Percorso in Lean Manufacturing Lean in produzione

Percorso in Lean Manufacturing

Lean in produzione

Stabilità2 - Efficienza delle attrezzature e degli impianti - riduzione dei tempi di cambio

produzione

LIUC-Lean Manufacturing 06/10/2016

Il modello di riferimento

Lezione stabilità 1

Lezione stabilità 2


L’OEE

Misure delle prestazioni

Misure di produttività

Produttività dei macchinari

Overall Equipment Effectiveness


L’OEE

OEE = A × P × Q

Availability (A) =

Performance (P) =

Quality (Q) =

Net Operating Time Operating Time

Fully Productive Time Net Operating Time

Operating Time

Planned Production Time


Gli stati dell’impianto per la produttività dei macchinari

Le cause di perdita sono aggregate per tipologia: •  cause organizzative •  cause gestionali •  cause tecnologiche

Tsolare T aper. imp.

T teor. utilizzo

T eff. utilizzo

T eff. di produz.

T di truciolo

T prod. buona

Ts T

TPb TPsc

TSu TPr

TG-TM

TO TMo TMm

TSc

Tempo solare Tempo apertura

Plant Operating Time Tempo netto cause org.

Tempo netto cause gest. e org.

Tempo effettivo utilizzo T. effettivo produzione

Tempo lavorazione Tempo lavorazione

buona

tempi improduttivi


Gli stati dell’impianto per la produttività dei macchinari

Le cause di perdita sono aggregate per tipologia: •  cause organizzative •  cause gestionali •  cause tecnologiche

Availability = T effettivo utilizzo

T netto cause organizzative e gestionali

T – Tsc – TO – TMo – TMm – TM – TG

T – Tsc – TO – TMo – TMm =


Gli stati dell’impianto per il calcolo dell’OEE

Le cause di perdita sono distinte tra: •  cause pianificabili

•  planned shutdown •  cause non pianificabili

•  downtime loss •  speed loss •  quality loss

Ipotesi: •  TMo è pianificabile •  TSc è tolto dal calendario •  TSu è una perdita di tempo operativo •  TOO è produzione a ritmo rallentato



Le cause di perdita sono distinte tra: •  cause pianificabili •  cause non pianificabili

Tsolare T aper. imp.

Ts T

TPb

TPs

TSu

TPr TG

TO

TMo

TMm

TSc

Tempo solare Tempo apertura

Plant Operating Time

Planned production time

Operating time

Fully productive time

TM

Planned shutdown

Downtime loss

Speed loss

Quality loss Net Operating time


le 6 grandi perdite degli impianti


Production rejects

Set up and adjustments

Breakdowns

Small stops Reduced speed

Startup rejects



Sei grandi perdite Categoria Esempio Causale

Breakdowns Downtime loss •  guasti generali •  manutenzione non pianificata •  rotture utensili •  rottura attrezzatura

•  TG •  TG •  TG •  TG •  TG

Set up and adjustments

Downtime loss •  set up •  mancanza materiale •  regolazioni di macchina •  riscaldamento e restart della

macchina

•  TSu •  TMm

•  TSu

•  TSu Small stops Speed loss •  ostruzione del flusso materiale in

ingresso •  componenti mescolati •  errori di alimentazione •  microassenteismo

•  TO

•  TO •  TO •  TO



Sei grandi perdite Categoria Esempio Causale

Reduced speed Speed loss •  Lavorazione a ritmo rallentato •  TOO

Startup rejects Quality loss •  scarti al riavvio •  rilavorazioni al riavvio •  errori di assemblaggio al riavvio

•  TPs •  TPs •  TPs

Production rejects Quality loss •  scarti •  rilavorazioni •  errori di assemblaggio

•  TPs •  TPs •  TPs




Availability (OEE) =

Operating Time

Planned Production Time

T – Tsc – Tmo – TM – TPr – TG – Tsu – TMm =

T – Tsc – Tmo – TM – TPr

Perdita per fermate significative non pianificate (downtime losses)




Performance (P) =

Operating Time Net Operating Time


(TPbi + TPsci)

Nota: •  TPb e TPsc valorizzate a tempo standard •  TOO assorbe le variazioni rispetto al ritmo

std e viene assimilato alle microfermate per cause organizzative (TO)

Perdita per rendimento (speed losses)


T – Tsc – Tmo – TM – TPr – TG – Tsu – TMm – TO – TOO




Quality (Q) =

Fully Productive Time Net Operating Time

= (TPbi + TPsci)

(Tpbi) Nota: TPb e TPsc valorizzate a tempo standard


La disponibilità tecnica

MTTF MTTF + MTTR

Availability =

Mean time to failure

Mean time to repair •  TG •  TM


Calcolo dell’OEE

Durata del turno 8 h Soste a contratto 2 di 15 min Pausa pranzo 1 da 30 min Guasti 20 min Set up 10 min Mancanza materiale 5 min Ritmo standard 30 unità al minuto Produzione totale 10500 unità Pezzi scarto 500 unità


