TPM: de sleutel tot efficiënte productieautomatisering

Total Productive Maintenance (TPM) is een integrale benadering van onderhoud die machineonderhoud combineert met andere activiteiten om de prestaties te maximaliseren en storingen tot een minimum te beperken. In de industriële automatisering speelt integraal onderhoud een sleutelrol bij het waarborgen van de continuïteit van productieprocessen, wat bijzonder belangrijk is in de context van Industrie 4.0. In dit artikel bespreken we wat TPM is, wat de belangrijkste elementen ervan zijn en welke invloed het heeft op machineontwerp, procesautomatisering en projectmanagement.

Wat is TPM?

TPM, oftewel Total Productive Maintenance, is een managementconcept dat erop gericht is de productiviteit te verhogen via een systematische benadering van onderhoud. TPM werd in de jaren 70 van de 20e eeuw in Japan geïntroduceerd door Nippondenso (nu Denso) en combineert elementen van preventief en voorspellend onderhoud met de betrokkenheid van alle medewerkers bij onderhoudsprocessen.

Total Productive Maintenance is gebaseerd op het idee dat goed onderhoudsmanagement aanzienlijk kan bijdragen aan een hogere productie-efficiëntie, lagere operationele kosten en een betere productkwaliteit. Dit is vooral van belang in de context van industriële automatisering en Industrie 4.0, waar de betrouwbaarheid en efficiëntie van machines een cruciale rol spelen.

Belangrijkste elementen van Total Productive Maintenance

TPM bestaat uit acht hoofd­pijlers, die samen een integrale benadering van onderhoud vormen:

1. Autonoom onderhoud: Betrokkenheid van machineoperators bij het dagelijkse onderhoud en de verzorging van apparatuur. Operators worden getraind in basisonderhoudstaken, zodat kleine storingen snel kunnen worden opgespoord en verholpen.
2. Gepland onderhoud: Het regelmatig plannen en uitvoeren van machineonderhoud om storingen te voorkomen. Binnen gepland onderhoud vallen zowel routinematige inspecties als meer geavanceerde werkzaamheden, zoals de vervanging van kritieke componenten. Het constructiebureau speelt hierbij een sleutelrol in het ontwerpen van machines die onderhoudsvriendelijk zijn en voldoen aan de nieuwste normen.
3. Kwaliteitsonderhoud: Integratie van kwaliteitsactiviteiten met onderhoudsprocessen. Verbetering van de productkwaliteit door bronnen van defecte producten weg te nemen en productieprocessen te optimaliseren.
4. Training en opleiding: Het bieden van passende training aan alle medewerkers die betrokken zijn bij TPM-processen. De opleiding is gericht op zowel machineoperators als technisch personeel en managers.
5. Veiligheid, gezondheid en milieu: Activiteiten gericht op het waarborgen van arbeidsveiligheid, de bescherming van de gezondheid van medewerkers en het beperken van de impact op het milieu. TPM is in belangrijke mate gebaseerd op naleving van de Machinerichtlijn 2006/42/EC en het verkrijgen van de CE-markering, die essentieel zijn om veilig gebruik van machines te waarborgen.
6. TPM bij nieuwe uitrusting: Integratie van de principes van Total Productive Maintenance in de fase van ontwerp en aankoop van nieuwe machines en installaties. Het constructiebureau speelt hierbij een belangrijke rol door concepten zoals POKA-YOKE en SMED toe te passen, en door FMEA-analyses uit te voeren en de principes van Design for Assembly te hanteren. Daardoor zijn nieuwe machines betrouwbaarder en eenvoudiger te onderhouden.
7. Onderhoud op kantoor: Het invoeren van Total Productive Maintenance-praktijken in kantooromgevingen om de efficiëntie van het werk te verhogen en verspilling te elimineren.
8. Efficiëntieverbetering: Continue verbetering van processen en machines om de efficiëntie en productiviteit te verhogen. Integraal onderhoud ondersteunt metingen en monitoring met behulp van SCADA-systemen, wat een nauwkeurige analyse en optimalisatie van productieprocessen mogelijk maakt.

