Что такое SMED?

Откуда взялся SMED?

Метод создал японский инженер Сигео Синго, и на то, чтобы SMED приобрёл законченный вид, ушло 19 лет. Отправная точка: 1950 год, завод Toyo Kogyo в Хиросиме. Изучая, почему крупные прессы не выходят на полную загрузку, Синго увидел, что наладка состоит из двух видов работ: внутренней наладки, которую можно выполнить только при остановленном оборудовании, и внешней наладки, которую можно выполнить, пока оборудование работает. Новый штамп ставят на пресс только после его остановки, а болты для крепления можно подобрать и разложить, пока пресс ещё работает.

Следующий шаг был сделан в 1957 году на судоверфи Mitsubishi Heavy Industries. На большом строгальном станке, где обрабатывали станины дизельных двигателей, разметку и центровку выполняли прямо на столе станка, и всё это время станок простаивал. Синго предложил второй стол: пока одна станина обрабатывается, следующую размечают на другом. Это ранний пример того, как работу, которую делали при остановке, переносят на время работы станка.

Своё название метод получил в 1969 году в Toyota. Смена штампа на прессе усилием 1000 тонн занимала четыре часа; за полгода тщательного разделения внутренних и внешних операций её сократили до полутора часов. После этого руководство потребовало уложиться меньше чем в три минуты. Ответом Синго стал перевод внутренней наладки во внешнюю: он выписал восемь приёмов сокращения переналадки, и через три месяца работы цель в три минуты была достигнута. В надежде, что любую переналадку можно выполнить меньше чем за 10 минут, он назвал подход single-minute, то есть «в пределах однозначного числа минут».

Сегодня SMED применяют к любому переходу станка или линии на другое изделие: смене пресс-формы на термопластавтомате, оснастки на металлорежущем станке, форматных деталей на линии розлива. Не каждая переналадка опустится ниже 10 минут, но метод почти всегда заметно сокращает её время. А короткую переналадку можно делать чаще, поэтому завод переходит на меньшие партии, меньшие запасы и более короткий срок выполнения заказа.

Основные понятия: внутренняя и внешняя наладка, время переналадки

Все приёмы SMED опираются на несколько простых понятий. Если команда не договорилась о них до первого замера, одну переналадку будут описывать разными цифрами, и улучшение не удастся доказать.

• Время переналадки. Время от последней детали предыдущего изделия до первой годной детали следующего. Снятие и установка штампа составляют лишь часть этого времени: уборка, настройка, пробные пуски и проверка первой детали тоже входят в него.
• Внутренняя наладка. Работы, которые возможны только при остановленном оборудовании: снять старый штамп, закрепить новый, выполнить настройки внутри станка. Каждая минута внутренней наладки отнимается у производства.
• Внешняя наладка. Работы, которые можно выполнить, пока оборудование работает: подготовить, проверить и подвезти к станку следующий штамп, крепёж и приспособления; после переналадки очистить снятый штамп и убрать его.
• Четыре части наладки. Синго делит время традиционной наладки на четыре вида работ: подготовка, уборка после работы и проверка материалов и инструмента занимают около 30 %; снятие и установка штампов и инструмента 5 %; центровка, размеры и настройка режимов 15 %; пробные пуски и подстройка 50 %. Самая заметная работа, снятие и установка, занимает наименьшую долю времени.
• Подстройка не является самостоятельной операцией. Пробные детали и корректировки возникают из-за того, что на предыдущих шагах центровку и размеры задали неточно. Устраняют их не ростом мастерства наладчика, а привязкой предыдущих шагов к фиксированным значениям.
• Конечная цель: малые партии. Чем короче переналадка, тем чаще её можно делать. Когда выигранное время идёт на уменьшение партий, сокращаются запасы и срок выполнения заказа, а завод быстрее отвечает на спрос на разные изделия.

Четыре этапа SMED

Синго описывает метод через четыре концептуальных этапа: подготовительный и три основных. Они идут по порядку, но каждый даёт выигрыш сам по себе: не нужно доводить предыдущий этап до совершенства, чтобы перейти к следующему.

