5.1 Introdução
O processo de substituição de eletro-árvores é demorado e complexo, podendo chegar a durar 8 horas, além disso a reparação de eletro-árvore é dispendiosa ultrapassando uma dezena de milhares de euros. Sendo a diminuição dos custos de fabrico uma preocupação constante por parte do fabricante, a diminuição tanto do tempo de substituição das eletro-árvores, que corresponde a tempo de paragem máquina, como o melhoramento do diagnóstico de avaria máquina de forma a que a substituição da eletro-árvore seja feita na fase final da vida útil da mesma, refletem uma poupança económica que não deve ser desprezada. É nesta linha de pensamento que se inserem os dois casos de estudo que se apresentam neste capítulo 5.
Nesta fase introdutória, a primeira tarefa consistiu em escolher as máquinas piloto para o desenvolvimento dos dois casos de estudo, pelo que se fez um levantamento dos centros de maquinagem presentes no departamento de componentes de motor, tendo a escolha recaído nos centros de maquinagem GROB. Justifica se a sua escolha pela importância em termos do número total de substituições de eletro-árvores no atelier 3 e 4. O levantamento do número de substituições de eletro-árvores por marca de centro de maquinagem, apresenta-se na figura seguinte no intervalo de tempo de 2015 a 2017 através de gráficos circulares.
Com base nos 3 gráficos anteriores conclui-se que em 2015 e 2016, os centros de maquinagem GROB foram responsáveis por a esmagadora maioria das substituições de eletro-árvores, apesar de em 2017 haver uma considerável diminuição do peso de substituições de eletro-árvores nas GROB, estas continuam a ter forte expressão no número de substituições de eletro-árvores total uma vez que, conseguem ser responsáveis por quase metade de todas a substituições de eletro-árvores do atelier 3 e 4 em 2017.
Sendo as máquinas GROB as mais penalizantes no que a substituições de eletro- árvores diz respeito, o passo seguinte consistiu em analisar a evolução do consumo de eletro- árvore destas máquinas entre 2014 e 2018, esse consumo aparece representado no gráfico de barras da figura seguinte, tomando em linha de conta que o número de eletro-árvores substituídas nos centros de maquinagem GROB, e o número de eletro-árvores enviadas para reparação atualmente não serem iguais por razões que mais adiante se explicam
32 3
2016
9 132017
22 12015
GROB MORI;DMG;CHIRON;URANEFigura 22 - Gráficos circulares do número de eletro-árvore substituídas nos centros de maquinagem do atelier 3 e 4 em 2015, 2016 e 2017
24
O número de eletro-árvores substituídas até 2015 manteve se estável, mas com o aumento de produção tanto da BOCV como do cárter intermédio as substituições de eletro- árvores dispararam em 2016. As ações de melhoria implementadas em 2016 baixaram significativamente o número de eletro-árvores substituídas e reparadas registando-se menos de metade em 2017.Em 2018 tendo por base os registos até ao fim do mês de Abril e fazendo uma projeção recorrendo a um comportamento linear, levando em conta sete substituições de eletro-árvores, quatro das quais enviadas para reparação, prevê-se que sejam substituídas dezoito eletro-árvores, e enviadas para reparação dez, até ao fim de 2018, considerando dez meses úteis anuais.
Além do número de substituições muito elevado o tempo médio de vida das eletro- árvores entre trocas - TMVT, estava muito abaixo do estabelecido pelo fabricante que aponta para 300 dias ou 8000 horas de vida útil da eletro-árvore, como se mostra no gráfico da figura 24, estando numa situação insustentável com aproximadamente 200 dias em média de TMVT, estando o tempo de vida útil das eletro-árvores quase a metade do apontado pelo fabricante. 21 22 32 9 18 21 22 27 7 10 0 5 10 15 20 25 30 35 2014 2015 2016 2017 2018(Projeção) Substituidas Reparadas
Figura 23-Gráfico do consumo de eletro-árvore nos centros de maquinagem GROB entre 2014 e 2018
0 100 200 300 400 500 600 700 800 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 4 9 14 19 24 29 34 39 44 49 Dias Semana TMVT (2016-2017)
TMVT(GROB) TEMPO FABRICANTE(DIAS) Linear (TMVT(GROB))
25
Foram estudadas e implementadas ações com vista a corrigir o baixo valor de TMVT. As ações de correção começaram a ser implementadas na semana 40 de 2016, e foram três: A primeira ação consistiu numa correção do código G na maquinagem do set hidráulico da bomba de óleo de caudal variável - BOCV, figura 25. A segunda ação implementada foi a de que as eletro-árvores danificadas passassem a ser reparadas exclusivamente na WEISS, e a terceira ação foi a de enviar para reparação apenas as eletro-árvores que apresentem sinais claros de deterioração e a sua substituição resolva o problema da avaria máquina. O sucesso foi grande e na semana 30 de 2017 o TMVT já estava acima do tempo estabelecido pelo fabricante como se pode ver na figura 24.
