Diapositiva 1 Uno de los nombres más escuchados últimamente en lo que a herramientas o metodologías vinculadas con los procesos de fabricación se refiere es el de Manufacturing Intelligence. En realidad, como os podéis imaginar, el tema no es nuevo. Simplemente se refiere al proceso óptimo de toma de decisiones en entorno productivo y es algo que, aunque no se le llamara MI se lleva haciendo desde que se comenzó a utilizar el método científico a la hora de gestionar los procesos de producción de gran volumen por allá por principios del siglo pasado. Quizás Henri Ford fue uno de los pioneros en la utilización de herramientas visuales basadas en conceptos matemáticos y estadísticos como el Control Estadístico de Procesos, los diagramas de Gantt y otras muchas herramientas.
Diapositiva 2 Sigo sin Conocer qué está pasando en mi Fábrica!! La Situación: Director General invierte en Sistema ERP Nuestra Promesa Las Soluciones: Calmar a Nuestro Director General Sistema de Información en Tiempo Real
Diapositiva 3 VAMOS A JUGAR QUÉ NECESITA SABER UN DIRECTOR GENERAL DE UNA COMPAÑÍA DE FABRICACIÓN? CUANTAS ME CUESTAN LAS PERSONAS. NÓMINAS? CUANTOS PEDIDOS DE MATERIA PRIMA Y COMPONENTES SE HAN HECHO? ERP CUAL ES LA CAPACIDAD DE MIS MÁQUINAS? CON QUÉ CARGA DE TRABAJO ESTÁN TRABAJANDO MIS MÁQUINAS? Sistema de Información en Tiempo Real CUANTO FACTURO? CON QUÉ CALIDAD TRABAJO? CUAL ES LA EFICIENCIA CON LA QUE TRABAJAN MIS MÁQUINAS?? CUANTOS PEDIDOS HAN HECHO MIS CLIENTES? CUANTO DINERO TENGO EN EL BANCO? QUE COSTES TENGO? CUANTO HE FABRICADO? CUANTO HE CONSUMIDO? POR QUÉ NO SON MÁS EFICIENTES? CUANTAS HORAS DE MANO DE OBRA SE CONSUMEN PARA FABRICAR ESTE LOTE?
Fábrica Diapositiva 4 ADAPTIVE ENTERPRISE AUMENTAR LA FLEXIBILIDAD DEL NEGOCIO Cambiar rápidamente adaptándose e incluso anticipándose a los cambios para mejorar el negocio. ADAPTIVE MANUFACTURING AUMENTAR LA FLEXIBILIDAD DE FABRICACIÓN Cambiar de una familia de productos a la siguiente en el menor tiempo posible. COLLABORATIVE MANUFACTURING AUMENTAR LA VISIBILIDAD Coordinar las estrategias del canal de partners y reducir el tiempo para llegar al mercado. AUMENTAR LA EFICIENCIA. ELIMINAR EL DESPILFARRO LEAN MANUFACTURING Operar a la máxima capacidad de los procesos con la mínima cantidad de recursos posibles. Proveedores Fabricantes Distribuidores Minoristas Clientes Clientes
Proveedores TIEMPO Diapositiva 5 NECESIDAD DE TOMAR DECISIONES Años / Meses Sistemas de Gestión Empresarial (ERP) Centros de Retornos de Inversión Presupuestos Coste Pérdidas Variables de Negocio Muestreos de aceptación Gestión de Lotes de M. P. Capacidad Planificación MES Indice de rechazos Mermas OEE Genealogía de Lotes de P.T. % de Entregas a tiempo Clientes Segundos Variables de Proceso Unidades conformes Tiempos de Parada Lote Órden de Fabricación Cantidades fabricadas Sistemas de Captura de Datos Comencemos presentando una serie de características del escenario actual a nivel de fabricación. Las fábricas son entornos complejos donde confluyen un gran número de necesidades de distinta índole, de flujos bien sean de materiales, de capitales, de información o de personas, de entidades con distintos intereses, como pueden ser proveedores, auditores o clientes, que han de ser gestionados. Pero por gestión debemos entender, sacar el mayor partido a los recursos (capital, trabajo y gestión) para obtener bienes con el mayor valor añadido posible. Aunque este concepto no es para nada nuevo, no llega con ser efectivo sino que hay que ser eficientes, tratando de reducir al mínimo los despilfarros y las operaciones que no añaden valor. Tal y como se puede ver representado en la transparencia, los flujos de materiales y capitales fluyen horizontalmente a través de nuestra organización. En algunos casos, cuando nuestra fábrica forma parte de cadenas colaborativas de suministro y fabricación, la información también fluye horizontalmente, permitiendo conocer las previsiones de demanda y planificaciones de los eslabones más cercanos al cliente y facilitándoles nuestras planificaciones y previsiones a los proveedores. Además en un entorno fabril existe un flujo muy importante de información en sentido vertical, que posibilita que la información referente a las programaciones a corto plazo desciendan a la planta, para que sean ejecutadas por los