• Исходное состояние: внутренняя и внешняя наладка смешаны. В традиционной переналадке то, что можно сделать на ходу, делают после остановки: штамп везут со склада, когда переналадка уже началась, недостающий болт ищут в это же время, неисправное приспособление обнаруживают только после установки. Задача этапа в том, чтобы увидеть реальную картину; лучший способ: снять переналадку на видео и сразу посмотреть запись вместе с исполнителями.
• Этап 1: разделите внутреннюю и внешнюю наладку. Всё, что можно сделать без остановки станка, делается без остановки. Три базовых инструмента: чек-лист всех деталей, размеров и значений настроек, нужных для переналадки; проверка работоспособности инструмента и штампа до начала переналадки; перемещение штампа и деталей, пока станок работает. По Синго, одно лишь это разделение обычно сокращает время внутренней наладки на 30–50 %.
• Этап 2: переведите внутреннюю наладку во внешнюю. Каждую операцию, которую считают внутренней, проверяют заново: действительно ли её нужно выполнять при остановленном станке? Инструменты: заранее подготовить рабочие условия (например, нагреть пресс-форму до установки); функциональная стандартизация, то есть унификация не всего штампа, а только тех размеров, которые важны для переналадки (например, выравнивание высоты разных штампов подкладными блоками); промежуточные приспособления: пока одна деталь обрабатывается, следующую центруют и закрепляют на второй плите.
• Этап 3: упростите каждую операцию. Оставшиеся внутренние и внешние работы разбирают по одной. Самые сильные приёмы для внутренней наладки: параллельная работа двух человек с двух сторон станка, функциональные зажимы, которые крепят за один оборот или одним движением, и устранение подстройки, то есть настройка не на глаз, а по фиксированным числовым значениям, базовым поверхностям и упорам. Для внешней наладки упорядочивают хранение и транспортировку. Механизация стоит в самом конце этого списка.
• Следующая цель: устранить переналадку. Некоторые источники добавляют в конец списка ещё один этап: искать способ убрать переналадку совсем, например закрепить станок за одним семейством деталей. По словам Синго, идеальная переналадка та, которой нет вовсе.

Как внедрить SMED: пошагово

SMED распространяется по заводу не на все станки сразу, а станок за станком. Порядок ниже рассчитан на первую работу на одном станке и следует циклу из шести базовых шагов, который приводят источники: замерить текущее время, разделить внутренние и внешние операции, перевести внутренние во внешние, сократить оставшиеся внутренние, сократить внешние, закрепить новый порядок в стандарте.

• Выберите станок. Начните с того, где переналадка обходится дороже всего: узкое место, самая долгая переналадка, наибольший незавершённый запас перед станком или самое большое разнообразие изделий. Не начинайте со станка или изделия, которые скоро выведут из оборота.
• Соберите команду. В центре команды оператор и наладчик, которые делают переналадку каждый день; ремонтная служба, инструментальный участок и технологи помогают. Большинство идей приходит от тех, кто сам выполняет переналадку.
• Запишите текущую переналадку. Снимите её на видео целиком, от последней детали до первой годной, с отображением времени, даже если она длится часами. Заранее объясните исполнителям, что оценивают не их, а метод. Общее время станет первым эталоном.
• Разбейте на шаги и засеките время. Посмотрите запись с командой, запишите каждый мелкий шаг с длительностью и отметьте, внутренний он или внешний. Чем мельче шаги, тем проще понять их назначение и вынести их из простоя.
• Вынесите внешние работы из простоя. Составьте чек-лист; доставьте штамп, крепёж, приспособления и измерительный инструмент к станку до начала переналадки. Тележка или комплект для переналадки, где у каждого предмета своё место, избавляет от поиска.
• Переведите внутренние шаги во внешние. Для каждого шага с пометкой «внутренний» спросите: почему его выполняют при остановленном станке? На этом шаге в дело идут предварительный нагрев, предварительная настройка и промежуточные приспособления.
• Сократите оставшиеся шаги. Сначала внутренние: параллельная работа, быстрые зажимы, фиксированные значения вместо подстройки. Затем внешние: хранение и транспортировка. Расставьте идеи по стоимости и начните с самых дешёвых, которые экономят больше всего времени.
• Запишите новый порядок в стандарт и повторите. Запишите новую последовательность шаг за шагом, с ключевыми моментами; все, кто выполняет переналадку, работают по одному порядку. Продолжайте замерять время при каждой переналадке и вывешивайте результат на доску. Когда цель достигнута, поставьте новую цель на том же станке или переходите к следующему.

Частые ошибки

Приёмы SMED просты. Проекты срываются обычно не из-за них, а из-за того, что именно измеряют и куда уходит выигранное время.

