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1、SMED For Quick Change-overHefei 2002.05.20.课程内容l产品切换的定义 l快速产品切换对公司业务的益处lSMED的定义和基本原理lSMED的三个阶段lSMED的实施过程lSMED录像和印刷机切换游戏l合肥利华实际生产切换观察l小组讨论，行动方案l反馈课程目标l了解产品切换的重要性l清晰快速产品切换的原理l掌握提高产品切换效率的方法l降低产品切换时间至少50%l转变思维以实现工厂持续改进简介l什幺是 SMED?S Single M Minute E Exchange of D Die (快速换模)lSMED系统是一种能有效缩短产品切换切换 时间的理论和方法
2、概述lSMED在50年代初期起源于日本l由Shigeo Shingo在丰田企业发展起来lS Single的意思是小于10分钟(M Minutes)l最初使用在汽车制作厂，以达到快速的模具切换(E Exchange of D Dies)l它帮助丰田企业产品切换时间由4小时缩短为3分钟收益l灵活灵活生产生产不需额外的库存即可满足客户要求.l快速交付快速交付缩短交货时间即资金不压在额外库存上.l优优良品质良品质减少调整过程中可能的错误l高高效生产效生产缩短切换的停车时间意味着更高的生产效率，即OEE提高.l使实现使实现JITJIT，大量减少，大量减少产品报废成为可能产品报废成为可能VdBF Purf
3、leet,UK 通过SMED减少油灌装线的切换时间收益:-铲板存储费用每年降低480.000 GBP-每年生产能力增加3000吨Lever,Port Sunlight 4,UK充填机切换时间由90分钟降为5分钟典型的切换基本过程l30%30%准备和清理准备部件和工具，并检查其状况移走部件和工具，并进行清理l5%5%装配和移开部件l15%15%测量、设置和校正l50%50%试运行和调整为什幺切换要花这么长的时间l传统的切换观念要求很高的知识和技巧只有通过经验的积累才能提高为了减少切换时间太长造成的影响，尽量将生产批量扩大以上均是错误的观念以上均是错误的观念!这些都是基于切换时间不能大量减少的结论
4、这些都是基于切换时间不能大量减少的结论为什幺切换要花这幺长的时间l混淆了内部和外部的切换操作内部操作:必须在机器停车时进行的操作外部操作:可以在设备运转时进行的操作很多操作是可以在设备运转时进行的，可实际上却在停车时进行的l切换工作没有进行优化没有制定合适的标准-谁人何时做什幺没有进行平行作业 工具、部件远离作业现场，难以找到很多部件需要装配有很多困难的设置，需要进行调整EOQ-Economic Order Quantity l假设:销售是持续平稳的l更多的小批量订单会导致:低库存量，低库存运输费用高切换成本，低产能 EOQ 公式l订单成本 每年的订单数量*每个订单需的切换成本年销售量(A)/
5、订单量(Q)*切换成本(S)l库存运输成本年平均库存量*一年的运输库存成本 订单量(Q)/2*项目成本(C)*储运年成本(I)l经济订单量 =EOQ确保运输库存和切换总成本为最小的订单量!年订单成本=库存运输成本EOQ l计算出最经济有效的生产批量(EOQ)l将EOQ与供应链的需求进行比较l减少切换时间以保证EOQ接近供应链的需求从而获得最经济有效的客户服务游戏：印刷机的切换-1游戏要求l指定一位小组领导人l小组领导人负责小组资源分配，领料单签字等事宜l只有一名指定操作人员可以操作机器/领取物品l由一名组员负责计时l其余组员负责观察并完成观察表l到指定仓库领取材料时必须手续齐备l切换后产品必须
6、达到产品质量标准l切换完成时间以通过QC检验为准录录 像像Boksburg FactoryBoksburg Factory切换的定义切换时间从上一个产品生产结束到下一从上一个产品生产结束到下一个合格产品生产出来个合格产品生产出来并达到设计速度的时间并达到设计速度的时间切换过程中的时间损失损失时间损失时间停产时间停产时间调整时间调整时间生生产产速速度度时间时间定单一定单二定义-内部时间只有当机器只有当机器停下来停下来才能才能进行的操作进行的操作所需要的时间所需要的时间定义-外部时间可以在可以在机器运行机器运行的情况下的情况下进行的操作进行的操作所需要的时间所需要的时间SMED 进程初期内部和外部
7、的操作没有区分开区分内部及外部的操作1将内部操作转化为外部操作2优化各操作3内部 外部内部 外部内部外部内部外部外部内部内部1.检查表2.功能检查3.改进部件和工具的运输1.预先准备操作条件2.功能标准化3.部件集成化 1.改进部件及工具的储存和管理1.平行操作2.功能性夹具3.调试的消除4.机械化录 像SMED Part 1SMED 项目实施：PDCAl选择一个有代表性的切换作业l建立小组并准备SMED研究l观察并记录目前切换的详细过程l以图表的形式显示出目前的状况l用简短的语言描述目前的状况l设定改进目标l根据SMED的3个阶段，分步建立并实施改进方案l检查所得到的结果l标准化切换操作并培
