SMED: lyhyemmät tuotevaihdot, enemmän aikaa tilauksille

Seuraava tilaus on valmis tuotantoon, mutta kone ei. Käyttäjä tarvitsee vielä oikeat työkalut, asetukset on tarkistettava ja ensimmäiset kappaleet hyväksyttävä. Sillä välin jonossa olevat työt odottavat.

Pitkät tuotevaihdot kasvattavat jokaisen hienokuormituspäätöksen kustannuksia. Jos vaihdat tuotetta ehtiäksesi toimituspäivään, menetät tuotantoaikaa. Jos taas jatkat samalla asetuksella pidempään, saatat valmistaa osia, joita ei vielä tarvita, samalla kun kiireellisempi tilaus odottaa. Erätuotannossa tämä tasapainottelu vaikuttaa sekä eräkokoon että ajojärjestykseen.

SMED auttaa ratkaisemaan tämän ristiriidan lyhentämällä itse tuotevaihtoa. SkyPlanner auttaa hyödyntämään vapautuneen ajan: sen hienokuormitus huomioi asetusajat ja voi ryhmitellä yhteensopivia töitä niin, että myös toimitusten tärkeysjärjestys pysyy mukana laskennassa. Yhdessä ne antavat enemmän vapautta valmistaa seuraavaksi juuri ne tilaukset, joita asiakkaasi tarvitsevat. Lyhyemmät asetusajat helpottavat myös pienten erien toistuvaa valmistusta osana tuotannon tasaamista.

Mitä SMED tarkoittaa tuotannossa?

SMED on lyhenne englannin sanoista Single-Minute Exchange of Die. Se on menetelmä, jolla lyhennetään tuotantolaitteiden vaihtoaikaa työstä tai tuotteesta toiseen. Nimi viittaa tavoitteeseen lyhentää vaihtoaika alle kymmeneen minuuttiin eli yksinumeroiseen minuuttimäärään. Se ei ole lupaus yhden minuutin tuotevaihdosta.

Menetelmässä erotetaan toisistaan sisäinen asetus, joka edellyttää koneen pysäyttämistä, ja ulkoinen asetus, joka voidaan tehdä koneen käydessä. Sopivat valmistelut siirretään tehtäviksi seisokin ulkopuolella, ja seisokin aikana välttämättömiä tehtäviä yksinkertaistetaan.

Periaate soveltuu muuhunkin kuin muottien vaihtoon. Sitä voidaan käyttää myös muihin toistuviin tuotevaihtoihin, kuten työkalujen tai formaatin vaihtamiseen.

SMED on kehittämismenetelmä, kun taas asetusaika on kesto, jota pyritään lyhentämään. Hienokuormitus tarjoaa toisen keinon: sillä voidaan vähentää vaihtoja keskenään yhteensopimattomien töiden välillä. Hyvä tuotantosuunnitelma hyödyntää molempia sen sijaan, että töiden ryhmittelyn odotettaisiin korjaavan tarpeettoman pitkän tuotevaihdon.

Aloita sieltä, missä lyhyempi tuotevaihto auttaisi tilausta eteenpäin

Valitse työpiste, jossa asetuksiin kuluva aika haittaa toimituksia, älä vain konetta, jonka kirjattu tuotevaihto kestää pisimpään. Mieti, missä työjonossa joudut toistuvasti valitsemaan työkalujen vaihtamisen ja kiireellisen työn loppuun saattamisen välillä.

Kovassa käytössä oleva särmäyskone on hyvä esimerkki. Jos usean tilauksen on käytävä sen kautta ennen lähetystä, koneajan vapauttaminen voi auttaa töitä etenemään. Samojen minuuttien säästäminen kevyesti kuormitetulla koneella voi olla tällä viikolla vähemmän hyödyllistä. Tuotantoreititys näyttää, mitkä tilaukset tarvitsevat kyseistä työpistettä ja mihin ne etenevät sen jälkeen.

