Одноминутная замена штампа

Одноминутная замена штампа ( SMED ) — один из многих методов бережливого производства, позволяющих снизить неэффективность производственного процесса. Он обеспечивает быстрый и эффективный способ преобразования производственного процесса от производства текущего продукта к производству следующего продукта. Это ключ к уменьшению размеров производственных партий и уменьшению неравномерности потока ( Mura ), производственных потерь и нестабильности выпускаемой продукции.

Фраза «одна минута» не означает, что все переналадки и запуски должны занимать только одну минуту, скорее, это должно занимать менее 10 минут («однозначная минута»). ^[1] Тесно связанная, но более сложная концепция — это замена матрицы в одно касание ( OTED ), согласно которой переналадка может и должна занимать менее 100 секунд. Матрица – это инструмент, используемый в производстве. Однако полезность SMED не ограничивается производством (см. « Картирование потока создания ценности »).

История

Фредерик Уинслоу Тейлор проанализировал части установок, не добавляющие ценности, в своей книге 1911 года «Управление магазином» (стр. 171). ^[2] Однако он не создал никакого метода или структурированного подхода вокруг этого.

Фрэнк Банкер Гилбрет изучал и совершенствовал рабочие процессы во многих отраслях промышленности, от кладки кирпича до хирургии. В рамках своей работы он также занимался переналадками. В его книге «Исследование движения» (также вышедшей в 1911 году) описаны подходы к сокращению времени настройки.

Даже на заводах Генри Форда использовались некоторые методы сокращения переналадки. В публикации «Методы Форда и магазины Форда » 1915 года ^[3] Были четко описаны подходы к сокращению настроек. Однако эти подходы так и не стали мейнстримом. На протяжении большей части XX века экономичный объем заказа был золотым стандартом определения размера партии.

В рабочем процессе Toyota в формате JIT возникла проблема: смена инструмента занимала от двух до восьми часов. ^{[ нужна ссылка ]} Сокращение времени наладки и сокращения партий в производственной системе Toyota продолжалось с 1945 года, когда Тайити Оно стал менеджером механических цехов Toyota. Во время поездки в США в 1955 году Оно увидел штамповочные прессы Danly с возможностью быстрой смены штампов. Впоследствии Toyota приобрела несколько прессов Danly для завода в Мотомачи и начала сокращать время переналадки своих прессов. Это было известно как Quick Die Change , или QDC сокращенно . Они разработали структурированный подход, основанный на программе США « Обучение в промышленности во время Второй мировой войны » (TWI), под названием ECRS – «Устранить, объединить, переставить и упростить».

Со временем Toyota сократила время переналадки с часов до пятнадцати минут к 1960-м годам, трех минут к 1970-м годам и, в конечном итоге, всего до 180 секунд к 1990-м годам.

В конце 1970-х годов, когда метод Toyota уже был хорошо отработан, Сигэо Синго принял участие в одном семинаре QDC. После того, как он начал без разрешения публиковать подробности производственной системы Toyota, деловые связи были внезапно прерваны Toyota. Шинго переехал в США и начал консультировать по вопросам бережливого производства. Помимо того, что он заявил, что изобрел этот метод быстрой замены (среди прочего), он переименовал его в «Одноминутную замену матрицы» или, короче, в SMED. Одна минута означает минуту, состоящую из одной цифры (т. е. менее десяти минут). Он продвигал TPS и SMED в США. ^[4]^[5]

Пример

Компания Toyota обнаружила, что труднее всего заменить инструменты на больших штамповочных машинах, которые производят детали кузовов автомобилей. Штампы, которые необходимо менять для каждой модели, весят много тонн и должны быть собраны в штамповочных машинах с допусками менее миллиметра, иначе отштампованный металл сморщится, если не расплавится, под сильным нагревом и давлением.

Когда инженеры Toyota изучили перенастройку, они обнаружили, что установленная процедура заключалась в том, чтобы остановить линию, опустить штампы с помощью мостового крана, расположить штампы в машине с помощью человеческого зрения, а затем отрегулировать их положение с помощью лома, одновременно изготавливая отдельные пробные штамповки. Существующий процесс занимал от двенадцати часов до почти трех дней.

Первым усовершенствованием Toyota было размещение прецизионных измерительных устройств на штамповочных машинах и запись необходимых измерений для штампа каждой модели. Установка штампа по этим измерениям, а не по человеческому зрению, сразу же сократила время переналадки до полутора часов.

Дальнейшие наблюдения привели к дальнейшим улучшениям: планирование смены штампов в стандартной последовательности (как часть FRS ) по мере перемещения новой модели по заводу, выделение инструментов для процесса смены штампов так, чтобы все необходимые инструменты были поблизости, и планирование использования мостовые краны, чтобы новый штамп ждал, пока старый штамп будет удален. Используя эти процессы, инженеры Toyota сократили время переналадки до менее чем 10 минут на каждую матрицу и тем самым сократили экономичный размер партии ниже одного автомобиля.

