obr3Primárnym cieľom Totálne produktívnej údržby je maximalizácia efektívnosti výrobných zariadení prostredníctvom redukcie strát, ktoré najčastejšie vznikajú v dôsledku prestojov, porúch a nekvality.


Ich redukcia vo veľkej miere spadá do kompetencie oddelenia údržby ale skúsenosti z mnohých podnikov ukazujú, že nie všade sa postupuje premyslene a systematicky. Nie sú zriedkavé prípady, keď sa záznamy o prestojoch vytvárajú len preto, „aby boli“ a vôbec sa s nimi ďalej nepracuje. Pracovníci údržby pôsobia skôr v pozícii „hasičov“, ktorí väčšinu času venujú opravám porúch. Na základe veľkého počtu rozhovorov, ktoré sme mali s pracovníkmi údržby počas rôznych školení, však môžeme skonštatovať, že v drvivej väčšine podnikov sa hlavná myšlienka TPM chápe správne, rezervy sú predovšetkým v uplatňovaní vhodných prostriedkov na dosiahnutie primárneho cieľa. V článku preto chceme upriamiť pozornosť na niektoré slabé miesta tohto procesu.

* * * * *
Hlavným cieľom implementácie Totálne produktívnej údržby v podniku je zvýšenie efektívnosti produkcie. To sa docieľuje prostredníctvom redukcie strát, k tomuto procesu sa však v mnohých podnikoch pristupuje rôzne. Cieľom článku je prezentovať niektoré slabé miesta tohto procesu identifikované aj na základe rozhovorov s pracovníkmi údržby počas školení Majster údržby.
* * * * *

Identifikácia a kvantifikácia strát
Identifikácia a kvantifikácia jednotlivých druhov strát tvoria kľúčový východiskový krok v procese ich redukcie. Najčastejšie sa využíva globálny ukazovateľ Celková efektívnosť zariadenia (CEZ), ktorý poskytuje informáciu o tom, aká časť z plánovaného času je využitá na produkciu a koľko tvoria neproduktívne straty. Keďže straty môžu mať rôznu povahu, je vo výrobnej praxi nevyhnutné aj sledovanie a vyhodnocovanie miery dostupnosti, výkonnosti a kvality, lebo len pomocou nich sa dajú identifikovať jednotlivé zdroje strát zapríčiňujúce nízku hodnotu CEZ. V reálnych podmienkach často nastáva situácia, že pokles jednej miery je kompenzovaný nárastom zvyšných, pričom výsledná hodnota CEZ sa nemení.
Realita v mnohých podnikoch je však taká, že efektívnosť sa vyhodnocuje len na základe „globálnej hodnoty“ CEZ a ostatné miery sa vôbec nevyhodnocujú. Pritom práve precízna analýza strát zahrnutých do jednotlivých mier je rozhodujúcim predpokladom pre správne a účinne nasadenie rôznych stratégií údržby. Rovnako aj získavanie, resp. práca s informáciami od pracovníkov údržby pracujúcich v teréne nie je v mnohých prípadoch dostatočná a často vedie k opakovaniu problémov.

obr2

Miera dostupnosti
Miera dostupnosti vyjadruje podiel prestojov na celkovú produkciu. Môžeme ju vyhodnocovať na „brutto úrovni“, keď do pomeru dávame celkový pracovný čas (napríklad sumárne trvanie zmien za týždeň) a sumár všetkých časov, keď sa nevyrábalo, zahŕňajúci plánované i neplánované prestoje.
Plánované prestoje reprezentujú nevyhnutné straty v podobe plánovaných odstávok na realizáciu autonómnej, preventívnej údržby, kontrol, revízií a pod. Poznatky z mnohých podnikov ukazujú, že výrobní riadiaci pracovníci síce chápu nutnosť týchto odstávok, ale v ich očiach sú to „zlodeji“ produktívneho času. Dĺžku plánovaných prestojov možno optimalizovať. Tento proces by mal vychádzať predovšetkým z komplexného posúdenia dôsledkov predĺženia intervalov realizácie vybratých prác preventívnej údržby, či ich úplného nevykonania.

* * * * *
Miera dostupnosti – vyjadruje podiel prestojov na celkovú produkciu.
Miera výkonnosti – vyjadruje podiel strát výkonu na celkových stratách.
Miera kvality – udáva, aký je podiel nekvalitných výrobkov na celkovej produkcii.
* * * * *

