SMED快速換模換線
Written by 方圓智匯-精益生產(chǎn)管理咨詢公司培訓(xùn)機(jī)構(gòu)
一、SMED簡介
什么是SMED?
Single Minute Exchange of Die（單分鐘快速換模）
SMED 系統(tǒng)是一種能有效縮短產(chǎn)品切換時(shí)間的理論和方法
SMED 有些企業(yè)和學(xué)者也稱為 QCD (Quick Die Change)
SMED概述：
SMED在50年代初期起源于日本；
由Shigeo Shingo（新鄉(xiāng)重夫）在豐田企業(yè)發(fā)展起來；
Single的意思是小于10分鐘（Minute）；
最初使用在汽車制作廠，以達(dá)到快速的模具切換（Exchange of Die）；
它幫助豐田企業(yè)產(chǎn)品切換時(shí)間獲得極大地縮短；
快速換模始祖：新鄉(xiāng)重夫（Shigeo Shingo，1909年－1990年）——日本工程師，工業(yè)工程（IE）領(lǐng)域世界著名的品質(zhì)管理專家，著名的豐田生產(chǎn)體系創(chuàng)始人之一。他指出，“零損壞”就是品質(zhì)要求的最高極限，被尊稱為“糾錯(cuò)之父”。
“ ……很多公司建立了一套完善的提高工人技能水平的政策和方針，但很少有公司執(zhí)行降低換模本身所需要的技能水平的策略。”—— 新鄉(xiāng)重夫（ Shigeo Shingo ）
快速換模的境界：
境界一：No concept of Quick Changeover 沒有快速換模觀念
境界二：Single Minutes Exchange Die 單分鐘換模
境界三：Zero Exchange Die 零換模
境界四：One Touch Exchange Die 一觸換模
境界五：One Cycle Exchange Die 一周換模
境界六：No Need Exchange Die 無需換模
二、傳統(tǒng)換模介紹
傳統(tǒng)換模的十個(gè)步驟：
■機(jī)臺停機(jī)
■ 舊產(chǎn)品零部件撤離現(xiàn)場
■換模人員和工具準(zhǔn)備
■清潔機(jī)臺和模具
■拆卸舊模具
■搬運(yùn)新模具及檢查保養(yǎng)
■裝配新模具
■通知前工序準(zhǔn)備新零部件試產(chǎn)
■搬運(yùn)新零部件準(zhǔn)備生產(chǎn)
■運(yùn)行調(diào)整
傳統(tǒng)換模存在的問題：
■在機(jī)臺停機(jī)后物料才開始移動(dòng)
-成品被送到下一個(gè)工位
-原材料在設(shè)備停止后才移走
-新模具、各種配件運(yùn)到機(jī)臺
■機(jī)臺準(zhǔn)備運(yùn)行時(shí)才發(fā)現(xiàn)缺陷和缺少的配件
-換模開始后才開始修復(fù)缺陷配件，需要調(diào)整或更換設(shè)備配件
-微調(diào)開始后才發(fā)現(xiàn)缺陷產(chǎn)品
■機(jī)臺開動(dòng)后，才發(fā)現(xiàn)不良的加工，夾具設(shè)定和儀器設(shè)定
-內(nèi)部作業(yè)開始后，操作者才發(fā)現(xiàn)缺陷的設(shè)備
■缺少標(biāo)準(zhǔn)化的安裝和調(diào)整流程和技術(shù)要求
-每個(gè)調(diào)模工根據(jù)他們自己經(jīng)驗(yàn)，按照他們認(rèn)為合適的方式進(jìn)行安裝和調(diào)整，缺少標(biāo)準(zhǔn)；
-沒有2個(gè)調(diào)模工以同樣的方式安裝和調(diào)整；
-每個(gè)班次都覺得上個(gè)班次的調(diào)整達(dá)不到要求，要重新調(diào)整；
-一些人認(rèn)為安裝和調(diào)整時(shí)間越長產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)更好。
傳統(tǒng)換模時(shí)間的分配：
以自動(dòng)機(jī)臺換模時(shí)間為例：我們現(xiàn)在拆裝模具的時(shí)間在60min，而調(diào)整的時(shí)間在90min，兩者的比例遠(yuǎn)大于5：50的比例，拆裝模具存在大量時(shí)間浪費(fèi)！
傳統(tǒng)換模活動(dòng)的七大浪費(fèi)：
■缺陷（ Defect）
-通過觀察做出來的不良品進(jìn)行調(diào)整
■過度生產(chǎn)（ Overproduction）
-由于調(diào)整時(shí)間過長，產(chǎn)生的產(chǎn)品批量過大
■運(yùn)輸（ Transportation）
-工具、工裝和材料沒有事前準(zhǔn)備好，停機(jī)后多次運(yùn)輸
■等待（ Waiting）
- 在換模調(diào)整期間，設(shè)備/機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)
■庫存（ Inventory）
-換模安排基于大批量的庫存或排隊(duì)等候
■動(dòng)作（ Motion）
-四處走動(dòng)來尋找、拿取工具、工裝和材料等等
■過渡處理（ Processing）
-調(diào)整數(shù)據(jù)輸入依靠測量
-首件檢查
最根本的浪費(fèi)：時(shí)間
■浪費(fèi)是可見的，像庫存和不良品（廢品或返工品），但可用的生產(chǎn)時(shí)間卻經(jīng)常是隱性的，并經(jīng)常被忽略……
■其實(shí)就是在埋葬寶藏!!! 時(shí)間是最大的浪費(fèi)!!!
