TechnologiaiAutomatyzacjaMontażu1/2015

49

DOSKONALENIE PROCESU PRZEZBRAJANIA MASZYN MONTAŻOWYCH Z WYKORZYSTANIEM METODY SMED

Katarzyna ANTOSZ, Elżbieta KUŻDŻAŁ

S t r e s z c z e n i eTrudnasytuacjawieluprzedsiębiorstwzmuszajedoposzukiwaniacoraztonowychmetodpodnoszeniaichefektywnościiwy-dajności.WostatnimczasiewieleznichdecydujesięnawdrożenienarzędziimetodfilozofiiLeanManufacturing.Filozofiatapokazujeistotneznaczenieeliminacjimarnotrawstwapojawiającegosięwprocesieprodukcyjnym.Pozwalanaeliminacjęstrat,którenajczęściejwystępująwprocesieprodukcyjnym,np.długieprzezbrojenia,nadprodukcja,awarie,zapasy,braki,zbędnyruchoraztransport.WniniejszejpracyprzedstawionezostałymożliwościdoskonaleniaprzezbrajaniamaszynzwykorzystaniemmetodySMED(Single Minute Exchange of Die).WpierwszejczęścipracyprzedstawionoogólnącharakterystykęfilozofiiLeanManufacturing.Opisanoznaczeniekoncepcji,zaletywdrożenia,wybranenarzędziaimetodyLean,którychgłównymzadaniemjestdoskona-lenie procesów. Częśćpraktycznapracyprzedstawiawdrożeniemetodynawybranymstanowiskuprodukcyjnym.Przedstawionazostajeme-todykawdrożeniametodySMEDwprocesieprodukcyjnym.Nawybranymstanowiskuprzeprowadzonazostałaidentyfikacja ianalizaczasówprzezbrojeń,identyfikacjaczynnościwewnętrznychizewnętrznych,wykorzystywanenarzędziaorazoprzyrzą-dowanie,liczbaprzejśćpracownikaprzedwdrożeniemmetody.Zaproponowanoiwdrożonodziałaniausprawniające.Dokona-noocenyefektywnościwprowadzonychdziałań.ZastosowaniemetodySMEDwyeliminowałozbędneczynności,uzyskanoskrócenieczasuprzezbrojenia,zmniejszyłasięlicz-ba przejść pracownika.Wydajność produkcji dzięki zastosowaniumetody SMED została zwiększona o 4,16%. Symulacjaoszczędnościkosztówprzedstawiłailośćzaoszczędzonychśrodkówpieniężnychdziękiwdrożeniutejmetody.

S ł o w a k l u c z o w ejakość,przezbrojenie,wydajność,metodaSMED,LeanManufacturing

Wprowadzenie

Trudnasytuacjawieluprzedsiębiorstwzmusza jedoposzukiwania coraz to nowychmetod podnoszenia ichefektywnościiwydajności.WostatnimczasiewielefirmdecydujesięnawdrożenienarzędziimetodfilozofiiLeanManufacturing.LeanManufacturingokreślafilozofiępo-legającąnaoszczędnymgospodarowaniuzasobami.Fi-lozofiatapokazuje,jakistotneznaczeniemaeliminacjamarnotrawstwapojawiającegosięwprocesieprodukcyj-nym.Pozwalanaeliminacjęstrat,którenajczęściejwy-stępująw procesie produkcyjnym, np. długie przezbro-jenia,nadprodukcja,awarie,zapasy,braki,zbędnyruchoraz transport. Eliminacja strat realizowana jest przez zastosowanie kompleksowych systemów zarządzaniaorganizacyjnego,jak:5S,TPM,SMED,VSMorazwieleinnych.Wniniejszejpracyprzedstawionezostałymożli-wościdoskonaleniaprzezbrajaniamaszynzwykorzysta-niemmetodySMED(Single Minute Exchange of Die).

