En toda planta de producción, el objetivo principal del Departamento de Mantenimiento es asegurar el correcto estado funcional de los equipos con el fin de obtener su máxima disponibilidad, lo que, en definitiva, significa una mejora del servicio a su cliente principal (Departamento de Operaciones) y una aumento, no menos importante, de la seguridad de una planta y, por tanto, en la disminución de los riesgos. La consecuencia de la mejora de la fiabilidad de los equipos es que la optimización de sus condiciones funcionales incide directamente en una disminución de los costes productivo, por ejemplo, la mejoría funcional de los equipos está directamente relacionada con una reducción de los consumos energéticos de los equipos involucrados, y por lo tanto, en una mejora de los costes directos de la empresa. La industria se encuentra en un momento de cambio, donde la gestión de la información proveniente desde todas las áreas de la empresa debe ser gestionada de forma eficiente y en tiempo real, para así, ser más flexibles y atender de manera más eficaz las demandas, cada vez más particulares y cambiantes, de los clientes. Por lo tanto, la interconectividad en tiempo real entre todas las áreas de gestión de la empresa, así como de los equipos productivos y servicios auxiliares, son el punto clave en este cambio. Esta evolución industrial se conoce como Industria 4.0 (Capitulo 3). Una apuesta por un elevado grado de automatización y de digitalización de las fábricas, recurriendo al uso intensivo de Internet y redes virtuales, con el objetivo de modernizar las fabricas hasta transformarlas en “inteligentes” (Smart Factories). Estas fábricas están caracterizadas por una inter-comunicación en tiempo real entre los diferentes equipos de producción y auxiliares que componen las cadenas de producción, de aprovisionamiento y de logística, en definitiva, toda la cadena de suministro. Desde el año 2012, la empresa Takasago y la Universidad de Murcia tienen suscrito un convenio para llevar un proyecto de investigación para el desarrollo de “nuevas” metodologías operativas de manteniendo predictivo en los equipos dinámicos que esta empresa tiene en su planta industrial de Murcia (España). Esta tesis se ha realizado en el marco de dicho proyecto de investigación (PREYBA-2012), donde se han desarrollado nuevas técnicas y estrategias en lo referente a las necesidades reales de seguimiento y diagnóstico de los equipos en el plan de mantenimiento predictivo, en la forma de gestionar la logística de la cadena de producción en función del estado funcional de los equipos en cada momento y en la implementación de aplicaciones novedosas para la gestión, procesamiento y presentación de la información recabada, de modo que esta llegue en tiempo real a todo el personal involucrado. La tesis ha sido vertebrada en torno a tres líneas de investigación principales. Una primera línea (Capítulo 4), donde se ha desarrollado un procedimiento sencillo, operativo y eficaz para cuantificar el “estado funcional” de un equipo dinámico como consecuencia de los resultados obtenidos de los diagnósticos de mantenimiento predictivo, gracias al cual, la comprensión del estado real de cada equipo será sencillo y operativa, incluso para aquellas personas que no estén involucradas en el día a día del departamento de mantenimiento. Tras la evaluación del estado de los equipos dinámicos, la segunda línea de investigación (Capítulo 5) se ha focalizado en la implementación de sistema de gestión dinámica de los intervalos de medición basada en la criticidad y el “estado funcional” de los equipos anteriormente desarrollado. La criticidad de los equipos se calculará en función de criterios operativos, de servicio y de mantenibilidad. Por último, la tercera línea de investigación (Capítulo 6) se ha centrado en la monitorización de aquellos equipos que resultasen críticos. Se ha desarrollado una metodología para identificar situaciones anómalas mediante la monitorización en tiempo real de los parámetros eléctricos (potencia, intensidad, voltaje…) o mediante la monitorización de indicadores mixtos, resultado de combinar datos operativos del proceso o producción (datos provenientes de los sistemas MES y DCS) con la monitorización de los parámetros eléctricos. Así mismo, y como pilar básico de esta tesis, conforme a la actual filosofía de Industria 4.0, toda la información relevante obtenida a través de los sistemas y herramientas que se han desarrollado e implantado, ha sido integrada en los sistema de gestión de la información operativos en la empresa (principalmente ERP, MES y DCS), haciéndola altamente disponible, operativa y compartida en tiempo real en los diferentes niveles de decisión de la empresa, dentro y fuera del departamento de mantenimiento, cumpliendo, por lo tanto, con la premisas de las “Fábricas Inteligentes” o “Smart Factories”. Así mismo y gracias a la utilización de las plataformas ya existentes en la empresa, se ha evitado la generación de plataformas alternativas o complementarias que dificultaría el manejo de esta información. / In every manufacturing facility, the main objective of the Maintenance Department is to ensure the correct functional condition of the equipment, with the aim of obtaining its maximum