operarios y las máquinas, gestionando las excepciones que se dan en el día a día, recogiendo datos en tiempo real a partir del proceso productivo por medio de captura automática, almacenando estos datos para el posterior análisis de mejora e integrando los que tengan relevancia en los sistemas de gestión empresarial. Este flujo vertical de información es indispensable, ya que va a ser el que permita a los distintos responsables de la fábrica el poder tomar decisiones lo más acertadas posible. Este proceso por medio del cual se analiza la información procedente del proceso productivo, se trata y se toman decisiones en base a ella es lo que denominamos Manufacturing Intelligence. Podríamos definirlo como el proceso de toma de decisiones en un entorno de fabricación a la velocidad que suceden las cosas. Sin demoras y en Tiempo Real. Profundicemos un poco más en este flujo vertical y en como se estructura dicha información.
CONTROL, MONITORIZACIÓN Y VISUALIZACIÓN CONTROL DE PRODUCCIÓN ENLACE ERP-MES ERP Diapositiva 6 ENTORNO INTEGRADO. NIVELES Nivel 4 ERP CONTROL DE PRODUCCIÓN Y TRAZABILIDAD Nivel 3 HMI INTERFACE HOMBRE- MÁQUINA Nivel 2 Capa de Supervisión DCS PLC CONTROL DISTRIBUIDO / PLCs Nivel 1 SENSORES, ACTUADORES, VÁLVULAS Nivel 0 HMI, Human Machine Interface DCS, Control Distribuido Uno de los principales problemas con los que se encuentran las empresas a la hora de apostar por sistemas de gestión de información de fábrica, es la captura de datos. Los datos de procesos de fabricación proceden prácticamente en su totalidad de dos fuentes, de los autómatas que gobiernan las máquinas, o,bien sea de forma directa (pantalla táctil, PC industrial, ) o de forma indirecta (pistola de código de barras, tarjetas de identificación, ), de las personas que participan en el proceso. Estos datos se van convirtiendo en información a medida que se va ascendiendo a los distintos niveles de gestión. Como vemos, en el nivel más bajo nos encontramos con las señales que nos proporcionarán estos datos. Estas señales están allí donde está el proceso y son de diversa naturaleza (analógica, booleana, ). En el siguiente nivel se llama nivel de control y en él se encuentran los PLC s o autómatas que recogen los datos que proceden de los sensores. Estos datos son procesados y con una lógica sencilla y su cometido es el de controlar los procesos con los que están relacionados (contadores, límites y alarmas, ). En muchas ocasiones es necesario proporcionar información a los operarios para que estos interactúen con el sistema. Determinados datos que no están recogidos en ningún PLC, información aleatoria que solo puede ser introducida en el instante en el que se necesita o, simplemente presentación de información para que el operario pueda seguir el estado del proceso. Así como creemos que es indispensable disponer de captura automática para la gran mayoría de los datos que se recogen, también es necesario tener en cuenta que casi siempre se requiere que estos datos sean completados con algún tipo de información que provenga de los operarios. Este es un punto crítico a la hora de diseñar cualquier tipo de solución de gestión de información en tiempo real. No se debe olvidar que los operarios de planta no deben de estar pendientes de completar la información para el sistema de información en tiempo real, sino para asegurar que el proceso se ejecuta dentro de unas condiciones adecuadas. Es por ello, que se hace indispensable diseñar una solución donde la interacción por parte del operario sea simple, rápida y en la medida de lo posible blindada a errores. Es a partir del nivel 3 de la figura cuando podemos empezar a hablar de los conceptos anteriormente presentados como modelo de planta, organización centralizada de datos, etc. Una de las grandes diferencias de este nivel con respecto a los anteriores es la organización de la información. Es en este nivel donde se centralizan las demandas de datos y se generan los envíos de información a niveles inferiores y superiores. Este nivel es el primer nivel de la información y es aquí donde acaba MES para dar paso a la integración de información necesaria para el ERP. Para introducir el concepto de captura automática de datos de planta partiremos del nivel 1, partiremos de los PLC s que nos proporcionarán datos de la realidad de la fábrica.
