A Revolution in Manufacturing:The SMED System

A Revolution in Manufacturing:The SMED System

Shigeo Shingo

Productivity Press, 1985.

Temel bilimleri çok iyi kavramış, sorunların kök nedenlerini bulmada mahir ve iyileştirmeleri pratiğe döken mütevaffa mühendisin önünde saygıyla eğiliyorum.

Kitap 1985’te yayınlanmış olmasına rağmen Shingo, 1950’lerde bu konular üzerinde çalışmaya başlıyor. Belki kitaptakilerin çoğu/bazısı şu anda satın alınan makinelerde standart olarak var veya fabrikalarda bu uygulamalar yapılıyor, fakat burada Shingo’nun üretimi, prosesleri nasıl gördüğünü ve analizlerini okuyabiliyoruz.

Yazar kimi yerlerde “geçmişteki” ifadesini kullanıyor, “SMED olmadan” olarak da okuyabiliriz bunu zira geçmişteki dediği uygulamalar hala ülkemizde mevcut, misal kalıp değişimlerini telafi edebilmek için partilerin birleştirilmesi, siparişin üzerinde üretim yapılması vs.

1900’lerin başında Toyoda ailesinin üretime başlaması(Ohno da mutlaka incelenmeli), İkinci dünya Savaşı’ının yıkımı, 1950’lerde SMED gibi düşüncelerin geliştirilmeye başlaması,70’ler,80’ler,Dünyanın bir numarası Ford’un geçilmesi,dünyanın çeşitli ülkelerinde fabrikaların açılması(Sakarya Toyota kaç yılında?),mütevazilikler, Toyota üretim Sistemi’nin kötü yönleri/karanlık noktaları,kalite sorunları… Toyota’nın hikayesi okunmayı fazlasıyla hak ediyor.

Kitapta şekiller ve fotoğraflar da var,buraya eklenmedi. Özellikle ikinci bölümdeki gerçek vaka çalışmalarında şekiller konuyu kavramada önemli, buraya eklenmedi. Kitapta SMED’in türlü türlü faydaları kavramsal ve matematiksel düzeyde detaylandırılıyor, burada bunlara girilmedi.

A Revolution in Manufacturing

Yayıncının Önsözü

Sanayi devriminin liderlerine baktığımızda Shingo’yu Henry Ford,Thomas Edison vs gibi isimlerin arasına katabiliriz. Shingo’nun mesajı, değişime cevap verebilen bir üretim sistemi tasarlayabilirsinizdir. Gecikmeler, büyük parti-küçük parti vs. bütün bunların geçmişte kaldı. İşlem haldeki stokların oranı %90 oranında düşürülebilir, kalıp değişimleri dakikalara inebilir, bunu Shingo ispatladı. “bu yapılamaz” artık geçmişe ait bir ifade.

Shingo ile ilk tanıştığımda öğretisinin muhteşem gücünü anlayamamıştım. Kalıp değişimlerinin üretimin sadece küçük bir yönü olduğunu düşünüyordum. Şimdi fark ediyorum ki ayar zamanlarını kısaltmak darboğazları azaltır,maliyetleri düşürür ve ürünün kalitesini arttırır. Bu açıdan bakarsanız, kalıp değişimi sürecin en önemli ögesidir.

Bugün bile çoğu kişi kendi imalatlarının “farklı” olduğunu, Shingo’nun yönteminin onlara uymayacağını düşünür. Bu yanlış bir düşünce şekli, Shingo’nun yöntemleri herhangi bir üretim sistemine uyar.

1981’de Japonya’da ikinci sanayi çalışmamı gerçekleştirirken Shingo’nun “Study of the Toyota Production system” kitabının bir kopyası elime geçti. Gezide Omark Industries’in başkanı Jack Warne de benimle beraberdi. 

Toyota Sistemi üzerine İngilizce bir kitap bulmak bizi heyecanlandırdı, Jack 500 tane sipariş verdi ve Omark’taki tüm yöntecilere dağıttı. Shingo’nun yöntemleri şirket içinde uygulandı ve ayar zamanları düştü,verimlilik arttı,stoklar azaldı vs.

Japonya’daki gezinin bize faydası bu ilkelerin basitliğini ve uygulanabilir olduğunu kendi gözlerimizle görmek oldu. Presteki bir delme operasyonu için ayar zamanını 3 dk. olarak gördükten sonra “ bu imkansız” diyemezdik.