Valitse yksi toistuva tuotevaihto, jonka koneen käyttäjät tuntevat hyvin. Käy se läpi työtä tekevien kanssa ja ota mukaan kunnossapidon tai laadunvalvonnan kollegat, jos heidän tehtävänsä vaikuttavat tuotantovalmiuteen. Hyödyllinen kysymys ei ole ”miksi tähän menee näin kauan?” vaan ”mitä pitää tehdä, jotta tämä kone voi valmistaa seuraavan hyväksyttävän kappaleen?”

Tämä kysymys siirtää keskustelun nopeudesta valmisteluun, työjärjestykseen ja toistettavuuteen.

Luo SMED-toimintatapa, jota tiimi voi toistaa

1. Havainnoi tuotevaihto alusta loppuun

Mittaa aika aina edellisen ajon viimeisestä normaalilla tuotantonopeudella valmistetusta hyväksytystä kappaleesta seuraavan ajon ensimmäiseen normaalilla tuotantonopeudella valmistettuun hyväksyttyyn kappaleeseen. Vaikka kone olisi käynnistetty uudelleen, se ei ole vielä palannut tuottavaan käyttöön, jos se valmistaa yhä koe- tai hylkykappaleita.

Kirjaa näiden kahden hetken väliset tehtävät ja odotusajat. Merkitse, kuka tekee kunkin tehtävän, mitä hän tarvitsee ja edellyttääkö tehtävä todella koneen pysäyttämistä. Havainnoi mahdollisuuksien mukaan useita tuotevaihtoja: yksi poikkeuksellisen sujuva vaihto on heikko perusta seuraavalle tuotantoa koskevalle lupaukselle.

Pidä seurannassa kaksi mittaria: koneen seisokkiaika ja seuraavan ajon valmisteluun tarvittava työaika. Valmistelun aikaistaminen vapauttaa koneaikaa, mutta ei välttämättä poista valmistelutyötä.

2. Erota pysäytystä vaativat tehtävät muista tehtävistä

Nykyisin seisokin aikana tehtävä työ ei automaattisesti ole sisäistä asetusta. Seuraavan työn asiakirjat saatetaan kerätä vasta koneen pysäyttämisen jälkeen vain siksi, ettei kukaan tiennyt, mikä työ on seuraavaksi vuorossa.

Tarkastellaan toistuvaa tuotevaihtoa tämän yksinkertaistetun tehtäväkirjauksen avulla. Nykyisin kaikki neljä tehtävää tehdään peräkkäin tuotannon pysäyttämisen jälkeen:

Tehtävä	Nykyinen seisokkiaika	Seisokkiaika parannusten jälkeen
Seuraavien työkalujen kerääminen ja tarkistaminen	8 minuuttia	0 minuuttia: valmisteltu etukäteen
Työohjeiden hankkiminen ja tarkistaminen	7 minuuttia	0 minuuttia: valmisteltu etukäteen
Työkalujen irrottaminen ja asentaminen	18 minuuttia	15 minuuttia
Säätöjen tekeminen ja ensimmäisten hyväksyttävien kappaleiden hyväksyntä	12 minuuttia	10 minuuttia
Koneen seisokkiaika yhteensä	45 minuuttia	25 minuuttia

Luvut ovat havainnollistava esimerkki, eivät asiakastulos. Kahdessa ensimmäisessä tehtävässä tehdyt muutokset siirtävät viisitoista minuuttia valmistelutyötä seisokin ulkopuolelle. Loput viisi minuuttia säästetään parantamalla sisäisen asetuksen työmenetelmää.

Ulkoisetkin tehtävät tarvitsevat tekijän. Sopikaa, kuka valmistelee seuraavat työkalut ja ohjeet ja milloin. ”Valmis”-merkinnällä varustetusta kärrystä on hyötyä vain, jos kaikki seuraavan työn välineet ovat todella mukana ja tarkistettu.