為什么換模需要那么多時(shí)間：
■混淆了內(nèi)部和外部的切換作業(yè)
-內(nèi)部作業(yè)：必須在機(jī)臺停機(jī)時(shí)進(jìn)行的作業(yè)
-外部作業(yè)：可以在機(jī)臺開機(jī)時(shí)進(jìn)行的作業(yè)
-很多作業(yè)是可以在機(jī)臺開機(jī)時(shí)進(jìn)行的，可實(shí)際上卻在停機(jī)時(shí)進(jìn)行
■換模工作沒有進(jìn)行優(yōu)化
-沒有制定合適的標(biāo)準(zhǔn) — 誰人何時(shí)做什么
-沒有進(jìn)行平行作業(yè) — 2人以上同時(shí)作業(yè)
-工具、工裝、配件遠(yuǎn)離機(jī)臺，難以取到
-很多配件需要裝配
-有很多困難的裝配、參數(shù)設(shè)置，需要進(jìn)行調(diào)整
三、SMED必要性分析
換模的速度和時(shí)間：
批量做大一點(diǎn)，少換幾次模不就可以解決換模時(shí)間長的問題了嗎？
SMED的必要性-案例分析：
案例:
有一來料加工的產(chǎn)品, 現(xiàn)在的換模時(shí)間為3個(gè)小時(shí)，每生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品的運(yùn)行時(shí)間為1分鐘. 客戶要求的批量為100。目標(biāo)單位工時(shí)成本為1元，售價(jià)為2元。 每小時(shí)的工時(shí)成本為48元。請問這批產(chǎn)品的利潤是多少?
結(jié)論: 我們每生產(chǎn)1件產(chǎn)品, 就虧損0.24元
如何才能盈利?
解決方案1: 增加批量的大小: 100/批→1000/批:
優(yōu)點(diǎn): 單位成本表面上降低了58%
缺點(diǎn): (1)產(chǎn)生庫存900件，平均庫存費(fèi)用0.16元/件，而且更糟糕的是這些庫存不知道什么時(shí)候能夠售出；(2) 不能滿足更多其他的客戶的交付期，生產(chǎn)計(jì)劃安排更困難；
暫時(shí)獲得利潤0.9元/件
以上是典型的傳統(tǒng)解決方案
EOQ（Economic Order Quantity）曲線：
沒考慮其它因素影響：
生產(chǎn)費(fèi)用本身是否合理?
