SMED – metoda efektywnego przezbrajania w praktyce

Wstęp

Produktywność jest warunkiem przetrwania na konkurencyjnym rynku, lecz ta sama konkurencja wymusza na producentach dywersyfikację produkcji i skracanie serii wyrobów niezbyt służące osiąganiu wysokiej produktywności. Na linii produkcyjnej oznacza to częstsze zmiany produkowanych wyrobów, narzędzi i oprzyrządowania, czyli konieczność przezbrajania maszyn. Każde przezbrajanie zajmuje czas, wydłuża proces i obniża wydajność [1].

Jeżeli organizacja wstąpiła na drogę doskonalenia poprzez lean manufacturing kolejnym i nieuniknionym etapem po wdrożeniu praktyk 5S jest wprowadzenie metodologii SMED – szybkiego przezbrajania. Najczęściej jednak już podczas wdrażania kolejnych kroków praktyk 5S firma rozpoczyna realizację filozofii SMED. W publikacji pokazano zastosowanie metody SMED w firmie przemysłu ceramicznego oraz spożywczego.

SMED – metoda i metodologia

SMED (z ang. Single Minute Exchange of Die = wymiana tłoczników w pojedynczej ilości minut.) – wywodzi się z tłoczni blach karoseryjnych. Zasady opracowane w tłoczniach blach karoseryjnych zostały adoptowane do użycia w innych dziedzinach produkcji. Stosowanie tych zasad pozwala skracać przezbrojenia, osiągnąć kilkuminutową wymianę oprzyrządowania a dosłownie przezbrojenie w pojedynczych minutach. Jest to zespołowy proces redukujący czas przezbrojenia maszyny, co zwiększa czas przeznaczony na produkcję i jednocześnie umożliwia zmniejszenie wielkości partii produkcyjnych, ilości zapasów i w efekcie powoduje obniżenie kosztów produkcji. Czas przezbrojenia decyduje o elastyczności systemu produkcyjnego. Im krótszy, tym mniejsze straty w oczekiwaniu na przezbrojenie i ustawienie maszyn (maszyny), a więc tym mniejsze partie produktów można produkować opłacalnie [2, 3].

SMED to zarówno nazwa metody szybkiego przezbrajania, jak i metodologii osiągania czy też wdrażania tej metody. SMED jest elementem tzw. kompleksowych systemów zarządzania (operacyjnego), takich jak Total Productive Maintenance czy System Produkcyjny Toyoty (szczupłe zarządzanie, lean manufacturing) [2].

Istota metody krótkiego przezbrojenia [2]:

1. Możliwie jak najwięcej czynności wykonać poza samą maszyną, w czasie gdy ona jeszcze pracuje. Na przykład jeśli przezbrojenie polega na wymianie matrycy lub formy oraz podgrzaniu jej, to wstępne podgrzewanie należy urządzić przed wymianą. Jeśli trzeba wymienić dysze na stelażu i wyregulować je, to należy zrobić to na stelażu zapasowym, zawczasu, aby można było zatrzymać maszynę tylko na krótki czas wymiany całego uzbrojonego stelaża.

2. Gdzie tylko to możliwe zastosować mocowanie „jednym ruchem”. Na przykład zatrzaski zamiast śrub lub nakrętki motylkowe (do mocowania osłony itp.). Podobnie – uchwyt bagnetowy z wykrojnikami czy innymi końcówkami roboczymi.

Istota metodologii osiągania krótkiego czasu przezbrojenia [2]:

1. Przeprowadzić bardzo dokładną obserwację rzeczywistego procesu przezbrojenia, aby zarejestrować wszystkie czynności.

2. Podzielić czynności na te, które koniecznie trzeba wykonać na zatrzymanej maszynie, oraz te, które można wykonać na zewnątrz, bez zatrzymywania maszyny.

3. Krok po kroku przeprojektowywać proces przezbrajania, wyprowadzając na zewnątrz kolejne fragmenty tego procesu.

4. Przeprojektować elementy mocujące i regulacyjne itd., którymi trzeba operować przy wyłączonej maszynie.

5. Prowadzić regularne sesje SMED aby skrócić czas wykonywania każdej czynności.

SMED w praktyce

Wdrażanie metody SMED rozpoczęto już na etapie III kroku praktyk 5S. Wdrożenie rozpoczęto od wydziału pieców rolkowych służących do wypału płytek ceramicznych. Przezbrojenie dotyczyło jednego formatu płytek ceramicznych. Przeprowadzono szkolenia dla kadry kierowniczej i liderów obszarów. Bezpośrednio przed rozpoczęciem pierwszej sesji przeprowadzono lekcję jednotematyczną. Celem lekcji było zapoznanie się z zasadami przezbrajania pieca na wejściu i wyjściu oraz standaryzacja sposobu przezbrajania (wykonywanie czynności przezbrajania zawsze w taki sam sposób przez wszystkie osoby uczestniczące w przezbrajaniu).