Etsi myös sisäisiä tehtäviä, jotka voitaisiin järjestelyjä muuttamalla siirtää ulkoisiksi. Esimerkiksi varakiinnitin voi mahdollistaa seuraavan työn valmistelun ja kohdistuksen käynnissä olevan koneen ulkopuolella, jolloin seisokin aikana tarvitsee vain vaihtaa kiinnitin. Arvioi kustannukset, laitteiden soveltuvuus ja turvallinen työmenetelmä ennen muutosta.

3. Kehitä sisäisiä tehtäviä ilman kiirehtimistä

Etsi sisäisiksi jääviin tehtäviin toistettavia tapoja poistaa etsimistä, päällekkäisiä tarkistuksia ja vältettävissä olevia säätöjä. Laitteista vastaavien tulee arvioida kiinnittimiin, kiinnitykseen tai työjärjestykseen tehtävät muutokset. Aikatavoite ei saa olla lupa ohittaa turvallisia pysäytyskäytäntöjä tai laadun hyväksyntää.

Esimerkissä uudistettu asennus- ja säätömenetelmä vie kaksikymmentäviisi minuuttia. Parannus on arvokas, vaikka alle kymmenen minuutin tavoitteeseen ei vielä päästä. Ensimmäinen tavoite on luotettava ja toistettava parannus, ei yhden poikkeuksellisen ajon näyttävä tulos.

Dokumentoi uudistettu menetelmä, varmista tarvittavien välineiden saatavuus ja seuraa tulevia tuotevaihtoja. Jos tehtävien järjestys edellyttää, että seuraava tilaus tiedetään ajoissa, tuotantoaikataulu on nyt osa menetelmän toimivuutta.

Lyhyemmät tuotevaihdot antavat enemmän vaihtoehtoja työjärjestykseen

Tarkastellaan samaa konetta parannuksen jälkeen. Oletetaan, että tuotantoon on valmiina neljä työtä: A1, B1, A2 ja B2. Jokaisen käsittely kestää kaksikymmentä minuuttia. A-työt käyttävät yhtä työkaluryhmää ja B-työt toista. Vaihto ryhmästä toiseen kestää kaksikymmentäviisi minuuttia kumpaankin suuntaan. Saman ryhmän peräkkäisten töiden välissä työkaluryhmää ei tarvitse vaihtaa.

Tässä esimerkissä kone aloittaa kello 08:00, ja A-ryhmän työkalut ovat valmiiksi asennettuina. Kaikki materiaalit ja koneen käyttäjä ovat käytettävissä, eikä taukoja tai ylimääräisiä asetustehtäviä ole. B1:n on valmistuttava tällä koneella viimeistään kello 09:10. Muiden töiden määräajat ovat myöhemmin ja sallivat alla olevat työjärjestykset.

Työjärjestys	Työkaluryhmän vaihtoja	Työkaluryhmän vaihtoihin kuluva aika yhteensä	B1 valmistuu	Viimeinen työ valmistuu
A1 → B1 → A2 → B2	3	75 minuuttia	09:05	10:35
A1 → A2 → B1 → B2	1	25 minuuttia	09:25	09:45
A1 → B1 → B2 → A2	2	50 minuuttia	09:05	10:10

Kun kaikki A-työt tehdään ensin ja B-työt niiden jälkeen, koko joukko valmistuu aikaisimmin, mutta B1 myöhästyy määräajastaan. Kun B1 pidetään työjärjestyksen alkupäässä ja B2 tehdään heti sen jälkeen, säästetään yksi tuotevaihto ryhmien vuorotteluun verrattuna ja B1 valmistuu silti ajoissa.

Juuri tässä suunnittelulla voidaan vaikuttaa. Ei tarvitse valita kaikkien töiden ryhmittelyn ja asetusten sivuuttamisen välillä. Töitä on ryhmiteltävä käsillä oleviin tilauksiin sopivassa määrin.