V mnohých prípadoch môže byť táto snaha kontraproduktívna a povedie k nárastu poruchovosti. Ako efektívny nástroj na docielenie úspor sa javí zavedenie údržby na základe stavu zariadenia, kedy sa mnohé práce vykonávajú až vtedy, keď potreba je podložená objektívnou diagnostikou stroja. Nevýhodou tohto prístupu sú potrebné investície do technického vybavenia, čo v mnohých podnikoch predstavuje ťažko prekonateľnú bariéru.
Dostupnosť sledovaná na „netto úrovni“ zahŕňa neplánované prestoje v dôsledku porúch, časy potrebné na výmenu nástrojov, nastavenie stroja pri zmene vyrábaného sortimentu a pod. vztiahnuté k plánovanému času prevádzky stroja. Nízka hodnota tohto ukazovateľa znamená vysokú poruchovosť strojov, ktorá môže byť spôsobená veľkým počtom porúch a/alebo dlhým trvaním opráv. Kľúčovú úlohu tu opäť hrá presná evidencia prestojov. Je dôležité oddeliť poruchové prestoje od krátkych zdržaní a prestojov nesúvisiacich s poruchami. V praxi to môže vyzerať tak, že prestoje do 5 minút sa nebudú považovať za poruchové, prestoje 5 – 15 minút budú reprezentovať ľahké poruchy, 15 – 30 minút stredné poruchy a nad 30 minút vážne poruchy. Prostredníctvom histogramu a Paretovej analýzy treba zo súboru porúch za určité obdobie určiť najčastejšie sa opakujúce a najzávažnejšie.
Zvyšovanie hodnoty dostupnosti možno realizovať skracovaním času opráv a redukciou počtu porúch. Cesta ku kratším opravám vedie cez zapájanie obsluhy strojov pri opravách ľahkých porúch pomocou jednobodových lekcií, dobrú dostupnosť informácií o poruche a stroji, dostupnosť náhradných dielov a pod. Najväčší potenciál na zlepšenie vidíme práve v rýchlej dostupnosti informácií o poruche (vrátane skúseností z minulosti), dostupnosti dokumentácie stroja prostredníctvom novej generácie informačných systémov.
Niekedy je však snaha o skracovanie času opravy smerovaná nesprávne. Stretli sme sa s prípadom, keď redukcia trvania opráv mala vychádzať zo zásad štíhlej výroby. Od pracovníkov údržby sa zo strany manažmentu vyžadoval podrobný popis všetkých činností, ktoré vykonávali počas opravy. Následné „zoštíhľovanie procesu“ sa potom uskutočňovalo štýlom „A naozaj musíte túto kontrolu vykonať?“, resp. „Nemôžete si všetky náhradné diely zobrať na miesto opravy hneď pri prvej ceste?“ Len podotýkame, že išlo o opravy veľmi rozsiahlych a komplexných zariadení pre chemickú výrobu.
V súčasnosti preferovaná zákaznícky orientovaná výroba sa vyznačuje častými zmenami vyrábaného sortimentu. To je však spojené s potrebou výmeny nástrojov, prípravkov, vyčistením a kontrolou strojov a následným novým zoradením a nastavením strojov, resp. celej linky. Čas potrebný na vykonanie týchto činností predstavuje prestoj označovaný ako straty zoradenia a nastavenia. Možnosti minimalizácie týchto strát sú malé, najväčšie obmedzenie tvorí konštrukcia strojov, nástrojov a prípravkov.

* * * * *
V praxi sú veľmi podceňované a zanedbávané straty rozbehom vyjadrujúce straty súvisiace so spustením stroja, ktoré je realizované:
• po dlhšej odstávke (víkend, celozávodná dovolenka a pod.),
• po zákonom stanovenej prestávke,
• po pravidelnej údržbe,
• po neplánovanej odstávke (po odstránení poruchy, zoraďovaní stroja).
* * * * *

Určité úspory možno docieliť SMED analýzou a zapojením operátorov na vykonávanie jednoduchších činností s pomocou štandardov. Do týchto strát je potrebné započítať aj vyrobenie overovacej série – určitého počtu výrobkov, na ktorých sa overí správnosť nastavenia strojov. Naše poznatky zo slovenských podnikov ukazujú, že v súčasnosti majú „pretipovanie liniek“ úplne v rukách pracovníci údržby a v dohľadnej dobe žiadna veľká zmena nehrozí.
Ako strata sa označuje aj čas potrebný na výmenu nástrojov počas produkcie v dôsledku ich opotrebenia alebo poškodenia. V mnohých prípadoch je tá operácia spojená aj s potrebou opätovného nastavenia stroja. Hoci prestoje pri jednotlivých výmenách trvajú približne rovnako dlho (a sú ľahko merateľné), problém predstavuje určenie, koľkokrát bude potrebné výmenu za plánované (sledované) obdobie uskutočniť. Dôvodom je skutočnosť, že životnosť nástroja má do určitej miery charakter náhodnej veličiny, čiže jej hodnota sa pohybuje v určitom časovom intervale a nedá sa presne plánovať (napríklad podľa počtu vyrobených kusov). Krátka životnosť nástrojov v dôsledku rýchleho opotrebovávania môže byť signálom poruchy (poškodenia) určitej časti stroja.
Ide tu o čas, ktorý uplynie od spustenia stroja až po dosiahnutie stavu, keď je schopný produkovať kvalitné výrobky. V hovorovej reči sa tento proces nazýva zahriatie stroja na prevádzkovú teplotu. Počas tohto času dochádza k malým zmenám rozmerov niektorých súčiastok v dôsledku tepelnej rozťažnosti materiálov, čo sa prejaví novým vymedzením vôlí, presnejším alebo plynulejším chodom a pod.
Rovnako je dôležité spomenúť, že počas tohto obdobia dochádza aj k vytváraniu mazacích filmov medzi funkčnými plochami pohybujúcich sa súčiastok. Samotné mazanie je však účinné až vtedy, keď mazivo dosiahne požadovanú teplotu, čím získa potrebné vlastnosti (najmä viskozitu) a postupne sa dostane na všetky potrebné miesta. Práve podcenenie týchto skutočností a snaha hneď po zapnutí stroja vyrábať na sto percent môže viesť k väčšiemu opotrebovaniu súčiastok, čo sa prejaví znížením ich životnosti alebo aj zvýšením poruchovosti stroja.