8、训操作人员选择有代表性的切换作业l给出选择的原因选择具有挑战性的机作业l领会SMED带来的所有收益机器正接近满负荷运行l降低切换时间可拥有额外的生产能力建立小组并准备SMED研究l切换切换P WASHD HOGANl录象录象R BOWDENl时间时间记录记录D WHITTAKERl观察观察员员A REDDINGTONJ BERTRAMR HYDEA PANRUCKERM GOODALLJ FERDINANDP PAGEEx.Purfleet,UK观察切换-用摄像机l对切换的全过程摄像，中间不要停顿，以便你能用录象分析各步骤的时间l注意切换人员的手、眼、身体运动.l在会议室回顾录象内容并秒表记录
9、各活动的时间观察切换-用告事贴l将切换的每个步骤列在粉红色的告事贴上l将每一步骤的时间记录在白色的告事贴上l记录所观察到的结果在黄色的告事贴上如：操作人员去拿扳手走到零件柜夹钳的头部难于在机器上定位图图示出目前的状况示出目前的状况-行走的距离行走的距离SMED研究前配件存放远离机器在规格切换发生后才将配件拿到机器边规格切换没有设立程序各班次按不同方式进行规格切换工具存放远离机器工具存放区域工具存放区域配件存放区域配件存放区域操作操作工工1 1操作工操作工2 2图表的形式显示目前的状况每一步的时间每一步的时间总时间 749 sec描述目前的状况l用文字描述目前的状况，包括切换的时间长度、通常谁完
10、成作业及在切换过程中发生的特殊事件.l包括人数、工具、部件等.目目前前的状况的状况2 2个个操作人员进行操作人员进行3 3种切换种切换.过程过程包括：包括：-更更换提升头、框架、喂料管换提升头、框架、喂料管.-选择新的程序选择新的程序-调整调整料管分隔器、瓶子引导装置、封箱和打码料管分隔器、瓶子引导装置、封箱和打码.目前目前的切换时间的切换时间749749秒秒=13=13分钟分钟设定改进目标l写出目标，包括切换时间的目标值及需进行改进的时间段l这只是SMED小组成员对切换时间减少的预测，但最后的结果通常更要优于预测目标目标通过实施SMED研究中产生的想法，以及重新安排切换程序，我们的目标是将切
11、换时间由13分钟降为4分钟降低切换时间l在切换过程的每个步骤文件化后，要对其进行细致的检查和分析.l最主要的目标是让机器的停机时间尽量缩短，为达到此目的，我们必须：消除浪费的时间通过why why why,5W+1H 分析方法分析所有行动优化所有行动l我们为什幺(Why)要进行该操作-是否真的需要?l在什幺(Where)地方进行该操作-内部还是外部?l什幺时间(When)进行该操作-操作次序?l谁(Who)应进行该步作业-技能要求及人数?l怎样(How)进行该步作业-定义简单的方法，是否有更好的方法?l是否需要其它(What)资源-工具、部件?分析过程中的 5W&1H快速切换的要求l不需要工具
12、l普通操作工就能进行l没有调试时间l清楚而精确的指导书l部件上清晰的色标和标记、设置点，并且文件化l配件储存在现场，包括使用备件推车第一步：区分内部和外部的工作l将机器运行时即能做的工作与必须停机才 能做的工作分开l浪费时间的实例(内部时间-外部时间)停机以后才将部件或工具移至机器处在装配时才发现工具或部件的缺陷在部件安装好后才发现部件的缺陷在装配过程中更换和维修部件在装配过程中寻找部件、螺钉、材料等准备和使用检查表l列出切换工作中需要的所有东西l工具、部件、标准操作规程以及需要的人员l合适的操作条件温度、压力、转换开关设置、阀门等.l产品的规格和尺度l标出已经准备好的项目l对于每一个操作过程
13、均使用检查表进行功能检查l检查在切换时所有要使用的配件、工具状况是否良好、功能是否齐全l在切换开始前前就要检查，以便能及时进行修理改进部件和工具的运输l所有新的部件和工具必须在停车前停车前运到现场-外部操作l所有换下的部件和工具应在切换结束后切换结束后才进行清理和转存-外部操作l将部件、工具存放于工作现场.切换切换时只时只动手不动脚！动手不动脚！l降低运输的时间和人力(人数)l使工具和部件容易找到和存放使用VCSVCS实例1 改进部件和工具的运输改进前的程序改进后的程序1.机器停机后，原有的模具被取出并放到活动台板上2.吊车从台板上吊起模具，移至存储区域并放下3.吊车然后从存储区域吊起新的模具
