Was ist Single-Minute Exchange of Die (SMED)?

Was ist Single-Minute Exchange of Die?

So komplex der Name auch klingen mag, Single-Minute Exchange of Die (SMED; zu Deutsch Werkzeugwechsel im einstelligen Minutenbereich) ist ein einfaches Konzept zur Minimierung der Umrüstzeiten bei der Produktion unterschiedlicher Produkte an einem Arbeitsplatz. Es ist eine von vielen Techniken, die Lean-Anwender einsetzen, um Verschwendung zu reduzieren und Produkte schneller zu liefern.

Eine (Form-)Werkzeug ist eines der häufigsten Produktionsmittel, welches typischerweise speziell auf die Anforderungen des zu produzierenden Teils gefertigt wird. Nach SMED sollte ein Werkzeugwechsel bei einem Produktwechsel von einem Teil zum anderen weniger als 10 Minuten in Anspruch nehmen, d. h. eine einstellige Anzahl Minuten.

Die SMED-Entwicklung wird auf Shigeo Shingōs Erweiterung der Quick-Die-Change Methode zurückgeführt, die Taiichi Ōno vor ihm bei Toyota implementierte. Infolge beider Bemühungen konnten die Werkzeugwechselzeiten bei Toyota zwischen den 1950er und 1990er Jahren von Stunden auf einige Minuten reduziert werden, was beeindruckend war.

Wie implementiert man Single-Minute Exchange of Die?

Der Schlüssel zur Realisierung von SMED liegt darin, einen Großteil des Werkzeugwechselprozesses extern zu gestalten, d. h., rasch vollkommen unterschiedliche Komponenten auszutauschen, anstatt diese für verschiedenste Zwecke immer wieder neu zu konfigurieren.

Schritt 1: Interne und externe Vorgänge identifizieren und trennen

Wenn Sie Ihren aktuellen Umrüstungsprozess beobachten, sollten Sie in der Lage sein, diejenigen Tätigkeiten zu identifizieren, bei denen die Produktion unterbrochen werden muss (interne Vorgänge) und diejenigen, die unabhängig vom laufenden Prozess durchgeführt werden können (externe Vorgänge).

Beispiel Eine Gussform extern für eine gerade arbeitende Maschine bereitstellen zu können, erleichtert eine Umrüstung auf ein anderes Fertigungsteil, ohne die Produktion zu stoppen. Den Prozess anzuhalten, um das neue Werkzeug aufzurüsten, gilt als interner Änderungsvorgang. Vorgänge, die typischerweise ausgelagert werden können, um die Maschinenlaufzeit nicht zu senken, sind Tätigkeiten wie die Prüfung der gefertigten Teile auf Qualität und die Reinigung abnehmbarer Maschinenelemente.

Schritt 2: Umwandlung interner in externe Arbeitsgänge

Dabei geht es darum, möglichst viele interne Abläufe auf externe umzustellen, beginnend mit denen, die den größten Einfluss auf die Prozess-Stillstandszeit und Arbeitsverzögerungen haben. Oftmals sind Investitionen in neue Maschinen oder zusätzliche Arbeitsstationen erforderlich, um die zu wechselnden Komponenten außerhalb der jeweiligen Werkzeuge zu handhaben. In Anbetracht der Zeitersparnis und der Leistungssteigerung, die diese Maßnahme potenziell mit sich bringt, lohnt sich diese Investition im Allgemeinen.

Beispiel Nehmen wir an, Sie haben eine Maschine, die vier verschiedene Produkte mit unterschiedlichen Materialien im Wechsel herstellen muss, weshalb Sie vier austauschbare Maschinenteile benötigen – jedes mit seinen eigenen Einstellungen und Steuerungsvorgaben. Statt die Maschine anzuhalten, das neue Maschinenteil zu montieren, seine Einstellungen vorzunehmen, die Maschine anzufahren (z. B. um sie auf Betriebstemperatur zu bringen), einen Probelauf durchzuführen und anschließend die endgültige Freigabe für den Betrieb zu erteilen, könnten Sie für jedes der vier Teile eine Zwischenvorrichtung und eine Teststation einrichten. Dann wäre jedes Teil immer eingestellt und bereit, sodass es nur noch in der Prüfstation angefahren und getestet werden müsste, unmittelbar vor der Umrüstung. Somit müsste während der Stillstandszeit der Maschine (der Umrüstzeit) nur die gesamte Vorrichtung mit den vorgenommenen und getesteten Einstellungen ausgetauscht werden, nicht aber das Maschinenteil selbst. Auf diese Weise lassen sich jede Woche Stunden einsparen!

Schritt 3: Verbessern Sie die verbleibenden Prozesse

Nun ist es an der Zeit, die Beziehungen zwischen den wechselnden und stationären Ausrüstungselementen zu rationalisieren, einschließlich der Beseitigung von übermäßigen oder vermeidbaren Maschineneinstellungen, der Reduzierung von Wartezeiten, unnötigen Bewegungsabläufen, Transporten oder Kontrollprüfungen. Ein häufig anzutreffendes Element dieses Schritts ist auch die Standardisierung der verwendeten Werkzeuge und Maschinen, sodass insgesamt weniger unterschiedliche Komponenten verwendet werden und somit weniger Umrüstungen erforderlich sind.