Calcolo dell’OEE

Durata del turno 8 h

Soste a contratto 2 di 15 min

Pausa pranzo 1 da 30 min

Guasti 20 min

Set up 10 min

Mancanza materiale 5 min

Ritmo standard 30 unità al minuto

Produzione totale 10500 unità

Pezzi scarto 500 unità

OEE = Fully productive t. / Planned prod. t. = (10500-500)unità/30 unità/minuto * / (8*60-2*15-30) minuti = 79,37%

A = Operating time / Planned production time = (8*60-2*15-30-20-10-5) minuti *

/ (8*60-2*15-30) minuti = 91,67% P = Net operating time / Operating time = 10500 unità/30 unità/minuto *

/ (8*60-2*15-30-20-10-5) minuti = 90,91% Q = Fully productive time / Net operating time = (10500-500)unità/30 unità/minuto *

/ 10500 unità/30 unità/minuto = 95,23% LIUC-Lean Manufacturing 06/10/2016

Il modello di riferimento

Lezione stabilità 1 Lezione

stabilità 2


L’attrezzaggio costituisce una delle operazioni indirette di un processo di produzione. In un processo di produzione (fabbricazione, montaggio, continuo o discreto), non mono-prodotto, gli attrezzaggi e i relativi parametri condiziona in modo determinante le regole e i criteri di costituzione del processo. L’attrezzaggio: •  non incrementa il valore aggiunto al prodotto •  assorbe capacità di macchine/impianti •  impegna capacità umana •  interrompe il flusso di materiali

SMED (Single Minute Exchange of Die)


Gli attrezzaggi sono ritenuti “un male necessario”


“un male” perché: •  occupano operatori e attrezzature •  non hanno originariamente un

metodo o un ciclo di lavoro •  non hanno pertanto un tempo ciclo

assegnato •  presentano spesso elementi giudicati

“imprevedibili”

“necessario” •  sono necessari al cambio

produzione



tempo improduttivo

ultimo pezzo buono A

primo pezzo buono B

Obiettivo: ridurre i costi della flessibilità ovvero ridurre il tempo improduttivo

(downtime loss) migliorando l’OEE


Shigeo Shingo dà origine allo SMED: 1.  nel 1950 nello stabilimento di Hiroshima della Toto Kyogo durante lo

studio per il miglioramento dell’operazione della pressa (collo di bottiglia): “solo il 3% tempo è dedicato all’operazione essenziale”

2.  nel 1957 al cantiere navale di Hiroshima delle industrie pesanti Mitsubishi durante lo studio per l’aumento di capacità della piallatrice (collo di bottiglia): “utilizzo netto della piallatrice inferiore al 50%”

3.  nel 1970 al reparto scocche dello stabilimento principale Toyota migliorare la sostituzione dello stampo sulla pressa da 4 ore attuali (contro 9 minuti di produzione) a meno di 2 ore (VW company)




Risultati riportati da Shigeo Shingo ne “Il sistema di produzione giapponese “Toyota” dal punto di vista dell’industrial engineering”. Rapporti di riduzione “straordinari”: •  “Alla Mitsubishi Heavy Industry: in precedenza erano richieste 24 ore per

cambiare gli utensili di un trapano multiplo a 8 punte; in un anno il tempo totale fu ridotto a 2 minuti e 40 secondi.”

•  “Alla Toyota Motors: in precedenza erano richieste 8 ore per sostituire gli stampi e gli utensili di un per una “bullonatrice”; dopo un anno tale tempo fu ridotto a solo 58 secondi”

I rapporti di riduzione “normali”: sono dell’ordine 1 a 20 •  “Alla H. Weidmann Company in Svizzera il tempo per una formatrice di

materie plastiche da 50 once da 2,5 ore fu ridotta a 6 minuti e 35 secondi.”

•  “Alla Federal Mogul Company in America il tempo di sostituzione degli utensili di una fresatrice fu ridotto da 2 ore a 2 minuti.”


Metodologia nata negli anni tra gli anni ‘50 e ‘70 per opera di Shigeo Shingo. Inizialmente il focus era su: •  macchine singole •  presse (cambi stampo) •  aspetti critici: macchina e metodo E negli anni successivi (fino agli anni ’90 – Rapid Tool Setting) si è esteso a: •  tutte le risorse produttive: impianto (macchina o linea), manodopera

diretta e indiretta, metodo, materiali e attrezzature •  organizzazione, formazione, standardizzazione, visual control,

sicurezza



SMED

esempio


SMED

Separazione attività

interne - esterne

Analisi e conversione

di attività interne in esterne

Standardizza-zione

funzionale e miglioramento

•  adozione della standardizzazione funzionale •  adozione di morsetti funzionali •  adozione dime di montaggio •  parallelizzazione •  eliminazione dell’aggiustaggio •  adozione della meccanizzazione


