Using Statistical Process Control (SPC) and Process Failure Mode and Effect Analysis (PFMEA) to Increase Overall Equipment Effectiveness (OEE) and Decrease Waste and Overweight in Consumer Goods Production Industry

Abstract

Denne rapporten bruker ICCM (Identify, Control, Capability og Maintain) metoden, med noen av de tilhørende verktøyene, for å gjøre Conbar linjen på den Orkla ASA eide Nidar fabrikken mer effektiv og lean. De to hovedproduktene som har blitt sett på er New Energy og Småsulten barer siden disse er antatt å ha størst potensiale for forbedring. Analysene har blitt gjort ved hjelp av observasjoner på linjen, workshops med operatørene og analyser av dataen som har blitt innsamlet. Dataen har blitt innsamlet gjennom kontakt med operatørene og observasjoner. I tillegg har noe av dataen blitt logget av operatørene og lederne på linjen over tid.

Det var antatt før prosjektet at Conbar-linjen hadde unødvendig høye oppstarts og avslutnings tider, som igjen førte til lav Overall Equipment Effectiveness (OEE). Det var også antatt at vrakandelen var unødvendig høy for de to aktuelle produktene, og at overvekten også kunne reduseres for alle produktene på linjen.

Analysene er delt i tre hoveddeler: OEE, overvekt og vrakanalyse. OEE analysen presenterer flere tiltak som skal forbedre OEE, og besparelsene er beregnet til å være 0,70 årsverk årlig. Overvektsanalysen presenterer noen tiltak for å minke overvekten, og legger vekt på viktigheten av å ha fokus på overvekt. Tiltakene og det økte fokuset er beregnet til å føre til 26 tonn produkt spart årlig. Vrakanalysen viser detaljert hvor de største delene av vrak kommer fra på linjen, og presenterer i tillegg en liste med tiltak for å minke vraket for de to hovedproduktene. Totale besparelser fra vrakanalysen er beregnet til å være 44 tonn årlig. Dette viser totalt sett at det er et stort potensial for linjen da de totale besparelsene er beregnet til å være omtrent 0,70 årsverk og 70 tonn årlig.

For å klare å gjøre disse besparelsene burde tiltakene som har blitt presentert gjennomføres av Nidar. Et gjentagende tiltak er å stabilisere produksjonen slik at produktene har høyere og jevnere kvalitet. Hvordan produksjonen kan stabiliseres har blitt sett på i en Process Failure Mode og Effect Analyse (PFMEA). Denne analysen ser på ulike feilkilder, rangerer de, og lager et sett med tiltak for å sørge for at disse feilene ikke skjer. Denne analysen foreslo å innføre Statistisk Prosesskontroll (SPC) for å stabilisere produksjonen, derfor er også et forslag til bruk av SPC på flere ulike parametere presentert. SPC med bruk av Process Behavior Charts (PBCs) viste at flere av parameterne kunne vært mer i kontroll, og derfor er det anbefalt å implementere SPC for å stabilisere de. I tillegg er det anbefalt at Nidar jobber med å iverksette e de forskjellige tiltakene presentert i denne rapporten. En prioritert liste over de foreslåtte overordnede tiltakene har blitt laget, og er som følger:

1. Forbedre oppstarts- og avslutningsrutinene 2. Alle vraktiltak på Småsulten produksjon 3. Implementering av SPC for å redusere variasjon og stabiliserer produksjonen 4. Gjøre spesifikasjonene for vekt av produkter mer realistiske 5. Gjøre overvekt til en Key Performance Indicator (KPI) 6. Alle vraktiltak på New Energy produksjon 7. Standardiserte rutiner og bedre opplæring av operatørene på disse 8. Lage tydelige regler for vektøkning/redusering ved undervekt/overvekt

Denne listen er basert på tiltakene med høyest fordel mot kostnad forhold. Flere workshoper og å gjøre PFMEA analyser på flere prosesser er også anbefalt siden dette førte til nyttige diskusjoner om produksjonsprosessen.

This thesis uses the ICCM (Identify, Control, Capability and Maintain) methodology, and some of the corresponding tools, to make the Conbar line at Orkla ASA’s Nidar factory more efficient, effective and lean. Two main products have been looked at since these have the assumed highest potential. These products are the New Energy chocolate bar and the Småsulten nut bar. The research has been done by observations on the factory, workshops with the operators and by analyzing the corresponding data. Data has been gathered by interactions with the operators and observations on the line. In addition, some of the data used has been logged by the operators or the management over time.

The Conbar line was prior to the project assumed to have unnecessary high startup and shutdown times, which lead to low Overall Equipment Effectiveness (OEE). It was also assumed that the waste, including overweight, was high for the two main products. The amount of overweight was also assumed to be high for all the other products on the line.

The analyses are divided in three main themes: Overall Equipment Effectiveness (OEE), overweight and waste analyses. The OEE analysis presents several actions to improve the OEE, and the calculated savings are 0,7 Full Time Equivalent (FTE) yearly. The Overweight analysis presents some actions to decrease the overweight but is also describing the importance of being focused on overweight. The total savings are estimated to be around 26 tons yearly. Lastly, the waste analysis shows in detail where majority of the waste is located on the line and presents a long list of recommended actions for the two main products; New Energy and Småsulten bars. The estimated savings are respectively 27 and 17 tons yearly. This shows that there is a lot of potential on improving the line, which gives an estimate of 0,70 FTEs and 70 tons product in savings yearly.

In order to make these improvements, several actions have been presented. A repetitive action is to stabilize the production. This has been looked further into by a Process Failure Mode and Effect Analysis (PFMEA). This analysis is used to look into the failure modes, rank them, and make a set of actions to prevent these. The analysis led to the need of SPC, therefore a suggestion to use Statistical Process Control (SPC) on a set of different measures also will be presented. SPC with Process Behavior Charts (PBCs) shows that several of the measures could be more in more control, and implementation of SPC is recommended to make the process more stable. In addition, Nidar is suggested to work on the actions mentioned in this thesis. A ranked list of the suggested overall main actions has been made, and is the following:

1. Improved startup and shutdown routines 2. All waste actions regarding Småsulten bars 3. Implement SPC to reduce variation and stabilize the production 4. Set the weight specifications more adequate 5. Overweight as a Key Performance Indicator (KPI) 6. All waste actions regarding New Energy 7. Standardized routines and better training of operators 8. Set clear action rules for weight increase/reduction

The list is based on the actions that has the highest benefit versus cost ratio. More workshops and making several PFMEA upon other processes are also recommended as this led to very useful discussions about the production process.