Успех этой программы напрямую способствовал производству «точно в срок», которое является частью производственной системы Toyota . SMED делает балансировку нагрузки гораздо более достижимой за счет уменьшения экономичного размера партии и, следовательно, уровня запасов.

Эффекты внедрения

Сигэо Синго, разработавший подход SMED, утверждает: ^[6] что, согласно его данным за период с 1975 по 1985 год, среднее время установки, с которым он имел дело, сократилось до 2,5% от первоначально необходимого времени; улучшение в 40 раз.

Однако сила SMED заключается в том, что он имеет множество других эффектов, которые возникают в результате систематического рассмотрения операций; к ним относятся:

Бестоварное производство, которое повышает скорость оборачиваемости запасов,
Сокращение занимаемой площади процессов за счет сокращения запасов, освобождая площадь помещения
Увеличение производительности или сокращение времени производства
Увеличение производительности оборудования за счет сокращения времени наладки, даже если количество переналадок увеличивается.
Устранение ошибок настройки и исключение пробных запусков снижает процент дефектов.
Улучшенное качество благодаря заранее полностью регулируемым условиям эксплуатации.
Повышенная безопасность за счет более простых настроек
Упрощенное ведение домашнего хозяйства за счет меньшего количества инструментов и лучшей организации
Меньшая стоимость установок
Предпочтителен оператор, поскольку его легче достичь
Снижение требований к навыкам, поскольку изменения теперь заложены в процесс, а не являются вопросом квалифицированного суждения.
Устранение непригодных для использования запасов из-за смены моделей и ошибок оценки спроса
Товары не теряются из-за порчи
Возможность смешанного производства обеспечивает гибкость и дальнейшее сокращение запасов, а также открывает двери для революционных методов производства (большие заказы ≠ большие размеры производственных партий).
Новое отношение персонала к управляемости рабочего процесса

Методики реализации

Сигэо Синго знает восемь фундаментальных техник. ^[7] это следует учитывать при внедрении SMED.

Отделите внутренние и внешние операции настройки.
Преобразование внутренней установки во внешнюю
Стандартизируйте функцию, а не форму
Используйте функциональные зажимы или вообще откажитесь от крепежа.
Используйте промежуточные приспособления
Используйте параллельные операции (см. изображение ниже)
Устранить корректировки
Механизация

NB. Внешнюю настройку можно выполнить без остановки линии, тогда как внутренняя настройка требует остановки линии.

Он предлагает ^[8] что совершенствование SMED должно пройти четыре концептуальных этапа:

А) убедитесь, что действия по внешней настройке выполняются во время работы машины, Б) разделить внешние и внутренние действия по настройке, обеспечить функционирование всех деталей и реализовать эффективные способы транспортировки штампа и других деталей, В) преобразовать внутренние действия по настройке во внешние, Г) улучшить все действия по настройке.

Формальный метод

Есть семь основных шагов ^[9] для сокращения переналадки с использованием системы SMED:

СОБЛЮДАЙТЕ действующую методологию
Разделите внутреннюю и внешнюю деятельность. Внутренние действия — это те, которые могут выполняться только тогда, когда процесс остановлен, тогда как внешние действия могут выполняться во время производства последней партии или после запуска следующей партии. Например, сходите и возьмите необходимые для работы инструменты до того, как машина остановится.
Преобразуйте (там, где это возможно) внутренние действия во внешние (хорошим примером этого является предварительный нагрев инструментов).
Оптимизируйте оставшуюся внутреннюю деятельность, упростив ее. Сосредоточьтесь на креплениях. Сигэо Синго заметил, что болт затягивается только на последнем повороте, а все остальное — это просто движение.
Оптимизируйте внешнюю деятельность так, чтобы она была такого же масштаба, как и внутренняя (D).
Задокументируйте новую процедуру и действия, которые еще предстоит завершить.
Сделайте все это снова: для каждой итерации описанного выше процесса следует ожидать улучшения времени настройки на 45%, поэтому может потребоваться несколько итераций, чтобы пересечь десятиминутную черту.

На этой диаграмме показаны четыре последовательных прогона с обучением в каждом прогоне и улучшениями, применяемыми перед следующим.

