CONTROLE DE PROCESSO E DESENVOLVIMENTO OPERACIONAL EM
ACABAMENTO DE PAPEL COM APLICAÇÃO DA METODOLOGIA TPM
Marcos Aurélio Barbosa
Universidade Taubaté, Rua Visconde do Rio Branco, 210 – CEP 12020-040, Taubaté, SP
e-mail: [email protected]
Leandro Bernardes de Souza
Votorantim Celulose e Papel, Rod. Euryale de Jesus Zerbini, km 84 São Silvestre, Jacareí, SP.
e-mail: [email protected]
Marcos Rovani
Votorantim Celulose e Papel, Rod. Euryale de Jesus Zerbini, km 84 São Silvestre, Jacareí, SP.
e-mail: [email protected]
Prof. Dr. Antônio Pascoal Del’Arco Júnior
Universidade Taubaté, Rua Visconde do Rio Branco, 210 – CEP 12020-040, Taubaté, SP
e-mail: [email protected]
Prof. Dr. Francisco C. L. Melo
Universidade Taubaté, Rua Visconde do Rio Branco, 210 – CEP 12020-040, Taubaté, SP
e-mail: [email protected]
RESUMO
Este trabalho tem como objetivo apresentar aplicação dos conceitos de Manutenção Total Produtiva TPM aliados a informatização como metodologia eficaz para gestão e redução das perdas nas
diversas fases dos processos produtivos da indústria de papel e celulose.
A metodologia se desenvolverá por meio da implantação do TPM e do Índice de Eficiência de
Máquinas do setor de acabamento da industria de papel e celulose comparando-os com casos reais de
implementação do TPM.
Os aspectos analíticos mostram ganhos significativos de produção com os aumentos de eficiências da
máquina de papel e de revestimento. Máquina de papel, Índice de Eficiência de Tempo aumento de
3%, Índice de Eficiência de Qualidade aumento de 2%, Índice de Eficiência Operacional aumento de
2,5% e Índice de Eficiência Equipamento aumento de 6%. Na Máquina de revestimento, Índice de
Eficiência de Tempo aumento de 4,8%, Índice de Eficiência de Qualidade aumento de 7%, Índice de
Eficiência Operacional aumento de 5% e Índice de Eficiência Equipamento de 20,0%.
Palavras-chaves : TPM, acabamento, máquina de papel, máquina de revestimento
INTRODUÇÃO
Durante décadas os Sistemas de Gestão Operacional se preocuparam em medir a performance das
diversas fases dos processos produtivos com eficiência e concluíam que processos com eficiências
próximas tinham praticamente o mesmo nível operacional. A grande maioria dos Sistemas Modernos
de Gestão de Operação nos dias de hoje aborda a redução de perdas como fator de diferença entre uma
operação de alta eficiência e uma operação apenas padrão, considerando benchmarking do segmento.
Segundo (Nakajima,1998), considerando que as empresas dentro do mesmo segmento podem ter
acesso a mesma tecnologia de processo, incluindo, matérias primas e equipamentos, o que significa que
todos podem ter o mesmo patamar de custos, é a capacidade de gerenciar suas perdas o grande
diferencial competitivo que torna uma empresa de fato rentável.
Assim sendo este trabalho visa apresentar a aplicação dos conceitos de TPM aliados a
informatização como metodologia eficaz para Gestão e Redução das Perdas nas diversas fases dos
processos produtivos da industria de papel e celulose.
1. INFORMATIZAÇÃO
Em 1997, todos os apontamentos de produção dos equipamentos de fabricação e conversão eram
feitos manualmente em relatórios de papel. Os operadores apontavam a produção do turno em boletins
de produção, e no dia seguinte, o controlador de produção recolhia os boletins e digitava as
informações dos três turnos produtivos em micro e os engenheiros de processo geravam gráficos e
relatórios para analise e elaboração dos planos de ação.
Em 1998, foi elaborado uma planilha de Excel para que todos os operadores de cada turno
apontassem a produção do turno, substituindo os boletins de produção. Assim, o controlador de
produção imprimia os boletins dos três turnos e digitava os dados para que os engenheiros de processo
gerassem os gráficos e relatórios para analise e elaboração dos planos de ação.
