Toplam Donanım Verimliliği Yaklaşımıyla Kayıp Azaltma Yöntemleri Ve Elektrik Endüstrisinde Uygulamalar

Abstract

Hazırlık ve ayar zamanlarını azaltılması, sıfır hata, sıfır kayıp, sıfır gecikme, sıfır arıza ve kısa süreli duruşların azaltılması hedeflerine ulaşma için uygulanacak sürekli iyileştirme stratejisi, dolaylı olarak ekipman bazlı faaliyetlerin etkinliğiyle ilgilidir. Üretimde, verimliliğin göstergesi olarak altı tip kayıp tanımlanmıştır. Bu kayıplar ekipman hataları ve hazırlık ve ayar zamanlarını kapsayan mevcudiyet kaybı, boş kalma ve kısa süreli duruşlar ile düşük hızlı oparasyon kayıplarım kapsayan hız kaybı ve hurda, yeniden işleme ile başlama kayıplarını içeren kalite kayıplarıdır. Bu altı kayıbm önlenmesi için öncelikle bunların sayısal olarak ölçülmesi gerekmektedir. Bu amaçla Toplam Donanım Verimliliği (TDV) kavramı ortaya çıkmıştır. TDV, ilk olarak Seiichi Nakajima tarafından üretim performansını izleme metodu olarak tanımlanmıştır. TDV, ekipmanın bağıl üretkenliğini teorik performansıyla karşılaştırmasını sağlayan çok kapsamlı bir metriktir. Bu metrik üretimdeki tüm ekipmanlar için uygulanabileceği gibi, darboğaz olarak nitelendirilen, geliştirmenin kritik olduğu bölgedeki ekipman için uygulanması üretimin performansı açısından oldukça önemlidir. TDV metriği, üç anahtar faktörü baz olarak almaktadır. Bunlar; mevcudiyet, performans ve kalite faktörleridir. Mevcudiyet toplam operasyon süresinden aksaklık süresinin farkının toplam operasyon süresine oranıdır. Hız faktörü, toplam çıktıyla teorik hızdaki potansiyel çıktının oranıdır. Kalite oranı ise spesifikasyonlara uygun çıktının toplam çıktıya oranıdır. TDV de bu üç faktörün çarpımı olarak ifade edilmektedir. TDV metriği sıfır ile bir arasında bir değer alabilmektedir. Dünya klasında bir üretim merkezinde TDV değerinin 0,85 olması belirtilmektedir. TDV değerinin sistematik ölçülmesinin hedef ve yararlan aşağıdaki şekilde sıralanabilir: - Kayıplar üzerine odaklanma, - maliyet azaltanı (işgücü, enerji) - artırılmış kaliteli çıktı miktarı - Operatörlerin ekipmana sahiplenme duygularının geliştirilmesi - Metriğin gelişiminin analizi ile ekipman üzerinde temel gerçekleri görme, alınacak sonuçların verimli bir şekilde takip edilmesi - Daha uygun üretim planı, üretim kapasitesinin artırılması - Üretim prosesinin daha iyi anlaşılması - İşbirliği ve takım çalışmasının sağlanması - Uygun yatırımın seçilebilmesi - Stok miktarının azaltılması - Tamirat sürelerinin azaltması Transformatör üretimi yapan Alstom Elektrik Endüstrisi 'nde, sistemin darboğazı olarak tanımlanan 'Çekirdek Kesim Makinasında, zaman ölçümü yapılarak mevcut durumdaki TDV değeri 0,68 olarak hesaplanmıştır. Detaylı incelemeyle tüm duraklamaların ana nedenleri araştırılmış ve bu nedenleri ortadan kaldırmak için aksiyonlar uygulanmıştır. Yapılan aksiyonlar ile makinanm TDV değeri 0.10 kadar artırılmış ve yıllık 23.8 bin $ tasrruf sağlanmıştır. Bu duraklamalardan makina arızaları üzerinde durulmuş ve mevcut bakım sisteminin verimli olmadığı sonucuna varılmıştır. Bunun üzerine Toplam Üretken Bakım (TÜB) sistemi üzerine yoğunlaşılmıştır. 