14、，并转移到台板上4.新的模具安装，启动机器该切换过程中涉及到两次起吊作业，然而此操作过程中机器是停机的1.在机器停机以前，用吊车将新的模具移至机器的旁边2.机器停机，原有的模具移到台板上，用吊车将其吊到机器的旁边3.吊车将新的模具吊到台板上，安装模具并开机4.机器开始新的运行后，才将原来的模具送入存储区域该顺序中尽管有多次起吊作业，然而重要的一点是停机时间缩短了实例2 改进部件的运输改进前改进后储存在带轮子的架子上-不需要推车固定存放地点，并用彩线标出用彩色编码和标签，标识出各部件适应于什么样的产品在部件运输前必须先找到一部推车因部件存储地点不固定，需要寻找部件很难区分各部件分别适合于什幺样的
15、产品第二步：将内部操作转化为外部操作l了解每一步内部操作的真实目的和作用l找寻可将内部操作转化为外部操作的途径l以陌生的眼光陌生的眼光观察目前的切换过程，只当是第一次看到一样预先准备操作条件l在切换开始前在切换开始前，准备好所需的材料、部件、工具和条件(温度、压力)检查仪表 将物品放在合适的位置预热制作临时支架在机器上制作两个标签架，以便在停车前将能将新的一卷标签准备好ex.Avellaneda Brazil功能标准化l确定哪些功能可进行标准化将外部尺寸、备件、设置标准化，以便部件能很容易更换l尽可能少地更换部件(Zero！)一个模具有两个功能:1.运用机械压力-可进行标准化2.形成产品-对每
16、一产品均不同2 l1 l该瓶子定位盘将1升和2升的定位盘融合在一起.零部件切换!每次切换节约25minEx.Labeler in Purfleet,UK实例：功能标准化灌装机的导轨和星形轮具有二个功能:1.固定导轨/星形轮于机器上-可以标准化2.导轨/瓶支架-对每一产品均不同以前:单色的HDPE导轨和星形轮是用螺栓直接固定在灌装机的壳体上从而与机器相连。星形轮同时也使用中心螺栓固定。改进后:不锈钢的替代底盘(附于机器上)和二套HDPE切换部件。蓝色的用于1升，黄色的用于2升。星形轮使用了一个不锈钢的多孔板，更易于调节从而保证灌装机部件的速度调整和时间控制。星形轮通过锁紧弧圈固定在多孔板上。节约
17、 20 min.Ex.Purfleet,UK使用中间夹具/模块(部件集成化)l使用中间夹具或模块使用具有标准的外部尺寸和固定装置的中间夹具或模块在机器停机之前在中间夹具/模块上进行装配(外部时间)在停车后将夹具/模具一次性更换(内部时间)Ex.LEGO标准标准组件的组件的的可重新配置的生产线的可重新配置的生产线Unilever Research CREF project,CMG,Vlaardingen,NetherlandsUnilever Research CREF project,CMG,Vlaardingen,Netherlands可替换的可编程设计的动作模块可可替换的插入式替换的插入式
18、产品托架产品托架可可替换的工具替换的工具板板游戏：印刷机的切换-2第三步:优化切换操作的各方面l了解切换每个操作的作用和目的并询问：怎样更进一步改善切换时间?Why?Why?Why?分析l优化外部操作，包括贮存和运输原材料、部件及工具不必寻找配件和工具不会使用错误的配件和工具不要进行不必要的移动l优化内部操作平行操作功能性夹具调试的消除，对于不可避免的进行改善机械化Seiri(分类),Seiton(储存)VCS 优化外部操作 2S-VCS带有切换配件的可移动小车Baltimore,USA在生产线附近的用配件影像标明的配件板Rungkut,Indonesia存储在生产现场的用颜色标明的喂料曲轴
19、Worksop,UK带有切换配件的可移动小车Worksop,UK平行操作l大的机器设备在切换/装配的各步骤间常常需要一些来回移动l这些过多的移动浪费了时间和付出的劳动l仔细考虑切换操作人员的移动线路并制定出操作的最合理的次序l发展并执行高效操作的程序l考虑使用一人以上进行品种切换。每个人遵循一个固定的程序对于平行操作建立信号/通知系统以确保安全改善前(一人切换)改善后(二人切换)平行操作分析操操作作工工B操操作作工工Al甘特表可用来同步化及平衡两人同时进行的切换操作 Ex.Nippon Lever,Japan平衡平衡总 计:A 153 min B 161 min动作动作步骤步骤完成完成时间时间
20、Ex.优化装配平行操作及工具和配件的运输SMED研究后配件贮存在机器附近将配件在规格切换前拿到机器边为规格切换设立程序所有班次按同一程序进行规格切换工具放在机器边并用工具的投影定位使用功能性夹具l为什么使用夹具?螺栓易丢失螺栓不匹配螺栓紧固需长时间l夹具的类型梨型孔U 型槽C 型垫圈劈开的螺纹一次转动的方法一次接触的方法功能性夹具实例之前：锁定螺栓弹簧活塞此导轨原先通过运输带两边各五个塑料托架固定在机器上。通过改进，减少到每边只有三个用不锈钢制作的托架。托架用弹簧锁紧的钩子固定，在导轨上开槽以定位弹簧钩子。这些使得在换导轨时不需要用工具，从而使得进行一次规格切换的时间减少十分钟锁紧凸轮锁紧弧圈