A segunda ação implementada na semana 40 de 2016, criou um défice entre o número de eletro-árvores substituídas nas máquinas, e eletro-árvores enviadas para reparação, ou seja, até 2016 quando uma árvore era removida da máquina sem aparentar sinais de avaria e mesmo que o problema na máquina permanecesse, a árvore era enviada para reparação. Apenas esta ação permitiu poupar entre a data de implementação e fevereiro de 2018, 8 reparações de eletro-árvores na WEISS, equivalentes a uma poupança estimada de 100 000 € permitindo uma reposição de stock imediata uma vez que a eletro-árvore retirada segue para stock automaticamente.
Uma vez que existem duas UET com máquinas GROB torna-se interessante comparar o número de substituições entre as duas, uma vez que não existe o mesmo número de centros de maquinagem nas duas UET, dividiu-se o número de eletro-árvores substituídas em cada UET pelo número de centros de maquinagem presentes em cada UET, como se pode ver na figura 26.
Figura 25- Set hidráulico da BOCV
0 0,5 1 1,5 2 2,5 2015 2016 2017 2018 TROC A ARVORE POR MAQUIN A U ET ANO BOCV CI
26
Do gráfico anterior conclui-se que, tirando o ano de 2018, o rácio de substituições de eletro-árvores por número de máquinas GROB da UET são similares em ambas as UET não havendo razão para optar por uma das UET apesar do rácio de substituições de eletro-árvores na UET do cárter intermédio ser sempre superior ao da BOCV, quer isto dizer que é expetável que o consumo de eletro-árvores seja maior nos centros de maquinagem alocados à maquinagem do cárter intermédio.
5.2 Impacto das 3 ações implementadas em 2016
Uma vez explicadas as ações de melhoria de 2016, procedeu-se a um levantamento dos efeitos dessas mesmas ações, comparando os resultados do ano 2016 com o ano 2017. Esta comparação levou em conta o número de eletro-árvores substituídas, o tempo de paragem máquina global, o número de horas realizadas em manutenção corretiva total, as reparações desnecessárias evitadas, e a paragem máquina devido a substituição de eletro- árvore nas máquinas do cárter intermédio e da bomba de óleo de caudal variável - BOCV.
Eletro-árvores substituídas
Tempo de paragem máquina global
Horas realizadas em manutenção corretiva total
2016
2017
Figura 29 - Número de trabalhadores a tempo inteiro em manutenção corretiva em 2016 e 2017 nas GROB 32 9 23 0 10 20 30 40 Substituida 2016 Substituidas 2017 Redução Unidades
Figura 27- Gráfico de barras do número de eletro-árvores substituídas nas GROB entre 2016 e 2017
85
2850 2900 2950 3000 3050
2016 2017
Horas
27
Da figura 27, conclui-se que houve uma diminuição de 23 eletro-árvores substituídas em 2017 em relação ao ano de 2016. Na figura 28 mostra-se uma diminuição de 85 horas de paragem máquina devido a todas as ações corretivas com origem na eletro-árvore ou outras. A figura 29, mostra que as horas contabilizadas em manutenção corretiva nas GROB durante o ano de 2016 seriam equivalentes a ter dois homens a tempo inteiro alocados à manutenção destes centros de maquinagem, considerando um turno diário de 8 horas, existindo uma diminuição de meio homem em 2017.A figura 30 mostra uma diminuição de 348 horas de paragem máquina na UET do cárter intermédio em 2017 em relação a 2016, sendo esta tendência de diminuição do número de horas paragem máquina também sentida na UET da BOCV com uma diminuição de 128 horas, figura 31.Ao nível do número de eletro-árvores que deixaram de ser enviadas para reparação pelo problema máquina permanecer após a sua remoção, ou seja, falsa substituição de eletro-árvore, contabilizou-se uma poupança de 7 reparações equivalentes a 87 500€.
Segundo a comparação entre os anos de 2016 e 2017 as ações de melhoria tiveram sucesso na diminuição do consumo de eletro-árvores, apesar do aparecimento do défice entre eletro-árvore substituídas e enviadas para reparação.
