Machine monitoring en la manufactura industrial

Al implementar la recopilación de datos automatizada y en tiempo real para los pasos clave de un proceso de fabricación con la ayuda de la supervisión de máquinas, se obtiene una base de datos precisa y completa que puede utilizarse para impulsar la mejora en todos los niveles: desde el operario de planta hasta el supervisor de línea y el director de planta.

¿Qué es el machine monitoring? 

En la fabricación, la supervisión de máquinas o machine monitoring es el método de utilizar sensores para recopilar datos de piezas clave del equipo en su proceso de fabricación. En cualquier proceso, el equipo de fabricación más importante que hay que supervisar es el limitador.

El machine monitoring proporciona visibilidad en tiempo real de las operaciones de fabricación, una visibilidad que ayuda a impulsar la mejora desde la planta superior hasta el taller.

La recopilación de datos de los sensores, combinada con el software de supervisión de máquinas, permite ver y analizar los datos de producción, transformando los datos en tiempo real en datos históricos y análisis. Si se hace correctamente, esto proporcionar una amplia gama de información procesable con respecto a los procesos de fabricación, incluyendo un conjunto completo de métricas de pérdidas OEE y TEEP, y conocimientos sobre dónde se pueden realizar las mejoras más importantes en el proceso.

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¿Cómo funciona el machine monitoring? 

El objetivo final del machine monitoring es obtener un conocimiento profundo de todos los aspectos del proceso de fabricación, permitiendo ver en profundidad los datos de producción a nivel de máquina, planta y empresa.

Con sensores, se pueden generar datos para más de 100 métricas procesables y significativas y destilarlas en informes fácilmente digeribles y, lo que es aún más importante, una base para la acción. Los directores, supervisores y operarios tienen un papel único a la hora de garantizar que un sistema de supervisión de máquinas se utilice de forma eficaz.

El papel del director de planta en el machine monitoring

Durante la planificación y la preparación, se recomienda que el director de la planta revise los objetivos empresariales de alto nivel para determinar los KPI de fabricación en los que hay que centrarse. Una buena pregunta que debe hacerse es ¿Qué KPI debemos mejorar para conseguir el mayor impacto empresarial? Conoce los 25 mejores ejemplos de KPI de fabricación industrial para reportes de producción.

Otra responsabilidad clave del director de planta durante la planificación y la preparación es definir las políticas y normas subyacentes asociadas al sistema de supervisión de máquinas. Por ejemplo, las normas podrían incluir:

• Capturar una razón para cada evento de inactividad.
• Capturar un comentario para cada evento de inactividad de más de 15 minutos.
• Medir el tiempo de cambio de la última pieza buena (pieza anterior) a la primera pieza buena (pieza siguiente).

Después de la implementación, el papel del gerente de la planta es monitorear los KPI de alto nivel, como OEE y TEEP. Se recomienda que los directores de planta se centren menos en los valores de los KPI y más en las tendencias de los KPI para calibrar el índice de mejora. Los directores de planta están entonces en una buena posición para hacer ajustes en la estrategia si no ven la tasa de mejora deseada.

El papel de los supervisores de línea en el machine monitoring

Durante la planificación y la preparación, se recomienda que los supervisores de línea determinen los mejores puntos del proceso de fabricación desde los que capturar los datos automatizados. También puede haber algunos datos que deban capturarse manualmente, como los comentarios explicativos de los operarios sobre circunstancias realmente inusuales, como paradas muy largas o cambios que superan con creces el tiempo previsto. En estos casos, se recomienda que el supervisor de la línea cree procedimientos de trabajo estandarizados y forme a los operarios en estos procedimientos para que todos los datos se capturen de forma coherente.

Después de la implementación, una de las funciones más importantes de los supervisores de línea es analizar los datos recogidos y realizar ajustes en las tácticas para mejorar las métricas específicas. También es recomendable que los supervisores de línea presten mucha atención a la participación y motivación de los operarios de planta, especialmente en el contexto de alcanzar o superar los objetivos.

