SMED - EJERCICIO PRÁCTICO - PARTE 1

Voy a proponer un ejercicio (basado en hechos reales), donde nosostros somos el técnico de mejora contínua responsable de la situación descrita. Dada la extensión, lo dividiré en 2 partes: Enunciado y tabla de cronometrado. Se trata de un ejercicio muy útil para dominar la herramienta, e incluso utilizarlo de guía para algún proyecto para asignaturas sobre ingeniería de fabricación o similares . Os animo a dedicarle unas horas. Comenzamos:

Empresa: Laminados Golle S.A.

ACTIVIDAD: EXTRUSIÓN DE LÁMINAS PLÁSTICAS.

CLIENTES: IMPERMEABILIZADORES, AGRICULTORES HIDROPÓNICOS, CONSTRUCTORES DE BALSAS, CONSTRUCCION DE MINAS Y TÚNELES...

PERSONAL: 40 PERSONAS.

PROBLEMA PLANTEADO

Se está fabricando un lote de lámina de PVC para balsas de agua potable y el cliente pide con urgencia la referencia de lámina de PP para cultivos. El cambio de producción entraña una parada de casi 7 horas y mucha carga de trabajo adicional.

Esta situación, antes esporádica, es ahora cada vez más frecuente. Para LAGOSA es una prioridad disminuir este tiempo y aumentar por tanto la flexibilidad de la producción.

EJERCICIO

Reducir el tiempo de paro de línea en el cambio de fabricación.

Descripción de la línea: Consta de dos extrusoras que alimentan a un cabezal plano de doble canal de 2.1m de anchura en el caso de extrusión de PVC y 2.45m de anchura en el caso de poliolefinas (PP, PE, TPO…). La extrusora A suministra el material de la capa superior, y aporta el 25% de la carga total de la línea. La extrusora B, se encarga de la capa inferior y aporta el 75% de la carga final de la línea. La línea cuenta con un sistema para añadir una lámina geotextil adherida por temperatura a la lámina plástica, si el producto lo requiere. El cabezal plano alimenta la lámina bicapa a una calandra que tiene la doble labor de darle el espesor final a la lámina (mediante la regulación de velocidad) y de enfriarla (mediante un sistema de rodillos atemperados con agua). Tras la calandra se encuentran los controles de calidad (un medidor de espesor neumático y un sistema de visión artificial para detectar defectos). La lámina plástica pasa entonces por varios descargadores de electricidad estática y llega a un acumulador que permite acumular lámina durante los paros entre cambios de bobina. Después del acumulador, hay varias cortadoras que permiten fabricar distintos anchos de máquina y una trituradora, que recupera el material del corte lateral y lo reconduce a la extrusora B.  Finalmente se encuentran las bobinadoras, que bobinan la lámina sobre mandriles de cartón para producir master-rolls (100m~600m) o custom rolls (menos de 100m)

Tras las bobinadoras se encuentra el control de peso, y después el robot de paletizado.

Se requieren 3 operarios para arrancar/parar la línea, y 1 sólo para mantenerla en marcha.

 OPERACIÓN 1

PARADA DE PRODUCCIÓN DE PVC

Se calcula el paro para dejar fabricado un palet completo de la referencia actual, y se corta la alimentación a las extrusoras en el momento adecuado. En ese momento, el oficial ralentiza motores, apaga temperaturas y 2 operarios auxiliares vierten de forma manual 200kg de material de limpieza. El oficial controla los parámetros de presiones y temperaturas mientras da instrucciones a los auxiliares.

En cuanto se ve asomar material de limpieza por el cabezal, se para la línea desde calandra hacia adelante y se corta la lámina. Retroceden las extrusoras para alejarlas de calandra y el material comienza a caer lentamente en el suelo.

Los operarios auxiliares van retirando el material del suelo y lo depositan en el bigbag de subproducto. Entre viaje y viaje dosifican más material de limpieza en las extrusoras.

Llegados a la temperatura de referencia el oficial detiene las máquinas. 

DURACIÓN = 19 minutos

El oficial coge la caja de herramientas de extrusora del armario situado a pié de máquina y afloja tornillos de las tapas laterales del cabezal. Es importante aflojar estos tornillos a máquina parada y en caliente para evitar que se gripen (7 tornillos M16 a cada lado del molde, 14 tornillos en total), pero a mitad de la operación uno de los tornillos está demasiado apretado. Va a buscar un tubo hueco (3 minutos) para alargar la palanca de su llave allen 14 y así hacer más fuerza. Consigue soltar ese tornillo, pero en el siguiente se le escapa la llave y se da cuenta de que está dañada (redondeada) y esto le dificulta la operación. Se va al taller a cambiarla por una llave nueva (5 minutos). Termina la operación y deja las tapas y sus correspondientes tornillos en una caja del armario rotulada con el nombre “tapas laterales”.