Deforma a dar continuidade ao plano de ações de melhoria de 2016, o presente trabalho abordará a otimização do processo de substituição de eletro-árvores, que será feita à custa de 2 abordagens que serão tratadas neste relatório como dois casos de estudo distintos, ambos com o objetivo de tornar o processo de corretiva nas máquinas GROB devido a problemas com eletro-árvores mais eficiente. O primeiro caso de estudo chamado, “Redução do tempo de substituição de eletro-árvores” e o segundo caso de estudo chamado de “Otimização do diagnóstico máquina”.
348 0 200 400 600 800 2016 2017 Redução Horas 128 0 50 100 150 200 250 2016 2017 Redução Horas
Figura 30- Horas de paragem GROB na UET do cárter intermédio entre 2016 e 2017
28
De seguida mostram-se as plantas da disposição das máquinas GROB em fevereiro de 2018 na UET da bomba óleo de caudal variável e na UET do cárter intermédio identificadas pelo número da máquina atribuído pela Renault e o modelo da máquina GM3618, GM3619 ou GM3620 do fabricante.
Planta UET BOCV
Planta UET do cárter intermédio
Figura 33-Disposição máquinas na UET carter intermédio 2116 GM3618 2112 GM3620 2118 GM 3618 2221 GM3618 2115 GM 3620 2113 GM3620 2117 GM 3618 2102 GM3619
Figura 32- Disposição máquinas na UET BOCV
2222 GM 3618 2227 GM 3619 2214 GM 3620 2114 GM 3620 2109 GM 3620 2220 GM 3620 2101 GM 3620 2249 GM 3620 2100 GM 3618 2123 GM 3620 2223 GM 3619 2119 GM 3619
29
5.3 Análise do centro de maquinagem GROB BZ 40 CS/400
O âmbito deste trabalho é a otimização do processo de substituição da eletro-árvore em centros de maquinagem GROB BZ 40 CS/400. Estes são centros horizontais de maquinagem com sistema de fixação ferramenta hidráulico de tipologia HSK com 2 paletes para carregamento e descarregamento manual e armazém de ferramentas do tipo tambor. Ver anexos “Anexos 2 - Máquina GROB – Órgãos mecânicos” com a legenda dos principais órgãos mecânicos do centro de maquinagem.
Figura 34 – Centro de maquinagem GROB BZ40 CS/400, [8]
1-Servomotor corrente continua 2-Fuso roscado esférico 3-Porca roscada esférica 1-Servomotor corrente continua
2-Fuso roscado esférico 1-Porca roscada esférica
2-Fuso roscado esférico
3-Servo motor corrente continua
Figura 35-Esquema dos 3 eixos máquina GROB, A – Eixo X, B – Eixo Y, C – Eixo Z, [8] [A]
Legenda: [B]
Legenda
[C] Legenda
30 Separar setup externos de intenos Etapa 1 Converter set internos em set externos Etapa 2 •Otimizar set internos •Otimizar set externos Etapa 3
Figura 36 -Diagrama das 3 etapas metodologia SMED
5.4 Caso estudo 1: Redução do tempo de substituição de eletro-árvore O processo de substituição de eletro-árvore é um processo extenso e complexo indo desde o diagnóstico da máquina, a substituição da eletro-árvore, isto é, desmontagem e montagem da mesma na máquina, e por fim validação do produto na metrologia 3D, ou seja, desde a paragem de máquina devido a problemas de qualidade ou outros até ao reiniciar da produção. O caso de estudo 1 tem foco na substituição da eletro-árvore, começando por se fazer uma análise dos tempos na substituição da eletro-árvore, descrevendo e listando todas as operações que constituem a mudança de eletro-árvore de uma GROB BZ 40/400, tendo em conta o tempo de cada operação, as ferramentas/equipamentos usados e o número de trabalhadores em cada uma das operações fazendo primeiramente um registo fotográfico de cada operação. De seguida procede-se à aplicação da metodologia SMED às operações que constituem a substituição de árvore procurando eliminar operações realizadas com a máquina parada, diminuir o tempo das operações e realizar o maior número de operações em paralelo de forma a minimizar o tempo de paragem máquina devido à substituição da eletro- árvore. O processo de substituição da eletro-árvore nas GROB em CACIA é um processo robusto e já otimizado com os equipamentos adequados e técnicos bastante experientes, indo a aplicação da metodologia SMED ajudar a melhorar o processo.
