Accélérer la fabrication : réduire les temps de changement de série avec SMED et travail standard

Toute entreprise manufacturière souhaite réduire le temps de changement de série. Le processus de changement peut prendre des jours ou des semaines dans certains secteurs et seulement quelques minutes dans d'autres. Dans les industries où de petits lots ou des pièces unitaires sont produits, réduire les temps de changement réguliers grâce aux programmes d'amélioration continue, au SMED (Single-Minute Exchange of Die) et au travail standard peut considérablement augmenter l'efficacité et l'utilisation de l'équipement.

Qu'est-ce que le temps de changement de série ?

Le temps de changement de série est le temps total écoulé entre la dernière bonne pièce de la série précédente et la première bonne pièce de la série suivante. La première pièce de la série suivante doit respecter les normes de qualité et spécifications. Le temps de "réglage" doit également être inclus dans le temps de changement.

Il y a une distinction importante entre temps de changement interne et externe. Le temps de changement interne représente le temps écoulé décrit ci-dessus. Le temps de changement externe est le temps passé par les opérateurs, techniciens et autre personnel à se préparer pour le changement.

Les variables de temps de changement externe peuvent affecter le temps de changement interne total. Par exemple :

• Les matériaux peuvent être mis en scène à proximité pour réduire l'attente
• Un outil machine peut être préparé pour être ajouté à un carrousel
• Du personnel spécialisé peut être posté à proximité pour aider au changement ou vérifier les spécifications

Puisque ces variables ont un impact sur le temps de changement interne, elles peuvent aider à le réduire.

Les avantages de la réduction du temps de changement

Il y a de nombreux avantages à réduire le temps de changement en fabrication, principalement liés au fait que si les changements ne se produisent pas, la machine peut fonctionner. Ceux-ci incluent :

• Coûts de fabrication réduits : Plus de capacité à valeur ajoutée peut être débloquée car l'équipement est inactif moins longtemps.
• Tailles de lots ou de séries plus petites : La réduction du temps de changement permet aux entreprises de réduire les tailles de lots et de produire efficacement des lots de pièces unitaires.
• Réduction des stocks et de l'en-cours : L'équipement s'arrête et redémarre plus vite grâce aux réductions de temps de changement, réduisant l'en-cours. Comme l'efficacité globale de l'équipement est augmentée, les stocks peuvent fonctionner selon les principes Lean et être plus proches du statut Just-in-Time (JIT).
• Meilleur démarrage et qualité : Le démarrage est plus fluide lorsque les changements sont standardisés et documentés selon les meilleures pratiques. Cette documentation signifie qu'un temps de réglage moindre est nécessaire pour atteindre la première bonne pièce.
• Avantage concurrentiel : Les entreprises peuvent produire de plus petites quantités de produits. Par conséquent, elles peuvent offrir de la flexibilité et répondre à la demande client mieux que les concurrents qui exigent une quantité minimale. Cela peut être particulièrement utile pour les fabricants sous-traitants ou les ateliers à mélange élevé/volume faible.

Temps de configuration vs temps de changement

Il y a des distinctions significatives entre temps de configuration et temps de changement ; ces différences s'expliquent mieux par l'exemple. Le temps de configuration indique généralement une seule machine. Cela peut être un seul CNC changeant d'un vieux moule à un nouveau ou remplaçant des outils machine dans un carrousel pour une série utilisant différentes spécifications.

Le temps de changement s'applique à un système plus large ou un groupe de machines. Par exemple, un changement complet dans une entreprise de machines CNC peut inclure le perçage, le fraisage, la coupe, l'alésage et d'autres tâches à valeur ajoutée sur plusieurs machines ou une ligne de production complète pour obtenir une pièce ou un produit fini. Dans ce cas, tout l'équipement aura besoin de nouvelles configurations pour exécuter la série.

Essentiellement, le temps de configuration peut faire partie du temps de changement global pour un grand groupe de machines comme une ligne de production, ou il peut être égal au temps de changement s'il n'affecte qu'une seule machine.

Travail standardisé avec SMED (Échange de moule en une minute)

L'avènement du Lean manufacturing a vu de nombreuses innovations conçues pour rationaliser le temps de changement et standardiser le processus. L'une des innovations les plus significatives largement utilisée en usinage CNC est le Single Minute Exchange of Die (SMED).

Shigeo Shingo a imaginé le système SMED dans les premières années du mouvement Lean manufacturing. Le système reconnaît les éléments internes et externes des changements et se concentre sur l'analyse des éléments du processus de réduction de changement pour l'amélioration continue.

Le processus SMED utilise des instructions de travail claires pour formaliser le travail standard requis et réduire le temps de changement. Ce processus a permis à de nombreuses entreprises de réduire les temps d'arrêt jusqu'à 94 %.

Voici les cinq étapes utilisées dans le processus SMED :

1. Identifier les cibles de changement : Cela consiste à identifier les domaines à améliorer. De nombreuses entreprises commencent avec un objectif de moins de changements.
2. Identifier les éléments de changement : Cela inclut la documentation du travail à faire et de ce que chaque tâche impliquera.
3. Séparer les éléments externes : De nombreux aspects d'un changement reposent sur des choses qui peuvent être faites avant de compléter la dernière bonne pièce. Cette préparation inclut la mise en scène d'outils, d'équipements, de personnel et d'autres ressources sur ou près de la machine avant l'arrêt.
4. Transformer les éléments internes en éléments externes : En menant un audit de processus ciblé des étapes du changement interne, de nombreux éléments de processus peuvent être déplacés vers la catégorie d'éléments externes.
5. Rationaliser : Tous les éléments restants sont examinés pour identifier où ils peuvent être rationalisés. Cette rationalisation peut inclure la standardisation des réglages numériques ou l'utilisation de gabarits ou fixations pour déplacer quelque chose vers son point final plus vite. Les documents de travail standard spécifient chaque étape en détail une fois les changements et améliorations effectués. Des outils audio ou visuels peuvent également aider à guider les responsables du changement.