'Japon Fabrika Mühendisleri Enstitüsü (Japon Instutute of Plant Maintenance =JIPM), Toplam Üretken Bakımı şu şekilde tanımlamaktadır: - Üretim prosesinin etkinliğini en üst seviyeye çıkaracak ortak kültürü yaratmak - Üretim sistemindeki tüm kayıp potansiyellerini tahmin etmek ve nihai ürüne odaklanmak. Tüm üretim sürecindeki 'sıfır kaza', 'sıfır hata' ve 'sıfır arıza' yeteneğini arttırmak. - Süreçteki, dizayn ve geliştirme, üretim ve yönetimsel tüm bölümlerin katılımını sağlamak - En üst düzeyden en alt kademeye kadar tüm çalışanların katılımını sağlamak - Küçük takımların aktivitelerini koordine edip bütünleştirerek sıfır kayıba ulaşmak TÜB'm kurucusu olarak bilinen Seiici Nakajima, etkin bir bakım sisteminin 5 özelliğinden bahsetmiştir: - Altı büyük kayıbm azaltılması için Toplam Donanım Verimliliğini artıracak geliştirme aktivitelerini uygulamak - Mevcut planlı ve önleyici bakım sistemlerini geliştirmek - Eğitimli operatörler tarafından gerçekleştirilecek otonom bakım ve temizlik sistemlerini kurmak - Bireysel ve grup geliştirme ve eğitim yollarıyla operatör ve bakım çalışanlarının yetenek ve motivasyonlarını arttırmak - Geliştirilmiş tasarım ve tedarik dahil olmak üzere önleyici bakım teknilerini başlatmak TÜB uygulamasıyla, kayıpların azaltılması ve ürün kalitesinin artırılmasına yönelik bakım mekanizması geliştirilmiştir. Bunun için, ürün kalitesinin bağlı olduğu etmenler belirlenmiş ve son bakımdan sonra üretilen ürün sayısına bağlı olarak ürüne ait kalite ölçüsü tammlanmıştır. Bu ölçüye bağlı olarak da, çıktı kalitesi ortalaması ve çıktı kalitesi değişimi, bakım sisteminin performans göstergeleri olarak alınmıştır. Yapılan uygulamayla, en son bakımdan sonra, makinanm ürettiği parça sayısı arttıkça, hatalı parça yapma olasılığının arttığı görülmüştür. İki tip bakım yöntemi önerilmiştir: M-Bakım: Makinanm bakımı M adet ürün üretildikten sonra yapılır. I-Bakım: Makinanm bakımı sistem boş oldukça veya en son bakımdan itibaren M ürün üretildiyse yapılır. Makinada gözlemler yapılarak elde edilen verilere göre simülasyon çalışması yapılmış ve her iki bakım yönteminin etkisi görülmüştür. Buna göre; - I Bakımda ürün kalitesi daha yüksektir. - I bakımda bakım sayısı daha fazladır. Dolayısıyla bakım maliyeti yüksektir. - M bakımda kuyrukta bekleyen iş sayısı daha fazla görülmektedir Bununla birlikte makinadan sonraki ara stok seviyesi göz önüne alınarak en uygun önleyici bakım zamanını belirleyecek model kurulmuştur. Üretim sistemindeki tüm makinaların geçmiş verilere dayanarak arıza süresi ve arıza sıklığına göre uygun bakım yöntemine karar vermeye yarayan bir model kurulmuştur. Buna göre; AKÇ (Arızalanana kadar çalıştır), OBY (Operatörün bilgisini arttır), DBİ (Durum bazlı izleme), MDD (Makinada dizayn değişikliği) ve TÖB (Toplam önleyici bakım) seçeneklerinden en uygunu seçilmiştir.