Em 1999, com a finalidade de eliminar retrabalhos na digitação de dados de produção, criou-se um
banco de dados em Acess para que os operadores apontassem a produção, assim, o controlador não
tinha necessidade de digitar novamente os dados no dia posterior para geração dos relatórios. Neste
mesmo ano, a empresa implanta o Sistema Integrado de Informações - SAP e todos os apontamentos
de produção são digitados em dois sistemas, na Plataforma de Manufatura, sistema de interface de
dados de produção com SAP, porém como os relatórios de produção não estavam ativados para
utilização, o operador continuava apontando os dados em Acess. Assim, os gráficos eram gerados
automaticamente e o engenheiro de processo analisava e traçava plano de ação.
À partir de 2000, com validação dos relatórios, os apontamentos são feitos no sistema de Plataforma
de Manufatura, onde o operador aponta toda a produção e paradas de equipamento. Os gráficos são
gerados automaticamente e o engenheiro de processo analisa e traça plano de ação a qualquer
momento.
2. COMPOSIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS
Este trabalho foi desenvolvido em fábrica de papel de produção Off Set e Couchê, cujos principais
equipamentos estão a seguir listados :
1. Uma Máquina de Papel :4200 mm de largura, 780 m/min de velocidade, 50 à 180
gr/m²,110.000 ton/ano de produção
2. Uma Máquina de Revestimento: 2100 mm de largura, 1100 m/min de velocidade, Tipos L1 eL2,
70 à 230 g/m², 75.000 ton/ano.
3.
4.
5.
6.
7.
Três Rebobinadeiras : 2100 mm de largura, 1500 m/min
Duas Cortadeiras: 2100 mm de largura, 375 m/min
Uma Cortadeira: 1400 mm de largura, 300 m/min
Duas Embaladeiras de Resmas: 1400 mm largura, 15 resmas/min
Uma Embaladeira de Bobinas Automática: 47 bobinas/hora
3. CONCEITOS TPM – OS 8 PILARES
A metodologia TPM, Total Productive Maintenance, é conhecida e amplamente divulgada
estando incluída em inúmeros compêndios, e não é intuito deste trabalho discorrer sobre ela, mas
apenas destacar alguns pontos básicos, para que haja entendimento, de como se desenvolveu este
Sistema de Controle de Perdas. Outros estudos como (Maier, 1998; Mckone, 1999; Mckone, 2001), o
TPM tem como base 8 pilares que são: melhorias individuais, manutenção planejada, manutenção
autônoma, manutenção da qualidade, educação e treinamento, segurança e higiene, administração e
escritório, controle inicial. Entretanto, iremos abordar o pilar de melhorias individuais.
4. IMPLANTAÇÃO
A estruturação de perdas pode ser aplicada a qualquer tipo de equipamento, desde que tenhamos
conhecimento de todas as características de processo e de projeto. Para estruturação de perdas,
determinamos três índices de eficiência que multiplicados entre si resultam no índice de eficiência do
equipamento (Equação 1).
IEE = IET x IEQ x IEO
(1)
IET = índice de eficiência de tempo, IEQ = índice de eficiência de qualidade, IEO = índice de
eficiência operacional (Comitê de Implantação de TPM, 2000).
O índice de eficiência de tempo mostra o tempo de operação do equipamento. Assim, estudando os
motivos de paradas não previstas, pode-se elaborar planos de ação para atuar nas causas. Para isto é
necessário estudo das perdas em tempo (Equação 2). As perdas do IET são classificadas em: P1-Parada
Programada, P2-Falha de equipamento, P3-Falha no Processo, P4-Trocas de fabricação.
IET = Tempo Disponível – Tempo de Paradas
x 100%
(2)
Tempo Disponível )
O índice de eficiência operacional mostra a velocidade real sobre a velocidade padrão em que o
equipamento opera em um certo tipo de produto. Assim, pode-se verificar os motivos que impedem o
equipamento opere na velocidade padrão, podendo-se elaborar planos de ação para atuar nas causas.
Para avaliação de performance operacional é necessário estudo das perdas operacionais (Equação 3).
