Metoda SMED, czyli jak skrócić przezbrojenie maszyny

Metoda SMED – przyspiesz przezbrojenie maszyny i zwiększ jej dostępność

Zasada jest prosta. Jeśli dana maszyna produkuje to również i na siebie zarabia. Wszystko to co dzieje się z nią w pozostałym czasie jest dla nas niczym innym jak stratą. Jedną z kluczowych czynności jaką możemy zaliczyć do procesu produkcyjnego jest przezbrojenie maszyny. Często trwa ono zdecydowanie za długo.

Skoro jednak nie możemy go wyeliminować to warto byłoby je skrócić. Dlatego w tym materiale przyjrzymy się bliżej temu co należałoby zrobić, aby po zakończeniu obróbki jednego typu części jak najszybciej przystąpić do pracy na kolejnym.

Z pomocą przyjdzie nam jedno z narzędzi ciągłego doskonalenia – metoda SMED. O tym czym ono jest i jaka jest jego geneza powiemy sobie już za chwilę. Ale to nie wszystko. Bowiem sprawdzimy także co właściwie należałoby zrobić, aby skutecznie skrócić czas jaki potrzebujemy właśnie na przezbrojenie maszyny. Miłej lektury!

W skrócie

Czytające ten artykuł dowiesz się:

• Co to jest metoda SMED
• Co warto przeanalizować zanim wdrożymy SMED
• Jak wdrożyć metodę SMED krok po kroku
• Czym różnią się przezbrojenia wewnętrzne od zewnętrznych oraz które z nich są dla nas niekorzystne
• Co to jest metodologia OTED i czym różni się ona od SMED
• Jakie są zalety wdrożenia SMED
• Kto jest autorem metody SMED i jakie kontrowersje są z tym związane

Co to jest metoda SMED?

SMED to metoda, która ma na celu redukcję czasu w jakim wykonywane jest przezbrojenie maszyny. Sama nazwa to akronim od Single-Minute Exchange of Die, czyli w dosłownym tłumaczeniu wymiany matrycy w czasie kilku minut.

Metoda SMED polega na wprowadzeniu szeregu usprawnień dotyczących systemu mocowania oraz wykonywaniu poszczególnych czynności bez potrzeby zatrzymywania maszyny. Istotna jest również redukcja ilości wykorzystywanych narzędzi do minimum a w niektórych przypadkach także zwiększenie poziomu automatyzacji.

Pamiętajmy jednak, że cel jakim jest przezbrojenie w jednocyfrowej liczbie minut czasem może być bardzo trudny do osiągnięcia. A nawet jeśli są na to szanse to potencjalne koszty tego rozwiązania zdecydowanie przewyższą zyski. Dlatego wdrożenie każdego usprawnienia warto dogłębniej przeanalizować.

Jakościowiec teraz także na LinkedIn!

Co warto przeanalizować zanim wdrożymy metodę SMED?

Potrzeba skrócenia czasu jaki jest niezbędny na przezbrojenie maszyny często pojawia się w momencie spadku dostępności danego wyposażenia. Zanim podejmiemy jednak odpowiednie kroki niezbędne będzie wykonanie chociażby częściowej analizy stanu obecnego.

Pozwoli to nam na zdobycie wiedzy na temat możliwości jakie obecnie mamy. Analiza swoim zakresem powinna objąć jednak wszystkie maszyny. Nawet te, którym w danym momencie daleko do pełnego obłożenia. Dzięki czemu w razie nagłego wzrostu zapotrzebowania będziemy na niego odpowiednio przygotowani.

Wskaźnik OEE a metoda SMED

Jednak czas przezbrajania to wyłącznie jedna z form marnotrawstwa. Równie dobrze mogą istnieć inne problemy, na które warto zwrócić uwagę. Mogą być one związane chociażby z awariami czy jakością produkowanych części.

Pomocny z pewnością będzie wskaźnik OEE (Overall Equipment Efficiency), który pozwala nam oszacować wydajność danej maszyny. Analiza otrzymanych wyników da nam odpowiedź, czy metoda SMED na pewno będzie dobrym rozwiązaniem, czy może jednak większy nacisk położyć na przeglądy prewencyjne TPM.

Więcej zarówno na temat samego OEE jak i TPM przeczytacie w artykule:

• Filary TPM, czyli Total Productive Maintenance w praktyce

Wpływ czynnika ludzkiego na skuteczność SMED

Warto również pamiętać o dużym udziale czynnika ludzkiego zarówno podczas wdrażania SMED jak i późniejszej realizacji przezbrojeń. Bez odpowiedniego zaangażowania pracowników nawet zastosowanie drogich rozwiązań może nie zagwarantować nam oczekiwanych rezultatów.

