Реализация технологии быстрой переналадки: российский опыт
Авторы: Т.М. Куприянова, В.Е. Растимешин
Источник: http://tpm-centre.ru/page.php?pageId=96&menuItemTreeCode=090404
Давно настало время уходить от массового производства.
Тайичи Оно, создатель Производственной системы Toyota
Входящая сегодня не только в моду, но, к счастью, и в реальную практику российских предприятий концепция бережливого производства (Lean Production или TPS-Lean) поставила проблему быстрой переналадки оборудования, если не во главу угла, то, во всяком случае, в один ряд с другими элементами кардинальных изменений в организации производства.
Быстрая переналадка — это процесс переналадки производственного оборудования для перехода от производства одного вида деталей (продукции) к другому за максимально короткое время.
В литературе по концепции бережливого производства можно встретить две аббревиатуры этого термина: SMED — Single-Minute Exchange of Die (замена штампа (инструмента) менее чем за 10 минут) и OTED — One-Touch Exchange of Die (смена штампа (инструмента) менее чем за 1 минуту — «в одно касание».
В отличие от многих организационных и технических решений, авторы которых остались неизвестными или оказались забытыми, у технологии быстрой переналадки счастливая судьба: точно известен ее разработчик — японский инженер С. Синго (1909–1990 гг.). Им и его учениками подробно описана более чем 30-летняя история поисков и находок решений в области быстрой переналадки оборудования [1].
Появление и совершенствование технологии быстрой переналадки неразрывно связано с развитием концепции бережливого производства, а точнее Производственной системы компании Toyota (Toyota Production System – TPS). Именно на заводах этой компании в 1969 г. были предприняты первые радикальные шаги по сокращению времени переналадки оборудования, которым предшествовала 19-летняя практика, позволившая С. Синго сделать открытие.
Как и все гениальное, оно очень просто. Чтобы сократить время переналадки, необходимо не только разделить ее на внутреннюю (с остановом оборудования) и внешнюю (производится до останова или после запуска оборудования), но и попытаться преобразовать как можно больше работ по внутренней переналадке во внешнюю. Именно это решение позволяет существенным образом повысить эффективное время использования оборудования путем сокращения его остановов на переналадку.
Сущность технологии быстрой переналадки гораздо глубже, чем чисто техническое решение по быстрой смене инструмента или оснастки, так как именно она лежит в основе высокой гибкости и клиентской ориентированности организации, следующей принципам бережливого производства и способной без потерь производить продукцию малыми партиями[1]. Чтобы понять эту взаимосвязь, обратимся к рис. 1.
Рис.1. Изменение экономически целесообразного объема партии
в зависимости от времени переналадки
Если уровень удельных затрат на переналадку лежит в пределах кривой 1, то экономически обоснованная партия продукции находится в области пересечения этой кривой с функцией затрат на хранение запасов готовой продукции и равна Q1. В случае, если удается сократить время на переналадку до уровня кривой 2, экономически целесообразная партия продукции станет существенно меньшей и будет располагаться в области Q2.
Таким образом, освоение технологии быстрой переналадки имеет следующие преимущества:
1. Позволяет стереть грани между мелкосерийным и крупносерийным производством (с точки зрения затрат времени на переналадку в расчете на одно изделие).
2. Обеспечивает гибкость и ориентированность производства на заказ клиента.
3. Сокращает такие потери, как:
· перепроизводство (запасы полуфабрикатов и готовой продукции);
· транспортировка и перемещение избыточных запасов;
· ожидания (простои оборудования и операторов при переналадке);
· выпуск брака (при переналадке и регулировке оборудования);
· поиски (инструмента, оснастки).
4. Дает возможность повысить эффективность производства за счет:
• сокращения потерь (см. п. 3);
• увеличения оборачиваемости (выпуск продукции мелкими партиями «под заказ»);
• сокращения потребности в высококвалифицированных наладчиках;
• развития и использования творческого потенциала сотрудников.
Чтобы еще раз убедиться в эффективности мер по быстрой переналадке, обратимся к табл. 1, составленной по материалам [1, с. 42–43].