Podczas lekcji określono również następujące założenia:

1. Przed przystąpieniem do przezbrajania osoby uczestniczące w przezbrojeniu pieca na wejściu czytają instrukcję przezbrajania na wejściu.

2. Przed przystąpieniem do przezbrajania osoby uczestniczące w przezbrojeniu pieca na wyjściu czytają instrukcję przezbrajania na wyjściu.

3. Instrukcje zawieszone są w ściśle określonych miejscach, tj. przy pulpitach sterowniczych.

Kluczowym mottem dla wdrażanej metody SMED zostało hasło:

PRZEZBROJENIE REALIZOWAĆ ŚCIŚLE WG ZASAD
PRZEDSTAWIONYCH W INSTRUKCJACH!

Plan działań:

1. Szkolenia

2. Lekcja jednotematyczna

3. Powołanie zespołu prowadzącego sesje

4. Sesja I (opracowanie formularzy, rejestracja prac przezbrojenia kamerą video, zapisywanie wszystkich czynności)

5. Działania korygujące po I sesji

6. Opracowanie instrukcji przezbrojenia pieca rolkowego

7. Sesja II (jak przy I sesji)

8. Ocena wyników wdrożenia metody SMED

9. Działania doskonalące

10. Prowadzenie dalszych przezbrojeń na pozostałych formatach płytek ceramicznych wg przyjętej metodologii

SESJA I

Sesję pierwszą rozpoczęto o godz. 12:44 i zakończono o godz. 13:59. Łączny czas przezbrojenia wyniósł 23 minuty. Szczegóły przezbrojenia pokazano w tab. 1.

Tabela 1. Pierwsza sesja przezbrojenia pieca rolkowego

L.p.	Operacja	Start	Stop	Czas [min]
	WEJŚCIE
1.	Przełączenie maszyny w tryb manualny i załączenie DR nowy format	12:44	12:44	1
2.	Regulacja fotokomórek – przed formowaniem rzędów	12:44	12:45	1
3.	Przełożenie rolek	12:45	12:46	1
4.	Regulacja rozstawu prowadnic formowacza – kontrola płytek wyprowadzonych z rzędu na elewator	12:46	12:49	3
	WYJŚCIE
5.	Przełączenie w tryb manualny i załadowanie programu	13:40	13:41	1
6.	Regulacja barier prowadnic – równolegle na dwóch maszynach	13:41	13:42	1
7.	Obracanie rolek	13:42	13:44	2
8.	Regulacja łamacza	13:44	13:57	13
9.	Wyjście płytek z pieca	13:59
Łączny czas przezbrojenia:				23

Źródło: opracowanie własne

Przeprowadzenie pierwszej sesji przezbrojenia pieca rolkowego było ogromnym wyzwaniem i doświadczeniem. Już sama obecność zespołu prowadzącego sesję oraz obecność kamery wpłynęła mobilizująco na pracowników wykonujących przezbrojenie. Analiza materiału filmowego oraz sporządzonych zapisów pozwoliła wprowadzić następujące działania korygujące po I sesji:

Na wejściu do pieca:

1. Ustawianie fotokomórek przed zatrzymaniem maszyny

2. Operator opróżnia maszynę ze „starego” towaru przed zatrzymaniem maszyny

3. Wyeliminowanie przekładania rolek przez modyfikację w programie

4. Pogrupować formaty gdzie nie trzeba przekładać rolek – wykonać próby (analiza opłacalności)

5. Wyeliminować klucze na prowadnicy bocznej formowacza na rzecz innych mocowań + oznakowania położeń pod dany format

Na wyjściu z pieca:

1. Zapewnienie rzędu wzorcowego danego formatu

2. Ustawianie prowadnic – jeden raz

3. Przezbrojenie: piecowy + 1 osoba techniczna

4. Instrukcje czynności – przeszkolenie piecowego

5. Działania usprawniające: znaki, wyeliminowanie kluczy, śrub

6. W instrukcjach uwzględnienia podziału pracy – osobna instrukcja dla piecowego i dla pracownika działu technicznego (URZ)

7. Wyeliminowanie regulacji ręcznej kół na łamaczu (+rozstaw) – uzgodnienia z głównym technologiem

8. Przy fotokomórkach wycechowanie ustawień pod dany format

9. Ustawić na stałe jedną fotokomórkę zatrzymania rzędu na rolierze

10. Powołano zespół do analizy budowy i usprawnienia łamacza

SESJA II

Sesję drugą rozpoczęto o godz. 11:12 i zakończono o godz. 12:19. Łączny czas przezbrojenia wyniósł 9 minut. Szczegóły przezbrojenia pokazano w tab. 2.