5.4.1 Aplicação da metodologia SMED ao caso de estudo 1
A adaptação do SMED à substituição da eletro-árvore será conseguida à custa das 3 etapas seguintes, ilustradas de seguida
O processo de substituição de eletro-árvores atual pode ser dividido em 10 etapas constituídas por várias operações que se listam de seguida:
1. Remover palete 2. Posicionar eletro-árvore 3. Desmontagem eletro-árvore 4. Requisitar nova eletro-árvore 5. Trocar cablagem
6. Trocar frente eletro-árvore 7. Testar sensores
8. Montar eletro-árvore 9. Montar palete 10. Fazer zero árvore
Após a listagem de todas as operações que envolvem a substituição de eletro-árvore segue-se a primeira fase de aplicação da metodologia SMED separar cada operação como
31
setup externo e interno, esta tarefa revelou se muito simples uma vez que a substituição da eletro-árvore é sempre uma operação corretiva por razões organizacionais da fábrica, ou seja, a eletro-árvore fica na máquina até começar a produzir produto não conforme cessando automaticamente a atividade dessa máquina. Logo todas as operações associadas à mudança de eletro-árvore são realizadas com a máquina parada, não existindo atualmente setup externos.
32
5.4.2 Lista de operações do processo de substituição de eletro-árvore
Tabela 6 - Lista operações substituição de eletro-árvore
OP Designação Tempo (min) Grupo Ferramenta / Equipamento Num técnicos 10 Posicionar palete 25 Remoção palete Grua; Olhais; Cintas; 1 20 Fixar olhais (x4) 1 30 Passar cintas 1 40 Posicionar grua 1
50 Colocar palete junto máquina 1
55 Remover grua linha 1
60 Rodar paletizador 15 Posicionar eletro-árvore Carril; Carro; Varão 1
70 Colocar carril + carro 5 1
80 Posicionar árvore c/ altura carril 5 1
90 Corte geral energia 1
Remoção árvore Cilindro hid. Jogo chaves sextavadas; Fuso M6 ; Saco plástico; Abraçadeiras plásticas; Grua; Cinta 1 100 Bloquear máquina 3 1 120 Desligar ar comprimido 1 1
125 Posicionar cilindro hidráulico pinole 1 1
130 Desapertar frente árvore + réguas 15 1
140 Desconetar cablagem máquina
12 1
150 Acondicionar cablagem 1
160 Passar "saca"
20
1
170 Extrair árvore p/ carril 1
175 Posicionar grua 1
180 Extrair arvore p/ elevador 2
185 Remover grua linha 1
190 Requisitar árvore 10 Requisitar arvore Computador; Porta-paletes 1
095 Levantar árvore em armazém 15 1
205 Posicionar árvore elevador 5 1
210 Cabo potência 78 Troca cablagem Chaves bocas; Chaves sextavadas; Elevador; Alicate pressão; Saco acondicionador ; Abraçadeiras 1 Cabo pneumático 1 Cabo hidráulico 1 Cabo Encoder 1 Fita espiral 1 Conetar chicote 1 Etiquetar chicote 1 Acondicionar cablagem 1
220 Trocar frente da árvore 21 Troca frente árvore
Chaves sextavadas
1 Chaves bocas
230 Testar sensores 25 Testar sensores Bomba manual 1
Sensor tester 1
33 250 Encaixar árvore pinole 15
Montagem árvore Cinta; Carril; Carro; Varão; Chaves sextavadas; Chaves bocas; 2 260 Apertar frente máquina + réguas
laterais 17 1
270 Fixar tubo junta rotativa
41 1 280 Reorientar cablagem 1 290 Ligar cablagem 1 300 Conetar chicotes 1 310 Montar palete 15 Montar palete Grua; Cintas 1 320 Ligar máquina 10 - 1 330 Rodar paletizador 10 - 1
320 Zero árvore 60 Zero árvore
Pinça zero arvore
1 Digital
protactor
O tempo total de substituição de eletro-árvore é de aproximadamente 7 horas e meia. De forma a representar graficamente os tempos das operações listadas anteriormente apresenta-se o pareto da figura 37.
O pareto representado na figura 37, ajuda a comparar os tempos das etapas de forma a encontrar aquelas que contribuem mais para o tempo se substituição de eletro-árvores, destacando-se as etapas “montagem árvore”, “troca cablagem”, “zero árvore” e “desmontagem árvore” com um acumulado superior a 60% do tempo total de substituição. A partir deste ponto inicia-se a aplicação da etapa 2 da metodologia SMED, conversão de setup internos em externos.
34
5.4.3 Conversão de setup interno em externo
Neste tópico aborda-se ações que tem como objetivo reduzir o tempo de substituição da eletro-árvore/tempo de paragem máquina, convertendo operações realizadas com a máquina parada, setup internos, em operações realizadas com a máquina em trabalho, setup externo, aplicando desta forma a segunda etapa da metodologia SMED.