As perdas operacionais são classificados em: P5-Perda de velocidade, P6-Quebra de folha, P7Gramatura abaixo do nominal, P8-Largura abaixo do nominal.
IEO = Soma das larguras Bobina
Largura máxima
x
Velocidade Real
Velocidade máxima
x
Gramatura real
Gramatura máxima
x 100% (3)
O índice de eficiência qualidade mostra a quantidade de produtos aprovados para comercialização.
Assim, verifica-se os motivos das perdas de produtos, podendo-se elaborar planos de ação para atuar
nas causas. Para avaliação de performance de qualidade é necessário estudo das perdas de produção
(Equação 4).
IEQ = Produção Bruta – Perdas
x
100 %
(4)
Produção Bruta
As perdas são controladas em todo o processo desde a saída da máquina de papel até a entrada na
expedição. As perdas operacionais são medidas em cada centro de trabalho. As perdas pôr defeito são
registrados no processo de conversação, na qual grande parte tem origem na processo de fabricação
(Figura 1).
As perdas que podem ocorrer no IEQ são classificadas em: P9 – Qualidade da máquina, P10 –
Qualidade cortadeira, P11 – Qualidade rebobinadeira.
Figura 1. Perda por qualidade rebobinadeira
Para as máquinas de acabamento o raciocínio é o mesmo porém as perdas e as considerações são
diferentes. IET é calculado da mesma forma que para o processo, porém a classificação das paradas
diferentes (Figura 2):
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Administrativa: Limpeza, Reuniões, Falta energia, Trabalhos em outro centro
Comercial: Falta de pedido, Falta matéria prima
Manutenção: Mecânica, Elétrica, Eletrônica, Instrumentação, Operacional
Set up
Retrabalhos
Manutenção Programada
IEQ é calculado da mesma forma que para o processo, porém a classificação das perdas por
qualidade diferentes (Figura 2).
As perdas podem ser operacionais ou pôr defeitos. As perdas operacionais são aquelas ocorridas
pelo centro de trabalho onde está sendo realizado a produção. As perdas pôr defeito são aquelas
ocorridas em processos anteriores ao centro de trabalho atual .
Para cada equipamento de conversão o IEO é diferenciado (Equação 5), devido as características de
processo e equipamento. Este estudo apresenta um exemplo IEO das rebobinadeiras (Figura 2):
1. Características do equipamento: Largura máxima: 2130 mm, Velocidade máxima: 1500 m/min,
Diâmetro máximo: 1500 mm.
2. Características do produto: bobina com 2000 mm de largura, trabalhando com velocidade real
de 1200 m/min, Diâmetro de 1350 mm.
IEO = Soma das larguras Bobina
Largura máxima
x
Velocidade Real
Velocidade máxima
x
Diâmetro real
Diâmetro máximo
IEO = [( 2000/2130) x ( 1200/1500) x ( 1350/1500)] x 100% = 67,60 %
x 100 %
(5)
Figura 2. Gráfico Índices de Eficiências
5. CONCLUSÃO
Em um curto prazo de tempo, conseguiu-se, com êxito, extrair relatórios e gráficos em forma de
pareto, como de produção bruta e líquida, perdas de produção explodidos por tipo de papel, tempo de
paradas, índices de eficiência das máquinas, controle de variáveis estabelecidos dentro do processo,
rastreabilidade de materiais por tipo de papel e por lote de fabricação, tempo médio entre reparos
(MTTR) e tempo médio entre falhas (MTBF) de manutenção, entre outros.
Os relatórios extraem dados em momento real, desde que apontados nos centros de trabalhos. Isto
possibilitou para produção analisar dados em tempo real e acompanhar todos os desvios com as
atitudes tomadas dentro do processo, agilizando a correção e reduzindo as chances de ineficiência nas
ações .
Com o sistema implantado, todos os desvios de processo estão registrados o que permite as pessoas
tomarem decisões e identificar o resultado das ações no processo mais rapidamente, tendo um impacto
significativo no resultado de eficiência do processo.
Os aspectos conclusivos são aumento das eficiências da máquina de papel e de revestimento.