Continuous improvement strategies to reach the target of decreasing set up and adjustment times, zero defect, zero delay, zero breakdown and decreasing minor stoppages, are related to effectiveness of equipment-based operations. Six big losses are identified as indicator of the productivity. These are availability loss including equpment failures and aet-up and adjustments, speed losses including idling and minor stoppages and reduced speed operation, and quality losses including scrap and rework and start-up losses. To reduce these losses, they must be measured quantitatively. For these purpose, Overall Equipment Effectiveness (OEE) concept is defined. OEE is identified first time by Seiichi Nakajima as a follow-up method of production performance. OEE, is an indicator to compare actual productivity of an equipment to its theorical value. Monitoring of this metric for especially the bottleneck equipment, is an important issue for productivity of the workcenter. OEE takes three main factors. These are availability rate, performance rate and quality rate. Availability rate is the time the equipment is really running versus the time it could have been running. The performance rate is the quantity produced during the running time versus the potential quantity given the designed speed of the equipment. The quality rate is the amount of good products versus the total amount of products produced. To calculate OEE, these three factors are multiplied together. OEE can take a value between 0 and 1. For a world-class work center, OEE value must be 0,85. The benefits of systematically measuring of OEE value can be listed as follows; - Focusing on the losses, - Decrease costs (man-hours and energy) - Increase good quality products - Grow a feeling of ownership of the equipment - Focus on the operator's attention on the losses, gives basic facts and figures, see clearly the effects of the improvement actions - Optimum production planning, increase capacity - Understanding more clearly the production process - Improve team-work - Selection optimum investment option - Decrease inventory level - Decrease repair time In the transformateur factory of Alstom Elektrik Endüstrisi, OEE value of the Core Cuting and Stacking machine, which is defined as the bottleneck of the system, is calculated as 0,68. Main causes of all stoppages are analysed and necessary actions to eliminate these causes are performed. As result of the actions performed, OEE is increased as 0,10 and 23,8 k$ saving is secured per year. After focusing on the equipment failures, it is concluded that the maintenance system is not effective and Total Productive Maintenance (TPM) concept is deployed. Japon Instutute of Plant Maintenance( =JIPM) defined the TPM as; 1. TPM aims to create a corporate culture that maximizes the efficiency of the production system (overall efficiency improvement), 2. TPM creates an infrastructure that prevents the occurrence of all production system losses, and is focused on the end product. This includes a capability for realizing "zero accidents, zero defects, and zero failures" throughout the entire life cycle of the production system 3. TPM is applied in all sectors, including the design and development, production, and administrative departments, 4. TPM is based on the participation of all members, ranging from top management to front-line employees 5. TPM achieves zero losses through overlapping small-group activities. Founder of TPM concept; Seiici Nakajima, defined five principles which underpinned efficient maintenance systems: - Adopt improvement activities designed to increase the Overall Equipment Effectiveness by attacking the 'six big losses'. - Improving the existing planned and predictive maintenance systems - Establishing a level of self-maintenance and cleaning carried out by highly trained operators - Increase the skills and motivation of operators and maintenance staff by individual and group training and development - Initiate maintenance prevention techniques including improved design and procurement Maintenance system is developed to reduce the lossess and increase the product quality by applying the TPM concept. For that reason, the factors contributing the product quality are determined and quality indicator is defined depending on the number of items produced after the last maintenance is performed. Average and the variance of the quality rate are taken as the indicators of the performance of the maintenance. It is observed that the probability of making non- qualiy product is increased as the number of items produced after the last maintenance is increased. Two kind of maintenance systemare proposed; M-Maintenance: The machine is maintained after making M products. I-Maintenance: Maintenance is performed when either the system becomes empty or M products have been made since the last maintenance. Two policies are compared according the results of the simulation performed in the system. The results are; - The product quality of I-Maintenance is higher - The number(cost) of I-Maintenance is greater than the number (cost=) of the M- Maintenance policy. - Work in queue is higher in M-Maintenance The buffer level is taken as the indicator of the time of maintenance and a model is developed to decide the optimum time of the maintenance. A model is formed to determine the appropriate maintenance system according to past data (failure frequency and failure time), of all critical machines. The best alternative of OTF (Operate to Failure), SLU (Skill Level Upgrade), CBM (Condition base monitoring), DOM (Design Out Maintenance), TPM (Total Preventive Maintenance) is decided for each critical machine.