5S en TPM: hoe ze samen de productie-efficiëntie verhogen

5S is een systeem voor werkplekorganisatie dat uit Japan komt en een integraal onderdeel vormt van de lean manufacturing-filosofie. Het bestaat uit vijf stappen: Sorteren (Seiri), Schikken (Seiton), Schoonmaken (Seiso), Standaardiseren (Seiketsu) en Zelfdiscipline (Shitsuke). Elke stap is gericht op het creëren van een schone, geordende en efficiënte werkomgeving.

Total Productive Maintenance (TPM) en 5S vullen elkaar uitstekend aan om de productie-efficiëntie en het machineonderhoud te verbeteren. Zo versterken deze twee methoden elkaar:

1. Sorteren (Seiri): Het verwijderen van overbodige voorwerpen van de werkplek. Binnen TPM helpt sorteren om onnodige gereedschappen en onderdelen weg te nemen, waardoor het risico op machinestoringen door ongeschikte elementen afneemt.
2. Schikken (Seiton): Het organiseren en markeren van noodzakelijke voorwerpen. TPM benut deze stap om ervoor te zorgen dat alle gereedschappen en onderdelen gemakkelijk toegankelijk en geordend zijn, wat het onderhoud en de reparatie van machines versnelt.
3. Schoonmaken (Seiso): Regelmatige reiniging van de werkplek en de machines. TPM benadrukt het belang van netheid om storingen te voorkomen. Schone machines zijn minder gevoelig voor beschadigingen en eventuele problemen worden sneller opgemerkt.
4. Standaardiseren (Seiketsu): Het handhaven van hoge normen voor orde en netheid. TPM maakt gebruik van vastgelegde onderhoudsprocedures en operationele standaarden, die worden ondersteund door de standaardisatie van 5S.
5. Zelfdiscipline (Shitsuke): Het ontwikkelen van gewoonten en zelfdiscipline bij medewerkers. TPM steunt op de betrokkenheid van alle medewerkers bij onderhoudsprocessen, en 5S helpt om discipline en systematiek in onderhoudswerkzaamheden vast te houden.

De integratie van 5S met TPM leidt tot een veilige, efficiënte en goed georganiseerde werkomgeving. Door deze methoden gezamenlijk toe te passen, kunnen bedrijven de productie-efficiëntie aanzienlijk verbeteren, het aantal machinestoringen verminderen en de betrokkenheid van medewerkers bij het handhaven van hoge operationele standaarden vergroten.

TPM en machineontwerp

Het ontwerpen van machines volgens de principes van TPM is cruciaal om hun betrouwbaarheid en lange levensduur te waarborgen. Door Total Productive Maintenance al in de ontwerpfase mee te nemen, kunnen aanzienlijke verbeteringen worden bereikt op gebieden zoals POKA-YOKE, SMED en voorspellend onderhoud.

1. POKA-YOKE: Technieken om fouten te voorkomen vormen een integraal onderdeel van TPM. Door machines te ontwerpen met toepassing van POKA-YOKE kunnen ingenieurs het risico op bedieningsfouten minimaliseren, wat leidt tot een hogere betrouwbaarheid en veiligheid.
2. SMED (Single Minute Exchange of Die): Optimalisatie van processen voor gereedschapswissels en productformaatwissels. Machines ontwerpen met SMED in gedachten maakt het mogelijk om omsteltijden te verkorten, wat de flexibiliteit en efficiëntie van de productie verhoogt.
3. Voorspellend onderhoud: Het gebruik van geavanceerde technologieën om de conditie van machines te bewaken en potentiële storingen te voorspellen. Dankzij de integratie van TPM met SCADA– en PLC-systemen kunnen problemen vroegtijdig worden opgespoord en kan worden ingegrepen voordat een storing optreedt.