Metodyka wdrożenia SMED

MetodaSMEDjestzestawemtechnikpozwalającychna zredukowanie czasów przygotowawczo-zakończe-niowych tak, aby dokonaniewymiany oprzyrządowaniatechnologicznego lub ustawienia linii produkcyjnej było

realizowane w czasie krótszym niż 10 minut.Autoremmetody SMED jest japoński inżynier Shingeo Shingo,któryspecjalizowałsięwusprawnieniachprocesówpro-dukcyjnych [4].MetodaSMEDrealizowana jestwczte-rech etapach:•• Etap0–brakzróżnicowaniapomiędzyprzygotowa-

niemzewnętrznymiwewnętrznym(rejestracjaprze-bieguprzezbrojenia).

•• Etap 1 – podział przezbrojenia na czynności ze-wnętrzne(wykonywane,gdymaszynysąwruchu),wewnętrzne (wykonywane tylko podczas postojumaszyn technologicznych) i zbędne (błędniewyko-naneczynnościwtrakcieprzezbrajania).

•• Etap 2 – Eliminacja czynności zbędnych. Wyko-nywanie poszczególnych czynności odpowiedniowcześniejcelemredukcjiczasutraconegonaprze-zbrojeniewewnętrzne.

•• Etap 3 – usprawnianie operacji przygotowawczychpoprzezzastosowanienowychrozwiązańkonstruk-cyjnych ułatwiających ustalenie i zamocowanieuchwytówinarzędzinaobrabiarce[1].

Wprowadzenie metody SMED poprzedza szkolenieteoretyczne,podczasktóregopracownicyzostajązapo-znanizzałożeniamimetodyorazkrokamidziałania.Za-letąszkoleń jestprzedstawienieprzykładów rozwiązań,np.wformiezdjęć.

TiAM_1_2015.indd 49 2015-02-27 08:46:34

1/2015TechnologiaiAutomatyzacjaMontażu

50

Wybór procesu do analizy i jego charakterystyka

Przezbrojenie dotyczyło montażu oraz demontażururyMoksynatokarcepociągowej.Wybórprocesuzostałdokonany na podstawie macierzy przezbrojeń.W celuochrony danych firmy przezbrojenia zostały oznaczonezapomocąliter:A,B,C(tabela1).

Tabela1.MacierzeprzezbrojeńTable1.Setupmatrix

A B C A B CA - 2 4 A - 45 30B 20 - 8 B 15 - 10C 6 20 - C 25 2 -1–liczbaprzezbrojeń wciągumiesiąca

2–czastrwania przezbrojeń

Proces przezbrajania rury Moksy został wybranyzewzględu na liczbę częstych przezbrojeń (20wmie-siącu) oraz czas ich trwania (15minut). Przewidywanyczas przezbrojenia wynosi 300minut w ciągu jednegomiesiąca.CelemzastosowaniametodySMEDdla tegoprzezbrojenia było skrócenie czasu przezbrajania, jakrównież wyeliminowanie niepotrzebnie wykonywanychczynnościprzezpracownika,którezwiększałyjegoczaspracy.

Analiza stanu aktualnego – propozycje doskonalenia

Przed zastosowaniem metody SMED przeprowa-dzonezostałyszkoleniadla liderówobszaruorazkadrykierowniczej. Pracownik został zapoznany z zasadamimetody SMED oraz działaniami, jakie będą podejmo-wane.Ważnebyłowyjaśnieniepracownikowi,bywyko-nywał wszystkie czynności w naturalnym tempie. Każ-da z czynności zarejestrowana została kamerą wideo. Wceluprzeprowadzeniadokładnejanalizyprzezpowo-

łanyzespółwykorzystywanoopracowanekartykontrolneSMED,wykresysznurkoweprzedstawiająceporuszaniesiępracownikapohaliorazformularzerejestrującekażdą zczynnościwykonywanychprzezoperatorazdokładnymuwzględnieniem czasu ich trwania.Wykonywane czyn-nościzostałyrozdzielonejakooperacjewewnętrznelubzewnętrzne.Przeprowadzenie pierwszej sesji było bar-dzo dużymwyzwaniem i doświadczeniem dla operato-ra. Obecność zespołu przeprowadzającego sesję orazfilmowaniepracywpłynęłymobilizująconapracownika.Analizawstępnawykazała,że: łącznyczastrwaniawy-konywanychczynnościwyniósł4godziny21minut46se-kund,czastrwaniaczynnościzewnętrznych:4minuty36sekund,czastrwaniaczynnościwewnętrznych:4godzi-ny17minut10sekund,liczbaczynnościwewnętrznych:26, liczba czynności zewnętrznych: 3, liczba przejśćpracownikawczasie trwaniaoperacjiwyniosła23.Do-kładna analiza przezbrojenia pozwoliła na identyfikacjęniezgodności.Wtabeli2przedstawionowykazzidentyfi-kowanychniezgodnościorazpropozycjedziałańdosko-nalących.

