Percorso in Lean Manufacturing Lean in produzione

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1 Percorso in Lean Manufacturing Lean in produzione Stabilità2 - Efficienza delle attrezzature e degli impianti - riduzione dei tempi di cambio produzione

2 Il modello di riferimento Lezione stabilità 2 Lezione stabilità 1

3 L OEE Misure delle prestazioni Misure di produttività Produttività dei macchinari Overall Equipment Effectiveness

4 L OEE OEE = A P Q Availability (A) = Operating Time Planned Production Time Performance (P) = Net Operating Time Operating Time Quality (Q) = Fully Productive Time Net Operating Time

5 Gli stati dell impianto per la produttività dei macchinari Le cause di perdita sono aggregate per tipologia: cause organizzative cause gestionali cause tecnologiche 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 Ts T TSc TO TMo TMm TG-TM TPr tempi improduttivi TSu TPsc TPb Tsolare T aper. imp. T teor. utilizzo T eff. utilizzo T eff. di produz. T di truciolo T prod. buona

6 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

7 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

8 Gli stati dell impianto per il calcolo dell OEE Le cause di perdita sono distinte tra: cause pianificabili cause non pianificabili Tempo solare Tempo apertura Plant Operating Time Planned production time Operating time Net Operating time Fully productive time Ts T TSc TM TMo TPr Planned shutdown Downtime loss TG TMm Speed loss TSu TO Quality loss TPs TPb Tsolare T aper. imp.

9 Gli stati dell impianto per il calcolo dell OEE le 6 grandi perdite degli impianti Set up and adjustments Breakdowns Startup rejects Production rejects Reduced speed Small stops

10 Gli stati dell impianto per il calcolo dell OEE Sei grandi perdite Categoria Esempio Causale Breakdowns Downtime loss guasti generali manutenzione non pianificata rotture utensili rottura attrezzatura Set up and adjustments Downtime loss set up mancanza materiale regolazioni di macchina riscaldamento e restart della macchina Small stops Speed loss ostruzione del flusso materiale in ingresso componenti mescolati errori di alimentazione microassenteismo TG TG TG TG TG TSu TMm TSu TSu TO TO TO TO

11 Gli stati dell impianto per il calcolo dell OEE 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 Production rejects Quality loss scarti rilavorazioni errori di assemblaggio TPs TPs TPs TPs TPs TPs

12 Gli stati dell impianto per il calcolo dell OEE Le cause di perdita sono distinte tra: cause pianificabili cause non pianificabili 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)

13 Gli stati dell impianto per il calcolo dell OEE Le cause di perdita sono distinte tra: cause pianificabili cause non pianificabili Performance (P) = = Net Operating Time Operating Time (TPb i + TPsc i ) T Tsc Tmo TM TPr TG Tsu TMm = T Tsc Tmo TM TPr TG Tsu TMm TO TOO T Tsc Tmo TM TPr TG Tsu TMm Perdita per rendimento (speed losses) 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)

14 Gli stati dell impianto per il calcolo dell OEE Le cause di perdita sono distinte tra: cause pianificabili cause non pianificabili Quality (Q) = Fully Productive Time Net Operating Time = (Tpb i ) (TPb i + TPsc i ) Nota: TPb e TPsc valorizzate a tempo standard

15 La disponibilità tecnica Availability = MTTF MTTF + MTTR Mean time to failure Mean time to repair TG TM

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

17 Calcolo dell OEE Durata del turno Soste a contratto Pausa pranzo Guasti Set up Mancanza materiale Ritmo standard Produzione totale Pezzi scarto 8 h 2 di 15 min 1 da 30 min 20 min 10 min 5 min 30 unità al minuto unità 500 unità OEE = Fully productive t. / Planned prod. t. = ( )unità/30 unità/minuto * / (8*60-2*15-30) minuti = 79,37% A = Operating time / Planned production time = (8*60-2* ) minuti * / (8*60-2*15-30) minuti = 91,67% P = Net operating time / Operating time = unità/30 unità/minuto * / (8*60-2* ) minuti = 90,91% Q = Fully productive time / Net operating time = ( )unità/30 unità/minuto * / unità/30 unità/minuto = 95,23%