Dotyczy to jednak nie tylko pracowników linii produkcyjnych, ale również najwyższego kierownictwa, które jest odpowiedzialne za promowanie odpowiednich postaw wewnątrz organizacji. Rolą szefostwa jest także wyznaczanie celów, ale takich które będą realne do osiągnięcia. I mogą dotyczyć one również redukcji czasu przezbrojeń.

Czynnik ludzki, na który zwracana jest coraz większa uwaga szczegółowo omówiony został w materiale:

• Czynnik ludzki w lotnictwie

Metoda SMED a poziom wiedzy w organizacji

Skuteczny SMED wymaga wiedzy. I nie chodzi tutaj o samą metodologię, co o budowę maszyn i przyrządów. Jaką bowiem korzyść nam przyniesie zidentyfikowanie obszarów, które będą wymagały poprawy jeśli nie będziemy w stanie znaleźć skutecznego rozwiązania.

Co prawda pewne usprawnienia będzie mógł zaproponować właściwie każdy. Jeśli jednak zależy nam na bardziej spektakularnych rezultatach to bez odpowiednio przeszkolonej kadry, która dodatkowo posiada duże doświadczenie praktyczne się nie obejdzie.

5S jako wsparcie dla SMED

Ostatnim istotnym czynnikiem będzie zdefiniowanie standardów, które zapewnią utrzymywanie porządku na stanowisku pracy. W końcu jak możliwe może być skrócie czasu w jakim wykonywane jest przezbrojenie maszyny jeśli operator nie jest w stanie szybko znaleźć całego niezbędnego wyposażenia.

Pomocne nam w tym będzie inne narzędzie ciągłego doskonalenia znane jako 5S.

Więcej na jego temat przeczytacie w osobnym artykule na blogu, który szczegółowo podaje różne przykłady zastosowań:

• Metoda 5S – posprzątaj raz a dobrze

Zatem ostateczna decyzja zawsze zależeć będzie od konkretnego przypadku. Nie sztuką jest zastosować świetne rozwiązania, które będą słono kosztować a zaoszczędzony czas nie przyniesie nam żadnych korzyści. Bowiem nie będzie na niego zapotrzebowania. Dlatego podjęcie odpowiednich działań powinno bazować na szczegółowej analizie wykonanej przy udziale wspomnianego kierownictwa.

Lubisz czytać Jakościowca przy kawie? Wesprzyj rozwój portalu.

5 zł 10 zł 15 zł

Jakie są 4 etapy metody SMED?

Wdrożenie metody SMED składa się z czterech kolejnych etapów. Każdy z nich wymagać będzie dużego zaangażowania ze strony doświadczonego zespołu.

Metoda SMED – 4 etapy

1. Obserwacja procesu przezbrajania
2. Podział czynności
3. Transformacja procesu przezbrajania
4. Wdrożenie usprawnień

Etap 1 – Obserwacja procesu przezbrajania

Jak sama nazwa wskazuje to nic innego jak sprawdzenie w jaki sposób aktualnie odbywa się przezbrojenie maszyny do danej operacji. Od lat już powszechną praktyką podczas obserwacji jest wykorzystanie kamery, która pozwala zarejestrować każdy ruch operatora a także wykorzystywane oprzyrządowanie.

Jeśli mamy taką możliwość to wykonajmy obserwację również dla innych operatorów pracujących na danym stanowisku. Pozwoli nam to na zminimalizowanie ryzyka wystąpienia efektu Hawthorne, czyli podświadomego wzrostu wydajności wynikającej z faktu, że pracownicy są obserwowani.

Jednak to nie wszystko, bowiem zgromadzony materiał będzie wymagał dogłębnej analizy. Ważne jednak, aby nie wykonywać jej w pojedynkę, bowiem inne osoby mogą mieć całkiem inne spojrzenie na dany problem.

Wynik obserwacji

Jako wynik analizy otrzymamy:

• diagram spaghetti ukazujący przemieszczanie się operatora podczas kolejnych zadań
• kartę przebiegu przezbrojenia zawierającą wszystkie szczegóły dotyczące wykonanych czynności

Zwróćmy uwagę na zadania realizowane przez człowieka i te, które są rolą maszyny, bądź innego wyposażenia. Bowiem te pierwsze będą dużo łatwiejsze do późniejszej optymalizacji.