Таблица 1
Зависимость затрат времени на операцию (обработка + наладка) от объема партии и продолжительности наладки
|
Объем партии, шт. |
Время обработки, мин |
Время на операцию, мин, при продолжительности наладки, ч | ||
|
8 |
4 |
0,5 | ||
|
100 |
1 |
1+ (8*60) / 100 = 5,8 |
3,4 |
1,3 |
|
1000 |
1 |
1+ (8*60) / 1000 = 1,48 |
1,24 |
1,03 |
|
10000 |
1 |
1+ (8*60) / 10 000 = 1,048 |
1,024 |
1,003 |
Из данных табл.1 видно, что при сокращении наладки с 8 до 0,5 ч удельные затраты на операцию при изготовлении партии в 100 шт. становятся меньшими, чем при выпуске партии в 1000 шт., ( 1,3 мин против 1,48 мин). А это значит, что теперь экономически выгоднее выпускать продукцию более мелкими партиями (100 шт. по сравнению с 1000 шт.).
Понимая все преимущества освоения технологии быстрой переналадки, многие зарубежные компании, преобразующие действующие производственные системы в соответствии с концепцией бережливого производства, отдают должное именно этому инструменту. И в этой связи показательны данные об использовании технологии быстрой переналадки на отечественных предприятиях. Согласно данным опроса, проведенного Институтом комплексных стратегических исследований в апреле-мае 2006 г., технология быстрой переналадки занимает далеко не первое место по распространенности среди инструментов концепции бережливого производства, применяемых на российских предприятиях. Из общего числа промышленных предприятий, внедряющих элементы данной концепции, их пока всего 14% (рис. 2).
Рис.2. Инструменты TPS-Lean, внедряемые на отечественных предприятиях:
TQM – Total Quality Management (всеобщее управление на основе качества);
VSM – Value Stream Mapping (построение карты потока создания ценности)
Поскольку в опросе участвовало 1000 представителей отечественных предприятий, из которых 735 ответили на вопросы анкеты, то это вполне репрезентативная цифра, свидетельствующая о том, что масштабное внедрение концепции бережливого производства в России еще не началось.
Обидно сознавать, что достаточно простая и практическая технология, позволяющая сократить существенную часть производственных потерь, все еще не востребована даже теми, кто ведет работы по внедрению концепции бережливого производства. Главным тормозом для ее применения, по нашему мнению, является традиционность и консерватизм мышления персонала технических служб промышленных предприятий.
В ходе разработки проектов по сокращению времени переналадки неоднократно приходилось убеждаться, что значительная часть приемов и технических решений хорошо известна нашим специалистам не только с высшим, но и со средним техническим образованием, но почему-то теория и практика существуют в их сознании в непересекающихся плоскостях. Ситуация порой напоминает героя известной миниатюры А.И. Райкина — молодого специалиста, которому руководители производства велят «забыть дедукцию и индукцию, а выдавать продукцию».
Проблема на сегодняшний день состоит в том, что своевременно выдавать требуемую продукцию и делать это не в убыток практически невозможно, не построив бережливый производственный поток, который, в свою очередь, во многих производствах основывается на принципе быстрой переналадки оборудования. Поэтому от знания отдельных элементов технологии быстрой переналадки надо переходить к проектам ее реализации. Примечателен в этом отношении известный факт, когда С. Синго на одном из своих семинаров по технологии быстрой переналадки, увидев знакомые по прошлым семинарам лица, порекомендовал им вместо присутствия на семинаре сразу же отправиться на свои предприятия и приступить к практическим делам.
По нашим наблюдениям, на ряде отечественных предприятий, чтобы преодолеть психологический барьер решения проблемы быстрой переналадки, ее общую концепцию следует представить в виде набора простых прямоугольников, отражающих шесть этапов ее освоения (схема 1). Каждый этап прост и понятен и не вызывает сомнений в возможности и целесообразности его осуществления. Сделав шаг вперед, каждый здраво мыслящий человек открывает для себя такие возможности и перспективы освоения технологии быстрой переналадки, что она начинает его увлекать почти как азартная игра.
Схема 1. Последовательность работ по сокращению времени переналадки оборудования
Например, кажется, чтó может дать бывалому производственнику простое описание действий, выполняемых при переналадке (этап 1). Все их видели и хорошо знают, но оказывается, что видеть и понимать проблемы и недостатки – это вовсе не одно и то же. В табл. 2 приведен фрагмент результатов наблюдения за переналадкой, выполненного в течение трех смен на одном из отечественных предприятий.