Entre tanto los operarios auxiliares sacan los bigbags de subproducto con ayuda de una carretilla y colocan 2 bigbags nuevos en la zona rotulada con el nombre “bigbags de subproducto”.

Vacían las tolvas de materia prima y producto recuperado, vacían también las líneas de transporte de pellets y comprueban la ausencia de pellets de PVC tanto en mangueras como en tolvas.

DURACIÓN = 25 minutos

OPERACIÓN  2

RETIRAR EL CABEZAL ANTIGUO

La empresa tiene procedimentada la necesidad de tratar unos puntos de seguridad antes de realizar cualquier operación no rutinaria. El equipo de Oficial y 2 Operarios se reúne y pasan una verificación de seguridad de la zona y la tarea. Repasan los epis necesarios en cada operación además de los obligatorios de rutina: gafas de seguridad, guantes estándar en todo momento, guantes de temperatura en operaciones en máquina saliente, manga larga en todo momento para evitar quemaduras en los brazos y sentido común. Un solo director de equipo, en este caso el oficial, aunque se observa que todos conocen la operativa a nivel experto. Todos se comprometen a velar por la seguridad de todos y comienzan el trabajo.

DURACIÓN = 6 minutos

Los 3 operarios colocan 4 cáncamos en el cabezal (4 minutos para ir a buscarlos junto con las eslingas), y los amarran a sendas eslingas a través de perrillos de sujeción. Desatornillan los cuellos de ambas extrusoras al cabezal (6 tornillos en cada cuello), con llaves allen de 10mm (Tornillos M12), y los colocan en una caja en el armario de material (a unos 25 metros del cabezal) en la que pone “tornillos cuellos”. Un operario va a coger la carretilla (4 minutos) y maniobra entra las máquinas para colocarla según unas marcas de pintura en el suelo, mientras tanto los otros 2 operarios apilan 2 hileras de 6 pallets europeos cerca de la zona de maniobra a modo de mesa de operaciones para el cabezal (4 minutos). Cuando todo está en su sitio. La carretilla eleva las uñas por encima del cabezal y entra lentamente, mientras los 2 operarios enhebran las eslingas en las uñas. Se elevan las uñas, se tensan las eslingas, y los operarios  aflojan los tirantes (4 tirantes M32, 2 tuercas por tirante) que sujetan el cabezal hasta que éste pende únicamente de la carretilla sujeto por las eslingas (11 minutos). La carretilla maniobra lentamente hacia atrás, mientras los operarios convenientemente ataviados para evitar quemaduras (el cabezal se encuentra en este punto a unos 90ºC), lo van guiando a ambos lados del mismo para evitar posibles colisiones. Cuando llega el momento de girar para dejarlos sobre los pallets, estos no están en una posición que permita la maniobra. Los retrasan medio metro empujándolos entre los dos operarios (1 minuto), y depositan lentamente el cabezal sobre los mismos.

DURACIÓN = 42 minutos

OPERACIÓN  3

ABRIR EL CABEZAL ANTIGUO

Es importante separar las secciones del cabezal en caliente. Se han de aflojar los 32 tornillos M20 una vuelta, y cuando están sueltos se han de sacar. Los 3 operarios convienen que todo está bajo control y tienen tiempo para un descanso. Tras el receso, la operación la hacen los 3 operarios, dos aflojando con llave fija, y uno retirando tornillos con llave neumática. Estos tornillos los depositan en la caja rotulada como “Tornillos Cabezal”.

Los cáncamos utilizados anteriormente sirven ahora para retirar el cuerpo superior del cabezal utilizando el mismo método: eslingas soportadas en las uñas de la carretilla.

Los dos operarios colocan otros 6 pallets al lado de los primeros (4 minutos) y depositan el cuerpo superior con cuidado de dejar la parte cromada hacia arriba para no dañarla y permitir su limpieza (4 minutos).

Le toca el turno al cuerpo central del cabezal. Se repite la misma operativa para aflojar otros 30 tornillos también M20, con la particularidad de que esta vez hay que sacarlos con extremo cuidado para evitar que ninguna caiga sobre las zonas cromadas de los cuerpos medio e inferior que ahora están expuestas.

