, se pretende una mejora en productividad de: 

Sabiendo el margen de contribución de la línea, se podrá calcular el impacto positivo sobre el EBITDA.

ORGANIZACIÓN DEL PROYECTO

Para afrontar el proyecto será necesario definir un equipo de trabajo.  Cada uno tendrá unas tareas y unas responsabilidades.  Se reunirán periódicamente para ver la evolución del proyecto, controlar los KPI y la toma de acciones y decisiones. Así sería el Organigrama:

Además, será necesario definir un presupuesto económico donde se contemplarán los recursos internos y externos necesarios, licencias, software, etc. 

METODOLOGÍA Y HERRAMIENTAS APLICADAS

Para llevar a cabo con éxito este proyecto es necesario dotarse de una buena herramienta, un software GMAO de primer nivel.

En paralelo con el software, se irá creando un plan de mantenimiento basado en RCM para decidir qué política es necesaria aplicar (Preventivo, Predictivo o Correctivo). Posteriormente, con lo que salga de este plan, valorando el grado de cualificación necesaria para la ejecución de las tareas correspondientes y el tipo de mantenimiento propuesto, se creará el plan de mantenimiento basado en TPM para el personal de producción.

CRONOGRAMA

Este proyecto tiene un ámbito temporal de 24 meses. Para definir el cronograma que muestre la evolución de las tareas del proyecto, se dividirá la línea en varias zonas en base a su complejidad.  Estas zonas serán:

• Zona A: Desbobinado.
• Zona B: Rebobinado
• Zona C: Empaquetado
• Zona D: Paletizado

Las máquinas en las que se divide cada zona serán:

Y el cronograma de implantación con las diferentes etapas será:

EL GMAO

La elección de un software de primer nivel garantiza que tendrá todos los módulos necesarios para una adecuada gestión.  Estos módulos serán:

• Gestión de activos (Ubicaciones y activos, códigos de fallos, medidores y condición, etc.)
• Gestión de trabajos (Planes de trabajos y Preventivo, Maestro PM gestión de asignaciones, mano de obra, cualificaciones y especialidades, seguridad, herramientas, descargos, órdenes de trabajo, etc.)
• Gestión de Inventario (Maestro Artículos, almacenes, consumos y transferencias, códigos condición, herramientas de stock, etc.)
• Gestión de compras (solicitudes de oferta y de compra, órdenes de compra, recepción e inspección, facturación, etc.)
• Gestión de Contratos (de mano de obra, de leasing/renting/alquiler, garantía, de compra, etc.)
• Gestión de servicios (acuerdos de nivel de servicio)
• Planificación (planificación gráfica, planificación por calendario, etc.)
• Reporting (creación de informes, integración con diferentes Business Intelligence, etc.).

En la codificación de las ubicaciones es necesario seguir la misma filosofía utilizada para la subdivisión del árbol jerárquico del RCM.  Por ello, se utilizarán 7 niveles:

Cada nivel estará formado por dos dígitos numéricos (del 00 al 99), exceptuando el primer nivel con un solo dígito (0 al 9).

• Nivel 1: Planta
• Nivel 2: Sección
• Nivel 3: Línea
• Nivel 4: Parque o familia de máquinas
• Nivel 5: Máquina
• Nivel 6: Grupo o sistema
• Nivel 7: Subgrupo o subsistema.

A continuación, se muestra un ejemplo:

PLAN DE MANTENIMIENTO DE UNA LÍNEA DE CONVERTING BASADO EN RCM Y TPM

Para implantar el plan de mantenimiento basado en RCM (y posteriormente el TPM) se utilizarán estas tres herramientas:

• La matriz de Criticidad, con la que se conseguirá apreciar el impacto de los fallos de equipos sobre criterios tales como la Seguridad, Disponibilidad y la Calidad.
• Análisis AMFE, para definir la importancia relativa de los fallos, de sus causas y sus efectos.
• El logigrama de decisión que sirve, en función del tipo de fallo, para identificar el tipo de consecuencia sobre los equipos y para definir el nivel de tareas de Mantenimiento que se deben poner en acción.