El papel de los operarios de planta en el machine monitoring

Durante la planificación y la preparación, se recomienda que los operarios reciban formación sobre los nuevos procesos. Más allá de aprender los procedimientos, es crucial asegurarse de que los operarios entienden por qué su trabajo es importante en relación con la estrategia general de la empresa para obtener su aceptación y un sentido de propósito. Puede ser difícil adaptarse a los cambios en los procedimientos de trabajo, por lo que asegurarse de que los operarios entienden cómo y por qué sus contribuciones son importantes  ayuda a mantener su compromiso y motivación.

Tras la implantación, el papel de los operarios de planta es utilizar los datos de las máquinas en tiempo real para tomar decisiones y realizar ajustes durante su turno. Para obtener los mejores resultados, es aconsejable colgar un cuadro de mando en la planta a la vista de los operarios para mostrar los datos de producción en tiempo real y proporcionar a los operarios un bucle de información visual directa sobre sus acciones. Después de todo, la supervisión de la máquina en tiempo real sólo es útil si los datos recogidos están fácilmente disponibles para que se puedan tomar medidas para hacer mejoras.

¿Por qué es tan importante el machine monitoring?

La supervisión de las máquinas aporta un gran valor añadido porque hace que las decisiones y las acciones pasen de ser subjetivas a ser objetivas, de estar basadas en suposiciones a estar basadas en datos. En otras palabras, el machine monitoring cuando se implementa correctamente, da lugar a datos completos, muy precisos y objetivos que se pueden convertir fácilmente en acciones perspicaces. Crea una única fuente de verdad y proporciona la base para su hoja de ruta de mejora de la fabricación.

• Crear una rica base de datos

  El machine monitoring crea una base de datos rica y conectada compuesta por una amplia gama de métricas. Estos son algunos ejemplos de métricas que pueden generarse a partir de sólo dos o tres sensores.

  Categoría de métrica	Ejemplos representativos
  Seis Grandes Pérdidas	Pérdida de Descenso, Pérdida de Ciclo, Pérdida de Rechazo de Arranque
  Recuento	Recuento bueno, Recuento de rechazos, Rechazos de inicio
  Tasas	En la Tasa, Tasa Objetivo, Eficiencia de la Tasa
  Mano de obra	Mano de obra por pieza buena, mano de obra ganada, mano de obra perdida
  OEE	Pérdida de OEE, Pérdida de disponibilidad, Pérdida de rendimiento, Pérdida de calidad
  Ciclos	Ciclos de Ejecución, Ciclos de Equipo, Tiempo Perdido de Parada Pequeña
  Tiempos de producción	Tiempo de ejecución, Tiempo de inactividad, Tiempo de parada planificado
  Objetivo	Recuento, Eficiencia, Variación del Recuento
  TEEP	Utilización, Pérdida de horario, Tiempo de fábrica oculto

  El resultado de la implementación de un sistema de monitorización de máquinas es la consecución de una base de datos consistente en todo el equipo de fabricación a partir de la cual todos los empleados pueden recurrir y tomar decisiones basadas en datos.

  También es importante destacar la diferencia entre datos e información. El machine monitoring comienza con la recopilación de datos, pero el objetivo es convertir esos datos en información procesable.

• Generar datos precisos e imparciales en tiempo real

  Otro beneficio significativo que proporciona el machine monitoring son los datos altamente precisos e imparciales. Dado que hace que la recopilación de datos sea un proceso en gran medida automatizado, la monitorización automática elimina los elementos de error humano y de sesgo inconsciente. Como los datos se entregan en tiempo real, el equipo puede pasar de ser reactivo a ser proactivo. Profundiza más en estos tipos de mantenimiento leyendo esta comparación entre mantenimiento proactivo y mantenimiento reactivo.

  Las empresas suelen tener un conocimiento razonablemente preciso de las pérdidas de calidad. Por otro lado, las empresas suelen sorprenderse cuando descubren el verdadero alcance de los tiempos de inactividad y cuánto tiempo de fabricación se pierde por ciclos lentos y pequeñas paradas. Por tanto, es necesario tener un conocimiento exacto de las pérdidas de producción de fabricación para poder abordarlas con eficacia.