Таблица 2
Результаты наблюдений за переналадкой оборудования
|
Номер |
Шаг процесса |
Время на операцию, мин |
Минимальное время, мин | ||
|
Смена 1 |
Смена 2 |
Смена 3 | |||
|
1 |
Останов производства. Наружное ополаскивание кольцевого бака, укупора |
3 |
2 |
3 |
2 |
|
2 |
Извлечение пробок, чистка от стеклобоя |
7 |
13 |
11 |
7 |
|
3 |
Съем входной цепи |
4 |
7 |
5 |
4 |
|
4 |
Съем выходной цепи |
5 |
6 |
4 |
4 |
|
5 |
Сбор стеклобоя |
5 |
4 |
8 |
4 |
|
6 |
Подъем укупора |
2 |
2 |
3 |
2 |
|
7 |
Съем гарнитуры |
6 |
5 |
5 |
5 |
|
8 |
Установка кольцевого бака в положение изменения высоты |
3 |
2 |
3 |
2 |
|
9 |
Съем передающей пластины укупора |
7 |
7 |
6 |
6 |
|
10 |
Установка пальцев подъема дуги управления, ослабление крепежей дуги |
4 |
2 |
3 |
2 |
|
11 |
Спуск кольцевого бака в положение «чистка» |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
12 |
Затяжка крепежей дуги, возврат пальцев |
3 |
3 |
4 |
3 |
|
ИТОГО |
50 |
54 |
56 |
42 | |
Несмотря на то, что перечень выполняемых работ представлен достаточно укрупненно, из него видно, что каждая смена выполняет процедуру немного по-своему, затрачивая при этом разное время. У каждой смены есть свои сильные и слабые стороны – операции, которые она умеет выполнять лучше или хуже других. Разница в продолжительности переналадки между лучшей и худшей сменами составляет более 10% . Если же сформировать гипотетически лучшую процедуру из операций и приемов, с которыми быстрее всего справляется каждая из смен, то разница составит уже 25%.
Проделав такое несложное исследование, становится очевидным, что на этом предприятии никто всерьез не занимался формированием и нормированием процедуры переналадки, и она существует, скорее всего, в «устном народном творчестве» — передается от более опытных работников к новичкам, но при этом не только с эффективными и рациональными приемами, но и со всеми накопившимися ошибками и неточностями.
В связи с этим возникает не раз подтвержденное на практике предположение, что руководители технических служб просто опасаются обнажения этой проблемы и всячески стараются уйти в сторону от проведения даже простейших наблюдений.
Важно, чтобы, как в отношении внедрения концепции бережливого производства, так и при реализации проекта «Быстрая переналадка» были задействованы принципы «права на ошибку при поиске решений» и «амнистии прежних недоработок». В противном случае персонал, опасающийся наказания, встанет непреодолимой стеной на пути освоения технологии быстрой переналадки.
Вернемся к рассмотрению этапов технологи быстрой переналадки. После того как процедура переналадки письменно зафиксирована, необходимо проанализировать ее на предмет разделения операций на внутренние и внешние (этап 2, см. рис. 3). Такой анализ лучше всего выполнять вместе с проектной группой, члены которой проводили наблюдение или участвовали в переналадке в качестве ее исполнителей. Поняв основной принцип отнесения работ к разным категориям, члены команды за 30–40 мин осуществят их распределение, наметят основные действия и подсчитают возможную выгоду от реализации решений.
Рис. 3. Динамика сокращения времени переналадки упаковочного оборудования
при смене формата (данные ОАО «Большевик-Данон»)
Пример такого анализа приведен в табл. 3. Несколько несложных логических операций позволяют сократить время переналадки на 25–30% только за счет сокращения явных потерь — поисков, хождений, которые выделены в таблице полужирным шрифтом, и вынесения во внешнюю переналадку работ, обозначенных курсивом.