Запуск 1 иллюстрирует исходную ситуацию.
Прогон 2 показывает, что произошло бы, если бы было включено больше переключений.
Прогон 3 показывает влияние сокращения времени переналадки за счет увеличения количества операций и внедрения обучения в их выполнение.
Прогон 4 показывает, как эти улучшения могут вернуть вас к тому же времени производства, но теперь с большей гибкостью производственных мощностей.
В ходе N (не показано) переналадки займут 1,5 минуты (сокращение на 97%), а время всей смены сократится с 420 минут до 368 минут, что приведет к повышению производительности на 12%.

Авторство концепции SMED принадлежит Сигео Синго, одному из главных участников консолидации производственной системы Toyota, наряду с Тайити Оно .

Ключевые элементы, на которые следует обратить внимание

Операция	Доля времени
Подготовка, последующая регулировка и проверка сырья, лезвий, штампов, приспособлений, шаблонов и т. д.	30%
Установка и снятие лезвий и т. д.	5%
Центрирование, определение размеров и настройка условий	15%
Пробные запуски и корректировки	50%

Искать:

Недостачи, ошибки, недостаточная проверка оборудования, вызывающие задержки, можно избежать с помощью проверочных таблиц, особенно визуальных, и настройки на промежуточном стенде.
Неадекватный или неполный ремонт оборудования, вызывающий переделки и задержки
Оптимизация для наименьшего количества работы, а не наименьшей задержки
Ненагретые формы, которые требуют нескольких бесполезных «тестов», прежде чем они достигнут рабочей температуры.
Использование оборудования для медленной и точной регулировки для большой грубой части регулировки.
Отсутствие визуальных линий или ориентиров для размещения деталей на оборудовании.
Принудительное переключение между различными видами сырья, когда возможна непрерывная подача или ее близкий эквивалент.
Отсутствие функциональной стандартизации, то есть стандартизации только тех деталей, которые необходимы для установки, например, для всех болтов используются гаечные ключи одного размера, точки захвата матрицы находятся в одном и том же месте на всех матрицах.
Во время установки оператор часто перемещается вокруг оборудования.
Больше точек крепления, чем фактически требуется для ограничения сил.
Точки крепления, для крепления которых требуется более одного оборота
Любые корректировки после первоначальной настройки
Любое использование экспертов во время настройки
Любые настройки вспомогательных инструментов, таких как направляющие или переключатели.

Запишите все необходимые данные

Параллельные операции с использованием нескольких операторов. Взяв «реальные» операции и объединив их в сеть, содержащую зависимости, можно оптимизировать атрибуцию задач и дополнительно оптимизировать время настройки. Необходимо решать вопросы эффективной связи между операторами, чтобы обеспечить безопасность в условиях потенциально шумного или визуально затрудняющего действия.

См. также

Ссылки

^ Исследование производственной системы Toyota, Сигео Синго, 1981, стр. 70.
^ «Управление магазином» . Библиотека Конгресса, Вашингтон, округ Колумбия 20540 США . Проверено 1 августа 2023 г.
^ Гораций Люсьен Арнольд, Фэй Леоне Форот (1915). Методы Форда и магазины Форда . неизвестная библиотека. Компания «Инженерный журнал».
^ «История быстрых перемен (SMED) | AllAboutLean.com» . 2 марта 2014 г.
^ «Microsoft PowerPoint — Истоки и факты, касающиеся TPS» (PDF) . Проверено 29 ноября 2019 г.
^ Революция в производстве: система SMED, Сигео Синго, Productivity Press, 1985, стр. 113.
^ Исследование производственной системы Toyota, Сигео Синго, Productivity Press, 1989, стр. 47.
^ Революция в производстве: система SMED, Сигео Синго, Productivity Press, 1985, стр. 27.
^ «Как сделать СМЭД» . Архивировано из оригинала 23 марта 2006 года . Проверено 29 ноября 2019 г.

[1] Исследование производственной системы Toyota, Сигео Синго, 1981, стр. 70.

[2] «Управление магазином» . Библиотека Конгресса, Вашингтон, округ Колумбия 20540 США . Проверено 1 августа 2023 г.

[3] Гораций Люсьен Арнольд, Фэй Леоне Форот (1915). Методы Форда и магазины Форда . неизвестная библиотека. Компания «Инженерный журнал».

[4] «История быстрых перемен (SMED) | AllAboutLean.com» . 2 марта 2014 г.

[5] «Microsoft PowerPoint — Истоки и факты, касающиеся TPS» (PDF) . Проверено 29 ноября 2019 г.

[6] Революция в производстве: система SMED, Сигео Синго, Productivity Press, 1985, стр. 113.

[7] Исследование производственной системы Toyota, Сигео Синго, Productivity Press, 1989, стр. 47.

[8] Революция в производстве: система SMED, Сигео Синго, Productivity Press, 1985, стр. 27.

[9] «Как сделать СМЭД» . Архивировано из оригинала 23 марта 2006 года . Проверено 29 ноября 2019 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]