Transkrypcja odcinka podcastu LUQAM. Odsłuchaj treść odcinka tutaj:

• Spreaker
• Spotify
• Apple Podcasts
• YouTube

Dlaczego skracanie czasu przezbrojenia jest tak istotne?

Dzisiejszy odcinek będzie poświęcony szybkim przezbrojeniom. Od razu może nasunąć się tutaj skrót SMED – Single Minute Exchange of Die. O co w ogóle chodzi w tej metodzie?

Mówimy o czasie przezbrojenia wyrażonym w jednocyfrowej liczbie minut. W praktyce przemysłowej bardzo często spotykamy się z przezbrojeniami trwającymi godzinę, dwie, a nawet cztery godziny. To jest czas, w którym linia produkcyjna pozostaje niedostępna i nie wytwarza wyrobów, czyli nie generuje wartości.

Naturalnym celem każdej organizacji produkcyjnej jest maksymalizacja czasu, w którym możemy produkować. Właśnie tutaj pojawia się SMED – metoda, która pomaga skutecznie redukować czasy przezbrojeń i zwiększać dostępność maszyn. W tym sensie jest jednym z najważniejszych narzędzi wspierających efektywność operacyjną.

Czyli najprościej mówiąc – chodzi o to, aby linie produkcyjne mogły pracować dłużej?

To pierwsza i najbardziej oczywista korzyść. Skrócenie pojedynczego czasu przezbrojenia bezpośrednio przekłada się na wzrost dostępnego czasu produkcyjnego – możemy powiedzieć, że zwiększa się nasz Global Operating Time, czyli całkowity czas dostępny na realizację produkcji.

Jednak korzyści z wdrożenia SMED są znacznie szersze i często bardziej strategiczne. Skrócenie czasu przezbrojenia w istotny sposób zwiększa elastyczność produkcji.

Wyobraźmy sobie prasę, na której wytwarzamy kilka różnych wyrobów. Jeśli każde przezbrojenie trwa cztery godziny, naturalną reakcją jest produkowanie w długich seriach, aby zminimalizować liczbę zmian asortymentu. W efekcie firma buduje duże zapasy.

Bo przy tak długim przezbrojeniu nie opłaca się często zmieniać produkcji – jesteśmy mało elastyczni.

Dokładnie. W konsekwencji produkujemy „na magazyn”. Powstają zapasy wyrobów gotowych lub tzw. bufory międzyoperacyjne. Na hali pojawiają się regały, strefy odkładcze, a czasem wręcz duże „sterty” materiału oczekującego na kolejną operację.

To generuje kilka problemów jednocześnie:

• zajmuje powierzchnię produkcyjną,
• zamraża kapitał,
• wydłuża wewnętrzny czas przejścia materiału przez zakład (lead time),
• obniża elastyczność reakcji na zmiany popytu.

Od momentu otrzymania zamówienia od klienta do chwili wysyłki gotowego wyrobu mija więcej czasu. A im dłuższy lead time, tym trudniej reagować na zmiany zamówień, korekty ilości czy specyfikacji. Skrócenie czasu przezbrojenia redukuje tę sztywność systemu produkcyjnego.

Co to jest przezbrojenie?

Rozmawiamy o celach skracania przezbrojeń, ale uporządkujmy pojęcia. Jak zdefiniować przezbrojenie?

To bardzo dobre pytanie, ponieważ w praktyce firmy rozumieją przezbrojenie w różny sposób.

Definicja, którą stosuję, mówi, że przezbrojenie to czas liczony od momentu wyprodukowania ostatniej dobrej jakościowo sztuki produktu A do momentu uzyskania pierwszej dobrej jakościowo sztuki produktu B.

Kluczowe jest słowo „dobrej jakościowo”. Wiele organizacji mierzy wyłącznie fizyczny czas wymiany oprzyrządowania – demontaż starego narzędzia, montaż nowego i koniec pomiaru. Tymczasem to nie oddaje rzeczywistego obrazu.