Zespół przeprowadzający analizę zaproponowałsześćdziałańusprawniających,zktórychczteryzostaływdrożone,dwapozostająwtrakciewdrożenia.

Analiza przezbrojenia po wdrożeniu usprawnień

Ponowniedokonanodokładnejanalizyprzezbrojeniaprzez powołany zespół, wykorzystywano opracowanekartykontrolneSMED,wykresysznurkoweprzedstawia-jąceporuszaniesiępracownikapohalioraz formularzerejestrujące każdą z czynności wykonywanych przezoperatorazdokładnymuwzględnieniemczasuichtrwa-nia. Wykonywane czynności zostały rozdzielone jakooperacje wewnętrzne lub zewnętrzne.Analiza wykaza-ła, że łączny czas przezbrojenia powdrożeniumetodySMEDwyniósł4godziny4minuty.Wyeliminowanezo-stały trzy czynności zewnętrzne oraz sześć czynności

Tabela2.PropozycjedziałańdoskonalącychTable2.Proposalsofimprovementactions

NIEZGODNOŚCI PROPOZYCJE DZIAŁAŃ DOSKONALĄCYCHBrakstosowaniazasadBHPprzezpracownika. Odpowiednie oznakowanie stanowiska pracy. Przypomnienia

ostosowaniuokularówochronnych.Brakstosowaniazasad5S. Wdrożeniezasad5Snastanowisku.Niezgodnywyróbdostarczonyoddostawcy. Zwiększonakontrolawczasieprzyjmowaniaelementówoddo-

stawcy.Poszukiwanienarzędzinainnychstanowiskach. Zmianaorganizacjistanowiska–dodatkowyregałnanarzędzia.Opuszczaniestanowiskaprzezpracownikawceluudzielania pomocy operatorowi na innym stano-wisku.

Doszkoleniepracownikanainnymstanowisku.

Długiczasoczekiwanianakontrolęjakości. Zamontowanie sygnalizacji informującej o przebiegu operacji.Rodzajeświateł: – zielone–czastrwaniaoperacji, – żółte–czasoczekiwanianakontrolęjakości, – czerwone–wystąpienieniezgodności,awariamaszyny.

TiAM_1_2015.indd 50 2015-02-27 08:46:34

TechnologiaiAutomatyzacjaMontażu1/2015

51

wewnętrznych. Liczba przejść pracownika zmieniła sięz23do15.Wynikzostałosiągniętydziękipomocypra-cownika technicznego przy montażu oraz demontażugotowegoelementu.Dostawienie regałuwyeliminowałozbędnechodzeniepohaliprodukcyjnej.Dziękiprzeszko-leniupracownikazinnejmaszynyoperatornieprzerywałpracyinieodchodziłodstanowiska.

Ocena efektywności wdrożonych działań

Zastosowanie kilku prostych i niezbyt kosztownychrozwiązań przyniosło wymierne korzyści. Wdrożoneusprawnienia pozwoliły na skrócenie czasu przezbro-jenia. Rys. 1 przedstawia czas przezbrojenia przed ipozastosowaniumetodySMED.

Dzięki wdrożeniu metody SMED czas przezbroje-nia został zmniejszony o 17minut 46 sekund. Zmieni-łasięliczbaprzejśćoperatora.Narys.2przedstawionoza pomocą wykresu sznurkowego (spaghetti) sposóbprzemieszczaniasięoperatoraprzedipowprowadzeniuzmian.

