In un mondo dove la competizione e la globalizzazione hanno raggiunto livelli senza precedenti è fondamentale cercare di rimanere flessibili agli andamenti del mercato.
La flessibilità di un’azienda è fortemente influenzata dalla “rigidità” dei processi produttivi a monte, che a loro volta dipendono da elevati tempi di attrezzaggio e di cambio produzione.
In base a quanto accennato, risulta importante organizzare efficacemente la produzione e ridurre al minimo gli sprechi.
Una tecnica di Lean Manufacturing che viene in aiuto a questo scopo è la SMED (Single Minute Exchange of Die).
Vediamola un po’ più in dettaglio.
Un po’ di storia
Durante gli anni ’70 e ’80, le case automobilistiche occidentali furono sorprese dalla qualità e dal costo delle automobili giapponesi.
Volevano capire il loro segreto, perché erano così brave a produrre elevati quantitativi di automobili in breve tempo. Sfortunatamente, c’era poca o nessuna letteratura disponibile in inglese.
Colui che riuscì a colmare questa lacuna fu il consulente giapponese Shigeo Shingo.
Shingo comprese che i tempi di attrezzaggio rappresentavano uno spreco in quanto costringevano le macchine a stare ferme e quindi a non produrre valore.
Iniziò così a pubblicizzare i dettagli del Toyota Production System senza permesso, cosa che interruppe i rapporti con Toyota.
Successivamente si trasferì negli Stati Uniti per svolgere consulenza sulla produzione snella, e insegnare ciò che aveva appreso nelle realtà giapponesi.
Oltre a sostenere di aver inventato questo metodo di cambio rapido, lo ha ribattezzato Single Minute Exchange of Die o, in breve, SMED.
Visti i risultati ottenuti Shingo divenne famoso negli Stati Uniti, anche se è molto meno conosciuto in Giappone e in Europa.
La sua fama è prevalentemente dovuta ad aver promosso le idee di Lean Manufacturing, in particolare della SMED.
Prima di vedere come funziona la tecnica SMED vediamo una definizione di cosa significa tempo di attrezzaggio.
Che cosa si intende per tempo di attrezzaggio macchina?
Innanzitutto, per tempo di attrezzaggio si intende quel
“periodo necessario per preparare un dispositivo, una macchina, un processo o un sistema affinché possa passare dalla produzione dell’ultimo pezzo buono dell’ultimo lotto alla produzione del primo pezzo buono del nuovo lotto”.
Un lotto è un quantitativo di prodotto uniforme prodotto consecutivamente entro una data scadenza. Si considera il pezzo buono come intatto, senza difetti perché andrà venduto o rilavorato per produrre quanto richiesto dal cliente.
Considerare pezzi scartati non ha molto senso, visto che non generano valore per nessuno.
Per capire meglio cosa si intende per lotto, immagina un panificio che produce pane e muffin e che decide di produrre 240 pagnotte di pane e successivamente 500 muffin. Poi ricomincia producendo altre 240 pagnotte e 500 muffin, e così via fino a fine giornata.
240 pagnotte di pane sono un lotto, mentre i 500 muffin sono un altro lotto.
Il processo di produzione del pane prevede 4 passaggi e l’intero lotto viene spostato da un passaggio all’altro.
Quando il lotto di pane è terminato, le workstation vengono riconfigurate per il lotto dei muffin (il tempo per riconfigurare la workstation è detto tempo di attrezzaggio, di setup o changeover time, dall’inglese).
Al cambio di ogni lotto si ha un tempo di attrezzaggio che dipende da tutte le operazioni necessarie (dette operazioni di setup) per impostare la macchina alla lavorazione del lotto successivo.
Principio di funzionamento SMED
La tecnica SMED si fonda su un principio base che è quello di “eseguire il maggior numero di operazioni di setup a macchina funzionante limitando la fermata della macchina solamente alle operazioni strettamente necessarie”.
Per prepararsi a implementare la SMED è prima di tutto necessario capire come si svolgono attualmente le operazioni di setup. Per questo motivo si parte con l’analisi di setup.
L’analisi del setup prevede 3 step:
- Filmare l’intera durata del tempo di setup;
- Discutere insieme agli operatori addetti al setup le varie operazioni;
- Studio di dettaglio dei tempi e dei movimenti effettuati in ciascuna fase dell’operazione.
Durante l’analisi vengono individuate due tipi di attività di SETUP:
- INTERNE IED (Inside Exchange of Die), le quali si devono effettuare a macchina ferma prima dell’esecuzione del lotto successivo. Ad esempio, attività IED sono inserimento stampo, staffaggio, ecc.;
- ESTERNE OED (Outside Exchange of Die), che includono quelle attività che possono (devono) essere fatte a macchina funzionante. Esempi di attività OED sono ricerca materiale, ricerca utensili, riposizionamento strumenti, registrazione intervento, ecc.
L’analisi di setup permette di svolgere una MAPPATURA DELLE ATTIVITA’ al fine di individuare in un sistema produttivo quelle che sono le attività interne e quelle esterne.
In questa fase si predispone una checklist che include tutti gli strumenti necessari a svolgere le attività di setup. Essa aiuterà a prevenire errori nella fase successiva.
Per ogni attività definita in checklist viene definito un tempo medio e una deviazione standard (semplicemente l’errore che si ha dalla media).
Successivamente si effettuano controlli di funzionamento, per valutare se le parti sono tutte in perfetto stato di utilizzo. In questo modo è possibile accertarsi che stampi, maschere, staffe, siano in condizioni ottimali prima del montaggio sulla macchina. Ciò garantirà una riduzione dei tempi di setup.
