​​Desarrollo e implementación de un sistema de monitoreo del OEE y plan de mantenimiento basado en la confiabilidad para un sistema de paletizado automático con robot KUKA en una línea de producción de Yogur

Abstract

Este trabajo se enfoca en el desarrollo e implementación de un sistema OEE que está diseñado para el mantenimiento preventivo del proceso de paletizado automático utilizando un robot KUKA en la línea de producción de yogur de la empresa Laive. Para comenzar, se llevó a cabo una recopilación de datos operativos del proceso, que incluía la producción estimada de pallets por turno, los fallos más comunes del robot y la interacción de los equipos involucrados, como el PLC, los sensores y los actuadores. Con esta información en mano, se definió la estrategia de integración con el PLC ya instalado en la línea, adaptando el diseño del sistema OEE a la arquitectura de dicho controlador y a las librerías disponibles para el cálculo del indicador y su integración con una plataforma web. Dado que la estructura del código varía según el tipo de PLC, se desarrolló una programación específica que permite adquirir, procesar y visualizar las variables críticas del sistema, empleando para las pruebas de simulación un PLC disponible en la empresa del autor, manteniendo compatibilidad lógica con el controlador real. Además, se decidió almacenar los datos históricos en un servidor SQL Server para poder generar reportes, gráficos y análisis de tendencias.

El desarrollo del sistema se complementó con la aplicación de metodologías de mantenimiento basadas en la confiabilidad. A través del análisis RCM (Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad), se identificaron las funciones del sistema de paletizado, los fallos potenciales y las tareas preventivas necesarias para garantizar la continuidad operativa. Al mismo tiempo, se elaboró un FMEA (Análisis de Modos de Falla y Efectos) para evaluar los modos de falla más significativos, determinar su impacto en el OEE y priorizar acciones de mitigación mediante el cálculo del RPN.

La integración del OEE con los resultados del RCM y el FMEA permitió establecer un sistema confiable que mejora el monitoreo del desempeño y optimiza la gestión del mantenimiento del proceso de paletizado.

This work focuses on the development and implementation of an OEE system designed for the preventive maintenance of the automatic palletizing process using a KUKA robot in the yogurt production line of the company Laive. To begin, operational data from the process were collected, including the estimated number of pallets produced per shift, the most common robot failures, and the interaction of the equipment involved, such as the PLC, sensors, and actuators. With this information in hand, the integration strategy with the PLC already installed on the line was defined, adapting the OEE system design to the architecture of said controller and to the libraries available for calculating the indicator and integrating it with a web platform. Given that the code structure varies depending on the type of PLC, specific programming was developed to acquire, process, and display the critical variables of the system, using a PLC available at the author's company for simulation testing, while maintaining logical compatibility with the actual controller. Additionally, historical data were stored on a SQL Server to enable the generation of reports, charts, and trend analyses.

The development of the system was complemented by the application of reliability-based maintenance methodologies. Through the RCM (Reliability-Centered Maintenance) analysis, the functions of the palletizing system, potential failures, and the preventive tasks required to ensure operational continuity were identified. At the same time, an FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) was conducted to assess the most significant failure modes, determine their impact on the OEE, and prioritize mitigation actions based on the RPN calculation.

The integration of the OEE system with the results of the RCM and FMEA enabled the establishment of a reliable framework that enhances performance monitoring and optimizes maintenance management of the palletizing process.