Jeśli dysponujemy ograniczonymi środkami finansowymi i chcemy zastosować metodę wyłącznie na wybranych stanowiskach. To przed przejściem do etapu drugiego dobrym wyjściem będzie wykonanie kilku obserwacji na stanowiskach i operacjach, które mają dla nas teoretycznie największe znaczenie. Natomiast dopiero po wykonaniu szczegółowej analizy podjąć decyzję o odpowiednich priorytetach.

Etap 2 – Podział czynności

Metoda SMED wyróżnia podział na dwa rodzaju czynności:

• przezbrojenia wewnętrzne – są to wszystkie działania, które do wykonania wymagają zatrzymania danej maszyny. Przykładem może być zamontowanie narzędzia.
• przezbrojenia zewnętrzne – są przeciwieństwem do przezbrojeń wewnętrznych, bowiem odbywają się poza maszyną a więc nie wymagają jej zatrzymania. Może to być transport narzędzi, czy też uchwytów na stanowisko pracy.

Naszą rolą będzie między innymi zdefiniowanie na bazie poczynionych wcześniej obserwacji, które operacje zaliczane są do przezbrojeń zewnętrznych, a które do wewnętrznych.

Warto jeszcze podkreślić, że ze względu na konieczność zatrzymania maszyny to właśnie przezbrojenia wewnętrzne traktowane są jako strata. Dlatego naszą rolą będzie ich ograniczenie, ale na tym skupimy się w kolejnym etapie.

Wdrożenie pierwszych usprawnień

Skoro udało nam się dokonać podziału na przezbrojenia wewnętrzne i zewnętrzne to możemy również dokonać pewnych usprawnień. Będą one jednak bardzo istotne. Praktyka, bowiem pokazuje, że na tym etapie jesteśmy w stanie zredukować czas przezbrojenia o 30 do 50 procent.

Niektóre z tych działań będą ściśle powiązane z wspomnianą przed chwilą metodą 5S. Dotyczyć będą one organizacji stanowiska pracy a także technik sterowania wizualnego, czyli każdej formy oznaczeń, które ułatwiają lokalizację potrzebnego wyposażenia oraz znacząco minimalizują ryzyko pomyłek.

Kolejną kwestią jest wykorzystanie list kontrolnych, które pozwalają na sprawdzenie czy na stanowisku pracy mamy przygotowane całe niezbędne, ale i sprawne wyposażenie. Dzięki temu w momencie przezbrajania unikniemy szukania kolejnych narzędzi, które w danym czasie mogą być przykładowo całkowicie niedostępne.

Wpływ na ograniczenie czasu przezbrajania ma także transport. Nie możemy sobie pozwolić sytuację, że maszyna została zatrzymana a wymagane narzędzia do nas jeszcze nie dotarły. Dlatego musimy zapewnić, że każdy transport odbywa się wyłącznie podczas pracy maszyny.

Etap 3 – Transformacja procesu przezbrajania

Wiemy już, że przezbrojenia wewnętrzne są marnotrawstwem. Dlatego następnym krokiem będzie ich zamiana w czynności, które możemy wykonać podczas pracy maszyny. Oczywiście w takim stopniu w jakim w ogóle jest to możliwe. Bowiem niektórych elementów nie będziemy w stanie uniknąć.

Przykładowym rozwiązaniem mogą być pośrednie przyrządy mocujące, które pozwalają na wykonanie częściowego przezbrojenia poza maszyną. Dodatkowo im bardziej budowa tych przyrządów będzie ujednolicona tym mniej elementów będzie wymagało zmiany. W znaczący sposób ograniczy to także ilość narzędzi wykorzystywanych podczas montażu a więc i zbędny ruch.

Zastosowanie standaryzacji

Duży nacisk należy położyć na standaryzację wykonywanych czynności. Najlepiej w formie wizualnej tak, aby uniknąć zbędnego zastanawiania się co autor miał na myśli. Im bardziej zbieżne będzie stosowane wyposażenie tym również mniej standardów będzie potrzebne.

Według statystyk etap ten pozwala na redukcję czasu przezbrajania o 20 do 25 procent w stosunku do wyników z obserwacji.

Etap 4 – Wdrożenie usprawnień

Przechodzimy do ostatniego etapu. Największe zmiany już za nami, ale wciąż pozostają nam operacje wewnętrzne, nad którymi warto popracować. Jednym z podstawowych rozwiązań jest eliminacja połączeń gwintowych oraz w miarę możliwości zastąpienie ich zaciskami.

