Материалы научно-практического LEAN-семинара "Внедрение концепции "Бережливое производство" в Республике Татарстан (27 мая 2011 года).
Асадуллина А.И., Моисеев Р.Е., ГОУ В ПО «Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева»
Долгое время считалось, что эффективная работа предприятия предполагает максимально возможную загрузку оборудования, то есть длительное время работы оборудования после каждой переналадки. Для этого производство строилось таким образом, чтобы количество переналадок было минимальным, а партии запуска, соответственно, крупными.
Это вызывало накопление огромного количества товарно-материальных запасов на всех стадиях технологических процессов, что характерно для массового производства.
Ситуация изменилась, когда компания TOYOTA разработала иную концепцию организации производства (Lean Production) и смогла доказать, что намного эффективней производить продукцию малыми партиями. Для этого необходимо проводить частые переналадки оборудования, поэтому для любого предприятия, стремящегося повысить свою рентабельность, снизить себестоимость продукции и вывести в оборотные фонды максимум денежных средств, становится жизненно необходимо уменьшать время переналадки оборудования. Для этой цели была разработана методика уменьшения времени переналадки оборудования под названием SMED.
Преимущества быстрой наладки оборудования:
Наиболее эффективные способы совершенствования переналадки - одноминутная замена штампов (Single-Minute Exchange of Die - SMED) и замена штампов в одно касание (One-Touch Exchange of Die - OTED).
Например, в компании Mitsubishi Heavy Industries время переналадки на 8-шпиндельном сверлильном станке в течение года было сокращено с 24 часов до 2 минут 40 секунд. За такой же период наладка, связанная с заменой болтовысадочного станка, в компании Toyota Motor была сокращена с 8 часов до 58 секунд. В швейцарской компании Weidmann при наладке формовочной машины для пластика время регулировки было уменьшено с 2,5 часа до 6 минут 35 секунд. Все это типичные примеры улучшений, достигнутых с использованием методов SMED и OTED. В среднем сокращение времени составляет 80 - 95% [1].
Выделяют 2 вида операций наладки:
Время переналадки обычно распределено между 4 функциями [2]:
Для снижения времени переналадки по каждой из этих функций используются следующие методы (рис. 1.):
1. Разделение внутренних и внешних операций наладки. Определяется, какие элементы относятся к внутренней переналадке, а какие выполняются без остановки оборудования. Составляется список необходимого для осуществления переналадки технологического оснащения. Например, все приготовления и транспортировка инструментов, приспособлений и материалов к станку и от него могут проводиться при работающем станке. Внутреннюю наладку следует ограничить снятием старого штампа или инструмента и установкой нового. Простым разделением и организацией внешних и внутренних операций время внутренней наладки можно сократить на 30 - 50% [1].
2. Преобразование внутренних действий во внешние. Этот метод является самым мощным в системе SMED. Без него одноминутная переналадка была бы невозможна. Проводится анализ собираемых данных (по переналадкам на разные виды изделий) и определяется возможность выполнения элементов внутренней переналадки без остановки оборудования. Например, чтобы избежать затрат времени на внутреннюю наладку и регулировку высоты установки инструмента, действия по установке могут быть стандартизированы с помощью прикрепления блоков или клиньев для меньших штампов.
3. Стандартизация функций, а не формы. Стандартизация формы и размеров может значительно снизить время наладки, однако стандартизация формы требует значительных затрат, поскольку все штампы должны подходить для наибольшего применяемого размера, что вызывает ненужные затраты. С другой стороны, стандартизация функции требует только однородности деталей, необходимых для операции наладки. Например, добавление пластины или блока к краю приспособления штампа стандартизирует размеры только этой детали и делает возможным применение одних и тех же зажимных устройств при различных наладках.
4. Применение функциональных зажимов или полное устранение крепежа. Наиболее часто используемое крепежное устройство - болт, но его применение порой требует очень большого времени. Например, болт с 15 витками резьбы нужно повернуть 14 раз, прежде чем он будет действительно затянут на последнем обороте. Но на практике нужен лишь последний оборот при затяжке и первый при ослаблении, остальные 13 - потерянные движения. Если назначение болта состоит только в закреплении или освобождении детали, он должен быть такой длины, чтобы затягиваться одним оборотом. Это сделало бы болт функциональным зажимом. Такие зажимы включают в себя U-образные пазы, грушевидные отверстия и внешние зажимы. Резьбовые болты - не единственный способ закрепления изделий. Различные методы закрепления в одно касание, использующие клинья, пальцы и защелки или пружины как захватные приспособления, просто соединяющие две детали, снижают время установки до секунд [1].
5. Использование дополнительных приспособлений. Некоторые из задержек, связанных с регулировками при внутренней наладке, можно устранить путем использования стандартных приспособлений. Когда обрабатывается заготовка, закрепленная в одно приспособление, следующая заготовка устанавливается во второе приспособление. Когда обработка первой заготовки закончена, второе приспособление легко ставится на станок для обработки.
6. Применение параллельных операций. Операции на формовочных станках для пластмассы или крупных прессах для стального литья обычно предусматривают установочные действия со всех сторон станка - слева и справа, спереди и сзади. Если эти операции выполняет только один рабочий, то много времени и сил затрачивается на ходьбу вокруг станка. Но когда параллельные операции выполняют одновременно два человека, время наладки обычно снижается более чем вдвое благодаря экономии движений. Например, операция, занимающая у одного рабочего 30 минут, у двух рабочих займет всего 10 минут [2].
7. Устранение регулировок. Обычно регулировки и пробный запуск занимают 50 - 70% времени внутренней наладки. Устранение регулировок начинается с осознания того, что установка и регулировка - две разные самостоятельные функции. Например, когда изменяется положение конечного выключателя, проводится установка, а когда этот выключатель испытывается и повторно устанавливается на новое положение, - регулировка. Предположение о неизбежности регулировки ведет к неоправданно длительным действиям внутренней наладки и требует больших навыков и опыта оператора. Однако регулировки можно ликвидировать, если использовать прибор для точного определения правильного положения конечного выключателя. Важность регулировки снижается, если установка становится точнее. Поэтому первый шаг к исключению регулировки - сделать калибровки, которые устранят необходимость полагаться на интуицию.
8. Механизация. Хотя замена небольших резцов, приспособлений, штампов и приборов не составляет проблемы, механизация часто существенна для эффективного использования крупных штампов, литейных и прессовых форм. Для удобного закрепления в одно касание можно применить давление воздуха и масла. Однако инвестиции в механизацию следует оценивать очень тщательно. Механизацию следует рассматривать тогда, когда приложены все усилия по улучшению процесса переналадки описанными методами.
