TEMA 7. Reducción de los tiempos de cambio de

TEMA 7.
Reducción de los tiempos de cambio de
útiles: técnicas SMED.
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
Características del sistema.
Etapas en el cambio de útiles.
Metodología de aplicación SMED.
Ejemplos prácticos.
7.1. Características del sistema
Introducción
Las siglas SMED se deben a Shigeo Shingo y significan Single Minute Exchange of Die, que se puede traducir
como cambio de útiles en menos de diez minutos y se refiere a las tareas de preparación de máquinas, en estas
tareas, es muy habitual el cambio de útil: Troquel, molde, broca….Shingeo Shingo comenzó a estudiar los
tiempos de preparación en una fábrica de Mazda el año 1950, continuó en Mitsubishi en 1957, Toyota en el 1969
y posteriormente en multitud de empresas.
La reducción del tiempo de cambio de útiles ha cobrado una importancia vital con la difusión del JIT, su idea de
reducir el desperdicio y en particular, los stocks implica reducir el tamaño de los lotes de producción, que tienden
hacia el flujo unitario (one piece flow).
Para ilustrar la importancia relativa del aumento del tamaño de lote , se muestran dos tablas, en la primera vemos
que un aumento del tamaño del lote no consigue un ahorro proporcional en el tiempo de fabricación y en la
segunda vemos que con tiempos de preparación pequeños, los ahorros por aumentar el lote son menores:
T. preparación
Tamaño lote
T. operación por pieza
T. Total por pieza
Ratio (%)
4 hrs.
100
1 min.
1 min. + 4h.x60 min./100 piezas = 3,4 min.
100
4 hrs.
1.000
1 min.
1 min. + 4h.x60 min./1000 piezas = 1,24 min.
36
4 hrs.
10.000
1 min.
1 min. + 4h.x60 min./10.000 piezas = 1,024 min.
30
3 min.
100
1 min.
1 min. + 3 min./100 piezas = 1,03 min.
100
3 min.
1000
1 min.
1 min. + 3 min./1000 piezas = 1,003 min.
97
7.1. Características del sistema
Costes y tamaño económico de lote
Coste por pieza
Las empresas tienden a agrupar pedidos para producir grandes lotes, de esta forma se reducen los costes
asociados con los tiempos de preparación de máquinas, pero se incrementan los costes asociados a los stocks.
Esta relación se muestra en las siguientes gráficas. El nuevo enfoque de SMED hace posible la reducción de
los costes de preparación y por tanto el tamaño del lote económico , tal como se ve en el segundo gráfico.
COSTE TOTAL (1+2)
Coste del stock (1)
Coste de cambio de útiles (2)
Nº piezas / lote
Coste por pieza
L:Lote económico
COSTE TOTAL (1+2)
Coste del stock (1)
Coste de cambio de útiles (2)
Nº piezas / lote
L’
L: Lote económico
7.1. Características del sistema
Definiciones previas
Las tareas del cambio de útiles son clasificadas en dos categorías:
Tareas internas
Solamente pueden realizarse con la máquina parada
(p.e. montar o retirar troqueles de una prensa).
El tiempo empleado en estas tareas es denominado tiempo interno
También denominadas “Operaciones de cambio de útiles con máquina parada” (OMP)
Tareas externas
Realizables mientras que la máquina trabaja, es decir, en tiempo enmascarado
(p.e. transporte de útiles desde el almacén, preparar el útil a pie de máquina, acercar
las herramientas, etc.)
El tiempo empleado en estas tareas es denominado tiempo externo
También denominadas “Operaciones de cambio de útiles con máquina funcionando”
(OMF)
7.2. Etapas en el cambio de útiles
De forma general, un cambio de útiles suele tener las siguientes etapas:
• Preparación, ajuste post-proceso, comprobación de materiales y herramientas:
Este paso sirve para asegurar que todos los componentes y herramientas están
funcionando correctamente y colocados en su sitio. También se incluye en este
proceso la retirada y limpieza después de su uso. (Proporción del tiempo sobre el total
de preparación → 30%).
• Montaje y desmontaje de herramientas: En este proceso se incluye la retirada de
piezas y herramientas después de concluir un lote y colocar las necesarias para el
siguiente. (Proporción sobre el total de tiempo de preparación → 5%).
• Centrar, dimensionar y fijar otras condiciones: Se incluyen aquí todas las medidas
y calibraciones necesarias para realizar una operación de producción, como por
ejemplo, centrado, dimensionado, medición de presión y temperatura, ... (proporción
sobre el total de tiempo de preparación → 15%).
• Pruebas y ajustes: Tras realizar una pieza de prueba se efectúan los ajustes
pertinentes. Estos ajustes serán más fáciles cuanto mayor sea la precisión de las
medidas y calibraciones del punto anterior. (Proporción de tiempo -> 50%):
7.3. Metodología de aplicación de SMED.
SMED.