• Замерять только смену штампа. Если секундомер запускают при снятии штампа и останавливают после установки нового, пробные пуски и подстройка в замер не попадают, хотя часто именно они занимают большую часть времени. Замер идёт от последней детали до первой годной.
• Оставить проблему цеху. Руководители и технологи не анализируют переналадку, а отдают её наладчикам и считают, что добросовестные люди и так делают всё возможное. Синго видит в этом одну из главных причин, почему переналадка долго не улучшалась.
• Начать с механизации. Гидравлические зажимы или автоматическая настройка выглядят заманчиво, но если внедрить их раньше базовых приёмов, они лишь автоматизируют потери. Синго советует думать о механизации только после того, как испробованы все остальные способы.
• Полагаться на мастерство наладчика. Если правильную настройку находит только опытный наладчик, время переналадки зависит от того, кто вышел на смену. Вместо настройки на глаз используют фиксированные числовые значения, метки и упоры.
• Плохо продуманная параллельная работа. Если с появлением второго человека один всё чаще ждёт другого, выигрыша не будет. Заранее распишите, кто, в каком порядке и с какой стороны станка работает, и договоритесь о чётком сигнале между ними.
• Улучшать только одну пару изделий. Если станок делает три изделия, переходов между ними шесть. Работа, которая сокращает только один переход, гибкости не добавляет.
• Не записать стандарт. Если новый порядок не записан и время не отслеживается, через несколько недель возвращается старая привычка.
• Потратить выигрыш на те же большие партии. Если переналадка стала короче, а размер партии остался прежним, запасы не уменьшатся. Сокращать время переналадки, уменьшать партии и выравнивать загрузку нужно одновременно.

Как измерять SMED?

Начало и конец замера определяют заранее, и они не меняются от переналадки к переналадке: последняя деталь предыдущего изделия и первая годная деталь следующего. Первый замер становится эталоном, и каждую следующую переналадку сравнивают с ним.

Цель ставят ступенями. Один из источников предлагает сначала сократить время вдвое, затем опуститься ниже 30 минут, а потом ниже 10. График времени на доске удерживает от отката и подталкивает команду к новым идеям. Стоит отслеживать такие показатели:

• Время переналадки: при каждой переналадке, от последней детали до первой годной.
• Время внутренней наладки и её доля: сколько времени станок простаивает и какую часть всей переналадки это составляет. Если доля внутренней наладки высока, выносить наружу ещё есть что.
• Сокращение относительно эталона: в минутах и процентах.
• Разброс времени: насколько различается время одного и того же перехода на одном станке. Если среднее снизилось, а разброс широкий, переналадка ещё не стандартизирована.
• Потери на первых деталях: сколько пробных деталей и брака появляется после переналадки.
• Размер партии и частота переналадок: превращается ли выигранное время в меньшие партии на самом деле?
• Экономия: выигранное время считают отдельно как высвобожденную мощность и как труд, одну и ту же минуту дважды не учитывают; оценочную и фактическую экономию ведут раздельно.

Пример: смена пресс-формы на термопластавтомате

Пример сценария

На участке литья пластмасс под давлением один термопластавтомат несколько раз в день переходит на другую пресс-форму. Команда снимает текущую переналадку на видео: от последней детали до первой годной проходит 90 минут. Все числа в этом примере условные.

Запись, просмотренная вместе с оператором и наладчиком, всё проясняет: новую форму везут со склада, когда переналадка уже началась, разъёмы шлангов охлаждения ищут в это же время, после установки ждут, пока форма прогреется, а размер на первых деталях выходит лишь после нескольких пробных пусков.

На первом подходе внешние работы уходят из простоя: форму, крепёж и шланги заранее подвозят к станку на тележке, где у каждого предмета своё место, а чек-лист ловит недостающую деталь до начала переналадки. Время сокращается до 50 минут. На втором подходе форму нагревают до установки, а высоту крепления разных форм выравнивают подкладными блоками, и регулировка высоты на станке исчезает. Время сокращается до 25 минут.

На третьем подходе упрощают внутренние шаги: болты заменяют зажимами, которые затягиваются за один оборот, два человека работают с двух сторон станка по записанному порядку, а значения настроек для каждой формы записаны на карточке, поэтому пробных пусков становится меньше. Время сокращается до 15 минут.

Новый порядок записывают в стандарт, время замеряют при каждой переналадке и вывешивают на доску. Часть выигранного времени уходит на уменьшение партий; следующая цель: меньше 10 минут. Крупных вложений здесь нет: почти весь выигрыш дают разделение, перевод и упрощение.