18 Il modello di riferimento Lezione stabilità 2 Lezione stabilità 1

19 SMED (Single Minute Exchange of Die) 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

20 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

21 SMED (Single Minute Exchange of Die) Obiettivo: ridurre i costi della flessibilità ovvero ridurre il tempo improduttivo (downtime loss) migliorando l OEE tempo improduttivo ultimo pezzo buono A primo pezzo buono B

22 SMED (Single Minute Exchange of Die) 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)

23 SMED (Single Minute Exchange of Die) 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.

24 SMED (Single Minute Exchange of Die) 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

25 SMED esempio

26 SMED Separazione attività interne - esterne Analisi e conversione di attività interne in esterne Standardizzazione funzionale e miglioramento adozione della standardizzazione funzionale adozione di morsetti funzionali adozione dime di montaggio parallelizzazione eliminazione dell aggiustaggio adozione della meccanizzazione

27 SMED Fase 1 Riclassificazione delle attività di attrezzaggio Separazio ne attività interne - esterne Analisi e conversio ne di attività interne in esterne Standardizz azione funzionale e miglioramen to Tradizionale Lean

28 SMED Ripartizione delle attività di attrezzaggio per diverse tecnologie Separazio ne attività interne - esterne Analisi e conversio ne di attività interne in esterne Standardizz azione funzionale e miglioramen to

29 SMED Separazio ne attività interne - esterne Analisi e conversio ne di attività interne in esterne Standardizz azione funzionale e miglioramen 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

30 SMED Fase 2 Analisi e conversione delle attività di attrezzaggio: Analisi e conversione di attività interne in esterne Separazione attività interne - esterne Standardizzazio ne funzionale e miglioramento 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% 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

31 SMED Fase 3 Adozione di standardizzazione funzionale Analisi e conversione di attività interne in esterne Separazione attività interne - esterne Se forma e dimensioni degli stampi sono standardizzate il tempo di sostituzione può essere ridotto considerevolmente. Tuttavia, il costo della standardizzazione potrebbe essere alto. Standardizzazio ne funzionale e miglioramento 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

32 SMED Analisi e conversione di attività interne in esterne Separazione attività interne - esterne Fase 3 Miglioramento delle attività interne ed esterne Si introducono, ad esempio, interventi quali: adozione di morsetti funzionali Standardizzazio ne funzionale e miglioramento 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

33 SMED parallelizazione delle attività 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.

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

35 Esempi pratici di SMED

36 L applicazione dei metodo riprendere le attività di attrezzaggio analisi delle attività in team compilazione di una scheda di analisi setup macchina

37 L applicazione dei metodo ESEMPIO DI SCHEDA ANALISI SET UP MACCHINA 5po a6vità a8rezzaggio classificazione a6vità situazione ideale N Fase descrizione operazione tempo (sec) tempo progressivo (sec) interna esterna preparazione montaggio/smontaggio accensione/ spegnimento regolazione controllo/avviamento cambio materiali utensili u5lizza5 osserva zioni interna esterna

38 L applicazione dei metodo

39 SMED la valorizzazione dei benefici Riduzione del tempo medio di attesa tra due produzioni successive dello stesso prodotto in logica JIT. grandi lotti piccoli lotti

40 SMED la valorizzazione dei benefici Riduzione del tempo di set-up riduzione del costo di setup Riduzione della dimensione del lotto di produzione EOQ = 2 D a cv i Riduzione delle scorte di ciclo e delle scorte di sicurezza Giacenza media = EOQ + SS 2 SS = K σ D 2 µ LT + µ D 2 + σ LT 2 Riduzione costo delle scorte Costo mant. scorta = Gmedia i cv

41 SMED la valorizzazione dei benefici 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 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!!

42 Esempi pratici di SMED Come si è evoluta l attività di preparazione del caffè