obr1

Miera výkonnosti
Miera výkonnosti vyjadruje podiel strát výkonu na celkových stratách. Ide o straty, ktoré sa prejavujú predĺžením výrobného taktu v dôsledku zníženej rýchlosti práce stroja. Ako ich najčastejšie príčiny možno uviesť zlé nastavenie alebo znečistenie snímačov, blokovanie sklzov alebo spádových dopravníkov spriečenými súčiastkami, nečistoty na funkčných plochách zariadení, poškodenie upínacích prvkov, pokles tlaku alebo menší prietok stlačeného vzduchu v pneumatickom obvode a pod.
Identifikácia týchto strát je veľmi problematická a ich zaznamenávanie sa v praxi väčšinou nevykonáva, pretože mnohé z nich sú na prvý pohľad ťažko zistiteľné. Rovnako aj odhaľovanie príčin strát výkonu je veľmi zložité a zdĺhavé. Celkom zanedbať ich však nemožno, lebo počas sledovaného obdobia sa kumulujú a môžu dosiahnuť vysoké hodnoty.
Skúsenosti z firiem ukazujú, že k ich redukcii výrazne prispieva autonómna údržba zameraná najmä na kontrolu správnej činnosti snímačov, pneumatických pohonov, dopravníkov a pod. Práve na identifikáciu týchto strát by mohli byť zamerané rôzne inteligentné IT aplikácie spadajúce pod Industry 4.0.

Miera kvality
Ukazovateľ Miera kvality MK udáva, aký je podiel nekvalitných výrobkov na celkovej produkcii. Za nekvalitný sa považuje každý výrobok, ktorý neprešiel výstupnou kontrolou, alebo bol vyradený na základe vykonanej medzioperačnej kontroly, pričom nie je podstatné, či ide o opraviteľné alebo neopraviteľné nedostatky.
Medzi najčastejšie príčiny vzniku nekvality patria zle nastavený stroj (nedodržané technologické parametre procesu), materiálové chyby (rozmerová alebo tvarová nepresnosť polotovarov), nesprávna funkcia stroja v dôsledku poruchy, slabo zaškolený operátor.
Z pohľadu údržby je dôležité presné definovanie vzťahu medzi časťami stroja, ktorých správna, resp. nesprávna funkcia rozhodujúcim spôsobom vplýva na kvalitu výrobkov.
Ako vhodný nástroj na to možno použiť QM matica (matica kvality údržby – Quality Maintenance Matrix), ktorá definuje:
• spôsob, ako každá kontrolovaná časť stroja ovplyvňuje kvalitu výrobku,
• počet a rozmiestnenie kontrolných bodov na stroji,
• stanovenie podmienok inšpekcie na kontrolných bodoch (najmä časové intervaly),
• rozsah hodnôt, ktoré musia byť dodržané.
Matica môže poslúžiť ako východiskový dokument pre vykonávanie autonómnej i preventívnej údržby. Naše poznatky ukazujú, že využívanie tohto prístupu je v podnikoch len v začiatkoch a išlo o realizáciu pilotných projektov [2].

Záver
Hoci problematika TPM je v teoretickej rovine dostatočne rozpracovaná, veľké rezervy sa vyskytujú práve v procese zavádzania do praktického života. Mnohé problémy vznikajú v snahe dosiahnuť okamžitý výsledok a často sú dôsledkom nesprávnych rozhodnutí manažmentu vychádzajúcich z nedostatku, resp. neúplných informácií. Práve komunikácia medzi jednotlivými úrovňami riadenia, resp. medzi riadiacou a výkonnou zložkou predstavuje základ úspešnej redukcie strát prostredníctvom TPM.

Použitá literatúra
[1] Borris, S.: Total Productive Maintenance, McGraw-Hill Corp. USA, 2006, ISBN 0-007-146733-5
[2] Balážová, A.: Návrh systému údržby vytláčacieho lisu s využitím QM matice, diplomová práca, Strojnícka fakulta STU v Bratislave, 2014
Lektoroval: doc. Ing. Miroslav Rakyta, PhD.

Príspevok vznikol za finančnej podpory Grantovej agentúry MŠ SR a SAV pri riešení grantových projektov VEGA 1/0420/16 – Stanovenie a výskum vplyvu parametrov v procese zhutňovania odpadovej biomasy na výslednú kvalitu výliskov a KEGA 035STU-4/2017 – Zavedenie progresívnych metód vzdelávania pre výrobné systémy zamerané na automobilovú produkciu.

TEXT: Andrej Červeňan, Jozef Antala, Strojnícka fakulta STU v Bratislave