Czym jest SMED i jak przyspiesza procesy produkcyjne?

SMED (Single Minute Exchange of Die) jest jedną z technik strategii Lean Manufacturing opracowaną przez japońskiego inżyniera Shigeo Shingo w ramach Systemu Produkcyjnego Toyoty. SMED wdraża się, żeby skrócić czas przezbrajania maszyn do kilku minut (mniej niż 10).

Podczas implementacji SMED dąży się do tego, aby jak najwięcej czynności wewnętrznych (wykonywanych, kiedy maszyna nie pracuje, np.: wymiana formy, montaż, regulacja ustawień) przekształcić w czynności zewnętrzne (wykonywane w trakcie pracy urządzeń, np. transport i przygotowanie narzędzi, sprawdzanie dokumentacji czy funkcji pomiarowych). Wyraźnie skraca to czas przestoju maszyn i zwiększa efektywność procesów. Co więcej, dzięki standaryzacji procedury przezbrojenia system produkcyjny można dostosowywać do zmieniających się wymagań klientów znacznie szybciej.

SMED wpisuje się w filozofię ciągłego doskonalenia – umożliwia stopniowe ulepszanie procesów produkcyjnych i obniżanie kosztów wytwarzania.

Metoda SMED zapewnia firmom liczne korzyści. Przede wszystkim krótszy czas przestojów maszyn oznacza w praktyce mniejsze wydatki produkcyjne. Jeśli maszyny są częściej dostępne i w pełni gotowe do pracy, a sposób ich przezbrajania mocno ustandaryzowany, to firma może wytwarzać mniejsze serie produktów, podążając za bieżącymi potrzebami klientów. W ten sposób może szybciej adaptować się do zmian rynkowych.

Metoda SMED pozwala także na uzyskanie znaczących zwrotów z inwestycji. Oznacza to, że przedsiębiorstwa, które wdrożyły tą metodę, są lepiej przygotowane do konkurowania w dynamicznych realiach rynku przemysłowego.

Shiego Shingo wyróżnił cztery etapy procesu wdrażania metody SMED w przedsiębiorstwie.

Prace w etapie „zerowym” skupiają się na precyzyjnej analizie i dokumentacji przebiegu obecnych procesów. Ważne, aby prześledzić przebieg wszystkich operacji, zmierzyć ich czas i rozpoznać te, które są wykonywane wolniej i wydłużają czas przezbrojenia. Pracę operatorów maszyn często się filmuje. Zebrane nagrania przeglądają pracownicy firmy, którzy szukają sposobu na przyspieszenie danej czynności. Tworzą rysunki, projekty oraz inne materiały ilustrujące pomysły na standaryzację przezbrojeń.

Wszystkie akcje podejmowane przez operatorów dzieli się na wewnętrzne i zewnętrzne. Następnie eksperci analizują poszczególne stanowiska pracy pod kątem ich organizacji. Warto podkreślić, że już sama zmiana w tym zakresie przekłada się na korzyści w postaci krótszego czasu przezbrojeń. W zadaniu pomaga sporządzona na poprzednim etapie dokumentacja, ale także karty kontroli jakości czy instrukcje stanowiskowe.

W tym etapie zespół projektowy podejmuje się bardziej zaawansowanych czynności, dążąc do jak największej redukcji czasu przezbrojeń. Przede wszystkim tam, gdzie to możliwe, przekształca zadania wewnętrzne na zewnętrzne (wykonywane przy włączonej maszynie, np. czyszczenie). Wykorzystuje się tu techniki takie jak np. zaawansowane przygotowanie miejsca pracy (tj. wcześniejsze zaopatrzenie w potrzebne surowce i półprodukty). Powszechną praktyką jest również standaryzacja pracy na stanowisku (m.in. kalibracje, operacje montażu).