Często po wymianie narzędzia występuje:

• regulacja parametrów,
• korekta ustawień,
• pierwsze sztuki niezgodne z tolerancją,
• dodatkowe próby uruchomienia.

Jeżeli fizyczna wymiana trwa 30 minut, a regulacja kolejne 20 minut, to całkowity czas przezbrojenia wynosi 50 minut. Wszystkie te elementy muszą być uwzględnione w analizie, ponieważ to właśnie one stanowią istotne źródło strat.

Czyli mierzymy różnicę czasu między ostatnią dobrą sztuką poprzedniego wyrobu a pierwszą dobrą sztuką nowego wyrobu – i na tym się koncentrujemy, bo dopiero taka definicja pozwala realnie optymalizować proces.

Metoda SMED wywodzi się z Japonii. Możesz przybliżyć jej historię?

SMED powstał w firmie Toyota Motor Corporation. Jej autorem był Shigeo Shingo.

Prace rozpoczęły się od analizy przezbrojenia jednokilotonowej prasy. Początkowo trwało ono około czterech godzin. Shingo rozpoczął systematyczną obserwację, analizę i dokumentowanie wszystkich czynności wykonywanych podczas przezbrojenia.

W tamtym czasie metoda nie nosiła jeszcze nazwy SMED. Był to proces ciągłego doskonalenia, który trwał około 15 lat. Efekt? Skrócenie czasu przezbrojenia do trzech minut.

W latach 70. było to osiągnięcie przełomowe. Stało się jednym z fundamentów Toyota Production System i przyczyniło się do budowy globalnej przewagi konkurencyjnej Toyoty nad producentami amerykańskimi.

Na czym polega metoda SMED?

W takim razie przejdźmy do praktyki. Na czym polega metoda SMED?

SMED opiera się na logicznym, analitycznym podejściu do procesu przezbrojenia.

Pierwszym krokiem – po odpowiednim przygotowaniu warsztatu – jest rejestracja całego procesu przezbrojenia. Nagrywamy i dokumentujemy każdą czynność. Następnie poddajemy cały proces szczegółowej analizie.

Rozbijamy przezbrojenie na pojedyncze operacje, porządkujemy je, klasyfikujemy i identyfikujemy źródła strat. Metodę można podzielić na konkretne etapy, które realizujemy krok po kroku.

Jeśli chcesz, w kolejnym fragmencie możemy szczegółowo omówić każdy z tych etapów i pokazać, jak w praktyce podejść do warsztatu SMED w zakładzie produkcyjnym.

Jasne, zaczynajmy.

Warsztat SMED krok po kroku

Etap 0 i 1

Zacznijmy więc od etapu „zerowego”. To przede wszystkim przygotowanie do warsztatu SMED oraz świadomy wybór maszyny, na której taki warsztat przeprowadzimy. W przedsiębiorstwach zasoby są ograniczone – nie jesteśmy w stanie wdrożyć SMED-a jednocześnie wszędzie. Dlatego kluczowe jest określenie, gdzie jego zastosowanie przyniesie największy efekt biznesowy.

Maszynę możemy wybrać na kilka sposobów. Jednym z kryteriów może być pojedynczy, długi czas przezbrojenia. Innym – występowanie wąskiego gardła w procesie. Możemy również przeprowadzić analizę całkowitych strat dostępności wynikających z przezbrojeń, mnożąc czas pojedynczego przezbrojenia przez liczbę jego wystąpień. W ten sposób identyfikujemy miejsce, w którym łączna strata dostępności jest największa – i tam koncentrujemy działania.

Jeśli mamy system, na przykład MES, możemy te dane wyciągnąć bezpośrednio z niego.

Dokładnie. W przypadku systemu takiego jak Manufacturing Execution System (MES) dane zazwyczaj mamy pod ręką. Jeśli go nie ma, osoba odpowiedzialna za analizę spędzi zapewne kilka godzin w Excelu, aby je zebrać i przeliczyć. Oczywiście warto maksymalnie upraszczać sobie pracę.