Unikać powinniśmy również wszelkiej formy regulacji. Dlatego czasem bardziej efektywnym rozwiązaniem będzie wykonanie dodatkowych przyrządów, które już będą ustawione pod konkretną operację. W niektórych przypadkach niezbędna będzie także całkowita reorganizacja stanowiska pracy, tak aby ograniczyć zbędny ruch do minimum.

Warto mieć świadomość, że rozwiązania wdrażane na tym etapie będą nie dość, że najdroższe to również najmniej korzystne z punktu widzenia czasu przezbrajania. Standardowo dzięki wprowadzanym usprawnieniom będziemy w stanie zaoszczędzić około 10% w stosunku do początkowego czasu.

Dlatego tym bardziej powinniśmy kłaść nacisk na zmiany wdrażane na wcześniejszych etapach. Oczywiście pewnych usprawnień jesteśmy w stanie uniknąć całkowicie jeśli jeszcze na etapie zakupu wybierzemy takie rozwiązania, które opracowane zostały zgodnie z ideą szybkiego przezbrajania. Podobnie jak postąpiła Toyota podczas zakupu nowych pras, o czym powiemy sobie w dalszej części artykułu.

Ciągłe doskonalenie

Nie zapominajmy także, że metoda SMED to narzędzie ciągłego doskonalenia, więc nie powinniśmy poprzestać na jednorazowym usprawnieniu. Przede wszystkim należy okresowo monitorować efektywność podjętych działań, tak aby mieć pewność, że z czasem nasze wysiłki nie pójdą na marne.

Jednakże naszą rolą będzie też poszukiwanie i w razie potrzeby wdrażania kolejnych rozwiązań. Może się przykładowo okazać, że pewne usprawnienia, które okazały się skuteczne warto także wdrożyć do wcześniej zrealizowanych projektów.

OTED a metoda SMED

Wykonanie przezbrojenia w czasie krótszym niż 10 minut to jednak nie wszystko. Istnieje bowiem pewna odmiana metodologii SMED, która znacząco go jeszcze redukuje.

OTED to akronim od One-Touch Exchange of Die, czyli w dosłownym tłumaczeniu przezbrojenie matrycy jednym dotknięciem. W praktyce celem metody jest skrócenie czasu w jakim wykonywane jest przezbrojenie maszyny do maksymalnie stu sekund.

Niestety OTED wymaga również odpowiednio dużych nakładów finansowych, które wynikają z konieczności zmian konstrukcji różnych przyrządów, maszyn czy też linii produkcyjnych. Dlatego cieszy się dużo mniejszą popularnością niż metoda SMED.

Jakie zalety ma metoda SMED?

Metoda SMED jak inne narzędzia ciągłego doskonalenia posiada wiele zalet. To dzięki nim stała się ona tak powszechna i jest wykorzystywana w wielu fabrykach na całym świecie. Przyjrzyjmy się zatem bliżej temu co daje nam jej wdrożenie.

Jakie zalety posiada metoda SMED?

• większa dostępność maszyn – redukcja czasu w jakim wykonywane jest przezbrojenie maszyny daje nam możliwość wykorzystania jej zgodnie z podstawowym przeznaczeniem, czyli do produkcji
• krótszy czas produkcji – przezbrojenie maszyny wliczane jest do całościowego czasu produkcji wyrobu, ulega on zatem zasadniczemu skróceniu
• niższe koszty wyprodukowania wyrobu – krótszy czas produkcji przekłada się także na niższy koszt wyrobu, który może być dostarczany w bardziej konkurencyjnej cenie
• większa elastyczność procesu produkcyjnego – możemy wytwarzać to na co aktualnie jest zapotrzebowanie
• możliwość produkcji mniejszych partii – wytwarzamy części wyłącznie w takiej ilości jakie zostały zamówione przez klienta
• mniejsze zapasy części – nie ma potrzeby produkcji na półkę
• standaryzacja procesu, więc i mniejsze ryzyko pomyłki – przezbrojenie maszyny jest czynnością powtarzalną i stosownie udokumentowaną

Metoda SMED jest również jednym z niezbędnych elementów do wdrożenia Just-In-Time. Według niej produkujemy wyłącznie to co w danym momencie potrzeba. Jeśli czas przezbrajania jest szybki to możemy sobie pozwolić na wykonanie partii według zamówienia bez konieczności produkowania na przyszłość.