Il y a une autre pièce importante à ce puzzle : le suivi précis des temps de changement. Tenter de le faire manuellement conduira probablement à des données retardées, inexactes, difficiles à traiter et analyser. Sans parler du temps que les opérateurs devront passer à documenter manuellement tout.

En suivant autonomément les données de production avec une plateforme de données machine comme MachineMetrics, les gestionnaires et ingénieurs d'amélioration continue peuvent obtenir un aperçu instantané des changements, configurations et autres KPI.

Non seulement cela aidera à établir des références précises ainsi que des attentes réalistes, mais cela identifiera quelles initiatives d'amélioration continue poursuivre et avec quelle efficacité elles fonctionnent.

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Top 10 des méthodes pour réduire le changement dans votre atelier

De mineures améliorations du temps de changement peuvent ajouter plusieurs jours de capacité à la disponibilité d'une entreprise. D'énormes améliorations peuvent ajouter des semaines ou des mois à cette capacité.

Les fabricants réaliseront de nombreux avantages en se concentrant sur quelques méthodes lors de la réalisation d'une analyse SMED et de la création d'un processus standard pour les temps de changement. Ces méthodes de meilleures pratiques incluent :

1. Utiliser des listes de contrôle : Oui, les listes de contrôle sont old school. Mais dans les phases initiales d'un processus d'amélioration, elles peuvent être un moyen puissant de suivre ce qui doit être fait. Elles empêchent les membres de l'équipe d'oublier des tâches.
2. Réparer l'équipement cassé : Cela s'applique aux jauges, outils et machines de production. Il peut être nécessaire de réparer une machine à son état de fonctionnement optimal pour atteindre un temps de changement plus bas.
3. Se tenir au courant : Les données sont essentielles. S'assurer que vous avez les bons numéros de programme, instructions de réglage et de fonctionnement, paramètres de machine et plus signifiera que les documents de travail standard correspondent à la réalité et que de bonnes pièces seront produites.
4. Utiliser des aide-mémoires pour partager l'information : Dans des entreprises comme les fabricants d'usinage CNC, les opérateurs peuvent tenir un journal formel des connaissances qu'ils utilisent pour travailler efficacement. Beaucoup de ces astuces peuvent être formalisées dans les instructions de travail et partagées avec tous les opérateurs.
5. Améliorer les aides de travail artisanales : Parce qu'ils font fonctionner les machines tous les jours et sont compétents en usinage, de nombreux opérateurs ont fabriqué des gabarits et fixations maison. Ces outils soulèvent, positionnent, maintiennent ou alignent des éléments dans le changement pour réduire le temps de tâche. Ces outils peuvent être améliorés et utilisés dans tout l'atelier.
6. Augmenter la taille de l'équipe de changement : L'équipement de fabrication peut être grand et exiger que l'employé faisant le changement travaille des deux côtés de la machine. En conséquence, le temps de changement sera augmenté. En analysant ces étapes dans le processus d'amélioration, les entreprises peuvent identifier la main-d'œuvre totale requise et réduire le temps de changement en faisant travailler deux personnes ou plus ensemble.
7. Ne pas économiser sur l'outillage : De nombreuses entreprises lésinent sur les porte-outils pour économiser de l'argent. Cette frugalité résulte en le déchargement et chargement manuel des porte-outils pendant la configuration. Avec plusieurs porte-outils, ces tâches peuvent être déplacées vers les éléments de changement externes. Cela rend l'étape "plug and play" et réduit le temps de changement.
8. Réaliser quand aucun changement n'est le mieux : Pour des pièces spécifiques produites en volume, il peut être possible de dédier une machine à fonctionner avec des pièces particulières en continu. Il peut aussi être possible de regrouper les travaux nécessitant un petit nombre d'outils machine dans une machine avec des outils supplémentaires dans son porte-outil.
9. Ne pas tergiverser : L'un des aspects les plus puissants du travail standard est que tout le monde fait le même travail de la même manière. Laissés à eux-mêmes, les employés faisant un changement peuvent avoir des choses comme les couples de vis, tours, etc., basés sur le "ressenti". En utilisant le travail standard, ces tâches sont rationalisées et standardisées.
10. Éliminer les outils manuels : De nombreux changements nécessitent des vis spécialisées comme des têtes Allen ou étoiles. En utilisant des torsions manuelles et des fixations quart de tour, le travail s'accélère.

Utiliser les données pour visualiser votre atelier et réduire le temps de changement

MachineMetrics collecte autonomément les données sur tous les équipements, standardise l'information dans un modèle commun et visualise les données dans des rapports et tableaux de bord de production pour permettre des insights exploitables. De plus, les données historiques peuvent être utilisées pour évaluer avec précision la performance de production, comme l'établissement de références pour vos métriques les plus importantes.

Quand il s'agit d'augmenter les efficacités, comme réduire le temps de changement, identifier la capacité cachée ou répondre plus vite aux événements de temps d'arrêt, MachineMetrics aide les leaders manufacturiers à identifier les opportunités les plus lucratives pour que les initiatives d'amélioration continue puissent être correctement priorisées.

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