Możemy też patrzeć na temat z perspektywy capacity. Jeżeli zdolności produkcyjne są już „pod sufitem” i chcemy zwiększyć wolumen bez inwestycji w nowe maszyny, redukcja czasu przezbrojenia może dać nam kilka dodatkowych procent mocy produkcyjnych. To często pozwala uniknąć kosztownych inwestycji.

Dodatkowo – jeżeli uruchamiamy nową maszynę, warto wdrożyć SMED od samego początku i budować optymalny standard przezbrojenia od pierwszego dnia.

Kiedy wybierzemy maszynę, przechodzimy do rejestracji procesu przezbrojenia. Bardzo ważne jest powołanie zespołu interdyscyplinarnego – z udziałem operatorów wykonujących przezbrojenia oraz lidera odpowiedzialnego za koordynację całego procesu.

Czyli pierwszym krokiem jest nagranie całego przezbrojenia?

Tak. Rejestrujemy pełny przebieg przezbrojenia. Jeżeli na linii pracuje trzech operatorów, w zespole analitycznym powinno być około sześciu osób – po dwie na operatora: jedna nagrywa, druga prowadzi notatki. Już na tym etapie można tworzyć diagram spaghetti, rysując na layoucie rzeczywiste ścieżki przemieszczania się operatorów.

Zbieramy wszystkie obserwacje i problemy, które zauważają obserwatorzy.

Możemy tu wykorzystać również system lokalizacji RTLS?

Zdecydowanie. Systemy typu Real-Time Locating System (RTLS) pozwalają automatycznie odtworzyć ścieżki ruchu, zmierzyć dystans, wygenerować mapy ciepła oraz analizować konkretne przedziały czasowe. Przy długich przezbrojeniach klasyczne spaghetti rysowane na kartce bywa nieczytelne – tutaj technologia bardzo pomaga.

Ciekawym rozwiązaniem są także kamery typu GoPro montowane na operatorze. Przy skomplikowanych operacjach manualnych i ograniczonym dostępie do maszyny takie nagrania pozwalają dokładnie przeanalizować ruchy dłoni i detale operacyjne.

Super! Czyli mamy pierwszy etap za nami – nagranie całego przezbrojenia. Od którego momentu powinniśmy zacząć rejestrację? Czy etap przygotowania również należy ująć na nagraniu? Jak to powinno wyglądać w praktyce?

Przede wszystkim musimy porozmawiać ze wszystkimi operatorami biorącymi udział w przezbrojeniu. To bardzo ważny element. Operatorzy nie mogą specjalnie „przygotować się pod kamerę”, ponieważ naszym celem jest zarejestrowanie rzeczywistego stanu procesu – takiego, jaki występuje na co dzień, a nie wersji wyreżyserowanej.

Często pracownicy nie do końca rozumieją, dlaczego nagrywamy proces, dlatego trzeba zadbać o odpowiednią komunikację i świadomość celu. Wyjaśniamy jasno: nie chodzi o kontrolę ludzi, lecz o analizę procesu i skrócenie czasu przezbrojenia zgodnie z metodą SMED.

Jeżeli w standardowym przebiegu przezbrojenia występują czynności przygotowawcze – na przykład kompletowanie narzędzi czy przygotowanie materiału – to oczywiście należy je nagrać. Jeśli jednak pewne czynności nie występują w normalnym przebiegu procesu, nie tworzymy ich sztucznie na potrzeby nagrania.

Kluczowe jest to, aby zarejestrować wszystkie czynności wykonywane przez każdego operatora uczestniczącego w przezbrojeniu. Jeżeli w proces zaangażowany jest również logistyk – na przykład realizujący przezbrojenie materiałowe – jego działania także muszą zostać uwzględnione. Bardzo często to właśnie przezbrojenie materiału ma istotny wpływ na całkowity czas przezbrojenia linii produkcyjnej.

