DOSKONALENIE PROCESU PRZEZBRAJANIA MASZYN MONTAŻOWYCH Z WYKORZYSTANIEM METODY SMED

Transkrypt

1 DOSKONALENIE PROCESU PRZEZBRAJANIA MASZYN MONTAŻOWYCH Z WYKORZYSTANIEM METODY SMED Katarzyna ANTOSZ, Elżbieta KUŻDŻAŁ Streszczenie Trudna sytuacja wielu przedsiębiorstw zmusza je do poszukiwania coraz to nowych metod podnoszenia ich efektywności i wydajności. W ostatnim czasie wiele z nich decyduje się na wdrożenie narzędzi i metod filozofii Lean Manufacturing. Filozofia ta pokazuje istotne znaczenie eliminacji marnotrawstwa pojawiającego się w procesie produkcyjnym. Pozwala na eliminację strat, które najczęściej występują w procesie produkcyjnym, np. długie przezbrojenia, nadprodukcja, awarie, zapasy, braki, zbędny ruch oraz transport. W niniejszej pracy przedstawione zostały możliwości doskonalenia przezbrajania maszyn z wykorzystaniem metody SMED (Single Minute Exchange of Die). W pierwszej części pracy przedstawiono ogólną charakterystykę filozofii Lean Manufacturing. Opisano znaczenie koncepcji, zalety wdrożenia, wybrane narzędzia i metody Lean, których głównym zadaniem jest doskonalenie procesów. Część praktyczna pracy przedstawia wdrożenie metody na wybranym stanowisku produkcyjnym. Przedstawiona zostaje metodyka wdrożenia metody SMED w procesie produkcyjnym. Na wybranym stanowisku przeprowadzona została identyfikacja i analiza czasów przezbrojeń, identyfikacja czynności wewnętrznych i zewnętrznych, wykorzystywane narzędzia oraz oprzyrządowanie, liczba przejść pracownika przed wdrożeniem metody. Zaproponowano i wdrożono działania usprawniające. Dokonano oceny efektywności wprowadzonych działań. Zastosowanie metody SMED wyeliminowało zbędne czynności, uzyskano skrócenie czasu przezbrojenia, zmniejszyła się liczba przejść pracownika. Wydajność produkcji dzięki zastosowaniu metody SMED została zwiększona o 4,16%. Symulacja oszczędności kosztów przedstawiła ilość zaoszczędzonych środków pieniężnych dzięki wdrożeniu tej metody. Słowa kluczowe jakość, przezbrojenie, wydajność, metoda SMED, Lean Manufacturing Wprowadzenie Trudna sytuacja wielu przedsiębiorstw zmusza je do poszukiwania coraz to nowych metod podnoszenia ich efektywności i wydajności. W ostatnim czasie wiele firm decyduje się na wdrożenie narzędzi i metod filozofii Lean Manufacturing. Lean Manufacturing określa filozofię polegającą na oszczędnym gospodarowaniu zasobami. Filozofia ta pokazuje, jak istotne znaczenie ma eliminacja marnotrawstwa pojawiającego się w procesie produkcyjnym. Pozwala na eliminację strat, które najczęściej występują w procesie produkcyjnym, np. długie przezbrojenia, nadprodukcja, awarie, zapasy, braki, zbędny ruch oraz transport. Eliminacja strat realizowana jest przez zastosowanie kompleksowych systemów zarządzania organizacyjnego, jak: 5S, TPM, SMED, VSM oraz wiele innych. W niniejszej pracy przedstawione zostały możliwości doskonalenia przezbrajania maszyn z wykorzystaniem metody SMED (Single Minute Exchange of Die). Metodyka wdrożenia SMED Metoda SMED jest zestawem technik pozwalających na zredukowanie czasów przygotowawczo-zakończeniowych tak, aby dokonanie wymiany oprzyrządowania technologicznego lub ustawienia linii produkcyjnej było realizowane w czasie krótszym niż 10 minut. Autorem metody SMED jest japoński inżynier Shingeo Shingo, który specjalizował się w usprawnieniach procesów produkcyjnych [4]. Metoda SMED realizowana jest w czterech etapach: Etap 0 brak zróżnicowania pomiędzy przygotowaniem zewnętrznym i wewnętrznym (rejestracja przebiegu przezbrojenia). Etap 1 podział przezbrojenia na czynności zewnętrzne (wykonywane, gdy maszyny są w ruchu), wewnętrzne (wykonywane tylko podczas postoju maszyn technologicznych) i zbędne (błędnie wykonane czynności w trakcie przezbrajania). Etap 2 Eliminacja czynności zbędnych. Wykonywanie poszczególnych czynności odpowiednio wcześniej celem redukcji czasu traconego na przezbrojenie wewnętrzne. Etap 3 usprawnianie operacji przygotowawczych poprzez zastosowanie nowych rozwiązań konstrukcyjnych ułatwiających ustalenie i zamocowanie uchwytów i narzędzi na obrabiarce [1]. Wprowadzenie metody SMED poprzedza szkolenie teoretyczne, podczas którego pracownicy zostają zapoznani z założeniami metody oraz krokami działania. Zaletą szkoleń jest przedstawienie przykładów rozwiązań, np. w formie zdjęć. 49