Liczba przejść pracownika została zmniejszona z23do15.Narys.3przedstawiono,jakzmieniłsięczas

trwaniaczynnościwewnętrznychizewnętrznychwana-lizowanym przezbrojeniu. Zastosowaniemetody SMEDpozwoliłonaredukcjęczynnościzewnętrznychz4do1,natomiastczynnościwewnętrznychz25do20.

Dodatkową korzyścią, która została zauważona, tozmiana liczby narzędzi wykorzystywanych w operacjiorazpodczasprzezbrojenia–tabela3.

Tabela3.LiczbawykorzystywanychprzyrządówinarzędziTable3.Thenumberofusedinstrumentsandtools

Przedzastosowa-

niem metodySMED

Po zastoso-waniumetodySMED

Liczbaprzyrządówina-rzędziwykorzystywanychwoperacjiorazpodczasprzezbrojenia

12 10

Dla potwierdzenia przewidywanych efektywnościwprowadzonych zmian były przeprowadzone symula-cje kosztów i zmianwydajności stanowiska.Symulacja

Przed SMED Po SMED

Liczba przejść pracownika23 15

Rys.2.WykresspaghettiprzedipowdrożeniumetodySMEDFig.2.SpaghettidiagrambeforeandaftertheimplementationofSMEDmethod

Rys.1.AnalizaczasówprzezbrojeniaFig.1.Analysisofsetuptimes

TiAM_1_2015.indd 51 2015-02-27 08:46:34

1/2015TechnologiaiAutomatyzacjaMontażu

52

ta miała na celu pokazanie, jak zmieni się wydajnośćanalizowanego stanowiska w ciągu jednego miesiąca. W tabeli 4 przedstawiona została symulacja kosztówprzezbrajanianatokarcepociągowej.

Wydajność produkcji dzięki zastosowaniu metodySMEDzostałazwiększonao4,16%.Symulacjaoszczęd-nościkosztówprzedstawiłailośćzaoszczędzonychśrod-kówpieniężnychdziękiwdrożeniutejmetody.Szacowanakwotawynosi7200złwciągumiesiąca.Zaoszczędzonew tensposóbśrodkipieniężnemożnaprzeznaczyćnp.naszkoleniadlapracowników, inwestycjepoprawiającejakośćwykonywanychusługoraznowoczesnemaszynyiurządzenia.

Podsumowanie

Zastosowanie metody SMED na analizowanym sta-nowiskuwyeliminowałozbędneczynności,wzrosłaela-styczność produkcji. Dzięki dokładnej analizie przed-

stawionych wyników, zastosowaniu metody SMED,uzyskanoskróceniełącznegoczasuoperacjiz4godzin21minut46sekunddo4godzin4minut.Wdrożonychzostało4działaniausprawniające,2sąwtrakciewdro-żenia. Liczba przejść pracownika została zmniejszonaz 23 do 15. Wydajność produkcji dzięki zastosowaniumetody SMED została zwiększona o 4,16%. Symula-cja oszczędności kosztówprzedstawiła ilość zaoszczę-dzonychśrodkówpieniężnychdziękiwdrożeniumetodySMED.Przedstawionapracapokazała,jakelastycznymnarzędziemjestmetodaSMED.Możnazastosowaćjądokażdegostanowiska.Ważne jednak jest,abywłaściwieprzygotowaćsiędowdrożeniatejmetody,zebraćdokład-nedane, skrupulatniewykonać analizy oraz umiejętniewskazaćdziałaniadoskonalące.Pamiętaćrównieżnale-ży,żeefektkońcowywdużejmierzezależyodwspółpra-cyizaangażowaniawszystkichpracownikówpocząwszyodoperatora, jakrównieżkierownictwaśredniego inaj-wyższegoszczebla.