21、Ex.Purfleet,UK底盘调试的消除l试运行和调整占总切换时间的50%。l尽量消除调试，而不仅是减少l目标：一次性成功l在装配过程中使用标准程序，并进行双重检查l提高装配技能(一点课程)l提高装配可靠性的技巧使用标准设置以固定数字刻度/标尺可视化的设置值和参照线最小公倍数原理傻瓜也能进行的装配(Poka-Yoke)分析调试操作l调试的作用？l调试如何进行？l为什么现在需要进行调试？Why why why 分析方法l什么状况下需要进行调试?错误的累积、较差的精度、没有控制范围、多次出现的小错误缺乏稳定性-设备运转时出现的问题缺少标准-每次装配各不相同缺乏衡量方法-没有量化l如何改善能消除调
22、试？改善不可避免的调试l量化什么时候需要?(在X个小时运转或者生产 Y个产品后)可以接受的偏差范围?需要采集样本/数据?l制订调试的程序l提高调试的技能一点课程现场培训固定数字刻度/标尺依赖于数值而不是直觉 在机器上的合适位置以数值显示每种产品规格对应的设置Avellaneda,巴西含刻度的含刻度的标尺使得尺使得设置更加精确置更加精确移移动部件部件固定部件固定部件可视化设置值，参照线可视化中心线对于每种规格的可视化设置 Avallaneda 巴西机器壳体机器壳体台面台面中心夹具中心夹具(V V形片形片)柱形杆柱形杆中心夹具中心夹具(V V形片形片)最小公倍数l通过装置改变功能保留机器的机械装置
23、，通过装置改进其功能改进装置而不是调试前:每种产品需进行调整后:对于每种产品的设置(选择合适的转换)前:每种产品一种模式后:转动轴杆以选择模式改改进前前改改进后后傻瓜也能进行的装配前:横条上所有的插孔尺寸都一样，指针的安装顺序可能会发生错误。l确保不会产生任何错误!甚至一个傻瓜也能一次性做好!后:在左边指针的安装接口末端开槽口，在相应的横条插孔上安装销销左左边指指针的槽口的槽口错误的位置的位置横条横条指指针(一共一共24个，左个，左边和右和右边各各12个个)消除调试过程的几种方式示例运输带宽度运输带宽度高精度高精度 1 1mmmm以保证高可靠性以保证高可靠性切换部件形式切换部件形式数字显示器形
24、式数字显示器形式(人工调整类型人工调整类型)伺服电机形式伺服电机形式(自动调整类型自动调整类型)插杆锁紧形式插杆锁紧形式(人工调整类型人工调整类型)录 像SMED Part 2游戏：印刷机的切换-3最终的但不是至少的-PDCAl核查改进后的成果衡量MTTS(平均切换时间)l进行一个切换的平均时间 衡量切换速度l切换时间占负荷时间的百分比 l使切换全过程标准化l操作工的培训和教育一点课程在职培训切换程序 Purfleet,Purfleet,英国英国切换程序 Worksop,Worksop,英国英国More examples:http:/vdbf- Point Lessons/tpm_lesson
25、s_index.htm移走外侧导轨移走外侧导轨移走中心导轨移走中心导轨移走横切星形轮移走横切星形轮清理所有拆卸清理所有拆卸部件并保管好部件并保管好清理无外壳的机器清理无外壳的机器更换横切星形轮更换横切星形轮在地面上装配中心在地面上装配中心导轨并检查，后更导轨并检查，后更换中心导轨换中心导轨在地面上装配外侧导轨在地面上装配外侧导轨并检查，后更换外侧导轨并检查，后更换外侧导轨切换完成切换完成关于切换的一点课程 Worksop,Worksop,英国英国一一点课程点课程 2 2A A 固体装填线门的装配固体装填线门的装配 工作工作站站:装填封口机 机器:2A固体装填线 类类 别别 :切换 由由D DG
26、 GM M准备准备 日期:02/1997 方法方法必须 十分小心以确保塑料门在其应有位置。装配平台上有一个销子，应对应上衬套上的插孔。如果没有对齐，将会出现以下几个问题 :衬套没有处于扁平状态，在接近门打开时无法接触到其下部.紧固螺钉无法完全拧紧，会产生松动.衬套夹紧了门，使得装填僵硬无法转向教育教育记录记录 :发展阶段 管理阶段 完全胜任紧固螺钉紧固螺钉衬套衬套销子和插孔必须对齐销子和插孔必须对齐装配平台装配平台装填机门手臂装填机门手臂经验和教训lVan den Bergh 食品公司,Purfleet 英国应集中精力于工艺过程，而不仅是依靠改进设备 规格发生切换时的时间节省程度多与操作顺序有
27、关，在进行切换和平行工作时将切换部件移至它们应在的位置l利华,Port Sunlight No 4 英国切换的改进不应只由工程部门完成SMED是一种系统化的方法，易于团队成员使用每个人都积极参加Quick ChangeoverQuick ChangeoverlA theory and set of techniques that make it possible to set up and change over equipment in less than 10 minuteslWhen to implement QCODemand stage slow changeover times p
