SMED

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SMED (Single-Minute Exchange of Die) es uno de los muchos métodos de manufactura esbelta o Lean Manufacturing para reducir los residuos en un proceso de manufactura. Provee una manera rápida y eficiente de cambio de proceso de manufactura de un producto a otro. El cambio rápido es la clave para reducir el tamaño de lotes de producción y así mejorar el flujo.

La frase “single minute” no significa que todos los cambios y arranques tomen solo un minuto, sino que deberían tardar menos de 10 minutos (en otras palabras, “un solo digito de minutos”). En relación con esto, un concepto aún más difícil es One-Touch Exchange of Die, (OTED), que indica que los cambios pueden y deberían tardar menos de 100 segundos. Aún así la utilidad del SMED no se limitada a la producción.

Historia

El concepto surgió en los últimos años de la década de 1950 y principios de la década de 1960, cuando Shigeo Shingo estaba consultando a distintas compañías incluyendo Toyota, y estaba contemplando su inhabilidad de eliminar los cuellos de botella en las prensas de moldeo.  Los cuellos de botella eran causados por la gran cantidad de tiempo que tardaba el cambio de herramientas, lo cual incrementaba el tamaño de lotes de producción. El tamaño de lote económico es calculado del radio del tiempo de producción actual y el tiempo de cambio; lo cual es el tiempo que tarda en parar la producción de un producto y empezar la producción del mismo o de otro producto. Si el cambio toma mucho tiempo entonces la producción perdida debido al cambio incrementa el costo de la misma producción en sí.

Esto puede ser observado en la siguiente tabla, en la cual el cambio y el tiempo de proceso por unidad son constantes mientras que el tamaño del lote cambia. El tiempo de operación es el tiempo de procesamiento de la unidad con la sobrecarga del cambio incluida. El radio es el porcentaje que aumenta en el tiempo de operación efectivo, causado por el cambio. SMED es la clave para la flexibilidad de fabricación.

Tiempo de cambio

Tamaño de lote

Tiempo de proceso por unidad

Tiempo de operación

Radio

8 hours 100 1 min 5.8 min 480%
8 hours 1,000 1 min 1.48 min 48%
8 hours 10,000 1 min 1.048 min 5%

El problema adicional de Toyota fue que los costos de la tierra en Japón son muy altos y por ende, muy caro de almacenar sus vehículos. El resultado fue que sus costos eran más altos que las otras productoras porque tenían que producir vehículos en lotes no económicos.

El “tamaño de lote económico” (EOQ por sus siglas en ingles) es un concepto de fabricación bien conocido, y altamente debatido. Históricamente, los costos generales de un proceso eran minimizados al maximizar el número de unidades que el proceso debía construir antes de cambiar a otro modelo. Esto hace a la sobrecarga del cambio por unidad fabricada, baja. De acuerdo a algunas fuentes, el tamaño de lote óptimo ocurre cuando el costo por interés de almacenar el tamaño de lote es igual al valor perdido cuando la línea de producción está detenida.

La diferencia para Toyota era que el calculo del tamaño de lote económico incluía los altos costos a pagar por  la tierra para el almacenamiento de los vehículos.  El ingeniero Shingo no podía hacer nada sobre la tasa de interés, pero tenía el control total de los procesos de la fábrica. Si el costo del cambio podía ser reducido, entonces el tamaño de lote económico también, reduciendo directamente los gastos.

De hecho, el debate sobre el EOQ se reestructura si aún es relevante. También debe notarse que lotes de grandes tamaños requieren que se mantengan niveles más grandes de existencias en el resto del proceso y estos costos, más los ocultos, también se reducen con los lotes de tamaños más pequeños producidos por SMED.

Durante un periodo varios años, Toyota modifico el equipo de la fábrica y los componentes de vehículos para maximizar sus partes comunes, minimizar y estandarizar pasos y herramientas de ensamblaje, y utilizar herramientas comunes. Estas partes comunes o herramientas redujeron el tiempo de cambio. Cuando las herramientas no podían ser comunes, se tomaron pasos para hacer que el cambio fuera rápido.

Ejemplo

Toyota encontró que las herramientas más difíciles de cambiar eran los moldes en las grandes máquinas de estampado que producían los cuerpos de los vehículos. Los moldes, que debían ser cambiados para cada modelo, pesaban muchas toneladas, y debían ser ensambladas en las máquinas de estampado con tolerancias de menos de un milímetro, de lo contrario el metal estampado se arrugaría, o derretiría, bajo el intenso calor y presión.

Cuando los ingenieros de Toyota examinaron el cambio, descubrieron que el procedimiento establecido era parar la línea, bajar los moldes con una grúa, posicionar los moldes en la máquina a simple vista, y después ajustar su posición con palancas individuales mientras se hacían estampados individuales de prueba. El proceso existente tomaba entre 12 horas y tres días en completarse.

La primera mejora de Toyota fue reemplazar los dispositivos de medidas de precisión en las máquinas de estampado, y grabar las medidas necesarias para los moldes de cada modelo. Instalar los moldes con estas mediciones, en lugar de hacerlas a simple vista, inmediatamente corto los cambios a una hora y media.

Nuevas observaciones llevaron a más mejoras, la programación de los cambios de moldes en una secuencia estándar (como parte de FRS) como un nuevo modelo por toda la fábrica, dedicando herramientas al proceso de cambio de moldes para que todas las herramientas necesarias estuvieran cerca, y programando el uso de las grúas para el nuevo molde estuviera esperando mientras el molde viejo es removido. Usando estos procesos, los ingenieros de Toyota cortaron los tiempos de cambio a menos de 10 minutos por molde, reduciendo así el tamaño de lote económico por debajo un vehículo.

El éxito de este programa contribuyo directamente a la producción justo a tiempo, la cual es parte del Toyota Production System. SMED hace el balance de carga mucho más alcanzable reduciendo el tamaño de lote económico y por lo tanto, el nivel de existencias.

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