Таблица 3
Результаты наблюдений за переналадкой упаковочных машин с малого формата на большой (фрагмент)
|
Но-мер |
Шаг процесса |
Время, затратчиваемое на операцию мин, с |
Рассто-яние, м |
Коли-чество, шт. |
Виды работ | ||||
|
ПЗВО |
Нала-дка |
Регули-ровка, контроль |
Пере-меще-ние |
Поиск, ожи-дание | |||||
|
š |
� |
o |
_ |
V | |||||
|
1 |
Снятие рулонов с машины 1 |
50“ |
2 |
50“ |
|||||
|
2 |
Размещение рулонов на тележке |
12“ |
5 |
2 |
12“ |
||||
|
3 |
Снятие конформатора с машины 1 и передача для чистки |
1‘40“ |
1 |
1‘40“ |
|||||
|
7 |
Переход к тележке с рулонами (в обход линии) |
40“ |
45 |
40“ |
|||||
|
8 |
Транспортировка тележки с рулонами в кладовую |
20“ |
30 |
4 |
20“ |
||||
|
9 |
Доставка нового конформатора |
20“ |
30 |
20 |
|||||
|
10 |
Поиск в цехе ножа (для распаковки тары с рулонами пленки в кладовой) |
30“ |
30“ | ||||||
|
11 |
Поход в кладовую, распаковка тары с пленкой, установка рулонов на тележку |
3‘08“ |
30 |
6 |
2‘38“ |
30“ |
|||
|
12 |
Доставка на тележке рулонов большого формата |
30“ |
30 |
6 |
30“ |
||||
|
13 |
Съем фторопластового упора под питателем |
1‘15“ |
1 |
1‘15 |
|||||
|
15 |
Установка конформатора |
1‘38“ |
1 |
1‘38“ |
|||||
|
18 |
Уменьшить шаг движения полотна шагового транспортера |
3‘30“ |
3‘30“ |
||||||
|
20 |
Сдвиг направляющих на плоскости скольжения в размер ширины конформатора |
29“ |
29“ |
||||||
|
22 |
Переход к тележке с рулонами, возвращение и подготовка одного рулона к установке |
2‘13“ |
90 |
23“ |
1‘50“ |
||||
|
25 |
Установка рулона, центровка |
2‘54“ |
20“ |
1‘59“ |
35“ |
||||
|
27 |
Уборка полиэтилена и втулок от рулонов |
30“ |
30“ |
||||||
|
28 |
Хождение за ключом от кладовой и поочередный перенос в кладовую двух снятых конформаторов |
2‘59“ |
80 |
2 |
2‘24“ |
35“ | |||
|
29 |
Складирование запасных рулонов под транспортером |
1‘15“ |
2 |
1‘15“ |
|||||
|
ИТОГО, с |
2455“ |
583“ |
892“ |
623“ |
292“ |
65“ | |||
|
Доля, % |
100 |
23,8 |
36, 4 |
25,3 |
12,0 |
2,6 | |||
П р и м е ч а н и я. 1.В приведенном фрагменте указаны только работы, выполнявшиеся по одной из двух машин, а итоговое время – по всему процессу переналадки
2.ПЗВО - подготовительно-заключительне и вспомогательные операции при переналадке. Данные операции включают: подбор и комплектацию заменяемой оснатки, инструмента, нанесение вспомогательной разметки, иногда уборку оборудования (очистку рабочих органиов оборудования от остатков продукции, стружки, смазки и т.п.), снятие и установку ограждений, выключение и включение оборудования и защитных устройств и проч.
Таким образом, развеиваются еще два мифа или фобии, связанные с процессом переналадки: это непостижимо сложный творческий процесс, и на реализацию найденных решений все равно нет (или не дадут) денег. Как видно из примера, сокращение времени переналадки на 20–30% не стоит ни копейки, а поиск решений на этом этапе требует гораздо меньших усилий, чем разгадывание кроссворда.
К этапам 3 и 4 сокращения длительности переналадки можно применить общеметодологическую схему, приведенную на схеме 2.
Схема 2. Методические приемы совершенствования переналадки
Процесс переналадки, распределенный по видам работ, как это было показано в табл. 3, должен быть подвергнут последующему анализу с целью радикального сокращения или ликвидации работ, которые не создают ценность при переналадке, т. е. не приводят к изменению формы, размеров, рабочих параметров оборудования. В идеальном случае работы по переналадке должны составлять только установку нужных параметров с одновременным их контролем.
Результаты, которые могут быть достигнуты при реализации мероприятий этапов 3 и 4 процесса быстрой переналадки наглядно представлены на рис. 3.