Una vez definido el árbol jerárquico hasta el nivel de subsistema, el método a seguir para crear tanto el Plan de RCM como el de TPM, es el que se muestra en la siguiente imagen:

Para cada subsistema se realizará un análisis AMFE, dividiéndose en:

• Función: Descripción de la misión principal del sistema y/o subsistema.
• Fallo funcional: Es la Incapacidad de un equipo para obtener un valor estándar de proceso o funcionamiento.
• Modo de fallo: Consideramos modo de fallo funcional como la manera o forma del fallo (cualitativo o cuantitativo= fallo funcional +circunstancias o síntomas). O la forma en que un fallo es observado o percibido a nivel de máquina o sistema (alto nivel). Consideramos Modo de fallo técnico como la manera concreta en que un mecanismo o elemento mantenible falla (bajo nivel) y conduce a determinado Fallo funcional de la máquina o sistema (alto nivel).
• Causas potenciales de fallo: Causa que produce el modo de fallo técnico y que guarda proporción con el mismo
• Efectos potenciales de fallo: Consecuencias derivadas del fallo y que pueden ser: ocultas o evidentes, sobre seguridad y medio ambiente, operacionales (sobre el proceso) y no operacionales (sobre el coste de operación o de mantenimiento) y actuar sobre el propio equipo fallido o sobre el sistema completo e incluso sobre la planta.

El siguiente paso será calcular el NPR (Número Ponderación de Riesgo).  Se asignará a cada modo de fallo un valor desde el punto de vista de:

• La matriz de Severidad-Gravedad, donde se asignará un valor de 1 al 10 valorando la Seguridad, Disponibilidad y Calidad.
• La Frecuencia de fallo o Repetitividad (valorado del 1 al 10)
• Detectabilidad (valorado del 1 al 10).

Una vez obtenido el NPR, se ponderará este valor desde el punto de vista de:

• Impacto del coste de paro de la línea.  Se valorará del 1 al 10 dependiendo el coste de paro de diferentes líneas.
• Impacto del coste de mano de obra.  Se valorará del 1 al 10 dependiendo del precio de las especialidades y el número de técnicos necesarios.
• Impacto del coste en repuestos para realizar ese mantenimiento.  Se valorará del 1 al 10

Con todos estos datos se obtendrá un NPR PONDERADO o FINAL y se calculará su PERCENTIL, a partir de lo cual se establecerá el rango de la política de mantenimiento recomendada, que será:

En este punto, dependiendo del grado de cualificación de la mano de obra necesaria para efectuar el trabajo, se realizará lo siguiente:

• Planes de Mantenimiento Preventivo por el personal de Producción (se denominará preventivo TPM)
• Planes de Mantenimiento Preventivo por el personal de Mantenimiento (se denominará preventivo RCM)

Posteriormente, se realizarán los planes preventivos correspondientes.  Hay que puntualizar que los planes TPM estarán basados en la limpieza técnica (limpieza más inspección) y engrase.

No se ponderará la influencia de la Mantenibilidad en el primer análisis RCM, pero SI se usará conjuntamente con el RDE (Retorno de la Experiencia), con el fin de obtener que la línea en cuestión sea más MANTENIBLE, es decir, las operaciones de mantenimiento conduzcan a reducir el tiempo.

RESULTADOS FINALES

Los KPI´s finales alcanzados fueron los siguientes:

Además de mejorar la disponibilidad de la línea, se aumentó la productividad ya que todas estas acciones permitieron llevar la máquina bien mantenida y bien ajustada a su fondo de escala, elevando la producción de 15 a 19,1 ton/turno. Así, pues, los datos finales que se pretendían alcanzar fueron:

Es decir, aportó 3280 toneladas al EBITDA. Con estos resultados, este proyecto fue extrapolado al resto de las líneas.