Antes de retirar los dos tornillos extremos se reutilizan los cáncamos del cuerpo superior para amarrar el central a eslingas que permitan retirarlo. Se tensan las eslingas con la carretilla y se retiran los tornillos. Este cuerpo se deja sobre otros 6 pallets (esta vez supone 6 minutos) que de nuevo preparan los dos operarios que no se encargan de la carretilla pero esta vez protegido con dos manteles de la misma lámina de PVC fabricada por el cabezal y que los operarios recortan en ese mismo instante para su uso, para proteger del contacto ya que el cuerpo central tiene 2 caras cromadas expuestas. La operación para depositarlo es muy delicada, ya que dañar el cabezal, dejaría sin trabajo al personal durante las 8 semanas que duraría su reparación.

El cuerpo inferior ya está convenientemente colocado en su lugar y con la cara cromada hacia arriba listo para su limpieza.

Los operarios retiran los trozos de PVC pegados a todos los cuerpos del cabezal, para evitar que su degradación (que libera vapores de HCl) destruya las distintas capas de metal e inutilice el cabezal.

Una vez hecho esto se recoge la zona: cajas de tornillería, restos de PVC a los bigbags de basura, y se deja el cabezal para posterior limpieza.

DURACIÓN = 69 minutos

OPERACIÓN  4

DESMONTAR CUELLOS

El último cuello antes del cabezal también se ha de cambiar por uno específico para PP ya que tiene distinto diseño por no estar adecuado en el caso de PVC para la instalación de una bomba de engranajes, que sí se monta en el caso del PP.

Se desmontan otros 6 tornillos por cuello (12 tornillos M10 en total con llaves allen 12), y se dejan en la caja “Tornillos Cuellos”. Los cuellos siguen en su posición sujetos por el “churro” interior de PVC que a unos 75ºC tiene rigidez suficiente para sostenerlos. Con ayuda de un polipasto manual (Tractel) sujeto de forma permanente en la estructura superior se separan del tramo anterior y se les extrae el “churro” de PVC. Se depositan con los cuerpos del cabezal extraído. Y se recoge la zona.

DURACIÓN = 19 minutos

OPERACIÓN  5

PURGAR LINEA

Una vez retirados los cuellos de PVC, se ponen en marcha los calentadores de las extrusoras, de los husillos y de los cuellos restantes. Aprovechan el calentamiento para alargar un descanso extra para el café. Cuando la temperatura llega a 115º, se arrancan ambas extrusoras mientras los 2 operarios adicionales dosifican manualmente material poliolefínico (principalmente PP reciclado), para asegurar que todos los restos de PVC son barridos fuera de la línea de extrusión y evitar que este corrosivo material pueda entrar en contacto con piezas destinadas a trabajar con poliolefinas. Se continúa con esta operación hasta que el cuello posterior a cada extrusora alcanza los 150º. En ese momento se han dosificado unos 350kg de PP, los primeros 100kg van directos al BB de subproducto, los siguientes hay que despedazarlos en caliente en trozos más pequeños (para facilitar la molienda) y dejarlos en un bigbag destinado a reciclaje.

DURACIÓN = 36 minutos

OPERACIÓN  6

MONTAJES

Los 2 operarios se dirigen al almacén de piezas y el tercero recoge un palet vacío con la carretilla, lo protege con un cartón y se acerca hasta el almacén, donde sus compañeros recogen las partes a montar y las colocan cuidadosamente entre los 2 en el pallet (7 minutos). Dos cuellos, dos bombas de engranajes y dos ejes tipo cardan, cada par etiquetado como “A” o “B”. Mientras el carretillero acerca este material a la zona, sacan del almacén con dificultad un cofre de madera con una traspaleta rotulada como “traspalet almacén” que está correctamente situada en su perímetro delimitado. Abren el cofre donde se encuentra el cabezal de poliolefinas de 2.45 metros de ancho, y comienzan a enhebrar eslingas situadas dentro del cofre en los cáncamos que el cabezal ya tiene bien enroscados. Entre tanto llega el carretillero que coge el cofre con la carretilla y lo lleva también hasta la zona de extrusión (18 minutos).

Allí cogen el cabezal por las eslingas y la carretilla maniobra para introducir el cabezal en su posición, ayudado por los dos operarios que lo guían. Con cuidado lo  introducen en los 4 tirantes de sujeción M32 y aseguran la posición con tuerca y contratuerca en cada tirante. Comprueban que la sujeción es firme y lo descuelgan de las uñas de la carretilla (12 minutos)

Verifican el buen estado de las juntas tóricas de PTFE de cuellos nuevos, y de los cuellos que salen de extrusoras. Una vez acordado que no hay necesidad de cambiar las juntas, un operario aplica grasa de cobre con un pincel a 36 tornillos M12, mientras los otros dos acoplan los cuellos nuevos al cabezal, sólo apuntando los tornillos engrasados con la mano sin apretarlos (6 tornillos M12 cada cuello), acoplan también las bombas por un lado a los cuellos nuevos (6 tornillos M12 por bomba, roscados a mano, sin llave) y por el otro lado a los cuellos de ambas extrusoras, todavía calientes, retirando primero algo de material poliolefínico caliente que sobresale (otros 6 tornillos por bomba). Una vez acoplado el conjunto, se comienza con el apriete del sistema de atrás hacia adelante. Primero los 6 tornillos de cuello extrusora a bomba engranajes, (un operario con llave allen en cada línea), después los 6 tornillos de la salida de bomba de engranajes a cuello, y por último los de cuello a cabezal nuevo. 18 tornillos por operario 36 tornillos en total, apretados con firmeza para asegurar la estanqueidad ante 300bar de presión, pero sin un par de apriete medible definido.