Etap 2

Czyli nagrywamy cały proces – od momentu przygotowania do chwili zejścia pierwszej dobrej sztuki nowego produktu. Co dalej?

Następnie wspólnie z zespołem przechodzimy do szczegółowej analizy nagrania – krok po kroku. To drugi etap metody SMED, polegający na oddzieleniu czynności wewnętrznych od zewnętrznych.

Czynności wewnętrzne to takie, które muszą być wykonane przy zatrzymanej maszynie – nie da się ich zrealizować podczas pracy urządzenia. Natomiast czynności zewnętrzne można wykonać wtedy, gdy maszyna nadal produkuje.

W klasycznym, nieoptymalizowanym przezbrojeniu te czynności są przemieszane. Mamy sytuację „przekładańca”: raz czynność wewnętrzna, raz zewnętrzna. Efekt? Maszyna stoi na przykład 30 minut, mimo że część z tych działań mogłaby zostać wykonana wcześniej.

Pierwszym krokiem jest rozbicie całego przezbrojenia na pojedyncze operacje. Następnie identyfikujemy i eliminujemy tzw. obvious waste – oczywiste marnotrawstwo. Jeśli operator szuka klucza, idzie po narzędzie na drugi koniec hali, wraca – to są straty, które eliminujemy natychmiast.

Kolejno maksymalnie rozdzielamy czynności. Tworzymy listy czynności przygotowawczych dla każdego operatora. Przygotowujemy komplet narzędzi, części, materiałów jeszcze przed zatrzymaniem maszyny. Można to porównać do pit stopu w Formule 1 – zespół jest gotowy, wszystko czeka przygotowane, a w momencie zatrzymania realizowane są wyłącznie niezbędne czynności wewnętrzne.

Po ich zakończeniu maszyna wraca do pracy, a ewentualne czynności zewnętrzne realizowane są już równolegle do produkcji.

Przykład? Wymiana sita. Często ktoś czyści je w czasie postoju linii. To marnotrawstwo. Powinniśmy mieć miejsce odkładcze – demontujemy stare sito, odkładamy je, montujemy nowe. Czyszczenie realizujemy dopiero po uruchomieniu maszyny.

W praktyce to właśnie ten etap przynosi największe efekty czasowe – i co ważne, zazwyczaj bez ponoszenia kosztów inwestycyjnych. To działania organizacyjne.

Ostatnio u jednego z klientów skróciliśmy czas przezbrojenia robota spawalniczego z 35 minut do 3,5 minuty.

To ogromna różnica. Czy to było najlepsze przezbrojenie w tej firmie?

Obecnie tak. Na początku nie było, a sam proces był skomplikowany. Wymagał uporządkowania działań i dodania pewnych zasobów, ale z biznesowego punktu widzenia było to zdecydowanie opłacalne.

Czy wystarczył jeden warsztat SMED?

Nie. Cały proces trwał około trzech-czterech miesięcy. Spędziliśmy około 200 godzin na miejscu, plus dodatkowa praca zespołu klienta. Co istotne, rozwiązanie opracowaliśmy na jednym robocie, ale wdrożone usprawnienia zostały przeniesione na sześć identycznych stanowisk.

Czyli w drugim kroku analizujemy nagranie, identyfikujemy operacje i przypisujemy im czasy. Możemy wykorzystać do tego arkusz Excel?

Tak, Excel w zupełności wystarczy – możemy stworzyć arkusz, który automatycznie podliczy czasy.

Ale w duchu Industry 4.0 możemy również skorzystać z dedykowanego oprogramowania, np. Timer Pro. Na podstawie filmu klikamy poszczególne operacje, system liczy czas, wykonuje balans operatorów, pozwala oznaczyć wartość dodaną i marnotrawstwo. Analiza jest wtedy szybsza i bardziej precyzyjna.

I na tym etapie definiujemy czynności wewnętrzne i zewnętrzne?