Beispiel Ist ein abnehmbares Teil einer Multifunktionsmaschine mit Schrauben fixiert und muss dann millimetergenau justiert werden, implementieren Sie stattdessen eine Klemm- oder Schnellspannvorrichtung zum Lösen und Fixieren sowie einen Datensatz mit allen numerischen Einstellungen für die Multifunktionsmaschine, d. h., Einstellung 1 für Teil A, Einstellung 2 für Teil B, usw. Vermeiden Sie es, dass die Mitarbeiter gezwungen sind, bei jeder Umstellung die gleichen manuellen Justier- und Einstellungsarbeiten zu verrichten.

Fokussieren Sie sich auf die richtige Art der Umrüstoptimierung

Erwähnenswert ist, dass SMED bis zu einem gewissen Punkt durch zwei Änderungsarten erreicht werden kann: die Arbeitsweise der Beschäftigten und die Arbeitsweise der Maschinen.

Wer gerade erst mit der Verbesserung der Umrüstzeiten begonnen hat, wird möglicherweise feststellen, dass eine bloße Umgestaltung der Arbeitsabläufe im Team zu raschen Fortschritten führen kann – und das bei geringen Kosten. Ein gängiges Beispiel für eine solche Optimierung ist die Festlegung, wer für das Umrüsten einer bestimmten Maschine verantwortlich ist. Natürlich können Sie auch mehr Hände für die Umstellungsprozesse abstellen, um diese zu beschleunigen, allerdings wird auch dies irgendwann zu einer neuen Form von Verschwendung führen.

Darum sollten Sie Ihre SMED-Umsetzung jetzt nicht abbrechen. Viele der Zeitersparnisse lassen sich nur durch ein Überdenken der Arbeitsablauforganisation inkl. Ihrer Betriebsmittel umsetzen: Ein einfacher Teiletausch, der Aufbau von parallelen Arbeitsstationen oder die Modularisierung von Maschinen für eine bessere teileübergreifende Integration können helfen.

SMED in der Wissensarbeit

Ist SMED auf Wissensarbeit anwendbar?

Möglicherweise liegt es am Namen des Single-Minute Exchange of Die und der Assoziierung mit dem Produktionsumfeld bzw. dessen geringer Überschneidung mit reiner Wissensarbeit, dass die Idee kaum auf wissensbasierte Arbeitsabläufe angewendet wird. Es kann aber auch durchaus der Effizienz Ihrer Angestellten zugutekommen.

Natürlich gibt es keine magische Taste, mit der man beispielsweise einem wissenschaftlichen Mitarbeiter dabei hilft, zwischen der Auswertung eines Datensatzes und dem Verfassen eines Berichts zu einem ganz anderen Thema hin- und herzuschalten. Beides gehört zu seinen Aufgaben und muss mitunter am selben Tag erledigt werden. Hätte der Wissenschaftler jedoch eine visuelle Darstellung der jeweiligen Bearbeitungsstände vor Augen, wäre es vermutlich einfacher, den erforderlichen Fokuswechsel zu erreichen.

Das Problem beim Umschalten zwischen verschiedenen Kontexten beim Menschen ist ähnlich wie bei der Änderung von Maschineneinstellungen. Es geht nicht so sehr darum, dass der Mitarbeiter sich daran erinnern muss, wo er das letzte Mal mit dem Schreiben eines Berichts aufgehört hat. Sein Verstand muss sich vielmehr darauf einstellen, dass er nun über einen anderen Gegenstand, eine andere Arbeitsform und – sehr oft – einen anderen Schwierigkeitsgrad der Aufgabe nachdenkt. Eine Aufzeichnung aller Notizen, To-Do-Elemente, Bemerkungen und Vorschläge an einem zentralen Ort und getrennt für jedes Projekt aufzubewahren, könnte den mentalen Themensprung erleichtern, indem der Mitarbeiter schnell wieder in die Geisteshaltung zurückversetzt wird, die er zuvor bei der Bearbeitung dieses Themas eingenommen hatte.

Was sind die möglichen Vorteile einer SMED-Initiative im Fertigungsumfeld?

  • Erhöhung der Fertigungsleistung und damit potenzielle Senkung der Bestände,
  • Geringere Herstellungskosten,
  • Größere Flexibilität (Agilität) bei wechselnder Kundennachfrage und die Möglichkeit, kleinere Losgrößen zu fertigen,
  • Sicherere Arbeitsbedingungen.

Wie bei jeder Verbesserungsinitiative liegt der Erfolg Ihrer SMED-Implementierung in der sorgfältigen Planung, Kommunikation, Durchführung und Beobachtung. Achten Sie darauf, dass Sie alle Teammitglieder in den Prozess einbeziehen und auf ihr Feedback hören.

Kontinuierliche Verbesserung ist eines der Hauptziele von Lean Manufacturing, aber verlieren Sie sich nicht zu sehr in der Automatisation oder Mechanisierung des Umrüstprozesses. Es gibt Situationen, in denen die Automatisierung und Externalisierung von Abläufen die Kosten und den Aufwand für eine geringe zusätzliche Zeitersparnis in die Höhe treiben. Übertreiben Sie es also nicht.