Tabela4.Symulacjaoszczędnościkosztówprzezbrajania.WydajnośćprodukcjiTable4.Simulationofsetupcostsavings.Productivity

CZAS PRZEZBROJENIAPRZED SMED PO SMED ZYSK STAWKA GODZINOWA

PRODUKCYJNA4:21:46 4:04:00 0:17:46 100zł

Ilośćprzezbrojeńnamiesiąc 20

Ilośćzaoszczędzonegoczasuwmiesiącu 4godziny36minut30sekund

Ilośćzaoszczędzonychśrodkównamiesiąc ≈360minut×100zł=600złIlośćzaoszczędzonychśrodkównarok 600×12=7200zł

ILOŚĆWYPRODUKOWANYCHSZTUK WYDAJNOŚĆPrzedSMED

1680PoSMED1750

4,16%

Rys.3.AnalizaczasówtrwaniaczynnościwewnętrznychizewnętrznychprzedipowdrożeniumetodySMEDFig.3.AnalysisofthedurationsofinternalandexternalactivitiesbeforeandafterimplementationofSMEDmethod

TiAM_1_2015.indd 52 2015-02-27 08:46:34

TechnologiaiAutomatyzacjaMontażu1/2015

53

LITERATURA

1. AntoszK.,PacanaA.,StadnickaD.,ZieleckiW.:Na-rzędzia Lean Manufacturing. Oficyna WydawniczaPolitechnikiRzeszowskiej,Rzeszów,2013.

2. GiecE.:Wykorzystanie metody SMED do skracania czasów przezbrajania na przykładzie wybranego sta-nowiska produkcyjnego.Pracadyplomowapodopie-kąAntoszK.,Rzeszów,2014.

3. KornickiL.,KubikS.:Szybkie przezbrojenie, dla ope-ratorów: system SMED.Prod.Press,Wrocław2009.

4. Shigeo Shingo: A revolution in manufacturing: the SMED system.Productivity,Press,Portland-Oregon,1985.

____________________Drinż.KatarzynaAntosz–KatedraTechnologiiMaszyn iInżynieriiProdukcji,WydziałBudowyMaszyniLotnictwaPolitechnikaRzeszowska,al.PowstańcówWarszawy12,35-959Rzeszów,e-mail:katarzyna.antosz@prz.edu.pl.Inż.ElżbietaKużdżał (Giec)–studentkastudiówmagi-sterskich,WydziałBudowyMaszyniLotnictwa,Politech-nikaRzeszowska,al.PowstańcówWarszawy12,35-959Rzeszów,e-mail:elzbieta.giec@gmail.com.

IMPROVEMENT OF ASSEMBLY MACHINES SETUP PROCESS WITH SMED METHOD

A b s t r a c tThedifficultsituationofmanycompaniesforcingthemtoseekeverthenewwaystoimprovetheirefficiencyandperformance.Inrecenttimes,manyofthemdecidetoimplementthetoolsandmethodsofLeanManufacturing.Thisphilosophyshowstheimportanceofeliminatingwastesoccurringintheproductionprocess.Itallowseliminationofthelossesthatoccurmostfre-quentlyintheproductionprocesssuchas:longsetup,overproduction,failures,inventory,defects,unnecessarymovementandtransport.InthisworkthepossibilitiesoftheimprovingmachinessetupwithusingthemethodofSMED(Single Minute Exchange of Die)waspresented.InthefirstpartofthepaperthegeneralcharacteristicsofLeanManufacturingwasdescribed.Theimportanceoftheconcept,theadvantagesoftheimplementationofselectedtoolsandmethodsofLean,whosemaintaskistoimproveprocesseswasdescribed.Thepracticalworkpresentstheimplementationofthemethodforthechosenproductionstandwaspresented.Moreover,themethodologyoftheimplementationofSMEDmethodintheproductionprocesswaspresented.Ontheselectedproductionstand:identificationandtheanalysisofthesetupstime,identificationofinternalandexternaloperations,usedtoolsandequip-ment,thenumberofemployeemovementsbeforetheimplementationofthismethodwaspresented.Theimprovementactionswereproposedandimplemented.Anevaluationoftheeffectivenessofimplementedactionswasmade.TheapplicationofSMEDeliminatedunnecessaryactivities,helpedtoreducesetuptime,reducedthenumberoftheemployeemovements.ProductionefficiencythroughtheuseofSMEDmethodhasbeenincreasedby4.16%.Simulationofcostsavingspresentedtheamountofcashsavingsbyimplementingthismethod.

K e y w o r d squality,setup,performance,SMEDmethod,LeanManufacturing

TiAM_1_2015.indd 53 2015-02-27 08:46:34