2 1/2015 Technologia i Automatyzacja Montażu Wybór procesu do analizy i jego charakterystyka Przezbrojenie dotyczyło montażu oraz demontażu rury Moksy na tokarce pociągowej. Wybór procesu został dokonany na podstawie macierzy przezbrojeń. W celu ochrony danych firmy przezbrojenia zostały oznaczone za pomocą liter: A, B, C (tabela 1). Tabela 1. Macierze przezbrojeń Table 1. Setup matrix A B C A B C A A B 20-8 B C C liczba przezbrojeń w ciągu miesiąca 2 czas trwania przezbrojeń Proces przezbrajania rury Moksy został wybrany ze względu na liczbę częstych przezbrojeń (20 w miesiącu) oraz czas ich trwania (15 minut). Przewidywany czas przezbrojenia wynosi 300 minut w ciągu jednego miesiąca. Celem zastosowania metody SMED dla tego przezbrojenia było skrócenie czasu przezbrajania, jak również wyeliminowanie niepotrzebnie wykonywanych czynności przez pracownika, które zwiększały jego czas pracy. Analiza stanu aktualnego propozycje doskonalenia Przed zastosowaniem metody SMED przeprowadzone zostały szkolenia dla liderów obszaru oraz kadry kierowniczej. Pracownik został zapoznany z zasadami metody SMED oraz działaniami, jakie będą podejmowane. Ważne było wyjaśnienie pracownikowi, by wykonywał wszystkie czynności w naturalnym tempie. Każda z czynności zarejestrowana została kamerą wideo. W celu przeprowadzenia dokładnej analizy przez powołany zespół wykorzystywano opracowane karty kontrolne SMED, wykresy sznurkowe przedstawiające poruszanie się pracownika po hali oraz formularze rejestrujące każdą z czynności wykonywanych przez operatora z dokładnym uwzględnieniem czasu ich trwania. Wykonywane czynności zostały rozdzielone jako operacje wewnętrzne lub zewnętrzne. Przeprowadzenie pierwszej sesji było bardzo dużym wyzwaniem i doświadczeniem dla operatora. Obecność zespołu przeprowadzającego sesję oraz filmowanie pracy wpłynęły mobilizująco na pracownika. Analiza wstępna wykazała, że: łączny czas trwania wykonywanych czynności wyniósł 4 godziny 21 minut 46 sekund, czas trwania czynności zewnętrznych: 4 minuty 36 sekund, czas trwania czynności wewnętrznych: 4 godziny 17 minut 10 sekund, liczba czynności wewnętrznych: 26, liczba czynności zewnętrznych: 3, liczba przejść pracownika w czasie trwania operacji wyniosła 23. Dokładna analiza przezbrojenia pozwoliła na identyfikację niezgodności. W tabeli 2 przedstawiono wykaz zidentyfikowanych niezgodności oraz propozycje działań doskonalących. Zespół przeprowadzający analizę zaproponował sześć działań usprawniających, z których cztery zostały wdrożone, dwa pozostają w trakcie wdrożenia. Analiza przezbrojenia po wdrożeniu usprawnień Ponownie dokonano dokładnej analizy przezbrojenia przez powołany zespół, wykorzystywano opracowane karty kontrolne SMED, wykresy sznurkowe przedstawiające poruszanie się pracownika po hali oraz formularze rejestrujące każdą z czynności wykonywanych przez operatora z dokładnym uwzględnieniem czasu ich trwania. Wykonywane czynności zostały rozdzielone jako operacje wewnętrzne lub zewnętrzne. Analiza wykazała, że łączny czas przezbrojenia po wdrożeniu metody SMED wyniósł 4 godziny 4 minuty. Wyeliminowane zostały trzy czynności zewnętrzne oraz sześć czynności Tabela 2. Propozycje działań doskonalących Table 2. Proposals of improvement actions NIEZGODNOŚCI Brak stosowania zasad BHP przez pracownika. Brak stosowania zasad 5S. Niezgodny wyrób dostarczony od dostawcy. Poszukiwanie narzędzi na innych stanowiskach. Opuszczanie stanowiska przez pracownika w celu udzielania pomocy operatorowi na innym stanowisku. Długi czas oczekiwania na kontrolę jakości. PROPOZYCJE DZIAŁAŃ DOSKONALĄCYCH Odpowiednie oznakowanie stanowiska pracy. Przypomnienia o stosowaniu okularów ochronnych. Wdrożenie zasad 5S na stanowisku. Zwiększona kontrola w czasie przyjmowania elementów od dostawcy. Zmiana organizacji stanowiska dodatkowy regał na narzędzia. Doszkolenie pracownika na innym stanowisku. Zamontowanie sygnalizacji informującej o przebiegu operacji. Rodzaje świateł: zielone czas trwania operacji, żółte czas oczekiwania na kontrolę jakości, czerwone wystąpienie niezgodności, awaria maszyny. 50

