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- Enhanced Real-Time Maintenance Management Model - A Step toward Industry 4.0 through Lean: Conveyor Belt Operation Case StudyPublication . Mendes, David; Gaspar, Pedro Dinis; Charrua-Santos, Fernando; Navas, Helena V. G.Conveyor belts (CBs) are widely used for the continuous transport of bulk materials. CBs must be extremely reliable due to the cost associated with their failure in continuous production systems. Thus, it is highly relevant in terms of maintenance and planning to find solutions to reduce the existing stoppages from these assets. In this sense, it is essential to monitor and collect real-time data from this piece of equipment. This work presents a case study, where a model that combines the Lean Philosophy, Total Productive Maintenance (TPM), and the enabling technologies of Industry 4.0 is applied to a CB. The proposed model monitors the CB and provides data on its operation, which, using the calculation of indicators, allows a more accurate and thorough view and evaluation, contributing to improving and supporting decision making by those responsible for maintenance. The data collected by the sensor help those responsible for maintenance and production, in the readjustment of more accurate and optimized planning, programming, and execution, supporting decision making in these areas. During the field test of a two-hour monitoring period (10 a.m. to 12 p.m.), the model identified six stoppages, resulting in approximately 88.6% of operational time for the conveyor. The field test showed that this model can result in more accurate maintenance decision making than conventional approaches. This research also contributes to the advancement of electronics and industrial automation sectors by empowering companies to transform maintenance methodologies. The potential of this approach and its implications for enhanced productivity and overall performance are therefore highlighted.
- Integrating TPM and Industry 4.0 to Increase the Availability of Industrial Assets: A Case Study on a Conveyor BeltPublication . Mendes, David; Gaspar, Pedro Dinis; Charrua-Santos, Fernando; Navas, HelenaAs the global market becomes increasingly competitive and demanding, companies face the challenge of responding swiftly and efficiently to customer needs. To maintain a competitive advantage, organisations must optimise the usage of their assets. This study focuses on the critical role of maintenance management and presents a novel, cost-effective, and easily applicable model that integrates Industry 4.0 (I4.0) and Total Productive Maintenance (TPM) principles to enhance production processes. The proposed model incorporates a real-time monitoring system equipped with sensors, a gateway, and Internet of Things (IoT) services. These components enable data acquisition, transmission, storage, and visualisation through both mobile and fixed devices. The model’s effectiveness was validated through its implementation on a conveyor belt in a feed mill. The availability of the conveyor belt was around 89.5% before TPM implementation. After the implementation of TPM, it was possible to observe that the availability of the treadmill increased to 92.7% in a workweek of 105 h. On the other hand, it was possible to observe a considerable improvement in terms of the average time of each intervention, with a reduction of around 53%. Moreover, the model also facilitated improvements in the maintenance plan for the conveyor belt. Operators were trained to effortlessly comply with the new autonomous maintenance plan, enhancing operational efficiency. The joint application of I4.0 and TPM demonstrated significant advancements in maintenance management. The flexibility of the developed model allows for easy adaptation to monitor other condition parameters, enabling real-time decision-making for both the maintenance and production departments. This integrated approach holds the potential to drive process optimisation, ultimately contributing to improved productivity, cost-effectiveness, and competitiveness.
- Manutenção Lean em Ambiente de Indústria 4.0Publication . Mendes, David Samuel Fernandes Tavares; Gaspar, Pedro Miguel de Figueiredo Dinis Oliveira; Navas, Helena Victorovna GuitissPara que as empresas, independentemente da sua dimensão, se mantenham competitivas e ativas num mercado cada vez mais global, devem aumentar a produtividade, economizar recursos e melhorar os seus processos organizacionais. Com o aumento da automação e digitalização, um dos focos é colocado na gestão de ativos e manutenção, como sendo funções de agregação de valor ainda mais significativas. Os requisitos para o setor da manutenção, assim como para o pessoal integrante desta área, mudou consideravelmente ao longo dos anos por causa do aumento da digitalização e automação, e pela complexidade dos ativos. Para que esta área se enquadre na realidade atual, é necessária uma rápida reação e adaptação da estratégia de manutenção. Desta forma, o incremento das ferramentas inerentes à Filosofia Lean (FL) e às tecnologias inerentes à Indústria 4.0 (I4.0) são de todo importantes, já que permitiram às empresas melhorar o funcionamento do chão de fábrica. A FL surge como uma cultura promissora e geradora de resultados efetivos, tendo como objetivo a eliminação dos desperdícios e a criação de valor. Ligada à FL, assim como ao departamento da manutenção e produção, encontra-se a metodologia Total Productive Maintenance (TPM). Esta tem como objetivo potenciar o desempenho das empresas, através da realização de ações específicas, na contribuição para o aumento da eficiência produtiva, diminuição de desperdício, acidentes, defeitos, paragens e falhas ao longo do processo produtivo. Por outro lado, com a introdução de novas tecnologias no setor industrial, surge a necessidade deste se adaptar às alterações do mercado, de modo a fazer frente às necessidades de um mercado cada vez mais competitivo e global. Neste contexto, o presente trabalho apresenta um modelo que integra três conceitos: Manutenção, FL e a I4.0, para melhorar a gestão e todas as atividades inerentes da manutenção, passando pelo planeamento da manutenção até à intervenção da mesma. O modelo é composto por uma arquitetura constituída por sensores, gateway, e protocolos de comunicação: internet sem fios e o Bluetooth Low Energy (BLE) para assegurar a contínua e ininterrupta monitorização de vários indicadores relevantes da manutenção. Uma vez desenvolvido o modelo, e de forma a ilustrar o seu potencial em termos de aplicação e de validação em contexto industrial e real, é desenvolvido um estudo de caso numa fábrica de rações, mais concretamente aplicado a um tapete transportador que opera na área de transporte e movimentação de granéis. Constatou-se que a implementação deste modelo junto com a consciencialização e participação de todos os elementos que operam na área de transporte e movimentação de rações, trouxe inúmeros benefícios, como: o aumento da disponibilidade (aumento de funcionamento em 7%), melhoria no conhecimento e desempenho dos colaboradores que operam nesta área, intervenções e plano de manutenção mais ajustado à realidade diária de operação do tapete transportador, melhorando os tempos (redução do tempo médio de reparações em 53%) de paragens programadas, entre outros benefícios. Os resultados mostram que o modelo proposto é uma ferramenta com mais-valias para as empresas. Possibilita aos responsáveis pelos serviços da manutenção fundamentarem as suas decisões com base na análise de dados que podem ser visualizados de uma forma rápida e acessível. Com base na análise do histórico do tapete transportador conjugado com os dados adquiridos pelo sistema de monitorização contínua, foi possível observar a sua utilidade no dia-a-dia dos responsáveis da manutenção, através da seleção e utilização de parâmetros específicos da gestão da manutenção.