TRANSFORMAR DATOS EN DECISIONES Diapositiva 7 PROCESO DE TOMA DE DECISIONES. MI INTELIGENCIA BUSSINES INTELLIGENCE ERP INFORMACIÓN MANUFACTURING INTELLIGENCE MES DATOS PLANTA DE FABRICACIÓN SEÑALES Recordar que el objetivo de recoger la información de la fábrica, tanto si queremos integrarla en el sistema de gestión empresarial (ERP), como si lo que queremos es mejorar nuestro proceso productivo, no es otro que tomar decisiones de la manera más potente posible. Para ello es necesario contar con una forma de transformar los datos en decisiones por medio del análisis de información. Las señales proporcionan valores cuantitativos que no están relacionados con el entorno, por lo que no valen a la hora de buscar resultados. Los datos si están relacionados con el entorno por lo que se puede considerar el primer nivel de organización. En cualquier caso definen un proceso sin posibilidad de responder a ningún tipo de duda con respecto al mismo. Podríamos decir que son estáticos en forma y contenido. Realmente la respuesta a las dudas que surgen ante la ejecución de un proceso se consigue por medio de la información, que no es más que la combinación, ordenación o tratamiento de datos para facilitar dichas respuestas. Por último, una vez que se han visto satisfechas un número mínimo de dudas gracias al análisis de la información, se pueden tomar decisiones con el mínimo riesgo posible.
Diapositiva 8 MANUFACTURING INTELLIGENCE. INDICADORES KRI PI KPI (1) KEY RESULT INDICATOR Informan de lo que tiene que hacerse en perspectiva, a medio plazo. Son el resultado de muchas acciones. PERFORMANCE INDICATOR Informan que tiene que hacerse ahora. KEY PERFORMANCE INDICATOR Informan de lo que tiene que hacerse para incrementar la productividad drásticamente. Es el conjunto de medidas enfocadas al rendimiento de la organización mas críticas para el éxito presente y futuro de la misma. KRI Satisfacción de Clientes, Beneficio Antes de Impuestos, Rentabilidad de Clientes, etc. Informan de si la compañía está avanzando en la dirección correcta, pero no informan de lo que tiene que hacerse para mejorar. Periodos de un mes, trimestral o anual. KI Inmediatamente debajo de los KRIs. Beneficio de las líneas clave, % de incremento de las ventas para el 15 % de mejores clientes, Nº de empleados que envían sugerencias, etc. Organización KPI Medidas a corto plazo (24/7), relacionadas con responsabilidades de individuos o personas.. (1) Key Performance Indicators, Developing, Implementing and Using KPIs, David Parmenter, John Wiley & Sons, Inc. Pero como es lógico, la gente que tiene que tomar decisiones en las fábricas, no puede estar continuamente trabajando los datos para ponerlos en la forma adecuada. Según una cita extraída de una presentación de Adaptive Manufacturing de SAP, los responsables de producción dedican el 40% de su tiempo a la caza de información crítica. Normalmente han de extraer los datos de alguna base de datos, cuando no los tienen que introducir a partir de partes de trabajo, llevárselos a excel para tartarlos y a partir de ahí tratar de tomar decisiones. Esta problemática se resuelve por medio de indicadores muy visuales que se automatizan, de forma que permiten que la productividad en el día a día de las personas que toman decisiones aumente sustancialmente. Estos indicadores son de distintos tipos en función de para que se necesitan. Hay indicadores de resultado que nos ayudarán a tomar decisiones a medio y largo plazo. Los indicadores de rendimiento dan una visión clara del estado de la situación pero no están orientados a decidir acerca que actuaciones precisas. Los indicadores a los que nos estamos refiriendo principalmente son los denomindados KPI s. son indicadores de rendimiento relacionados con acciones puntuales que el personal de fábrica puede ejecutar en el corto plazo para revertir la situación. Veamos algunos de estos KPI s.