28、resent a major obstacle to meeting customer demandContinuous flow stage implementing standardized work underscores the need for faster changeover times to reduce total cycle time and help balance operationsQCOQCOlBegins with a thorough analysis of current setup proceduresDistinguish between internal
29、 setup tasks that can be performed only while the machine is shut down and external tasks that can be performed while the machine is runningConvert internal task to external tasks when possible;improve storage and management of parts and tools to streamline external setup operationsStreamline all se
30、tup activities by implementing parallel operations,using functional clamping methods instead of bolts,eliminating adjustments,and mechanizing when necessaryBy addressing just the obvious things,like preparing and transporting tools and equipment while still running the machine,you can often cut setu
31、p by 50%Quick Change Over:Parallel OperationsQuick Change Over:Parallel OperationsLevelerRollerPartPress142513262712281031153032163534331362972223111719985242202134618MaterialsDryerRailSlitterPallet KanbanBefore Improvement(one-person changeover)LevelerRollerPartPressMaterialsDryerRailSlitterPallet
32、KanbanAfter Improvement(two-person changeover)1234566543217QCO BenefitsQCO BenefitslIncreased FlexibilitylQuicker DeliverylBetter QualitylHigher ProductivityWaste Elimination lSafer ChangeoverslLess InventorylStandardizationBatch Size&Lead Time ReductionSMED:Example 1InternalExternal Close coolant c
33、over&all hydraulic valvesPrepare next dieDetach coolant hosesPut tools in orderRemove knockout joint clamping nutsPrepare pallet for castingsLoosen tie barRemove clamps on movable dieRaise die with hoistRemove knockout jointRemove clamps on fixed dieWith hoist,remove die from machineWith hoist,inser