FASES DEL MÉTODO
La reducción del tiempo de cambio se consigue estudiando el ciclo de cambio, se puede hacer una toma de
datos sobre el terreno utilizando formularios preestablecidos, cronómetro o mejor aún, cámara de video. La
metodología sigue un proceso riguroso dividido en tres fases:
Fase 1: Identificación, análisis y descomposición del tiempo de cambio de útiles separando preparación
interna de externa.
Descubrimiento de numerosos tiempos muertos: esperas del ajustador, esperas del útil, búsqueda de una
herramienta que se encuentra lejos del puesto, etc.
La reducción del tiempo de cambio es un problema de organización antes que un problema técnico.
La descomposición de tiempo total de cambio en tiempo interno y tiepo externo, ya implica una reducción entre
un 30 y un 50% de la duración de cambio.
Fase 2: Conversión de tiempos internos en tiempos externos.
Operaciones realizadas en t interno pueden realizarse mientras la máquina trabaja reconsiderando el método de
trabajo, o con una simple modificación del equipamiento o de los útiles.
Fase 3: Reducción de los tiempos internos y externos.
Una vez que los tiempos internos están bien identificados, su reducción es posible. Hay que analilzar
detalladamente cada tarea y perfeccionarla.
La mayoría de las mejoras se consiguen en los procesos de ajuste. En ocasiones gracias a diferentes
dispositivos técnicos, algunos poco costosos y que permiten realizar ganancias importantes (fijaciones rápidas,
estandarización de altura de útiles, posicionamientos rápidos, etc.). Otros son más costosos y obligan a un
cálculo de rentabilidad detallado (transfert automático del útil, fijaciones hidráulicas, etc.)
7.3. Metodología de aplicación de SMED.
Tiempo total de preparación
Fase 1
OMP
OMF
Tiempo total de preparación
Fase 2
OMP
OMF
Tiempo total de preparación
OMP
Fase 3
OMF
El éxito del SMED se basa en el trabajo en equipo. El proyecto debe ser llevado a cabo por
un grupo compuesto generalmente del operario/s, el encargado, técnicos de métodos,
mantenimiento y calidad.
Este grupo propone soluciones y sigue su puesta en marcha hasta que el objetivo sea
alcanzado.
7.3. Metodología de aplicación de SMED.
SMED.
TÉCNICAS DE APLICACIÓN
1.
Estandarización de las tareas: Los procedimientos de preparación se
estandarizarán y se reflejarán por escrito, deben estar visibles en la pared para que
puedan ser consultados por los operarios implicados.
2.
Operaciones en paralelo: Las operaciones de preparación se pueden realizar en
paralelo por varios operarios, de esta forma aunque el total de horas-hombre es el
mismo, se reduce el tiempo en el que la máquina está parada.
3.
Estandarización de cotas funcionales: Por ejemplo, igualando las cotas
funcionales de varios troqueles para reducir el tiempo de preparación. Se usarán
espaciadores en las cotas que son más cortas o se rebajará la pieza en las cotas
que son más largas que la elegida como estándar (ver siguientes páginas).
4.
Elementos de fijación rápidos: Sustituyendo los sistemas de fijación con pernos y
tuercas por otros más rápidos y que reduzcan las posibilidades de pérdida de
tiempo por cualquier incidencia; se caen las tuercas, faltan tuercas o pernos
deteriorados… (ver siguientes páginas)
5.
Útiles complementarios: Por ejemplo, para fijar una broca a un cabezal de torno, o
para fijar un troquel a una prensa, se pueden diseñar útiles intermedios que
permitan realizar las tareas de calibración y ajuste fuera de la máquina.
6.
Automatizar, mecanizar procesos: Sistemas hidráulicos, neumáticos, detectores
de posición, sistemas de visión artificial, etc…
7.4. Ejemplos
Mejoras en transporte de útiles
7.4. Ejemplos.
Ejemplos.
Estandarización de cotas funcionales
7.4. Ejemplos. Aprietes rápidos.
7.4. Ejemplos
Ejemplos de reducción de tiempo de cambio de útiles 1
Tiempo
antes
(min)
Tiempo
después
(min)
Ganancia
relativa
Prensa de embutición Muller-Weingarten
285
22
93 %
Torno revolver Bullard
40
10
75 %
Prensa de corte de chapa Spiertz
58
15
74 %
Prensa de moldeo de caucho Desma
120
15
87 %
Prensa de moldeo de plástico DK (200 ton)
120
15
87 %
Tipo de máquina
Extraido de “Les nouvelles règles de la production”, de P. Béranger; Ed. Dunod, 1998.
7.4. Ejemplos
Ejemplos de prensas y líneas de embutición
7.4. Ejemplos
7.4. Ejemplos