Troca de injetores de óleo na frente da eletro-árvore: Melhoria nº1 A operação de troca de injetores de óleo de corte na frente da eletro-árvore insere-se no grupo “troca da frente da árvore”, envolve o desaparafusamento de 6 parafusos CHC, remover duas chapas de encosto e os bicos de injeção que são roscados no corpo da árvore e montar tudo na nova árvore, figura 38.
As ações para converter este setup interno em externo são as seguintes: a) Duplicação dos 4 injetores de óleo de corte roscados
b) Duplicação dos 6 parafusos CHC c) Duplicação das 2 chapas de encosto
d) Aplicação destes injetores nas eletro-árvores em stock
e) Em alternativa poderia ser enviada a eletro-árvore danificada para a WEISS com a frente montada de forma a receber as eletro-árvores reparadas com a frente já montada, eliminando esta operação.
O impacto em termos de tempo desta operação é uma redução de 20 minutos Parafusos CHC
Injetores óleo corte Chapas de encosto
Figura 38 -Identificação dos injetores, chapas de encosto e parafusos CHC na frente da eletro-árvore WEISS
35
Padronizar cablagem eletro-árvore: Melhoria nº2
A etapa “troca cablagem” é constituído pela desconexão de toda a cablagem da eletro-árvore danificada e conexão na nova eletro-árvore com as duas eletro-árvores posicionadas lado a lado no elevador, figura 43.
a) A cablagem da eletro-árvore está representada na figura 39,sendo constituída por: i) Refrigeração motor entrada
ii) Refrigeração motor retorno iii) Aperto ferramenta (hidráulico) iv) Desaperto ferramenta (hidráulico) v) Lubrificação cone
vi) Sopragem cone
vii) Óleo de corte (nariz árvore) viii) Cabo encoder motor ix) Junta rotativa
x) Cabo potência motor árvore
xi) Chicote detetores 8.0/8.1/8.2/8.3/8.4 (é sempre aplicado um novo)
b) A ordem de montagem normalmente começa pela junta rotativa (óleo de corte da ferramenta) e depois os restantes.
c) A ação de melhoria seria aplicar a cablagem nas eletro-árvore que estão em stock. d) Para realizar a alínea c) é necessário perceber que existem 3 versões da GROB com 3
comprimentos diferentes de cablagem e esteiras entre os 900 e os 1100 mm, consoante a versão GM3618, GM3619, GM3620.
Tabela 7 - Número de centro de maquinagem por modelo
Existindo 3 comprimentos diferentes de cablagem para os 21 centros de maquinagem, esta mostra-se uma oportunidade de padronizar a cablagem seguindo a metodologia Lean.
Nº máquina fabricante Nº máquinas atelier 3/4
GM 3618 6
GM 3619 5
GM 3620 9
36
e) De seguida apresentam-se 2 alternativas para padronizar a cablagem.
i) Optar pelo jogo de cablagem mais comprido e ajustar o ponto de ancoragem das fichas na esteira da máquina como se pode ver na figura 41. Esta operação envolve fazer 4 furos a uma distância conhecida da traseira da árvore, bastando medir com a fita métrica, correr os cabos atrás no máximo 200 mm e reapertar os 4 parafusos, ficando assim com uma cablagem padrão para todas as máquinas e podendo ser esta cablagem aplicada nas árvores em armazém.
ii) Padronizar cablagem mais curta em todas as árvores e ter 2 tipos de jogos de emendas sendo a alternativa mais demorada e dispendiosa.
Além da cablagem padrão dever já estar conectada na eletro-árvore, deve ter-se em atenção que os chicotes já devem estar também etiquetados nas eletro-árvore em stock, uma vez que a prática atual consiste em remover as etiquetas do chicote da eletro-árvore danificada e fixar no chicote da nova árvore.
O chicote da eletro-árvore é constituído por 5 detetores 8.0/8.1/8.2/8.4/8.5, que dão informação sobre a posição da pinça- zero árvore, o aperto com ferramenta, aperto sem ferramenta, desaperto e posição do cilindro recuado. Nas eletro-árvores reparadas na WEISS este chicote já vem apertado na traseira da eletro-árvore e seria aconselhável fazer o mesmo nas eletro-árvores que são substituídas e enviadas para armazém, restando apenas testar os sensores antes de colocar a árvore na máquina.
Figura 42 - Chicote etiquetadas
Parafusos de fixação das fichas cablagem na esteira
37
Em síntese as ações para a conversão de setup interno em externo da melhoria nº 2 são: 1. Padronizar cablagem entre máquinas
2. Aplicar cablagem nas eletro-árvores em armazém. 3. Aplicar chicote nas eletro-árvores em armazém.
4. Aplicar etiquetas nos chicotes das eletro-árvores em armazém.