TPM heeft ook een belangrijke invloed op het voldoen aan machineveiligheidseisen, zoals de Machinerichtlijn 2006/42/EC, en op het verkrijgen van de CE-markering. Het ontwerpen van machines volgens Total Productive Maintenance maakt het mogelijk om te voldoen aan veiligheidsnormen (geharmoniseerde normen), wat essentieel is voor het verkrijgen van de juiste certificaten en het toelaten van machines tot gebruik op internationale markten.

De invloed van Total Productive Maintenance op GMP (Good Manufacturing Practices) en de naleving van FDA-normen (Food and Drug Administration) is eveneens belangrijk. Het ontwerpen van machines volgens TPM zorgt ervoor dat wordt voldaan aan strenge eisen op het gebied van kwaliteit en veiligheid in de farmaceutische en voedingsmiddelenindustrie.

Total Productive Maintenance en machineveiligheid

Machineveiligheid is een essentieel onderdeel binnen TPM. Naleving van geharmoniseerde normen en het voldoen aan de eisen van de Machinerichtlijn 2006/42/EC dragen bij aan een hogere productiviteit en betrouwbaarheid van de productie.

1. Geharmoniseerde normen: TPM bevordert naleving van geharmoniseerde normen, die de hoogste veiligheids- en betrouwbaarheidsniveaus waarborgen. Het volgen van deze normen beperkt het risico op ongevallen en storingen, wat op zijn beurt leidt tot een hogere efficiëntie.
2. De rol van het ontwerpbureau: Ontwerpbureaus spelen een sleutelrol bij het ontwerpen van machines die in lijn zijn met TPM. Ingenieurs die machines ontwerpen, houden rekening met de principes van Total Productive Maintenance, waardoor veilige, efficiënte en onderhoudsvriendelijke installaties kunnen worden ontwikkeld.
3. Veiligheid en efficiëntie: Meer machineveiligheid door naleving van normen en Total Productive Maintenance heeft een positief effect op de prestaties. Veilige machines vragen minder stilstand door reparaties en onderhoud, wat de continuïteit van de productie ten goede komt.

TPM in de automatisering van productieprocessen

TPM speelt een sleutelrol in de automatisering van productieprocessen, en ondersteunt de integratie van SCADA- en PLC-systemen.

1. Productieautomatisering: Total Productive Maintenance ondersteunt productieautomatisering door de betrouwbaarheid en continuïteit van machines te waarborgen. SCADA- en PLC-systemen maken het mogelijk de toestand van machines te bewaken en snel te reageren op mogelijke problemen.
2. Speciale machines: Het ontwerpen van speciale machines volgens TPM maakt het mogelijk deze af te stemmen op specifieke productie-eisen. Deze machines kenmerken zich door hoge betrouwbaarheid en onderhoudsgemak, wat cruciaal is voor het waarborgen van de continuïteit van de productie. Het ontwerpbureau speelt hierbij een sleutelrol door feedback van het productieteam te verzamelen en het ontwerp af te stemmen op de specifieke behoeften van de klant.
3. PLC-programmering: De invoering van Total Productive Maintenance in PLC-programmering maakt het mogelijk efficiëntere en betrouwbaardere automatiseringssystemen te ontwikkelen. PLC-programma’s worden ontworpen met het oog op het minimaliseren van het storingsrisico en het vereenvoudigen van onderhoud.
4. OEE-optimalisatie: Total Productive Maintenance draagt bij aan de optimalisatie van de OEE-indicator (Overall Equipment Effectiveness), die de effectiviteit van het machinegebruik meet. De toepassing van TPM maakt het mogelijk verliesbronnen te identificeren en te elimineren, wat leidt tot een hogere productie-efficiëntie.
5. KPI-beheer: TPM ondersteunt het beheer van KPI’s (Key Performance Indicators) door systematische monitoring en analyse van de belangrijkste prestatie-indicatoren. Daardoor kan snel worden gereageerd op elke afwijking van de norm en kunnen corrigerende maatregelen worden genomen.