3 wewnętrznych. Liczba przejść pracownika zmieniła się z 23 do 15. Wynik został osiągnięty dzięki pomocy pracownika technicznego przy montażu oraz demontażu gotowego elementu. Dostawienie regału wyeliminowało zbędne chodzenie po hali produkcyjnej. Dzięki przeszkoleniu pracownika z innej maszyny operator nie przerywał pracy i nie odchodził od stanowiska. Ocena efektywności wdrożonych działań Zastosowanie kilku prostych i niezbyt kosztownych rozwiązań przyniosło wymierne korzyści. Wdrożone usprawnienia pozwoliły na skrócenie czasu przezbrojenia. Rys. 1 przedstawia czas przezbrojenia przed i po zastosowaniu metody SMED. Dzięki wdrożeniu metody SMED czas przezbrojenia został zmniejszony o 17 minut 46 sekund. Zmieniła się liczba przejść operatora. Na rys. 2 przedstawiono za pomocą wykresu sznurkowego (spaghetti) sposób przemieszczania się operatora przed i po wprowadzeniu zmian. Liczba przejść pracownika została zmniejszona z 23 do 15. Na rys. 3 przedstawiono, jak zmienił się czas trwania czynności wewnętrznych i zewnętrznych w analizowanym przezbrojeniu. Zastosowanie metody SMED pozwoliło na redukcję czynności zewnętrznych z 4 do 1, natomiast czynności wewnętrznych z 25 do 20. Dodatkową korzyścią, która została zauważona, to zmiana liczby narzędzi wykorzystywanych w operacji oraz podczas przezbrojenia tabela 3. Tabela 3. Liczba wykorzystywanych przyrządów i narzędzi Table 3. The number of used instruments and tools Liczba przyrządów i narzędzi wykorzystywanych w operacji oraz podczas przezbrojenia Przed zastosowaniem metody SMED Po zastosowaniu metody SMED Dla potwierdzenia przewidywanych efektywności wprowadzonych zmian były przeprowadzone symulacje kosztów i zmian wydajności stanowiska. Symulacja Rys. 1. Analiza czasów przezbrojenia Fig. 1. Analysis of setup times Przed SMED Po SMED Liczba przejść pracownika Rys. 2. Wykres spaghetti przed i po wdrożeniu metody SMED Fig. 2. Spaghetti diagram before and after the implementation of SMED method 51

4 1/2015 Technologia i Automatyzacja Montażu Rys. 3. Analiza czasów trwania czynności wewnętrznych i zewnętrznych przed i po wdrożeniu metody SMED Fig. 3. Analysis of the durations of internal and external activities before and after implementation of SMED method Tabela 4. Symulacja oszczędności kosztów przezbrajania. Wydajność produkcji Table 4. Simulation of setup cost savings. Productivity CZAS PRZEZBROJENIA PRZED SMED PO SMED ZYSK STAWKA GODZINOWA PRODUKCYJNA 4:21:46 4:04:00 0:17: zł Ilość przezbrojeń na miesiąc 20 Ilość zaoszczędzonego czasu w miesiącu Ilość zaoszczędzonych środków na miesiąc Ilość zaoszczędzonych środków na rok 4 godziny 36 minut 30 sekund 360 minut 100 zł = 600 zł = 7200 zł ILOŚĆ WYPRODUKOWANYCH SZTUK Przed SMED 1680 Po SMED 1750 WYDAJNOŚĆ 4,16% ta miała na celu pokazanie, jak zmieni się wydajność analizowanego stanowiska w ciągu jednego miesiąca. W tabeli 4 przedstawiona została symulacja kosztów przezbrajania na tokarce pociągowej. Wydajność produkcji dzięki zastosowaniu metody SMED została zwiększona o 4,16 %. Symulacja oszczędności kosztów przedstawiła ilość zaoszczędzonych środków pieniężnych dzięki wdrożeniu tej metody. Szacowana kwota wynosi 7200 zł w ciągu miesiąca. Zaoszczędzone w ten sposób środki pieniężne można przeznaczyć np. na szkolenia dla pracowników, inwestycje poprawiające jakość wykonywanych usług oraz nowoczesne maszyny i urządzenia. Podsumowanie Zastosowanie metody SMED na