Máquina de papel, Índice de Eficiência de Tempo de 90 à 93%, Índice de Eficiência de Qualidade de
92 à 94%, Índice de Eficiência Operacional de 95 à 97,5% e Índice de Eficiência Equipamento de 78,2
à 84,2%. Na Máquina de revestimento, Índice de Eficiência de Tempo de 85,2 à 95%, Índice de
Eficiência de Qualidade de 78 à 85%, Índice de Eficiência Operacional de 90 à 95% e Índice de
Eficiência Equipamento de 60,0 à 80,0% (Figura 3).
IEQ Máquina de papel
IET Máquina de papel
94
93
IEQ
92
91
1998
1999
94
93
92
91
90
89
88
IET
1998
2000
IEO
1998
1999
2000
IEG Máquina de papel
IEO Máquina de papel
98
97
96
95
94
93
1999
86
84
82
80
78
76
74
IEG
1998
2000
IEQCoater
1999
2000
IET Coater
90
100
95
85
IEQ
80
90
IET
85
75
80
1998
1999
2000
1998
IEOCoater
IEO
1999
2000
IEGCoater
96
94
92
90
88
86
1998
1999
2000
100
80
60
40
20
0
IEG
1998
1999
2000
Figura 3. Gráficos de Eficiências da máquina de papel e máquina de revestimento (Coater).
6. REFERÊNCIAS
Nakajima, S., 1998, “Introduction to TPM”, Cambridge, MA.
Maier, F.H., Milling, P.M., Hasenpusch, J., 1998, “Implementation and outcomes of Total Productive
Maintenance, Papers of the 5th International Conference of European Operations Management
Association, Ireland.
McKone, K.E., Weiss, E.N., 1999, “Total Productive Maintenance: bridging the gap between practice
and research”, Production and Operation Management 7 (4), pp.335-351.
McKone, K.E., Schroeder, R.G., Cua, K.O., 1999, “Total Productive Maintenance: a contextual view,
Journal of Operations Management 17 (2), pp.123-144.
McKone, K.E., Schroeder, R.G., Cua, K.O., 2001, “The impact of Total Productive Maintenance
practices on manufacturing performance”, Journal of Operations Management 19 (1), pp.39-58.
Comitê Implantação TPM, 2000, “Manutenção Produtiva Total”, Manual de Implantação TPM.
PROCESS CONTROL AND OPERATIONAL DEVELOPMENT AT FINISH
PAPER DEPARTAMENT USING TPM METHODOLOGY
Marcos Aurélio Barbosa
Universidade Taubaté, Rua Visconde do Rio Branco, 210 – CEP 12020-040, Taubaté, SP, BR
e-mail: [email protected]
Leandro Bernardes de Souza
Votorantim Celulose e Papel, Rod. Euryale de Jesus Zerbini, km 84 São Silvestre, Jacareí, SP, BR
e-mail: [email protected]
Marcos Rovani
Votorantim Celulose e Papel, Rod. Euryale de Jesus Zerbini, km 84 São Silvestre, Jacareí, SP, BR
e-mail: [email protected]
Prof. Dr. Antônio Pascoal Del’Arco Júnior
Universidade Taubaté, Rua Visconde do Rio Branco, 210 – CEP 12020-040, Taubaté, SP, BR
e-mail: [email protected]
Prof. Dr. Francisco C. L. Melo
Universidade Taubaté, Rua Visconde do Rio Branco, 210 – CEP 12020-040, Taubaté, SP,BR
e-mail: [email protected]
Abstract
This paper has the propose of introducing the essentials of Total Productive Maintenance - TPM
together with the using of automation (or information system) as an efficient methodology for
managing and waste reducting on all productive process phases at paper and pulp mill.
The methodology will also be develop using the TPM implementation and the efficiency’ index, at
Finish paper ,pulp and paper mill, comparing real cases of TPM implementation.
The conclusive aspect is positive by the increase of paper machine and coater’s equipment efficiency
index.
On the paper machine the results are: time efficiency index increased 3%, quality efficiency index
increased 2%, operational efficiency index increased 2,5% and equipment efficiency index increased
6%.
About the Coater, the results are: time efficiency index increased 4,8%, quality efficiency index
increased 7%, operational efficiency index increased 5% and equipment efficiency index increased
20%.
Keywords: TPM, finish paper, paper machine and coat machine.