Shingo bize, “ Bir şey yapılamaz varsayımına olan yaygın kanaate rağmen biz üzerine eğilindiğinde ve kafa yorulduğunda işlerin yapılabilmesine olanak veren çok çeşitli çözümler bulabildiğini gördük” anlayışını öğretti. Bize işlerin neden o şekilde yapıldığını keşfettirerek nasıl değiştirilebileceğini de gösterdi.(He helps us discover why things are done so that we may change how things are done.)

SMED sistemini uygulayan bir işletmenin yöneticisi, “önceden bir öneri geldiğinde biri çıkar ve bunun neden olamayacağını anlatırdı. Bir çok fikir daha doğma aşamasında biterdi.  SMED ile birlikte işlerin nasıl yapılabileceğini ve fikirlerin uygulamaya dökülmesini öğrendik.

Shingo “Makineler boş durabilir ama işçiler asla” der. Japonya’da son beş yılda yüzün üzerinde fabrika gezdim ve hiçbir yerde çalışan bir makinayı seyreden bir işçi görmedim. ABD’deki fabrikalarda ise tam tersine hiç şahit olmadım. Shingo genelde işçilik maliyetinin makine maliyetinden yüksek olduğunu düşünür ve bu nedenden Japonya’da kimseyi boş bırakmazlar…

Shingo’dan birkaç düşünce;

• Üretimden sorumlu yönteciler şunu anlamalıdır: Satılabilecek ürünü üretecek bir strateji uygun bir stratejidir.
• Öyle bir üretim sistemi kurun ki pazar talep değişimlerine israf yaratmadan cevap verebilsin ve doğası gereği maliyetleri düşürsün.
• SMED örneği organizasyondaki diğer geliştirme faaliyetlerine de uygulanabilir.
•  Ayar, üretilen ilk ürünün hatasız olmasını sağlamalıdır. Çıkacak ürünün hatasız olacağından emin olmadan ayar zamanlarını düşürmek mantıklı değildir.
• İdeal ayar hiç ayar yapmamaktır. Gerektiği zamanlarda da tek dokunuş hareketi ile yapılabilecek şekilde tasarlanmalıdır.
• Bir şeyi nasıl yapacağınızı çözemediyseniz makinelerinizle konuşun.

Norman Bodek

Yazarın Önsözü

Kesinlikle inanıyorum ki SMED JIT’e ulaşmak için en etkili yöntemdir.

Tecrübelerime göre, çoğu kişi 4 saatlik bir kalıp değişiminin 3 dakikaya inebileceğine inanmaz. Fakat SMED üç temel özelliği ile imkansızları mümkün kılar.

• Üretim hakkında basit/temel düşünce sistemi
• Gerçekçi bir sistem
• Pratik bir yöntem

Bunların tümüyle hazmedilmesi hemen herkesin SMED’i uygulayabilmesini ve verimli sonuçlar almasını sağlayacaktır.

SMED’in mevcut üretim sistemlerini dönüştürmede büyük yardımları olacağına eminim, ve umarım anlamakla kalmaz işyerinizde de bunları pratiğe dökersiniz.

Giriş

Fabrika ziyaretlerimde ana problemlerin ne olduğunu sorduğumda aldığım cevap çeşitli ve düşük hacimle üretimler oluyordu. Biraz deştiğimde asıl sorunun kalıp değiştirme olduğu ortaya çıkıyordu. Küçük partiler halinde çeşitli mallar üretmek sık kalıp değişimini gerektiriyordu.

Kalıp değişim sayısı azaltılamasa bile kalıp değişim zamanları azaltılabilirdi. SMED, kalıp değişim zamanlarının  tek haneli rakamlarla ifade edilmesidir. Her kalıp değişimi on dakikadan az sürmese de bu, sistemin amacıdır.

SMED sistemini geliştirmek 19 yıl aldı.1950’de Toyo Industries’de geliştirme çalışmaları yaparken başladı. İlk kez orada kalıp değişiminin iç-makine durdurulduğunda- ve dış-makine çalışır haldeyken- olarak ayrılabileceğini fark ettim. Mesela yeni kalıp prese ancak makine durduğunda takılabilir, fakat civatalar makine çalışır haldeyken de montaja hazırlanabilir.