• Permite al equipo actuar con confianza

  Una vez que disponga de una base de información oportuna y precisa, se está bien posicionado para convertir esa información en resultados. Se recomienda encarecidamente el marco IDA (Información, Decisión, Acción) como una forma fácil y eficaz de transformar la información generada por la supervisión de las máquinas en resultados que impulsen la cuenta de resultados.

  El machine monitoring proporciona al equipo la capacidad de mirar hacia delante en lugar de hacia atrás, hacia las oportunidades perdidas. Supervisar la producción sin tomar medidas no aporta ningún beneficio a los procesos ni a la rentabilidad final. Sin embargo, la toma de medidas es también el punto en el que muchas empresas fallan. Es mucho más fácil recopilar datos de forma sistemática que tomar medidas sobre esos datos de forma sistemática. Por eso es tan importante organizar los datos en información procesable. Por ejemplo, cuando los datos se organizan en Pérdidas Máximas, queda inmediatamente claro dónde las mejoras tendrán el mayor impacto.

  Una estrategia de mejora simple pero efectiva es seleccionar la mayor pérdida de producción en la que el equipo tiene ideas sobre las acciones que puede tomar, se requieren mínimos recursos externos y las acciones pueden ser tomadas de inmediato.

• Añadir valor a las integraciones

  Los sistemas de machine monitoring añaden aún más valor cuando se integran con un sistema ERP o MES. Hay dos puntos clave de integración:

  El primer punto de integración es hacer que el ERP o MES proporcione valores clave, como el tiempo de ciclo ideal o el tiempo takt, al sistema de supervisión de máquinas. La causa más común de las puntuaciones inexactas de OEE son los tiempos de ciclo ideales que son demasiado altos. El software de monitorización de máquinas puede notificar esto con alertas en tiempo real o a través de análisis históricos detectando cuando los Tiempos de Ciclo de Ejecución son más rápidos que los Tiempos de Ciclo Ideales o detectando cuando el Rendimiento OEE es superior al 100%.

  El segundo punto de integración es la transferencia de KPIs para trabajos completados o corridas de piezas al ERP o MES para que el costeo de trabajos y números de piezas sea preciso, y para que se tengan datos más precisos para la programación.

  Si aún no usas un sistema MES, te damos 10 consejos antes de implantar un sistema MES industrial.

Tipos de machine monitoring

Supervisión de máquinas para diferentes procesos de fabricación

El machine monitoring es aplicable a una amplia gama de procesos de fabricación, especialmente en la fabricación discreta. Por ejemplo, las fareras de estampado, embotellado, etiquetado, empaquetado, moldeado, montaje, conformado y la impresión están todos dentro del ámbito de la supervisión de máquinas.

El aspecto especialmente interesante de esto es que casi cualquier tipo de proceso de fabricación discreta puede ser supervisado de manera similar con métricas similares. Esto facilita el análisis y la recopilación de datos de forma coherente en toda la planta o incluso en varias plantas.

El objetivo de todas estas aplicaciones de procesos de fabricación es el mismo: hacer un seguimiento de los datos de las máquinas y aprovecharlos para crear un cambio positivo. La forma de hacerlo (mediante el seguimiento de las pérdidas utilizando la OEE y las seis grandes pérdidas) y el motivo de hacerlo (para eliminar los residuos en la restricción) sigue siendo el mismo, independientemente del tipo de proceso que se supervise.

Machine monitoring para la OEE

La monitorización de la máquina OEE es realmente transformadora porque permite ver todos los procesos de fabricación desde el punto de vista de la eficiencia. OEE y las métricas relacionadas, como las seis grandes pérdidas y TEEP, se crearon para servir como métricas de monitorización de máquinas, de ahí la parte de equipos de Overall Equipment Effectiveness.

La monitorización de máquinas OEE también tiene una barrera de entrada muy baja. Se puede empezar con sólo dos sensores y un tiempo de ciclo ideal para cada pieza. Esto permite que el software OEE genere una cartera completa de métricas OEE, seis grande pérdidas  y TEEP.