analizowanym stanowisku wyeliminowało zbędne czynności, wzrosła elastyczność produkcji. Dzięki dokładnej analizie przedstawionych wyników, zastosowaniu metody SMED, uzyskano skrócenie łącznego czasu operacji z 4 godzin 21 minut 46 sekund do 4 godzin 4 minut. Wdrożonych zostało 4 działania usprawniające, 2 są w trakcie wdrożenia. Liczba przejść pracownika została zmniejszona z 23 do 15. Wydajność produkcji dzięki zastosowaniu metody SMED została zwiększona o 4,16%. Symulacja oszczędności kosztów przedstawiła ilość zaoszczędzonych środków pieniężnych dzięki wdrożeniu metody SMED. Przedstawiona praca pokazała, jak elastycznym narzędziem jest metoda SMED. Można zastosować ją do każdego stanowiska. Ważne jednak jest, aby właściwie przygotować się do wdrożenia tej metody, zebrać dokładne dane, skrupulatnie wykonać analizy oraz umiejętnie wskazać działania doskonalące. Pamiętać również należy, że efekt końcowy w dużej mierze zależy od współpracy i zaangażowania wszystkich pracowników począwszy od operatora, jak również kierownictwa średniego i najwyższego szczebla. 52

5 LITERATURA 1. Antosz K., Pacana A., Stadnicka D., Zielecki W.: Narzędzia Lean Manufacturing. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, Giec E.: Wykorzystanie metody SMED do skracania czasów przezbrajania na przykładzie wybranego stanowiska produkcyjnego. Praca dyplomowa pod opieką Antosz K., Rzeszów, Kornicki L., Kubik S.: Szybkie przezbrojenie, dla operatorów: system SMED. Prod. Press, Wrocław Shigeo Shingo: A revolution in manufacturing: the SMED system. Productivity, Press, Portland-Oregon, Dr inż. Katarzyna Antosz Katedra Technologii Maszyn i Inżynierii Produkcji, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa Politechnika Rzeszowska, al. Powstańców Warszawy 12, Rzeszów, katarzyna.antosz@prz.edu.pl. Inż. Elżbieta Kużdżał (Giec) studentka studiów magisterskich, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska, al. Powstańców Warszawy 12, Rzeszów, elzbieta.giec@gmail.com. IMPROVEMENT OF ASSEMBLY MACHINES SETUP PROCESS WITH SMED METHOD Abstract The difficult situation of many companies forcing them to seek ever the new ways to improve their efficiency and performance. In recent times, many of them decide to implement the tools and methods of Lean Manufacturing. This philosophy shows the importance of eliminating wastes occurring in the production process. It allows elimination of the losses that occur most frequently in the production process such as: long setup, overproduction, failures, inventory, defects, unnecessary movement and transport. In this work the possibilities of the improving machines setup with using the method of SMED (Single Minute Exchange of Die) was presented. In the first part of the paper the general characteristics of Lean Manufacturing was described. The importance of the concept, the advantages of the implementation of selected tools and methods of Lean, whose main task is to improve processes was described. The practical work presents the implementation of the method for the chosen production stand was presented. Moreover, the methodology of the implementation of SMED method in the production process was presented. On the selected production stand : identification and the analysis of the setups time, identification of internal and external operations, used tools and equipment, the number of employee movements before the implementation of this method was presented. The improvement actions were proposed and implemented. An evaluation of the effectiveness of implemented actions was made. The application of SMED eliminated unnecessary activities, helped to reduce setup time, reduced the number of the employee movements. Production efficiency through the use of SMED method has been increased by 4.16%. Simulation of cost savings presented the amount of cash savings by implementing this method. Keywords quality, setup, performance, SMED method, Lean Manufacturing 53