Dokładnie tak. A zanim przejdziemy dalej, tworzymy jeszcze idealną sekwencję przezbrojenia – dokument opisujący, kto, co i w jakiej kolejności wykonuje. Uwzględniamy operacje równoległe, równomierne obciążenie operatorów, ewentualne wsparcie dodatkowych osób. Chodzi o to, aby w czasie postoju maszyny realizować proces w najlepszy możliwy sposób.

Etap 3

Okej, a co dzieje się w trzecim kroku metody SMED?

W trzecim kroku wchodzimy na bardziej zaawansowany poziom pracy z metodą SMED i zaczynamy realnie przekształcać operacje wewnętrzne w zewnętrzne. Koncentrujemy się na modyfikacjach technicznych, które pozwalają wykonać część czynności jeszcze przed zatrzymaniem maszyny.

Przykładem może być maszyna zgrzewająca z gorącą formą, która nagrzewa się przez czterdzieści minut. W jednej z firm wdrożyliśmy rozwiązanie typu preheating, czyli wstępne podgrzewanie formy. Około godzinę przed planowanym przezbrojeniem nowa forma była umieszczana w strefie nagrzewania. W momencie zmiany wystarczało jedno przełączenie, ponieważ forma była już gotowa do pracy. W ten sposób wyeliminowaliśmy najdłuższą część procesu przezbrojenia.

W tym etapie szukamy różnych rozwiązań technicznych, takich jak:

• wstępne pozycjonowanie elementów,
• przygotowanie szablonów montażowych,
• zastosowanie podkładek mocujących,
• ograniczniki ustawień,
• szybkozłączki zamiast tradycyjnych połączeń śrubowych.

Dzięki temu skracamy czas regulacji i montażu. Część pracy wykonujemy przed zatrzymaniem maszyny, a w czasie postoju realizujemy wyłącznie czynności absolutnie niezbędne.

W przeciwieństwie do drugiego etapu, trzeci krok najczęściej wiąże się już z kosztami. Dlatego powinniśmy podejść do niego biznesowo. Analizujemy:

• ile kosztuje dana modyfikacja techniczna,
• ile minut oszczędzamy na jednym przezbrojeniu,
• ile przezbrojeń wykonujemy rocznie,
• jaki jest koszt minuty postoju.

Na tej podstawie możemy policzyć zwrot z inwestycji (ROI). Nie każde usprawnienie – nawet technicznie atrakcyjne – będzie uzasadnione ekonomicznie.

Czyli czasem musimy zainwestować w dodatkowe narzędzia albo unifikację, ale w zamian oszczędzamy czas?

Dokładnie tak. Warto przygotować zestawienie: koszt modyfikacji versus liczba minut zaoszczędzonych na przezbrojeniu. Czasami usprawnienie jest drogie, a przynosi stosunkowo niewielki efekt. Dlatego nie wszystkie pomysły powinniśmy realizować. Kluczowe jest myślenie w kategoriach interesu biznesowego i opłacalności.

Etap 4

W trzecim kroku przerzuciliśmy część czynności wewnętrznych na zewnętrzne i zoptymalizowaliśmy proces. Co obejmuje czwarty etap SMED?

Czwarty krok to utrzymanie systemu. Raz wypracowane standardy bardzo często z czasem się rozmywają. Dlatego ten etap ma na celu utrzymanie najlepszego sposobu przezbrajania.

Możemy to realizować poprzez:

• wyrywkowe audyty przezbrojenia,
• monitorowanie czasu przezbrojenia,
• weryfikację zgodności ze standardem.

W firmach wykonuje się audyty procesów czy audyty 5S, natomiast audyty przezbrojeń są rzadkością. Tymczasem w trakcie przezbrojenia możemy sprawdzić, czy:

• przyrządy są przygotowane odpowiednio wcześniej,
• tablice cieni zawierają komplet narzędzi,
• operator działa zgodnie z instrukcją.

Czy podczas takiego audytu nagrywasz proces?

Nie, obserwuję go bezpośrednio.

I weryfikujesz ze standardem?