Tabela 2. Druga sesja przezbrojenia pieca rolkowego

L.p.	Operacja	Start	Stop	Czas [min]
	WEJŚCIE
1.	Przełączenie maszyny w tryb manualny i załączenie DR nowy format	11:12	11:14	2
2.	Regulacja fotokomórek – przed formowaniem rzędów	11:14	11:15	1
3.	Przełożenie rolek	11:15	11:16	1
4.	Regulacja rozstawu prowadnic formowacza – kontrola płytek wyprowadzonych z rzędu na elewator	11:16	11:17	1
	WYJŚCIE
5.	Przełączenie w tryb manualny i załadowanie programu	12:15	12:17	2
6.	Regulacja barier prowadnic – równolegle na dwóch maszynach i obracanie rolek	12:17	12:19	2
7.	Wyjście płytek z pieca	12:19
Łączny czas przezbrojenia:				9

Źródło: opracowanie własne

Wyniki i korzyści wdrożenia metody SMED:

1. Skrócenie czasu przezbrojenia z 24 minut do 9 minut (62%).

2. Uwolnienie zasobów ludzkich w postaci jednego pracownika URZ. Po wprowadzeniu zmian przezbrojenie wykonuje jeden pracownik URZ i jeden operator pieca z działu produkcji.

3. Wyeliminowanie niepotrzebnych narzędzi (zastąpienie kluczy nakrętkami motylkowymi).

4. Redukcja rozstawów łamacza na wyjściu z pieca z 7 na 2.

Po zakończeniu drugiej sesji przezbrojenia zaproponowano następujące działania doskonalące:

1. Przeprowadzenie szkoleń na podstawie lekcji tematycznej pracowników URZ i operatorów pieców w pozostałych zakładach.

2. Stworzenie harmonogramu zajęć praktycznych i wyznaczenie wiodących instruktorów.

3. Zajęcia praktyczne z udziałem wiodących instruktorów celem zapoznania pracowników ze standardami określonymi w instrukcji.

4. Przeniesienie standardów przezbrojeń pieca na inne zakłady.

Symulacja oszczędności kosztów przezbrajania

W tab. 3 przedstawiono symulację kosztów dla przezbrajania pieców rolkowych do wypału płytek ceramicznych w okresie jednego roku. Zaoszczędzone w ten sposób środki finansowe można przeznaczyć np. na inwestycje w maszyny urządzenia lub szkolenia pracowników firmy.

Tabela. 3. Symulacja kosztów przezbrojeń

DANE				KOSZTY
Czas przezbrojenia	Przed SMED	Po SMED	Zysk	Cena roboczogodziny DT		20 zł	400 zł
	34 min	8 min	26 min
Ilość przezbrojeń/ miesiąc/4 piece	80			Czas poświęcony na SMED		20 h
Ilość gazu spalanego w ciągu godziny	300 m³/h			Koszty konsultacji		14 400 zł
Cena m³gazu	1 zł			KOSZT SMED		14 800 zł
KORZYŚCI
Odzyskanie czasu na jednym przezbrojeniu	26 minut				Czas odzyskany w ciągu roku w godzinach		416 h/rok
Ilość przezbrojeń	80
Koszt gazu wypalanego podczas godziny	300 zł/h				KORZYŚĆ = odzyskany czas x godzinny koszt wypalanego gazu		124 800 zł
ZYSK = KORZYŚĆ – CAŁKOWITY KOSZT SMED					110 000 zł

Źródło: opracowanie własne

Podsumowanie

Przezbrojenia z wykorzystaniem metody SMED można realizować na różne sposoby. Największy wysiłek należy włożyć w utrzymanie osiągniętych rezultatów. Jednym ze sposobów na to jest monitorowanie czasów przezbrojeń – w postaci tablicy monitorującej.[4]. Pozwala ona na bieżąco, zapisywać i oceniać czasy przezbrojeń z założonymi celami.

Postępowanie pracowników nie zawsze może być zgodne z przyjętymi standardami i metodami. Bywa tak, że pracownik tak „steruje” przezbrojeniem aby wykonać je w dogodnym dla siebie czasie (bez pośpiechu, bez stresu, obawa przed otrzymaniem innych obowiązków i inne). Podobnie jak w przypadku praktyk 5S również metoda SMED wymaga ciągłego doskonalenia. Kierownictwo powinno właściwie nadzorować ten proces oraz odpowiednio motywować swoich pracowników do coraz skuteczniejszych przezbrojeń.

Literatura

[1]     Maszyny, Technologie, Materiały – Technika Zagraniczna: Szybkie przezbrajanie, 3/2009 r.
[2]     http://pl.wikipedia.org/wiki/Szybkie_przezbrojenie
[3]     http://mfiles.pl/pl/index.php/Single_Minute_Exchange_of_Die
[4]     Koziar B., Warsztaty SMED jako najlepszy sposób redukcji czasu przezbrojenia maszyn i urządzeń, Zarządzanie Jakością 2/2005 r.

Autorami artykułu są mgr inż. Bogumił Predoń oraz mgr inż. Adam Raszka pasjonaci i praktycy tematyki Lean Manufacturing.
Poznaj lepiej sylwetki autorów, klikając na ich nazwiska.

Opublikowano: VII Ogólnopolska Sesja Naukowa Zarządzania Jakością „Wyzwania Zarządzania
Jakością”, B. Predoń, Efektywne przezbrajanie czyli SMED w praktyce
przemysłowej, Kraków 2010 r.