Celem działań na tym etapie jest optymalizacja wszystkich operacji wykonywanych podczas przezbrajania maszyn, szczególnie tych nieprzekonwertowanych na zewnętrzne. W tym celu wprowadza się m.in.: operacje równoległe, angażuje drugiego operatora czy maksymalnie upraszcza cały proces.

Po wdrożeniu metody SMED należy ciągle monitorować czas przezbrojeń i wydajność pracy maszyn. Bieżące monitorowanie i analizę kluczowych wskaźników umożliwiają m.in. systemy CMMS i SCADA.

Ważnym parametrem jest Setup Time (średni czas przezbrojenia), czyli okres od zatrzymania maszyny do jej ponownego uruchomienia po zakończeniu przezbrojenia. Równie ważną rolę odgrywa wskaźnik OEE, który uwzględniając poziom dostępności oraz wydajności urządzeń, a także jakość wykonywanych produktów, informuje o całkowitej efektywności maszyn w danym okresie. Z kolei parametry MTTR i MTBF informują o poziomie niezawodności gniazd produkcyjnych, pierwszy o średnim czasie naprawy, drugi o średnim czasie nieprzerwanej aktywności stanowiska. Warto także rejestrować ilość przezbrojeń w ciągu dnia oraz rejestrować związane z tym koszty.

Analiza danych pozwala na precyzyjne identyfikowanie obszarów wymagających dalszych  ulepszeń, i tym samym umożliwia ciągłe doskonalenie procesów zgodnie z filozofią Lean Manufacturing.

Sposób przekładania założeń techniki SMED na praktykę różni się w zależności od firmy. Przykładowo w jednym z przedsiębiorstw z branży tekstylnej (włókienniczej) bardziej niż na technicznej modernizacji skupiono się na organizacji procesu wytwórczego.

W firmie zlecenia są kolejkowane wg tzw. kampanii kolorystycznych. Po każdej z nich maszyny są czyszczone, więc, aby minimalizować ilość przestojów, firma praktykuje podejście jeden kolor – jedna kampania produkcyjna. W celu przygotowania maszyn do pracy w dynamicznym środowisku wdrożono system ERP. Narzędzie pozwala na zmianę kolejności operacji już po wyborze ciągu produkcyjnego dla danego zlecenia. W oknie kolejki użytkownik widzi potrzebne dane (m.in. kolor, szerokość, wzór), w oparciu o które może ustalać pracę na liniach tak, żeby przed zmianą kampanii kolorystycznej maksymalnie zużytkować kolor zastosowany w kampanii bieżącej.

SMED, podobnie jak metody 5S, TPM, Kaizen czy Just-In-Time (JIT), jest ważnym elementem strategii Lean Manufacturing. Łączne zastosowanie tych technik znacząco zwiększa poziom dostępności i wydajności maszyn (OEE – Overall Equipment Effectiveness), co wpływa korzystnie na  elastyczność produkcji, i tym samym konkurencyjność firmy.

Implementacja technik 5S przekłada się na lepszą organizację stanowisk na liniach produkcyjnych. Z kolei regularna konserwacja maszyn – główny element TPM – wydłuża czas pracy nawet najbardziej wyeksploatowanych parków maszynowych i minimalizuje nieplanowane przestoje. Kaizen polega na ciągłej stymulacji kadry do poszukiwania nowych sposobów na usprawnienie pracy. A w myśl JIT surowce trafiają na stanowiska dokładnie wtedy, kiedy są potrzebne, co pozwala utrzymywać zbilansowany poziom stanów magazynowych.

Podsumowując, połączenie SMED z innymi narzędziami Lean Manufacturing to droga w kierunku szybszej produkcji wysokojakościowych wyrobów i jednocześnie skuteczny sposób na minimalizację kosztów wytwarzania.

Pobierz case study i na praktycznych przykładach zobacz, jak Streamsoft Prestiż optymalizuje proces przezbrajania maszyn, zapewniając płynną produkcję w wymagającym przemyśle lekkim.