Dokładnie. Mam instrukcję i sprawdzam zgodność ze standardem. Jeśli ktoś w firmie zna proces – na przykład inżynier procesu czy kierownik, który uczestniczył w tworzeniu instrukcji – taka weryfikacja może przebiegać szybko i sprawnie.

Dodatkowo możemy monitorować czas przezbrojenia za pomocą systemu MES. Widzimy wtedy na bieżąco, czy pojawiają się odchylenia. Jeśli zauważymy anomalie, to sygnał, że w procesie zaczyna się coś dziać i należy to przeanalizować.

Istotne są również szkolenia. W przypadku rotacji pracowników każdy nowy operator powinien zostać przeszkolony ze standardu przezbrojenia. Skąd ma wiedzieć, jaki jest najlepszy sposób działania, jeśli nikt mu tego nie pokaże? Utrzymanie koncentracji i konsekwentne stosowanie ustalonego standardu to fundament trwałych efektów SMED.

Jak przekonać operatorów do zmiany standardu przezbrojenia?

A jak przekonać doświadczonych operatorów do zmiany? Często mają swój wypracowany styl przezbrajania, który – jak pokazuje analiza – nie zawsze jest optymalny.

Przede wszystkim nie wolno narzucać nowego standardu. Operatorów należy zaprosić do warsztatów SMED i wspólnej analizy procesu. Muszą być częścią zmiany.

Jeżeli pokażemy, że chcemy rozwiązać problemy, które oni realnie widzą podczas przezbrojenia, dużo łatwiej będzie ich przekonać. Większość operatorów chce po prostu spokojnie wykonywać swoją pracę. Problemy w trakcie przezbrojenia generują stres, a później pojawia się pytanie przełożonego: „Dlaczego plan produkcyjny nie został zrealizowany?”.

Jeżeli usprawnimy proces, ich praca stanie się bardziej płynna, a poziom stresu spadnie. To argument, który działa znacznie lepiej niż odgórne polecenie.

Czy SMED naprawdę działa?

Masz za sobą wiele warsztatów SMED. Czy masz jakieś uniwersalne „asy w rękawie”, które sprawdzają się w każdej firmie?

To trudniejsze pytanie, niż się wydaje. Firmy diametralnie się różnią. Wiele organizacji próbowało kopiować rozwiązania 1:1 z innych zakładów i na tym poległo.

Moim „asem w rękawie” jest otwarta komunikacja i brak lęku przed rozmową o zmianach. Często niewielka inwestycja przynosi bardzo duże efekty.

Natomiast kluczowy jest etap drugi – oddzielenie czynności wewnętrznych od zewnętrznych i eliminacja marnotrawstwa. To właśnie ten etap niemal zawsze przynosi największe korzyści. Nie powinniśmy przeskakiwać od razu do modyfikacji technicznych. Najpierw trzeba perfekcyjnie wykonać analizę i uporządkować proces. To fundament skutecznego skracania czasu przezbrojenia.

Przezbrojenia występują praktycznie w każdej firmie produkcyjnej. Jak zachęcić osoby, które wciąż nie są przekonane do optymalizacji i skracania czasu przezbrojenia?

Najlepiej przeprowadzić jeden pilotażowy warsztat SMED na wybranej maszynie. Po zobaczeniu efektów – szczególnie po przeliczeniu realnych oszczędności – zazwyczaj nie trzeba już nikogo przekonywać.

Czyli wyniki przemawiają same za siebie?

Zdecydowanie. To metoda, która potrafi się sama obronić.

Deklarujesz się jako lider takiego przedsięwzięcia?

Oczywiście, jestem chętny. Przeprowadziłem kilkadziesiąt warsztatów SMED w różnych firmach i branżach.

I zawsze udało się skrócić czas przezbrojenia?

Zdecydowanie tak. Wyniki bywały różne – czasem spektakularne, czasem po prostu satysfakcjonujące – ale w każdym przypadku udało się „urwać” cenny czas i zwiększyć dostępność maszyn.