Diapositiva 9 ARBOL DE TIEMPOS TT24/7 TIEMPO OPERACIÓN TOTAL TTO TSC TTO TIEMPO SIN CARGA PARADAS PLANIFICADAS T PP CAMBIOS FOR / PROD / PRE MANTENIMIENTO PREVENTIVO TIEMPO OPERACIÓN PLANIFICADO TOP = TTO TSC -T PP Veamos un ejemplo de una serie de KPI s que nos pueden aportar cierta información a cerca de los tiempos vinculados con el proceso en un determinado recurso productivo. En esta transparencia se trata de reflejar un árbol de tiempos de un proceso cualquiera. A partir del tiempo total de 24 horas al día, 7 días a la semana restamos el tiempo de no operación, turnos de noche, fines de semana, Al tiempo que nos queda le vamos a llamar TTO. No todo ese tiempo estamos trabajando sino que hay veces que el recurso productivo en cuestión no está programado para trabajar. Este tiempo se denomina TSC. La diferencia entre el TTO y el TSC nos da el TTO, o tiempo total de operación. Pero no durante todo el TTO se está produciendo, ya que durante este tiempo se producen paradas planificadas, bien por cambios de formato, reglajes o preparaciones o bien por mantenimiento productivo. En algunos sectores en particular como el farmacéutico o veterinario se deben de parar las máquinas también para limpieza y sanitización. Todas estas son paradas planificadas y la suma de sus tiempos la denominamos Tpp. La diferencia entre el TTO y Tpp es el Tiempo de Operación Planificado o TOP. Pero por desgracia no se está produciendo algo que tenga valor para el cliente durante todo ese tiempo, sino que en los recursos productivos hay incidencias que no hemos tenido en cuenta, como averías, falta de material a la entrada porque se hayan parado recursos anteriores, acumulación de materiales a la salida, etc.
Diapositiva 10 PARADAS TIPO DEPARTAMENTO RESPONSABLE PLANIFICADAS T PP Cambios de Presentación, Formato y Producto, T C. Mantenimiento Preventivo, T MP. (*)] Limpieza, Desinfección y Sanitización, T L PLANIFICACIÓN DE LA PRODUCCIÓN MANTENIMIENTO PRODUCCIÓN Y CALIDAD (*) En general se suelen incluir dentro del apartado anterior de Mantenimiento, excepto en aquellos casos que tengan gran relevancia, por ejemplo sector alimentación. ÍNDICE DE CÁLCULO DESCRIPCIÓN UTILIZACIÓN DEL ACTIVO PLANIFICACIÓN I p TTO'- TSC - Ejemplos: Un valor elevado de: I T x 100 C PP T I MP I p PP TMP x 100 TPP TTO' TPP x 100 TTO - TPP x 100 TTO Es el porcentaje de tiempo con respecto al Tiempo Total de Operación durante el cual el Activo (Célula, Máquina, Línea, etc.) tiene planificada operaciones. 100 Es el porcentaje de tiempo con respecto al Tiempo Total de Operación que la línea está disponible para operar. 100 Indica un exceso de cambios de producción cuya responsabilidad corresponde al Departamento de Planificación de la Producción Indica un exceso de operaciones de mantenimiento preventivo. Responsabilidad Departamento de Mantenimiento. El rango de valores óptimo de estos índices es conocido y se publica, permitiendo que las empresas se comparen con los mejores de su clase, benchmarking.
