Rüstzeitreduzierung: So wenden Sie SMED in der Praxis an
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Von Mirko Peters ·
SMED verkürzt die Rüstzeit, indem Arbeiten außerhalb des Maschinenstillstands erledigt werden. Fünf Schritte und ein durchgerechnetes Beispiel für schnelles Umrüsten auf Ihrer eigenen Linie, ab dieser Woche.
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SMED ist eine Methode, um die Zeit zu verkürzen, in der eine Maschine stillsteht, während sie von einem Produkt auf das nächste umgestellt wird. Der Name steht für Single-Minute Exchange of Die. Dieser Artikel richtet sich an Produktionsleiter, die die Rüstzeit auf einer realen Linie reduzieren wollen und nicht nur das Konzept verstehen möchten. Er erklärt die fünf Schritte, zeigt ein durchgerechnetes Beispiel mit Zahlen und nennt die Fehler, an denen die meisten ersten Versuche scheitern.
Das Wichtigste in Kürze
- SMED, kurz für Single-Minute Exchange of Die, ist eine Methode, um eine Maschine in kürzestmöglicher Zeit von einem Produkt auf das nächste umzustellen.
- Ein Rüstvorgang beginnt beim letzten Gutteil des einen Auftrags und endet beim ersten Gutteil des nächsten. Messen Sie die gesamte Spanne.
- Interne Arbeiten erfordern einen Maschinenstillstand. Externe Arbeiten lassen sich während des Betriebs erledigen. Die größte Verbesserung entsteht, wenn Sie Arbeiten von intern nach extern verlagern.
- Beginnen Sie mit einer Pilotmaschine: Nehmen Sie den Rüstvorgang per Video auf, listen Sie jedes Element auf und trennen Sie interne von externen Arbeiten.
- Kürzere Rüstzeiten ermöglichen kleinere Losgrößen, was Work in Progress und Durchlaufzeit senkt.
Was ist SMED, und warum ist es wichtig?
SMED geht auf die Arbeit von Shigeo Shingo zurück. Das Lean Enterprise Institute beschreibt single minute exchange of die als Methode, Produktionsanlagen in kürzestmöglicher Zeit von einer Teilenummer auf eine andere umzurüsten. Ziel ist es, die Rüstzeiten in den einstelligen Bereich zu bringen, also auf weniger als 10 Minuten. SMED ist ein zentrales Werkzeug der schlanken Produktion. Viele Rüstvorgänge werden dieses Ziel nicht erreichen, und das ist in Ordnung. Der Nutzen liegt in der Richtung: kürzer, einfacher, besser wiederholbar.
Die Rüstzeit ist aus drei Gründen wichtig:
- Verlorene Produktion. Jede Minute Rüstzeit ist eine Minute, in der die Maschine keine Teile fertigt.
- Losgröße. Lange Rüstzeiten verleiten die Planung dazu, große Lose zu fahren, um Rüstvorgänge zu vermeiden. Große Lose erhöhen den Work in Progress und verlängern die Durchlaufzeiten.
- Flexibilität. Ein Werk mit schnellem Umrüsten kann auf kleine Aufträge reagieren, ohne Lager aufzubauen.
Ein Rüstvorgang umfasst alles vom letzten Gutteil des einen Auftrags bis zum ersten Gutteil des nächsten. Dazu gehören Reinigung, Werkzeugwechsel, Einstellung, Probeteile und das Warten auf Freigabe. Messen Sie die gesamte Spanne und nicht nur die Zeit, in der ein Monteur an der Maschine steht.
Was sind interne und externe Elemente?
SMED beruht auf einer zentralen Unterscheidung. LeanProduction.com definiert interne Elemente als Tätigkeiten, die nur bei stillstehender Anlage ausgeführt werden können, und externe Elemente als Tätigkeiten, die bei laufender Anlage erledigt werden können.
Beispiele:
- Intern: Entfernen des alten Werkzeugs, Montieren des neuen, Einstellen eines Anschlags.
- Extern: Holen des nächsten Werkzeugs aus dem Lager, Vorbereiten des Materials, Prüfen des Erstteils mit der Lehre, Reinigen von Maschinenteilen, die nicht im Bereich des Anschlags liegen.
In vielen Werken wird externe Arbeit während des Stillstands erledigt, weil niemand sie vorher vorbereitet hat. Diese Arbeit außerhalb des Stillstands zu verlagern, ist der erste und günstigste Schritt.
Gilt SMED nur für Werkzeuge?