Myös työmenetelmän parantamisella on merkitystä. Ennen SMED-kehitystä vuorotteleva työjärjestys vaati kolme neljänkymmenenviiden minuutin vaihtoa eli 135 minuuttia seisokkia. SMED-kehityksen jälkeen saman työjärjestyksen seisokkiaika lyhenee 75 minuuttiin. Määräajan täyttävä kolmas työjärjestys vähentää seisokkiajan edelleen 50 minuuttiin. Menetelmän parantaminen säästää kuusikymmentä minuuttia ja työjärjestyksen muuttaminen vielä kaksikymmentäviisi minuuttia lisää.

Todellisissa tilauksissa on huomioitava myös riippuvuudet, vaihtelevat käsittelyajat ja muut resurssit. Tällä koneella valmistuva työ voi vaatia vielä hitsausta tai tarkastusta ennen toimitusta. Tilausohjautuvassa tuotannossa hyöty syntyy siitä, että kapasiteettia vapautuu ajoissa asiakkaan tilausta varten – ei pelkästään siitä, että koneen työjono on siistissä järjestyksessä.

Tasapainota asetuksiin kuluva aika ja toimitusprioriteetit SkyPlannerilla

Tämän tekeminen kerran neljälle työlle on suoraviivaista. Vaikeampaa on säilyttää sopiva tasapaino tilauskannan muuttuessa. Uusi kiiretilaus, viivästynyt materiaali tai koneen poistuminen käytöstä voi tehdä juuri laatimastasi työjärjestyksestä toimimattoman.

SkyPlanner APS tuo asetusajat huomioivan työjärjestyksen osaksi tuotannon hienokuormitusta. Sen hienokuormituksesta vastaava tekoäly Arcturus aikatauluttaa työt määritettyjen kapasiteettien, työvaiheiden välisten riippuvuuksien ja prioriteettien perusteella. Sinä päätät, mikä on tärkeää, ja tekoäly aikatauluttaa antamiesi ohjeiden mukaisesti.

Jos työpisteen tuotevaihdot johtuvat työkaluista, määritä tuotteille niitä kuvaava ominaisuus. Töillä, jotka voidaan tehdä samalla asetuksella, tulee olla sama arvo kyseisessä ominaisuudessa. Ota samankaltaisuus käyttöön työpisteellä ja anna samankaltaisille töille painoarvo Dynamic Priorities -asetuksissa. SkyPlannerin samankaltaisuussäännössä voit valita ominaisuuden, syöttää asetusajan toisistaan poikkeavien töiden välille ja määrittää, kuinka tärkeää samankaltaisten töiden tekeminen peräkkäin on.

Käytännön hyöty on siinä, että hienokuormitus voi ottaa ryhmittelytoiveen huomioon suunnitelmaa laskiessaan, eikä sinun tarvitse järjestää jokaista työjonoa käsin uudelleen. Samankaltaisuuden määrittävä ominaisuus voi kuvata myös muuta olennaista tuotevaihdon syytä, kuten väriä tai materiaalia, jos se sopii prosessiin. Valitse ominaisuus, joka vastaa sitä, mikä tuotevaihdon todellisuudessa aiheuttaa kyseisellä työpisteellä.

Tarkista sitten muodostunut Gantt-aikataulu suhteessa toimitusten tärkeysjärjestykseen. Jos ryhmittely vie tilaa kiireellisiltä töiltä, säädä prioriteetteja sen sijaan, että pitäisit samankaltaisuutta ehdottomana ohjeena. Säännöillä ja lukituksilla voit suojata suunnittelupäätökset, joiden on pysyttävä voimassa.

Pidä aikojen lähtöarvot ajan tasalla tuotannon kehittyessä. Työvaiheilla on omat asetusaikansa, ja samankaltaisuussäännössä määritetään asetusaika toisistaan poikkeavien töiden välille. Varmista, että kumpikin aika vastaa sille tarkoitettua työtä eikä samaa aikavarausta kirjata kahteen kertaan. Gantt-näkymässä asetusaika sisältyy työn kokonaiskestoon, eikä sitä näytetä erillisenä värillisenä osuutena.