Diapositiva 11 ANÁLISIS ORIENTADO A LA MEJORA DE LA PRODUCTIVIDAD POR MEDIO DE OEE EL OBJETIVO ES REDUCIR AL MÁXIMO LOS TIEMPOS DURANTE LOS CUALES NO SE ESTÁ APORTANDO VALOR
Diapositiva 12 PERDIDAS EN PRODUCCIÓN Producción Máxima Posible - Pérdidas por Paradas Planificadas - Pérdidas por Paradas Operativas - Pérdidas por velocidad - Pérdidas por Calidad Producción Real Fines Preparación de semana/festivos de equipos & Cambios Mantenimiento Personal Preventivo Limpiezas Rotura de Equipos Reducción Desarrollos Microparadas Velocidad (Intencionada) Reducción Falta Fallos de Sistemas Velocidad Demanda Soporte (Malfuncionamiento) Extensión tiempo ciclo de producción Pérdida material Defectos (fuera de especificaciones) Reprocesado Cómo Reducir estas pérdidas? Cómo Incrementar mi Producción Real?
Diapositiva 13 PERDIDAS EN PRODUCCIÓN Producción Máxima Posible - Pérdidas por Paradas Planificadas - Pérdidas por Paradas Operativas - Pérdidas por velocidad - Pérdidas por Calidad Producción Real
Diapositiva 14 OVERALL EFFICIENCY EFECTIVENESS (OEE) OEE es una forma estándar de medir la efectividad de nuestras máquinas. En su definición lleva intrínseca el análisis de los costes y pérdidas que se producen en una planta. OEE permite dar el PRIMER PASO: - Conocer el Estado de mis Costes - Conocer la Efectividad de mis Máquinas. El concepto de OEE, combina 3 elementos:
Diapositiva 15 TIPOS DE PERDIDAS Criterio Principales Pérdidas Categoría OEE Comentarios Tiempo Perdido Por Grandes Averías Pérdidas de Disponibilidad En ocasiones es difícil encontrar el criterio para discernir entre una AVERIA que se encuadre en esta pérdida o en las de Rendimiento Producción Perdida Por Producción Perdida Por Puesta en Funcionamiento y Cambios de útiles. Pequeñas Paradas Reducción de Velocidad Defectos de Inicio de Fabricación Defectos de Producción Pérdidas de Disponibilidad Pérdidas de Rendimiento Pérdidas de Rendimiento Pérdidad de Calidad Pérdidad de Calidad Incluye cambios de reglajes o Configuraciones Se incluyen paradas de tiempo inferior a 5 minutos y no precisan de la intervención del personal de mantenimiento. Debido a que no se quiere producir al máximo rendimiento (Intencionada). Debido a que se aminora la velocidad por algún motivo específico. (Malfuncionamiento, Atasco...) Productos defectuosos que se producen cuando una línea se pone en funcionamiento. Productos defectuosos producidos en una línea operativa.
Diapositiva 16 CÁLCULO DE LA DISPONIBILIDAD Tiempo Bruto Disponible. Turno Tiempo Operativo Tiempo Neto Operativo Mantenimiento Planeado Mantenimiento no Planeado, Pérdidas de Faltas de Material, Roturas de Equipos, Disponibilidad Fallos sistemas de Soporte Disponibilidad= Tiempo Neto Operativo Tiempo Operativo * 100 Cuanto MAYOR sea el Tiempo Neto Operativo, es decir, cuanto MENORES sean las Pérdidas de Disponibilidad, el RATIO se acercará al 100%. Es decir tendremos MAYOR DISPONIBILIDAD.