Nein. Der Name stammt von Pressenwerkzeugen, aber die Methode funktioniert an jeder Anlage: Abfüllanlagen, Spritzgießmaschinen, Verpackungslinien und Montagestationen. Der Rüstvorgang läuft immer gleich ab. Trennen Sie die externen Tätigkeiten, wandeln Sie interne Tätigkeiten wo möglich in externe um und straffen Sie anschließend, was übrig bleibt. Nur die Details der Werkzeuge unterscheiden sich.
Wie wenden Sie SMED an? Fünf Schritte
- Wählen Sie eine Pilotmaschine und erfassen Sie den Ausgangswert. Sammeln Sie mindestens zwei Wochen lang Daten zu den Rüstvorgängen. Wählen Sie eine Maschine, bei der das Rüsten einen erheblichen Anteil der Stillstandszeit ausmacht, bei der häufig gerüstet wird und die einen Engpass darstellt. Halten Sie die aktuelle Rüstzeit als Ausgangswert fest. Der Leitfaden von LeanProduction.com empfiehlt, den Rüstvorgang per Video aufzuzeichnen.
- Zeichnen Sie den Rüstvorgang auf und listen Sie jedes Element auf. Filmen Sie einen vollständigen Rüstvorgang. Setzen Sie sich mit dem Team zusammen und schreiben Sie jedes Element auf eine Karte: was getan wird, von wem und wie lange es dauert. Ein realer Rüstvorgang umfasst oft Dutzende Elemente. Kennzeichnen Sie jedes als intern oder extern.
- Trennen Sie die externen Elemente ab. Verlagern Sie alles, was bei laufender Maschine außerhalb des Stillstands erledigt werden kann: Werkzeuge holen, Material bereitstellen, vorwärmen, Teile prüfen. Dieser Schritt braucht keine neue Ausrüstung, sondern nur eine Checkliste und Disziplin. Laut dem Leitfaden von LeanProduction.com kann allein dieser Schritt die Rüstzeit nahezu halbieren.
- Wandeln Sie interne in externe Elemente um. Fragen Sie bei jedem verbleibenden internen Element: Können wir das bei laufender Maschine erledigen? Möglichkeiten sind, das nächste Werkzeug auf einer zweiten Aufspannvorrichtung vorzubereiten, Standardspannelemente zu verwenden, damit keine Justierung nötig ist, oder Einstellungen außerhalb der Maschine vorzueinstellen.
- Straffen Sie, was übrig bleibt. Verkürzen Sie die Zeit der internen Tätigkeiten, die sich nicht verlagern lassen. Ersetzen Sie Schrauben durch Schnellspanner, entfernen Sie Justierungen mithilfe fester Anschläge und lassen Sie eine zweite Person parallel arbeiten. Kaufen oder bauen Sie Ausrüstung erst zuletzt.
Führen Sie den Workshop mit den Bedienern durch, die das Rüsten ausführen, mit dem Instandhaltungsmechaniker und einer Schichtleitung. Sehen Sie sich das Video gemeinsam an und fragen Sie bei jedem Element: Warum steht die Maschine dafür still? Führen Sie eine Ideenliste und testen Sie jeweils eine Änderung beim nächsten Rüstvorgang. Erfassen Sie die Zeit nach jedem Versuch, damit Sie wissen, welche Änderung gewirkt hat.
Standardisieren Sie anschließend die neue Methode in einer einseitigen Arbeitsanweisung, schulen Sie alle Schichten und messen Sie erneut. Der Leitfaden weist darauf hin, dass Verbesserungen bei Vorbereitung und Organisation in der Regel schneller und günstiger sind als technische Änderungen. Setzen Sie sie daher zuerst um.
Beispiel: ein Rüstvorgang mit 60 Minuten
Dies ist eine Veranschaulichung mit frei erfundenen Zahlen.
Eine Presse fertigt 30 Teile pro Stunde. Ein Rüstvorgang dauert 60 Minuten und findet fünfmal pro Woche statt. Das Team zeichnet einen Rüstvorgang per Video auf und listet 40 Elemente auf. Das Ergebnis:
- 24 Minuten sind externe Tätigkeiten, die bei stillstehender Presse erledigt werden, etwa das Holen des Werkzeugs und der Vorrichtungen sowie das Vorbereiten des Materials.
- 36 Minuten sind interne Tätigkeiten, etwa das Aus- und Einbauen des Werkzeugs und das Justieren der Anschläge.
Schritt 3, externe Elemente abtrennen. Das Team verlagert die 24 Minuten mithilfe einer Checkliste und eines vorbereiteten Wagens außerhalb des Stillstands. Der Stillstand sinkt dadurch von 60 auf 36 Minuten.
Schritt 4, interne in externe Elemente umwandeln. Das Team stellt die neue Werkzeughöhe außerhalb der Presse vor und verwendet Standardspannelemente. So verlagert es 8 Minuten interner Tätigkeit nach außen. Der Stillstand beträgt nun 28 Minuten.