SkyPlanner ei korvaa tiimin tuotannossa tekemää SMED-kehitystyötä. Se tuo työn hyödyt tuotantosuunnitelmaan: lyhyemmät asetusaikojen lähtöarvot ja tarkoituksenmukaiset samankaltaisuusominaisuudet ohjaavat aikataulua, jossa huomioidaan myös muu tuotanto. Tutustu SkyPlannerin hienokuormitusominaisuuksiin ja katso, miten kapasiteetti, prioriteetit ja Gantt-suunnitelma toimivat yhdessä.

Miten tämä näkyy KJH-Compin tuotannossa

Suomalainen ohutlevytuotteiden sopimusvalmistaja KJH-Comp teki viikkokuormituksen C9000 ERP -järjestelmän ja taulukkolaskennan avulla. Työnjohtajat puolestaan jakoivat työt koneille päivätasolla käsin. Tuotevalikoiman kasvaessa käsin tehtävän aikataulutuksen ylläpito kävi yhä vaikeammaksi.

SkyPlannerin käyttöönoton jälkeen tilaukset kirjataan edelleen olemassa olevaan ERP-järjestelmään, mutta äärellisen kapasiteetin hienokuormitus ja töiden kohdistaminen koneille tapahtuvat automaattisesti. Yrityksen asiakastarina kertoo käytännön hyödystä särmäyksessä: samalla työkalulla ja materiaalipaksuudella tehtävät työt ajetaan peräkkäin, mikä lyhentää asetusaikoja ja vähentää koneiden joutoaikaa.

Sama asiakastarina kertoo, miksi pelkkä ryhmittely ei riitä. Kahden viikon päästä tarvittava työ ei enää syrjäytä huomenna lähtevää tilausta, ja työnjohtaja näkee nelimetrisen särmäyskoneen kuormituksen. Asetusten tehokkuus ja toimitusten ajoitus kuuluvat samaan tuotantopäätökseen.

KJH-Compin kokemus havainnollistaa aihetta, sillä se näyttää muutoksen arjessa eikä vain hienokuormituksen periaatetta: vähemmän käsin tehtävää kuormitusta, selkeämmin näkyvät pullonkaulat ja työjärjestys, joka hyödyntää paremmin jo asennettuja työkaluja. Lue KJH-Compin kokemuksista SkyPlannerin käytössä.

Hyödynnä säästynyt aika

Kun olet parantanut tuotevaihtoa, vertaa keskenään vastaavia töitä ja käytä mittauksessa samoja alku- ja loppurajoja. Tarkista tarvittavien tuotevaihtojen kesto, kuinka monta tuoteperheen vaihtoa työjärjestys edellyttää ja valmistuvatko kiireelliset tilaukset edelleen ajoissa. Huomioi tarkastelussa myös käynnistysvaiheen laatu sekä koneen käydessä tehtävän ulkoisen valmistelun työmäärä.

Keskimääräisen asetusajan lyheneminen on edistystä. Käytännön hyöty syntyy siitä, että lyhyempi asetusaika antaa tilaa saada seuraava tärkeä tilaus valmiiksi.

SkyPlanner integroituu mihin tahansa ERP- tai MES-järjestelmään avoimen REST API -rajapintansa kautta. Voit siis säilyttää järjestelmät, joissa tilauksesi ovat, ja tuoda niiden tuotantotiedot asetusajat huomioivaan hienokuormitukseen. Sinun ei tarvitse aloittaa vaihtamalla yrityksellesi jo toimivaa ERP-järjestelmää.

Jos haluat selvittää, mitä tämä hyöty voisi tarkoittaa omassa tuotannossasi, varaa SkyPlanner-esittely. Ota mukaan tiedot kuormitetusta työpisteestä, sen tuotevaihtoja aiheuttavasta ominaisuudesta, mitatusta asetusajasta sekä muutamasta tilauksesta, joilla on eri määräajat. Niiden pohjalta voidaan keskustella siitä, missä ryhmittely auttaa ja missä toimitusaikataulun on mentävä sen edelle.

Jos haluat ensin tutustua suunnittelunäkymään, kokeile SkyPlanneria demotiedoilla.