1957’de Mitsubishi’de kalıp değişim geliştirmelerine çalışırken yaptıklarımız 1969’da Toyota’dan teklifin ilk nüveleriydi. 1000 tonluk bir presteki 4 saat süren kalıp değişimini üç dakikaya indirmem isteniyordu. Burada yıllarca bunun üstünde çalışırken birden iç ayar’ın dış’a çevrilebileceği fikri doğdu.

SMED bir teknikten çok üretimin kendisi hakkında yeni bir düşünce biçimidir.

Sy 5

Üretim kabaca şöyle özetlenebilir:

1.Ambarda hammaddeleri depola

2.Hammaddeyi makinanın yanına getir

3.Makina yanında stokla

4.Makinada işle

5.Bitmiş ürünleri makinanın yanında depola

6.Ürünle kontrol et

7.Ürünleri mamül depoya sevket

Üretimi kabaca 4’e ayırabiliriz;

1.İşleme

2.Kontrol

3.Taşıma

4.Depolama

Depolama da kendi içinde 4’e ayrılabilir;

1.Hammadde stok

2.Bitmiş ürün stok

3.İşlem görmeyi bekleyen parti stoku

4.İşlem görmeyi bekleyen tek bir parça stoku

Üretim sürecinin her bir safhası(işleme,kontrol,taşıma ve stok)na karşılık gelen bir operasyon vardır. Her bir operasyonun dört alt kategorisi vardır: “Ayar”,”asıl”,”yardımcı” ve “marjin toleransı”(margin allowance).

Mesela “asıl operasyon” aşağıdakileri içerir;

• İşleme: Şaftın işlenmesi
• Kontrol:Mikrometre ile şaft çapının ölçülmesi
• Taşıma:Şaftı bir sonraki makineye sevketmek
• Stok:Şaftı bir araba üstünde istiflemek

Aynı analiz kalıp değişimlerine de uygulanabilir.

Sy 11

2

Geçmişteki Kalıp Değişim Operasyonları

Öncelikle bu kitapta kullanılacak tanımı verelim;

Küçük parti(lot):500 birim veya az

Orta:501-5000 birim

Büyük:5000’den büyük

Sy 34

Aşama 1:İç ve Dış Ayarı Ayırmak:

Kontrol Listesi Kullanmak:

Her bir makine için özel kontrol listesi hazırlamak çok önemlidir, üretim alanı için genel bir kontrol listesi hazırlamaktan kaçının; kafa karıştırıcı olabilir veya kaybolmaya müsaittir.

Fonksiyonel Kontrolleri Yapmak

Kontrol listesi gereken parçaların olması gerektiği yerde olup olmadığına karar vermede kullanışlıdır ancak gerekli sırada olduklarını göstermez. Dış ayar esnasında fonksiyonel kontrolleri de yapmak gerekir.

Bunun yapılmaması dış ayarda gecikmelere neden olur, bir ölçü cihazı doğru çalışmıyordur veya bir mastar uygun değildir. Özellikle, metal ve plastik kalıplarındaki yetersiz tamirler deneme imalatlarında fark edilir. Takılmış kalıp tekrar sökülür ve bu da ayar zamanını kayda değer ölçüde uzatır.

Bazı tamirler öngörülenden uzun sürer, tamir bitmeden ayar başlar. Hatalı parçalar çıkmaya başlayınca kalıp acele ile sökülür, imalat durur. İç ayar başlamadan önce tüm tamirler bitirilmelidir.

Kalıplar ve Diğer Takımların Taşınmasının Geliştirilmesi

Kalıpların taşınması dış ayar olarak yapılmalıdır, makine otomatik çalışıyorsa operatör, değilse diğer bir işçi kalıbı depoya götürmelidir.

Çalıştığım fabrikaların birinde büyük bir presteki kalıp hareketli bilyalar üstünde makinadan çıkarılıyordu. Kalıba bağlı bir  tel ve vinç vasıtasıyla depoya taşınıyordu.

Ustaya bir dizi öneride buludum:

• Yeni kalıbı önceden vinçle makine yanına getir
• Eski kalıbı makinenin yanına kaydır,
• Yeni kalıbı presin üstüne koy, operasyona başla
• Sonra, eski kalıba bir tel tak ve depoya taşı

Usta “ bu iyi değil, teller iki kere takılmak zorunda ve bu da verimli değil” dedi.