Schritt 5, straffen. Zwei Personen arbeiten parallel, und feste Anschläge ersetzen das Justieren durch Ausprobieren. Dadurch sparen sie weitere 8 Minuten. Der Stillstand beträgt nun 20 Minuten.
Das Ergebnis dieses SMED-Beispiels: 60 − 20 = 40 Minuten Einsparung pro Rüstvorgang. Bei fünf Rüstvorgängen pro Woche ergibt das 200 Minuten bzw. 3 Stunden und 20 Minuten zusätzliche Laufzeit. Bei 30 Teilen pro Stunde sind das 100 weitere Teile pro Woche von derselben Maschine, oder Spielraum, die Losgröße zu verringern und die Ausbringung dennoch zu halten. Die Zahlen dienen nur der Veranschaulichung. Ihre eigenen Daten werden abweichen.
Wie hängt die Verkürzung der Rüstzeit mit dem übrigen Werk zusammen?
Kürzere Rüstzeiten sind ein Mittel zum Zweck, kein Selbstzweck. Die Vorteile zeigen sich an drei Stellen:
- Kleinere Losgrößen. Wenn das Rüsten schnell geht, können Sie häufiger kleinere Lose fertigen. Das verringert den Bestand in der Fertigung und verkürzt die Durchlaufzeit.
- Verfügbarkeit. Das Rüsten gehört zu den geplanten Stillstandszeiten und senkt daher die Verfügbarkeit der Maschine im OEE (Overall Equipment Effectiveness). Weniger Rüstzeit erhöht sie.
- Flexibilität der Planung. Die Planung kann die Reihenfolge kurzfristig ändern, ohne Stunden zu verlieren.
Behandeln Sie SMED als Kaizen-Aktivität. Kaizen ist das japanische Wort für kontinuierliche Verbesserung in kleinen, wiederholten Schritten. Planen Sie nach dem ersten Workshop nach einigen Wochen eine Überprüfung ein, vergleichen Sie die gemessene Zeit mit dem neuen Standard und entfernen Sie die nächste Gruppe von Elementen. Rotieren Sie das Team, damit mehr Bediener die Methode lernen.
Ein Wertstromdiagramm hilft Ihnen, die richtige Maschine auszuwählen. Suchen Sie nach Schritten, bei denen lange Rüstvorgänge große Lose und Warteschlangen erzwingen.
Häufige Fehler
- Nur die Zeit des Einrichters messen. Berücksichtigen Sie Reinigung, Probeteile und Freigabe. Andernfalls optimieren Sie den falschen Abschnitt.
- Mit der Ausstattung beginnen. Der Kauf von Schnellwechselwerkzeugen, bevor Sie die externen Tätigkeiten abgetrennt haben, verschwendet Geld. Zuerst kommt die Organisation.
- Die Bediener auslassen. Die Personen, die den Rüstvorgang durchführen, wissen, wo die Zeit verloren geht. Ein Workshop ohne sie liefert eine falsche Liste.
- Kein Standard. Wenn die neue Methode nicht dokumentiert und geschult wird, fällt sie innerhalb weniger Wochen wieder in alte Muster zurück.
- Mit dem längsten Rüstvorgang beginnen. Wählen Sie eine Maschine, bei der Sie innerhalb weniger Wochen Erfolge erzielen können, und nutzen Sie das Ergebnis, um Unterstützung aufzubauen.
- Qualität vernachlässigen. Ein Rüstvorgang ist abgeschlossen, sobald das erste gute Teil vorliegt. Schnellere Rüstvorgänge, die mehr Probeteile benötigen, sind keine Verbesserung.
Wie Software helfen kann
Software verkürzt einen Rüstvorgang an der Maschine nicht, aber sie unterstützt das Drumherum. Ein Plan, der ähnliche Aufträge gruppiert und so anordnet, dass Rüstvorgänge reduziert werden, verringert bereits die Zahl der Umrüstungen. Der Polaris Optimizer von iFAKT erstellt automatisch optimierte Produktionspläne unter Berücksichtigung von Randbedingungen wie Ressourcen, Schichten, Zonen, Qualifikationen und Kapazitäten. Nutzen Sie ihn oder ein beliebiges Planungswerkzeug ergänzend zur Arbeit in der Fertigung, nicht anstelle davon.
Nächster Schritt
Wählen Sie eine Maschine mit häufigen Rüstvorgängen, filmen Sie den nächsten Rüstvorgang und erfassen Sie jedes Element als intern oder extern. Diese Liste ist der Startpunkt Ihres SMED-Projekts. Die ersten externen Elemente, die Sie außerhalb des Stillstands ausführen, machen sich schnell bezahlt.