Una vez ensamblado el conjunto se acoplan los ejes cardan a unos motores fijos sostenidos sobre la estructura. Otros 6 tornillos por extremo y eje (24 tornillos en total) esta vez M10, apretados sin exceso con una llave allen 8. Esta operación la ejecuta a mano un solo operario porque sólo encuentran una llave de esas características. Entre tanto un operario busca otra llave y el otro va colocando tornillos manualmente, la operación parece simple pero se alarga 15 minutos.

Con el conjunto mecánicamente terminado, se acoplan resistencias en ambos cuellos nuevos y el oficial monta con cuidado sondas de presión y temperatura en ambas bombas, mientras los dos operarios enchufan las conexiones eléctricas de cabezal y cuellos.

DURACIÓN = 78 minutos

OPERACIÓN  7

PRECALENTAMIENTO Y PUESTA EN MARCHA

El oficial pone en marcha los calentadores y reguladores de temperatura de extrusoras, cabezal, cuellos y bombas. Fabrica la estopada de las tapas laterales del cabezal recortando láminas de aluminio y junta klinker (10 minutos), y monta a cada lado del cabezal, la lámina de aluminio, la junta klinker y la tapa de acero. Apunta los 7 tornillos M16 a cada lado que previamente otro operario ha engrasado con grasa de cobre y los aprieta con una llave allen 14.

Los dos operarios recogen la zona, se llevan el material recuperable en bigbags a la planta de reciclado (a unos 100m) y lo distribuyen en 2 zonas, según sea PVC o Poliolefinas. Recogen el material de limpieza de PVC y el de PP no utilizados a sus zonas designadas, los pallets, se llevan los cuellos para PVC al almacén de material y los depositan en su lugar correspondiente. Conectan las mangueras de dosificación en la mesa de conexiones con la conexión definida según la hoja de producción, y comienzan una verificación de puesta en marcha con una hoja llamada “Checklist PP”. Revisan posiciones de guías y cortadoras y estado de cuchillas. Textos de codificación y etiquetado. Recetas de producción (Software), longitudes, pesos y ceros de báscula (que calibran con pesas), recetas de paletizado en robots y estado de suministros: niveles de silos, film de embalaje, suministro de tinta codificadores, suministro de etiquetas, suministro de mandriles (en este punto retiran los mandriles de ancho anterior, y colocan mandriles de nuevo ancho, suministro de palets, suministro de flejes, suministro de cuñas sostenedoras (calzas para los rollos), estado de molino corte lateral de lámina (está sucio – toca abrir / limpiar / purgar línea y cerrar – 30 minutos sólo para el molino)

El oficial reaprieta todos los tornillos (laterales cabezal, cuellos y bombas) al llegar a 100ºC, de nuevo a 120ºC a 150ºC y por último a 185ºC. Entre apriete y apriete ata 1,5 metros de material geotextil a la lámina quieta de PVC, que permanece en la calandra. Terminadas estas tareas se va a ayudar a sus compañeros con el molino (15 minutos), y cuando está operativo comienza a arrancar las extrusoras. Derrama algo de lámina en el suelo, y cuando es uniforme, la empalman con la lámina geotextil de la calandra, entonces arrancan la línea completa, de modo que el nuevo material se auto enhebre por todo el recorrido empalmado con el antiguo material. Los operarios bobinan a mano toda la lámina de PVC de la línea, y la separan para reciclar. Bobinan también a mano los primeros rollos de PP hasta que el material es bueno, y sacan 20 metros buenos para control de calidad (peso, espesor, aspecto, medidas), y después arrancan la bobinadora automática.

A partir de ahí la línea la llevará el operario oficial en solitario y la labor de los operarios auxiliares consistirá en limpiar y cerrar el cabezal de PVC, guardarlo en su caja y guardar todo el material según los estándares definidos.

DURACIÓN = 94 minutos

Tras la compleja operación los operarios se felicitan de la buena arrancada y se toman otro descanso antes de comenzar con todas las abundantes tareas adicionales que quedan por delante.