“Fakat, eski ve yeni kalıbı taşımak 4 dakika 20 saniye sürüyor, eğer pres bu süreyi çalışarak geçirirse, bu sürede sen 5 parça daha basabilirsin. Hangisini tercih edersin teli bir kere bağlamayı mı, fazladan 5 parça üretmeyi mi?” diye cevapladım. Yeni sistem devreye girdi. Bu örnek insanların büyük işlerle uğraşırken küçük verimlilik noktalarını nasıl kaçırdığını gösteriyor. Daha derin bir bakışla bu saha yöneticilerinin iç dış ayarları bütünüyle anlamaları gerektiğini gösteriyor.

AŞAMA 2:İÇ AYARI DIŞ AYARA ÇEVİRMEK

İlk adım, operasyon koşullarını önceden hazırlamaktır.Bunun için birkaç örnek vereceğiz;

Pres Dökümlerdeki Deneme Üretimleri

Deneme üretimleri genelde iç ayar olarak gerçekleştirilir.Soğuk kalıplar makineye bağlanır ve ergiyik metal enjekte edilerek ısıtılır. İlk döküm yapılır, tabiî ki ürün hatalıdır.

Gaz veya elektrik ısıtıcıları kullanılmış olsa ilk seferde uygun parça üretilmiş olurdu. Genel söyleyecek olursak bu iç ayardan otuz dakika kurtarır.

Üretkenliği arttırdığı gibi,ilk deneme imalatlarının da yeniden eritilmesine gerek kalmaz.

Bir fabrikada ocağın üstüne özel bir yer yapıldı ve ocak ısısından faydalanılarak kullanılacak kalıplar önceden ısıtıldı, tek maliyet kalıplar için özel bir yer yapmaktı.

Başka bir yerde, plastik kalıpları soğutma kanallarından sıcak su geçirilerek ısıtıldı. Mobil buhar üreteci için yapılan yatırım 826 $’dı.

Diğer bir yerde parçalar bir boya tankına daldırılıyordu, ikinci bir tank yapıldı. İlk tank işlem yaparken, ikincisi ısıtılıyordu. Birincinin işi bittiğinde ikincisi devreye sokuluyordu. Böylelikle boyanın ısınması için beklemek gerekmiyordu. Burada ayrıca bir askı yerine ikinci askı kullanarak da zaman tasarrufu yapıldı. İlk askının boşaltılması beklenmiyordu.

Sy 41

Progresiv tip bir preste forklift rulo sacı getiriyordu. Hammadde bittiğinde forklift sayısının yetersiz olması nedeniyle hammadde bekleniyordu. Yedek sac rulosu için bir tutucu yapıldı, hammadde bittiğinde operatör basit bir şekilde yedek ruloyu çekiyordu. Şekil 4-3

Fonksiyonun Standart Hale Getirilmesi

Ayarların standart hale getirilmesi herkes için çekicidir, bütün makine parçalarının ve takımların ölçülerinin standart hale getirilmesiyle bu yapılabilir fakat bu israfa yol açar. Kalıplar gereksiz yere büyük yapılır.

Tersine, takımlar ve parçalar ayar işlemleri açısından gerekli fonksiyonları itibariyle standart hale getirilebilir bu da fonksiyonel standartlaştırmadır.

Bunu yapmak için her bir fonksiyon analiz edilir ve tek tek ele alınır. Operasyonlar, bağlama, merkezleme, ölçme, tutma ve yük tutma gibi temellerine ayrılır. Mühendis bunların hangilerinin standart hale getirileceğine karar verir.

Bir şeyi değiştirmenin en hızlı yolu elbette değiştirmemektir. Transfer presin besleme çubuğu üç şey yapar

·         Parçayı tutar

·         Parçayı bir sonraki operasyona gönderir

·         Besleme çubuğunu ilk pozisyonuna çeker

Bu örnekte sadece parçayı tutma fonksiyonu parçaya göre değişir, bütün bir besleme sistemini değiştirmeye gerek yoktur.