生產(chǎn)過程的改善
生產(chǎn)系統(tǒng)的性能（剛性/柔性）
多品種,小批量,柔性化
SMED的必要性分析：
■由于越來越多產(chǎn)品需求呈現(xiàn)出客戶化特征, 市場強(qiáng)烈的要求靈活制造機(jī)制；
■不能立即得到滿足的訂單很可能被競爭者得到；
■如果產(chǎn)品生產(chǎn)是大批量，高水平庫存，這樣的需求很難得到滿足；
■更頻繁的換模允許更小的批量和更大的靈活性；
SMED的優(yōu)點(diǎn)：
■靈活生產(chǎn)
-不需額外的庫存即可滿足客戶要求。
■快速交付
-縮短交貨時(shí)間，即資金不壓在額外庫存上。
■優(yōu)良品質(zhì)
-減少調(diào)整過程中可能的錯(cuò)誤。
■高效生產(chǎn)
-縮短換模的停機(jī)時(shí)間意味著更高的生產(chǎn)效率，即OEE提高。
■使實(shí)現(xiàn)JIT，大量減少產(chǎn)品報(bào)廢成為可能
SMED的必要性-案例分析：
解決方案2: 降低換模時(shí)間: 3小時(shí)/次→20分鐘/次:
優(yōu)點(diǎn): 單位成本有效地降低了57%,特別是按照需要進(jìn)行生產(chǎn), 沒有產(chǎn)生庫存
缺點(diǎn): 可能需要適當(dāng)增加人員，或其他的投入
確實(shí)獲得了利潤1.04元/件
以上為典型的精益解決方案
SMED的成功案例：
四、如何理解SMED
如何理解 SMED：
SMED 快速換模方法的全稱是“六十秒即時(shí)換模”（Single Minute Exchange of Die），是一種快速和有效的切換方法；
快速換模法這一概念指出，所有的轉(zhuǎn)變（和啟動(dòng)）都能夠并且應(yīng)該少于10分鐘-----因此才有了單分鐘這一說法。所以又稱單分鐘快速換模法、10分鐘內(nèi)換模法、快速作業(yè)轉(zhuǎn)換，用來不斷設(shè)備快速裝換調(diào)整這一難點(diǎn)的一種方法—將可能的換線時(shí)間縮到最短（即時(shí)換線）。它可以將一種正在進(jìn)行的生產(chǎn)工序快速切換到下一生產(chǎn)工序。
快速換模法同時(shí)也指快速切換。快速換模法能夠并且常常是用于啟動(dòng)一個(gè)程序并快速使其運(yùn)行，且處于最小浪費(fèi)的狀態(tài)。
工業(yè)工程IE 方法應(yīng)用：
SMED 是通過工業(yè)工程的方法，將模具的產(chǎn)品換模時(shí)間、生產(chǎn)啟動(dòng)時(shí)間或調(diào)整時(shí)間等盡可能減少的一種過程改進(jìn)方法。
團(tuán)隊(duì)工作 是基礎(chǔ)：
SMED 是一種以團(tuán)隊(duì)工作為基礎(chǔ)的工作改進(jìn)方式，可顯著地縮短設(shè)備、模具安裝、調(diào)整，即換模所需的時(shí)間。
換模時(shí)間 的定義和構(gòu)成：
換模時(shí)間 是指介于一個(gè)生產(chǎn)作業(yè)（Production Run）的最后一件合格品和下一個(gè)生產(chǎn)作業(yè)的首件合格品之間的時(shí)間。
精益生產(chǎn)的換模定義 為從前一品種最后一個(gè)合格產(chǎn)品，到下一品種第一個(gè)合格產(chǎn)品之間的時(shí)間間隔。
換模時(shí)間主要由4部分組成：準(zhǔn)備時(shí)間，換模操作時(shí)間，調(diào)整時(shí)間，整理時(shí)間。
內(nèi)部作業(yè)時(shí)間和外部作業(yè)時(shí)間：
內(nèi)部作業(yè) 是指需要設(shè)備/機(jī)臺停機(jī)才能實(shí)施的作業(yè)內(nèi)容，也叫內(nèi)換模，它包括拆卸舊模具、安裝新模具，以及調(diào)整和首樣確認(rèn)等。
外部作業(yè) 是指不需要設(shè)備/機(jī)臺停機(jī)就可以實(shí)施的作業(yè)內(nèi)容，包括前外換模作業(yè)（換模前準(zhǔn)備工作，如準(zhǔn)備工具、模具、物料等）和后外換模作業(yè)（換模后的收尾工作，如現(xiàn)場清理、模具入庫等）。
SMED的六個(gè)基本要求：
■不需要工具；
■普通操作工就能進(jìn)行；
■沒有調(diào)整時(shí)間；
■簡潔明了的換模作業(yè)指導(dǎo)書；
■配件上清晰的顏色標(biāo)識和標(biāo)記、調(diào)整控制點(diǎn)、并且用文件標(biāo)準(zhǔn)化；
■配件/模具儲存在現(xiàn)場，即用即取，包括使用配件/模具手推車、換模車。
SMED的四大原則：
■嚴(yán)格區(qū)分內(nèi)部作業(yè)和外部作業(yè)；
■將內(nèi)部作業(yè)盡可能轉(zhuǎn)換成外部作業(yè)；
■排除一切調(diào)整過程；