Kto opracował SMED i jaka jest historia metody?

Za ojca metodologii szybkiego przezbrajania powszechnie uważa się Shingeo Shingo. Ten japoński inżynier przemysłowy na koncie ma kilka różnych narzędzi Lean Manufacturing, jak chociażby Poka-Yoke. Jednakże początków metody SMED należałoby szukać kilkadziesiąt lat wcześniej w Stanach Zjednoczonych.

Pierwsze pozycje książkowe, które analizowały przezbrojenie maszyny ukazały się w 1911 roku. Były to Shop Management autorstwa amerykańskiego wynalazcy Fredericka W. Taylora oraz Motion Study Franka Gilbretha, pioniera inżynierii humanistycznej i mechaniki pracy.

Przezbrojenie maszyny według Forda

Pewne techniki stosowane były również przez Forda. Jednakże produkcja, która tam się odbywała była na taką skalę, że Ford mógł sobie pozwolić na kolejne maszyny, które zmniejszą potrzebę ich przezbrojenia.

Problemy zaczęły się pojawiać dopiero w momencie zaprzestania produkcji Modelu T i prób przejścia na Model A, czyli pod koniec lat 20. ubiegłego wieku. Zmiana ta była dość chaotyczna a cały proces przezbrajania zajął około 6 miesięcy.

Pokazało to jedno. Fabryki Forda były bardzo wydajne, ale i kompletnie nieelastyczne.

Innowacje w fabrykach Toyoty i kontrowersje związane z Shingeo Shingo

Przeciwieństwem była Toyota, w tamtych czasach nieduży producent, który sprzedawał raptem kilka tysięcy samochodów rocznie. Właściciele nie mogli sobie więc pozwolić na maszyny, które byłyby dedykowane wyłącznie do pojedynczych rodzajów części.

W efekcie niezbędne były częste przezbrojenia, które dotyczyły zwłaszcza pras. Jedna zmiana matrycy mogła trwać nawet i osiem godzin. Było to zatem bardzo kłopotliwe.

Pewnym rozwiązaniem dla Toyoty okazał się zakup pras Danly, które miały możliwość szybkiego przezbrojenia. Jednakże równocześnie kierownictwo firmy podjęło decyzję o opracowaniu systemu, który pozwoliłby ten czas skrócić jeszcze bardziej.

Pierwsze efekty można było zaobserwować w lata 60. XX wieku, kiedy to czas przezbrajania wspomnianych pras zredukowano do raptem kilkunastu minut. Robiło to wrażenie zwłaszcza przy wcześniejszych kilku godzinach. Jednak na tym nie poprzestano i dekadę później czas wymiany matrycy skrócono do kilku minut.

Według różnych źródeł Shingeo Shingo brał udział w opracowaniu tej technologii. Natomiast według innych po prostu ukradł tą metodologię od Toyoty i zaczął sprzedawać zachodnim korporacjom firmując ją swoim nazwiskiem.

Podsumowanie

Metoda SMED to narzędzie ciągłego doskonalenia, które stawia na eliminację marnotrawstwa. Jest nim przezbrojenie maszyny pomiędzy poszczególnymi operacjami lub wyrobami. Im bardziej uda nam się skrócić jego czas tym większa będzie dostępność danego urządzenia.

Przezbrojenie maszyny ma również istotny wpływ na koszt produkcji wyrobu, który uda nam się obniżyć dzięki skróceniu czasu trwania całego cyklu. Jednak nie zawsze warto gonić króliczka, bowiem koszty inwestycji mogą znacząco przewyższyć zyski.

Metodologia oparta jest o cztery kolejne kroki podczas, których najpierw obserwujemy i analizujemy stan obecny a następnie sukcesywnie wdrażamy usprawnienia. Niezwykle istotne jest również wsparcie przy użyciu innego narzędzia Lean Manufacturing – 5S, które pomoże utrzymać porządek na stanowisku pracy. Warto pamiętać, że metoda SMED to również zestaw technik, który ułatwia nam wdrożenie innej metody ciągłego doskonalenia – Just-In-Time.

Mam nadzieję, że materiał ten przybliżył Wam nieco zasady o jakie oparta jest metoda SMED a także ułatwi podjęcie ewentualnej decyzji o jego wdrożeniu. Zapraszam do pozostawienia komentarza pod artykułem. Do zobaczenia w następny poniedziałek!

FAQ, czyli najczęściej zadawane pytania