34、t die from machineAlign sleeves(use jig)Attach fixed jig clampsAttach knockout jointTighten knockout joint,attach nutsAttach movable die clampsAttach coolant hosesAdjust die closing forcePreheat,set operation conditionsSeparating Internal&ExternalSMED:Example 1Setup Steps before SMEDImprovement afte
35、r SMEDInternal Setup1Close coolant cover&all hydraulic valvesTurn off coolant water before last shot;do not shut hydraulic valves4Detach coolant hosesConcentrate coolant lines5Remove knockout joint clamping nutsEliminate with a stripper plate spring&extrusion rod6Loosen tie barNot needed when die th
36、icknesses are standardized7Remove clamps on movable dieImprove clamps;standardize bolt diameters8Raise die with hoistSet at specific location in external setup9Remove knockout joint(same as 5)10Remove clamps on fixed die(same as 7)11With hoist,remove die from machineTime reduced by joint use of hori
37、zontal die insertion rack&hoist12With hoist,insert die from machine(same as 11)13Align sleeves(use jig)Time reduced with die standardization and positioning14Attach fixed jig clamps(same as 7)15Attach knockout joint(same as 5)16Tighten knockout joint,attach nuts(same as 5)17Attach movable die clamps
38、(same as 7)18Attach coolant hoses(same as 4)19Adjust die closing force(same as 6)21Preheat,set operation conditionsAdvance preheating in external setupExternal2Prepare next die3Put tools in order20Prepare pallet for castingsTransferred to External SetupEliminatedReduced TimeSet-Up Reduction FormObse
39、rve the operations and break into small elementsDocument what is really happening during the operationDocument the needed toolsSet Up Reduction Form ExampleSet Up Reduction Form ExampleATL Roller weld set up time reduction-CurrentATL Roller weld set up time reduction-Improved一旦你投入工作，一旦你投入工作，如果对那项有问题的活动所做的工作如果对那项有问题的活动所做的工作在第一周没有显著的成果，在第一周没有显著的成果，通常应该是所需工人减半，在制品减少通常应该是所需工人减半，在制品减少90%90%，工作场地减半和缩短工作场地减半和缩短90%90%的生产交货期，的生产交货期，那么，要么是你找错了人，那么，要么是你找错了人，要么你就是一个不称职的变革代理人。要么你就是一个不称职的变革代理人。-精益思想精益思想 Lean Lean ThinkingThinking James Womack&Daniel JonesJames Womack&Daniel Jones