■完全取消作業(yè)轉(zhuǎn)換過程。
五、SMED 6步法
六、SMED實(shí)施過程和方法
第一步：現(xiàn)狀測量
■各種型號換模的平均時(shí)間？
■現(xiàn)在的換模作業(yè)步驟和時(shí)間是多少？
■換模的頻率是多少？
■換模過程需要那些人參與？
■換模前后的產(chǎn)品型號？
■不同型號模具換模的時(shí)間是多少？
■現(xiàn)場觀察換模過程并將所有的步驟記錄在觀測表上。
第二步：分離內(nèi)部和外部作業(yè)
■將機(jī)臺開機(jī)時(shí)就能做的工作與必須停機(jī)才能做的工作分開
■浪費(fèi)時(shí)間的實(shí)例（內(nèi)部時(shí)間→外部時(shí)間）
-停機(jī)后才將模具或工具等移至機(jī)臺
-在換模的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)工具或模具缺陷
-在換模過程中更換或維修配件
-在模具安裝好后才發(fā)現(xiàn)模具的缺陷
-在換模過程中到處找配件、螺釘、材料等
-沒有合適的升降設(shè)備、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等
第三步：內(nèi)部作業(yè)轉(zhuǎn)換為外部作業(yè)
■了解每一步內(nèi)部作業(yè)的真正目的和作用
■用陌生的眼光去觀察
■思考將內(nèi)部作業(yè)轉(zhuǎn)換為外部作業(yè)的最好方法
■使用標(biāo)準(zhǔn)化的工具
■使用輔助工具（最常用的方法）
■使用功能性夾具和快速緊固件
■調(diào)整的消除
-試運(yùn)行和調(diào)整占總換模時(shí)間的50%；
-盡量消除調(diào)整，而不僅僅是減少；
-目標(biāo)：一次性就調(diào)整成功；
-在裝配過程中使用標(biāo)準(zhǔn)程序，并進(jìn)行雙重檢查；
-提高換模工裝配技能；
-提高裝配可靠性的技巧；
■分析調(diào)整操作
-調(diào)整的作用？
-調(diào)整如何進(jìn)行？
-為什么現(xiàn)在需要調(diào)整？
-什么狀況下需要進(jìn)行調(diào)整？
-如何改善能消除調(diào)整？
■在系統(tǒng)中建立所要求的精度 - 無需調(diào)整
-確定哪些功能可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，外部尺寸、備件、設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)化、以便部件能很容易更換
-盡可能少地更換部件（Zero ！）
第四步：找出并行的工作
■并行作業(yè)分析
-并行的工作是相互獨(dú)立的，并且可以同時(shí)來做；
-換模時(shí)間減少，一般通過實(shí)施并行作業(yè)；
-一個(gè)團(tuán)隊(duì)是實(shí)施并行作業(yè)的必要條件；
-推行并行作業(yè)；
■推行并行作業(yè)
-大型的沖壓機(jī)和成型機(jī)，前后左右有許多結(jié)合部位。如果這種設(shè)備的作業(yè)轉(zhuǎn)換由一名作業(yè)人員來做的話，需要很長的時(shí)間。
-但是，如果由兩名作業(yè)人員同時(shí)進(jìn)行這種設(shè)備的作業(yè)轉(zhuǎn)換的話，就可以排除不合理的動(dòng)作，縮短作業(yè)轉(zhuǎn)換的時(shí)間。
-這種情況，雖然作業(yè)轉(zhuǎn)換所需要的總勞動(dòng)時(shí)間沒有改變，但是設(shè)備的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間增加了。如果一個(gè)小時(shí)的作業(yè)轉(zhuǎn)換時(shí)間縮減到三分鐘的話，第二名作業(yè)人員在這次作業(yè)轉(zhuǎn)換中只花費(fèi)了三分鐘的時(shí)間。因而，作業(yè)轉(zhuǎn)換的專門人員要在沖孔壓力機(jī)上訓(xùn)練并和該機(jī)的操作人員通力合作；
第五步：優(yōu)化內(nèi)、外部作業(yè)
■分析每一個(gè)步驟的細(xì)節(jié)
■使用問題-原因-對策的集思廣義來找出降低每一步作業(yè)的時(shí)間。
■評估和記錄每一個(gè)改善步驟的時(shí)間；
■頭腦風(fēng)暴法
■使用做準(zhǔn)備檢查表
-列出換模作業(yè)中需要的所有東西
-標(biāo)出已經(jīng)準(zhǔn)備好的項(xiàng)目
-對于每一個(gè)作業(yè)過程均使用檢查表
■換模前進(jìn)行功能檢查
-檢查在換模時(shí)所有要使用的配件、工具狀況是否良好、功能是否齊全
-在換模開始前就要檢查，以便能及時(shí)進(jìn)行修理
-優(yōu)化外部作業(yè)，包括貯存和運(yùn)輸原材料、部件及工具