SCADA en Total Productive Maintenance: hoe monitoringsystemen het productiebeheer ondersteunen

In de context van moderne productieautomatisering vormt de combinatie van SCADA-systemen (Supervisory Control and Data Acquisition) en de filosofie van Total Productive Maintenance een krachtig hulpmiddel voor het beheren en optimaliseren van industriële processen. SCADA is een geavanceerd systeem waarmee productieprocessen in real time kunnen worden bewaakt en aangestuurd, terwijl Total Productive Maintenance een holistische benadering is van technisch onderhoud en het maximaliseren van de effectiviteit van machines. Samen kunnen deze twee elementen de prestaties, betrouwbaarheid en veiligheid in productiebedrijven aanzienlijk verbeteren.

Belangrijkste functies van SCADA

1. Monitoring in real time: SCADA maakt continue bewaking van de toestand van machines en productieprocessen mogelijk. Gegevens worden in real time verzameld, waardoor snel kan worden gereageerd op onregelmatigheden.
2. Alarmen en meldingen: SCADA-systemen kunnen alarmen en meldingen genereren wanneer problemen worden gedetecteerd, zoals machinestoringen, overschrijding van veiligheidslimieten of andere afwijkingen. Operators worden onmiddellijk over het probleem geïnformeerd, zodat snel kan worden ingegrepen.
3. Gegevensbeheer: SCADA verzamelt gegevens uit verschillende bronnen en slaat deze op in een centrale database. Deze gegevens kunnen worden geanalyseerd om trends te identificeren, problemen op te sporen en productieprocessen te optimaliseren.
4. Procesbesturing: SCADA maakt bediening op afstand van apparaten en productieprocessen mogelijk. Operators kunnen machine-instellingen wijzigen, productieprocessen beheren en onderhoud uitvoeren vanuit één centraal punt.

Total Productive Maintenance in projectmanagement en outsourcing van ingenieurs

De implementatie van TPM in het beheer van technische projecten en de voordelen van outsourcing van ingenieurs.

1. Projectmanagement: Total Productive Maintenance ondersteunt projectmanagement met een systematische aanpak voor het plannen van de aanschaf van machines. Door TPM te integreren in engineeringprojecten kunnen projecten efficiënter worden gepland en uitgevoerd.
2. Outsourcing van engineers: Het inschakelen van externe constructiebureaus en engineers kan veel voordelen opleveren, zoals toegang tot specialistische kennis en ervaring. Outsourcing van engineers ondersteunt de invoering van TPM door de juiste middelen en expertise beschikbaar te maken.

De toekomst van TPM in Industrie 4.0

Hoe TPM zich zal ontwikkelen in de context van Industrie 4.0.

1. Innovaties en technologieën: TPM zal zich blijven ontwikkelen naarmate nieuwe technologieën en innovaties binnen Industrie 4.0 verder worden ingevoerd. Het gebruik van geavanceerde systemen voor monitoring en data-analyse maakt het mogelijk storingen nog nauwkeuriger te voorspellen en productieprocessen verder te optimaliseren.
2. Integratie met IoT: Het Internet of Things (IoT) zal een sleutelrol spelen in de toekomst van TPM. Dankzij de integratie met IoT wordt het mogelijk machines in realtime nog effectiever te monitoren en te beheren.

TPM is een essentieel onderdeel van de automatisering van productie en zorgt voor betrouwbare en efficiënte machines. De implementatie van Total Productive Maintenance in verschillende fasen van ontwerp, productie en onderhoud levert tal van voordelen op, zoals meer veiligheid, procesoptimalisatie en naleving van normen. In de context van Industrie 4.0 zal Total Productive Maintenance zich blijven ontwikkelen en de verdere groei van nieuwe technologieën en innovaties ondersteunen.