Технические приемы, используемые для поиска решений на этапе 5, более сложные и требуют специальных знаний, что не позволяет остановиться на них подробнее в рамках данной статьи. Приступать к ним надо исходя из особенностей конкретного оборудования и процессов его переналадки. Например, для точного станочного оборудования наиболее сложным становится устранение регулировки, без чего при дефиците квалифицированных наладчиков невозможно радикально сократить переналадку. Для предприятий, связанных с изготовлением проволоки или кабельной продукции, наиболее важные и весомые технические решения лежат в области соединения концов и заправки проволоки. На очень многих производственных предприятиях решаются задачи установки прессовых и литейных форм (обеспечение быстроты и точности позиционирования). В случаях, когда переналадка ведется не на отдельных единицах оборудования, а на всей автоматизированной производственной линии (например, линии изготовления и упаковки печенья или линии розлива напитков) на первый план выдвигается решение задач командной работы операторов, наладчиков-механиков и наладчиков оборудования промышленной автоматики. Только за счет грамотной организации их переходов с одного оборудования на другое иногда удается сократить время переналадки (совмещенной с чисткой оборудования) в 3–4 раза, а это уже весьма солидный выигрыш в доступном времени работы линии.
Важно только помнить, что решение каждой задачи наверняка уже существует, остается только открыть его для себя.
Среди общих приемов, сокращающих время переналадки, можно выделить приемы визуализации, т. е. маркировку всей оснастки, мест ее хранения, в ряде случаев также маркировку мест установки оснастки на оборудовании, а также обеспечение удобства и легкости доступа для ее использования. Эта деятельность может быть осуществлена как в рамах проекта по быстрой переналадке, так и при реализации проектов 5S[2] в их наиболее полном формате. Практика показывает, что это может сократить время переналадки на 20–30 %.
Визуализация позволяет не только избежать потерь и ошибок со стороны технического персонала, но и активно включить операторов в процесс переналадки, что опять-таки при минимальных затратах иногда в 2 раза сокращает время переналадки за счет выполнения многих работ параллельно.
Еще одним важным аспектом для быстрой переналадки с участием операторов является обеспечение легкости доступа к оборудованию, т. е. простота и легкость его первоначальной разборки и сборки. Эти решения, как правило, находятся с участием операторов при реализации проектов TPM[3] (Total Productive Maintenance — Общее производительное обслуживание оборудования).
Такие несложные устройства, как винты-«крыльчатки», «барашки», зажимы, петли, магниты и прочие, позволяют операторам самостоятельно осуществить значительную часть работ по переналадке и только для самых точных и ответственных операций приглашать наладчиков. Эти же устройства крайне важны в тех случаях, когда переналадка совмещается с обязательной чисткой и дезинфекцией оборудования (в пищевой, фармацевтической промышленности и ряде других). При их применении резко сокращаются потери времени из-за ожидания технического персонала, снижается конфликтность между операторами и персоналом технических служб.
Таким образом, по нашему глубокому убеждению, до 50% сокращения времени переналадки во многих случаях можно получить за счет достаточно простых, но последовательных и системных действий.
Главное — не бояться, а предпринимать практические шаги по быстрой переналадке.
Для более глубокого преобразования производства на принципах технологии быстрой переналадки может потребоваться консультационное сопровождение. Общая последовательность работ по такому проекту приведена на схеме 3. В течение консультационной сессии (КС) консультанты непосредственно работают на предприятии с целью поиска и разработки решений по быстрой переналадке совместно с командой проекта (продолжительность КС, как правило, 2-4 дня).
Схема 3. Последовательность работ над проектом «Быстрая переналадка»
с консультационным сопровождением
В остальное время проектная команда работает в соответствии с составленными во время КС и утвержденными руководством компании планами, в случае необходимости прибегая к дистанционным консультациям.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Синго С. Быстрая переналадка: Революционная технология оптимизации производства. – М.: Альпина Бизнес Букс, 2006. – 344 с.
2. Синго С. Изучение производственной системы Тойоты с точки зрения организации производства: Пер. с англ. – М.: Альпина Бизнес Букс, 2006. – 312 с.
[1] Об этапах внедрения технологии быстрой переналадки также см.: Технология SMED // ММК. – 2005. – № 4. – С. 49–50. – Прим. ред.
[2] О системе 5S и ее российской модификации – системе «Упорядочение» см.: Растимешин В.Е., Куприянова Т.М. Упорядочение. Путь к созданию качественного рабочего места: Практическое пособие / Под общей ред. д-ра техн. наук В.Н. Шлыкова. – 3-е изд. – М.: РИА «Стандарты и качество», 2006. – 174 с. – Прим. ред.
[3] Пошаговое развертывание системы ТРМ на примере ОАО «Большевик» см. архив публикаций за 2003–2005 гг. – Прим. ред.
Источник: http://tpm-centre.ru/page.php?pageId=96&menuItemTreeCode=090404