availability, which is, overall, an improvement to the service given to their main client (Operations Department), as well as an improvement, which is not less important, of the plant’s safety, and therefore, a decrease in the risk. A consequence of the improvement in the reliability of the equipment is that the optimization of their functional conditions directly leads to a decrease in the production costs. Likewise, the functional improvement of the equipment is directly related with a reduction of energy consumption by the equipment used in the manufacturing processes, and therefore, an improvement of the company’s direct costs. The industry finds itself in a moment of change, where the management of the information from all the different areas of the company must be managed efficiently and in real-time, to be able to be more flexible and atend to the client’s demands, which are becoming more specific, in the most efficient manner. Therefore, the interconnectivity in real-time among all the management areas of the company, as well as the production equipment and auxiliary services, are the key aspect of this change. This industrial evolution is known as Industry 4.0 (Chapter 3). A commitment for a high level of automation and digitalization of the factories, resorting to the intensive use of the Internet and virtual networks, with the aim of modernizing the factories to transform them into Smart Factories, characterized by real-time inter-communication between the different production equipment or utilities that are involved in the production, procurement and logistic chains, which make up, in the end, the entire supply chain. Since the year 2012, the Takasago Company and the University of Murcia have signed an agreement to carry out a research project for the development of “new” operational methodologies for predictive maintenance of the dynamic equipment this company has in its industrial plant located in Murcia (Spain). This thesis has been performed within the framework of this research project (PREBYA-2012), which has resulted in the development of new techniques and strategies with regards to the real needs of monitoring and diagnosing of the equipment in the predictive maintenance plan, in the process of managing the production chain logistics as a function of the functional condition of the equipment at any given moment, and the implementation of innovative applications for the management, processing and presentation of the information collected, so that it will reach all the personnel involved in real-time. The thesis has been structured around three main research lines. In the first line of research (Chapter 4), a simple, operational and efficient procedure has been developed for the quantification of the “functional Status” of the dynamic equipment as a consequence of the results obtained in the diagnostic tests of the predictive maintenance, thanks to which, the understanding of the real status of each piece of equipment will be simple and operational, even for the people that are not involved in the day-to-day operations of the maintenance department. After the evaluation of the status of the dynamic equipment, the second research line (Chapter 5) has been focused on the implementation of a dynamic management system of the measurement intervals based on criticality and “functional status” of the equipment that was previously developed. Criticality of the equipment will be calculated as a function of operational, service and maintainability criteria. Finally, the third line of research (Chapter 6) has been focused on the monitoring of the equipment that was deemed critical. A method had been developed to identify anomalous situations through real-time monitoring of the electric parameters (power, current, voltage…) or through monitoring of mixed indicators, which were the result of combining process or production operational data (data from the MES and DCS systems) with monitoring of electric parameters. Likewise, and as the basic pillar of this thesis and in accordance with the current philosophy of Industry 4.0, the relevant information obtained through the systems that were developed and implanted has been integrated into the information management system of the company (ERP, MES and DCS). This makes it easily accessible, 100% operational and shared among the different decision-making levels in real-time, fulfilling, then, the premises of the “Smart Factories”. Also, and thanks to the utilization of the company’s existing platforms, the generation of alternative or complementary platforms has been avoided, which would have made the managing of this information more difficult.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UM/oai:www.tdx.cat:10803/349213 |
| Date | 17 December 2015 |
| Creators | Martínez García, Fernando Manuel |
| Contributors | Gómez de León Híjes, Félix Cesáreo, Alarcón García, Mariano, Universidad de Murcia. Departamento de Ingeniería de la Información y las Comunicaciones |
| Publisher | Universidad de Murcia |
| Source Sets | Universidad de Murcia |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 203 p., application/pdf |
| Source | TDR (Tesis Doctorales en Red) |
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