SMED

Fase 1 Riclassificazione delle attività di attrezzaggio Tradizionale

Lean

Separazione attività interne - esterne

Analisi e conversio

ne di attività

interne in esterne

Standardizzazione

funzionale e miglioramen

to


SMED

Ripartizione delle attività di attrezzaggio per diverse tecnologie


Analisi e conversio

ne di attività

interne in esterne

Standardizzazione


to


Punti di attenzione per la fase 1: •  normalmente il cambio dei materiali di produzione

viene effettuato mentre la macchina è ferma •  le attrezzature (lame, stampi, utensili, ecc.) sono

portate a bordo macchina in set up interno •  gli utensili (chiavi, brugole, ecc.) sono riposti lontano

dalla macchina da attrezzare •  guasti dell’attrezzatura mentre si realizza il cambio •  attrezzatura errata


Analisi e conversio

ne di attività

interne in esterne

Standardizzazione


to

SMED


SMED

Fase 2 Analisi e conversione delle attività di attrezzaggio: •  sforzo di convertire il maggior numero di operazioni interne (a

macchina ferma) in esterne (a macchina funzionante)

•  definizione di una checklist di materiali, attrezzature e attività che devono essere preparate nel tempo esterno

•  in questa fase il tempo di setup è ridotto dal 30 al 50%


interne - esterne



Standardizzazione funzionale e miglioramento

Esempi di attività di setup esterne •  presetting esterno •  preriscaldamento degli stampi •  evitare o ridurre la produzione di prova •  creare dei magazzini temporanei per attrezzi, utensili, materiali

di consumo


SMED


interne - esterne




Fase 3 Adozione di standardizzazione funzionale Se forma e dimensioni degli stampi sono standardizzate il tempo di sostituzione può essere ridotto considerevolmente. Tuttavia, il costo della standardizzazione potrebbe essere alto. Standardizzare le sole funzioni necessarie per la sostituzione dopo un’analisi dello stampo Es. standardizzazione delle dimensioni degli stampi •  dimensioni intermedie •  dimensioni multiple •  stampi multipli


SMED

Fase 3 Miglioramento delle attività interne ed esterne Si introducono, ad esempio, interventi quali:

adozione di morsetti funzionali

adozione dime di montaggio fabbricare dime di montaggio di dimensioni pari a circa l’80% della tavola affinchè il piazzamento e il centraggio possano avvenire nel tempo esterno


interne - esterne





SMED

Divisione tra due persone, ciascuna delle quali opera su un lato della macchina. Con l’utilizzo di due persone è possibile impiegare <6 minuti per svolgere operazioni che in precedenza ne richiedevano 12 eliminando gran parte del tempo sprecato nelle movimentazioni.

parallelizazione delle attività


SMED

eliminazione dell’aggiustaggio adozione della meccanizzazione ultimo step da affrontare solo dopo aver affrontato i primi 7 step utilizzo di dispositivi motorizzati per compiere le attività

scala graduata con tacche indicanti i diversi settaggi

Nota: Eliminare gli aggiustamenti significa avere operatori che per settare le macchine facciano minore affidamento sulla loro esperienza maggiormente affidamento su valori numerici. Il primo step per la standardizzazione degli aggiustaggi consiste nel realizzare una scala graduata con tacche indicanti i diversi settaggi.


Esempi pratici di SMED


L’applicazione dei metodo

•  riprendere le attività di attrezzaggio

•  analisi delle attività in team

•  compilazione di una scheda di analisi

setup macchina


N Fase descrizione operazione

tempo (sec)

tempo progressivo

(sec)

5po a6vità a8rezzaggio classificazione a6vità

utensili u5lizza5

osservazioni

situazione ideale

interna esterna

prep

arazione

mon

taggio/smon

taggio

accensione

/spegnimen

to

regolazio

ne

controllo/avviamen

to

cambio materiali

interna esterna

L’applicazione dei metodo ESEMPIO DI SCHEDA ANALISI SET UP MACCHINA


L’applicazione dei metodo


piccoli lotti

grandi lotti

Riduzione del tempo medio di attesa tra due produzioni successive dello stesso prodotto in logica JIT.

SMED la valorizzazione dei benefici


Riduzione del tempo di set-up

•  riduzione del costo di setup

Riduzione della dimensione del

lotto di produzione

• EOQ =

Riduzione delle scorte di ciclo e delle scorte di

sicurezza

• Giacenza media =

• SS =

Riduzione costo delle scorte

• Costo mant. scorta =

2 D a cv i

2 EOQ

K σD2 µLT + µD

2 + σLT

2

+ SS

Gmedia i cv



Da Trovinger, S. C., & Bohn, R. E. (2005). Setup Time Reduction for Electronics Assembly: Combining Simple (SMED) and IT‐Based Methods. Production and Operations Management, 14(2), pp. 205-217 i benefici “collaterali” dello SMED rilevati dal caso studio sono: riduzione degli errori e rilavorazioni riduzione downtime e attese (mancanza materiali, materiale errato) riduzione del tempo di preparazione materiali ..e ovviamente l’aumento

della Productivity dell’OEE !!



Esempi pratici di SMED

Come si è evoluta l’attività di preparazione del caffè


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