Dopodiché occorre trasformare le attività IED in attività OED, dove possibile.
Alcune attività che vengono fatte solitamente a macchina ferma è possibile effettuarle a macchina funzionante (l’esempio calzante a questo proposito è quello di portare gli strumenti necessari alla lavorazione successiva, come stampi, calibri, maschere presso lo stoccaggio della macchina prima del termine della lavorazione in corso al fine di ridurre il tempo di montaggio degli stessi. Una volta ultimata la lavorazione, tali strumenti saranno riposizionati presso lo stoccaggio macchina).
In questo modo si risparmia tempo per la produzione di ogni lotto.
Una volta che le attività esterne vengono “spostate” al di fuori del tempo di attrezzaggio, la tecnica SMED suggerisce di ridurre al minimo le attività interne, in modo da limitare ulteriormente il tempo in cui la macchina è ferma.
Si tratta quindi di interventi di miglioramento, ad esempio la sostituzione dei dispositivi “non rapidi” (centraggi, staffe, barre filettate, dadi non standard, ecc.) con altri “rapidi” (guide, attacchi a baionetta, viti a mezzo giro, ecc.).
L’idea base è quella di cercare soluzioni razionali, frutto di buon senso e semplicità.
Altri miglioramenti possono essere effettuati con:
utilizzo di morsetti funzionali, eliminazione dell’aggiustaggio per favorire un appostamento automatico, favorire la standardizzazione, utilizzo di attrezzature ausiliarie, utilizzo di operazioni in parallelo (senza esagerare).
Infine, dopo aver migliorato tutti questi interventi più semplici, si può ricorrere all’automazione.
Per maggiori informazioni consiglio la lettura del libro “SMED. La chiave della flessibilità.”
Vantaggi SMED
I dati di Shigeo Shingo tra il 1975 e il 1985 documentano una riduzione dei tempi di cambio in media superiore al 90%, per una serie di aziende manifatturiere. Oltre a questo, la tecnica SMED porta con sè tutta una serie di vantaggi:
- Minori costi di produzione (cambi più rapidi significano meno tempo di fermo macchina);
- Dimensioni del lotto più piccole (cambi più rapidi consentono cambi di prodotto più frequenti);
- Migliore reattività alla domanda dei clienti (dimensioni del lotto più piccole consentono una programmazione più flessibile);
- Livelli di inventario più bassi (i lotti di dimensioni inferiori comportano livelli di inventario inferiori);
- Avvio più agevole (i processi di cambio standardizzati migliorano la coerenza e la qualità).
È bene constatare che i vantaggi si vedono solamente dopo aver implementato la tecnica e modificato i problemi.
La sua attuazione può richiedere tempo in quanto tra le persone in genere c’è RESISTENZA AL CAMBIAMENTO, che comporta ostacoli e rallentamenti.
Alcune linee guida
Crea una squadra
Per una buona esecuzione della tecnica, è necessario creare una squadra competente e preparata.
Questa dovrebbe essere composta dalle tre alle cinque persone, compreso un operatore e / o un caposquadra che effettua i cambi di conversione e un ingegnere o un tecnico esperto delle macchine e dei processi.
Cosa misurare
Prima di iniziare a misurare, occorre assicurarsi di misurare l’intero processo, non solo una parte di esso.
La misurazione del tempo di setup inizia dopo l’ultima parte prodotta a piena velocità e termina con la prima parte prodotta a piena velocità.
È facile trascurare, ad esempio, i tempi in cui la macchina è già in esecuzione ma l’operatore regola ancora le impostazioni e quindi la macchina è più lenta del previsto.
Inoltre, ci possono essere azioni eseguite prima o dopo il passaggio, in cui, ad esempio, un nuovo strumento viene portato nella macchina e il vecchio strumento viene rimesso in magazzino in seguito.
Tutte queste situazioni dovrebbero essere osservate.
Informare i lavoratori
Ogni volta che si misurano i tempi in officina, o addirittura si scattano video, si dovrebbe informare i lavoratori, i loro rappresentanti ed ottenere il loro consenso.
Questo rende le cose molto più semplici. Anche se legalmente si ha il diritto di misurare e fare video senza il consenso dei lavoratori, è quasi certo che le misurazioni saranno inutili.
Se i lavoratori non vogliono essere cronometrati o ripresi, possono facilmente rovinare le misure lavorando più lentamente.
In molti casi, non si noterà se hanno aggiunto ulteriori passaggi alla procedura. Quindi, cercate di ottenere il loro accordo.
Infine, bisogna far capire agli operatori che nel tempo di setup bisogna dare il massimo, stare concentrati e attenti, perché solo in questo modo si possono vedere gli effetti benefici che la tecnica porta al sistema produttivo.
La SMED in Formula1
La riduzione dei tempi di attrezzaggio non si limita all’industria manifatturiera.
Pensa alla Formula1: ad ogni gara le vetture da corsa sono obbligate a fermarsi una o più volte per cambiare le gomme usurate e fare rifornimento (attività IED, eseguite a veicolo fermo). In questo tangente, risulta fondamentale per i meccanici effettuare tali operazioni nel minor tempo possibile.
Le altre attività (OED), quali il prelevamento, selezione dei pneumatici e la preparazione degli avvitatori ad esempio, vengono eseguite dai meccanici prima e dopo il pit-stop.
Nella media la durata del pit-stop dura in media meno di 3 secondi: è interessante vedere come e quanto è cambiato tale operazione dal 1950 fino ai giorni nostri (vedi il filmato seguente).