Diapositiva 17 CÁLCULO DEL RENDIMIENTO Producción Teórica Producción Real (Buenos y Defectuosos) Pérdidas de Rendimiento Producción que debería alcanzar una máquina funcionando optimamente. Perdidas producidas por Pequeñas paradas y reducciones de velocidad. Rendimiento = Producción Real Producción Teórica * 100 Cuanto MAYOR sea la Producción REAL, es decir, cuanto MENORES sean las Pérdidas de Rendimiento, el RATIO se acercará al 100%. Es decir tendremos MAYOR RENDIMIENTO.
Diapositiva 18 CÁLCULO DE LA CALIDAD Producción Real Buenos Pérdidas de Calidad Todos los Productos (Buenos y Defectuosos) Productos Buenos Calidad = Buenos Producción Real * 100 Cuanto MAYOR sea la Producción de BUENOS, es decir, cuanto MENORES sean las Pérdidas de Calidad, el RATIO se acercará al 100%. Es decir tendremos MAYOR CALIDAD.
Diapositiva 19 CÁLCULO OEE La fórmula: OEE=Disponibilidad x Rendimiento x Calidad Elementos OEE Son reducidos por Grandes Averías, Cambios de Disponibilidad Herramientas, Paros, Reuniones, Mantenimiento... Rendimiento Pequeñas Paradas y Reducción de Velocidad Calidad Productos Defectuosos Ejemplo: (.77)*(.65)*(.98)*100 = 49% OEE
Diapositiva 20 MANUFACTURING INTELLIGENCE. PROCESO CONTINUO Creación de un grupo de trabajo multidisciplinar Solventar el primer problema. Muchos datos y poca información Cómo se logra verdaderas mejoras? Presentación de Objetivos cuantificables Análisis de ROI Herramientas específicas Detengámonos ahora en cómo convertir buenas intenciones y disposición en resultados. Manufacturing Intelligence es un proceso continuo por medio del cual se trata de lograr una mejora estable. Pero una vez que decidimos recorrer este camino nos encontraremos con una serie de amenazas que hemos de eliminar. Esas amenazas suelen estar más relacionadas con el ámbito de las personas con el de los procesos o la máquinas. Es quizás éste el principal punto a tener en cuenta a la hora de iniciar acciones de manufacturing intelligence. Las decisiones las toman las personas y normalmente las decisiones relacionadas con mejoras importantes, suelen involucrar a distintos departamentos, incluso en algunos casos, con intereses individuales que pueden poner en serio riesgo el proceso de Manufacturing Intelligence. Si el proyecto se lleva a cabo en una atmósfera proactiva, el alcanzar la mejora solamente depende de utilizar un adecuado procedimiento de trabajo y se habrá dado un gran paso adelante. Una situación muy común es confundir un proceso de Manufacturing Intelligence, con la disposición de muchos datos de producción. El disponer de datos fiables de producción y en Tiempo Real es una condición necesaria pero no suficiente para hacer Manufacturing Intelligence. Un verdadero proceso de MI está directamente vinculado con la mejora y solamente se puede mejorar a partir del análisis estructurado y de la toma de decisiones de dichos datos. Es necesario iniciar un proceso ordenado de selección de objetivos, establecimiento cuantificable de la situación actual, estimación cuantificable de los objetivos en cantidad y en tiempo y a partir de ahí utilizar los datos disponibles y las herramientas adecuadas en cada caso para alcanzar dichos objetivos. Esta es la manera de alcanzar dichos objetivos. Es muy importante llevar a cabo un análisis de Retorno de la Inversión antes de ejecutar cualquier acción de mejora, de forma que podamos conocer el tiempo en el que conseguiremos amortizar la inversión necesaria para alcanzar los objetivos. Un debate interesante es si es estrictamente necesario disponer de herramientas de captura y almacenamiento de datos en Tiempo Real, o podemos iniciar un proceso de mejora basándonos en información cualitativa. Nadie sabe más del proceso productivo
que la gente que está a diario ejecutándolo o gestionándolo. Además, seguro que en cualquier fábrica disponemos de personal con enorme experiencia que pueden utilizarla para proponer acciones de mejora. Si el proyecto de MI no se basa en datos precisos, fiables, cuantificables y disponibles en Tiempo Real, es muy probable que dicho proyecto se acabe por diluir.
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