■改進(jìn)部件和工具的運(yùn)輸
-所有新的部件和工具必須在停車前運(yùn)到現(xiàn)場 -> 外部作業(yè)
-所有換下的部件和工具應(yīng)在換模結(jié)束后才進(jìn)行清理和轉(zhuǎn)存 -> 外部作業(yè)
-將部件、工具存放于工作現(xiàn)場，換模時(shí)只動(dòng)手不動(dòng)腳！
-降低運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和人力(人數(shù))
-使工具和部件容易找到和存放
■實(shí)例1 改進(jìn)部件和工具的運(yùn)輸
改進(jìn)前的程序 ：
1.機(jī)器停機(jī)后，原有的模具被取出并放到活動(dòng)臺板上
2.吊車從臺板上吊起模具，移至存儲區(qū)域并放下
3.吊車然后從存儲區(qū)域吊起新的模具，并轉(zhuǎn)移到臺板上
4.新的模具安裝，啟動(dòng)機(jī)器
該切換過程中涉及到兩次起吊作業(yè)，然而此操作過程中機(jī)器是停機(jī)的
改進(jìn)后的程序 ：
1.在機(jī)器停機(jī)以前，用吊車將新的模具移至機(jī)器的旁邊
2.機(jī)器停機(jī)，原有的模具移到臺板上，用吊車將其吊到機(jī)器的旁邊
3.吊車將新的模具吊到臺板上，安裝模具并開機(jī)
4.機(jī)器開始新的運(yùn)行后，才將原來的模具送入存儲區(qū)域
該順序中盡管有多次起吊作業(yè)，然而重要的一點(diǎn)是停機(jī)時(shí)間縮短了
■在系統(tǒng)中建立所要求的精度 - 無需調(diào)整
-確定哪些功能可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化
外部尺寸、備件、設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)化、以便部件能很容易更換
-盡可能少地更換部件（Zero ！）
■使用中間夾具/模塊(部件集成化)
-使用具有標(biāo)準(zhǔn)的外部尺寸和固定裝置的中間夾具或模塊
-在機(jī)器停機(jī)之前在中間夾具/模塊上進(jìn)行裝配(外部時(shí)間)
-在停車后將夾具/模具一次性更換(內(nèi)部時(shí)間)
第六步：實(shí)驗(yàn)短期的計(jì)劃
■驗(yàn)證新的流程和方法來找出可能存在的問題；
■完善新的流程和方法；
■和相關(guān)人員溝通新的流程和方法，并且進(jìn)行培訓(xùn)確保安全理解和接受；
■跟蹤實(shí)施新的流程和方法，記錄和文件化實(shí)時(shí)的效果，調(diào)整到最合理的流程和方法；
第七步：確認(rèn)效果和制定實(shí)施中/長期計(jì)劃
■對比新程序和方法所用換模時(shí)間和最初換模時(shí)間；
■驗(yàn)證新程序和方法實(shí)施的結(jié)果；
■制定一個(gè)行動(dòng)計(jì)劃,對中/長期的解決方案的實(shí)施職責(zé)說明；
■為中/長期的改善設(shè)置目標(biāo)；
第八步：標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程
■文件化，更新標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書；
■定期舉行會(huì)議來監(jiān)控中長期改善計(jì)劃的實(shí)施
■在實(shí)施改善后，更新標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書
■確保所有的換模人員受到系統(tǒng)的方法和技巧培訓(xùn)，相關(guān)部門根據(jù)新的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來檢查和監(jiān)督
七、SMED改善活動(dòng)介紹
■SMED準(zhǔn)備
-選擇一個(gè)有代表性的換模作業(yè)
-建立SMED改善小組
-開展SMED技能方法培訓(xùn)
-觀察并記錄目前換模的詳細(xì)過程
-以圖表的形式顯示出目前的狀況
-用簡短的語言描述目前的狀況
-設(shè)定改善目標(biāo)
■根據(jù)SMED的5個(gè)階段，一步步建立并實(shí)施改善方案
-區(qū)分內(nèi)部和外部作業(yè)
-將內(nèi)部作業(yè)轉(zhuǎn)換為外部作業(yè)
-優(yōu)化內(nèi)部和外部作業(yè)
-形成改善計(jì)劃方案
■實(shí)施并驗(yàn)證所得到的改善方案
-實(shí)施改善計(jì)劃方案
-驗(yàn)證換模時(shí)間是否縮短
-制定長期改善計(jì)劃
■標(biāo)準(zhǔn)化換模操作并培訓(xùn)相關(guān)人員
-制定換模流程標(biāo)準(zhǔn)化方案