Sy 93

6 Basic Examples of SMED

Metal Presleri

Tek İşlem Presleri

Aşağıdakiler kalıp değişim zamanlarını azaltmak için geliştirilmelidir,

• Vuruş yükseklik ayarları
• Kalıp merkezleme
• Kalıp bağlama
• Makinalar arası kalıpların hareketi
• Kalıpların depodan makine yanına taşınması

Vuruş Yükseklik Ayarları

Vuruş yükseklik ayarı, presteki ayarlardan en önemlilerinden biridir.Delme küçük oranlarda  da olsa bir hatayı kaldırabilir fakat bükme gibi işlemlerde hassasiyet önemlidir.Eğer presin hareket yolu uzun olursa bu sefer de kalıp parçalanır.Bundan dolayı önce küçük mesafeler ayarlanır,sonra yavaş yavaş arttırılarak son ayar bulunur.Bu da yetenek gerektiren sıkıcı uzun bir iştir.

sy94

Vuruş yüksekliği için ayar ihtiyacı her şeyden önce kalıp yüksekliklerin farklı olmasında kaynaklanır. Demek ki kalıp yükseklikleri standart hale getirilirse vuruş yüksekliği ayarı da elemine edilmiş olur.

Kalıp Merkezleme

Sy 97

Makinalar arası kalıpların hareketi

Küçük kalıplar elle sökülüp bağlanabilir, büyük kalıplar hava yastıkları, bilyalar yardımıyla hareket ettirilir. Daha fazla bilgi için chapter 5’e bakınız.

Büyük kalıplar sözkonusu olduğunda iki forklift hazırlamak da bir seçenektir.forkliftlerden biri işi biten kalıbı çıkarır, diğer yeni kalıbı yerleştirir.Bu da zaman kazanmak için iyi bir yöntemdir.

Kalıpların Depodan Makine Yanına Taşınması

Bu işlem dış ayar olarak değerlendirilmelidir.

Sy 104

Plastik Şekillendirme Makinaları

Plastik kalıplama makineleri metal preslerinden sadece kalıpların bağlanması yönüyle değişiktir. Plastik makinalarında kalıplar yatay bağlanır. Dolayısıyla metal kalıplarındaki stratejiler plastik kalıplar için de geçerlidir.

Bu bölümde kalıp yükseklikleri, kalıp yerinin ayarlanması ve bağlantı noktası kalınlığı ile ilgileneceğiz.

Sy 105

Kalıp Yüksekliklerinin Standart Hale Getirilmesi

Sy 109

Hammadde Değişimi

Bir üründen diğerine geçerken siloda ilk partiye yetecek kadar hammadde bırakılmalıdır. Kalıp değişimi yapılmadan hemen önce vida-kovanda ikinci hammadde olacak şekilde ayarlanmalıdır.Bu şekilde kalıp değişimi akış(streamlined) haline getirilmiş ve ilk hammadde daha az israf edilmiş olur. Ayrıca günlük üretim planı da açık renklerden koyu renklere doğru hazırlanmalıdır. Bu basit yaklaşım boya kirliliğini de minimize edecektir.

Sy 110

Siloların Değişimi

Siloların renk ve hammadde değişiminde temizlenmesi uğraştırıcı bir iştir. Kurutucu bağlı silolarda bu daha da zordur. Burada birden fazla silo kullanıma sokulabilir, temizleme yerine değiştirme yöntemi kullanılmış olur. Bir firma için askıda silo geliştirdim. Hammaddeyi sıcak hava akışında asılı tutarak 1 saatlik kurutmayı 5 dakikaya indirdim.

Her çevrimde sadece bir çevrimlik hammaddenin kurutulması gerektiğinden 5-10 enjeksiyonluk malzeme siloda tutuldu. Hammadde kaynağından(tankından) düzenli besleme olduğu müddetçe küçük bir silo yeterli olacaktır; temizlik de basitleşmiş olur. Hatta silo yedek silo ile değiştirildiğinde operasyon daha da basitleşir.

S Kalem Şirketi’nde merkez etrafında dönebilen ikili silo kullanılır, bu yöntemle her bir hammadde için özel silolar kullanılır. Elleçleme de basittir çünkü küçük silolar 100 mm. x 200 mm. boyutlarındadır.

Kovan-Vida’yı Temizlemek

Hammadde ve renk değişimlerinde vida-kovanı temizlemek zor bir iştir, bunun için özel temizleme maddeleri(purging agent) kullanılmalıdır. Fakat bu konu hızlandırılması gereken bir süreç olarak daha detaylı çalışma gerektirmektedir.

Soğutucu Hortum Değişimi

Soğutucu hortum bağlantıları tek hareketle açılıp kapanır özellikte olmalıdır.

Kalıp Ön Isıtma

Kalıpların önceden ısıtılması gerekiyorsa sıcak suyun kalıp içi soğutma kanallarından geçirilmesi gerekir. Diğer bir yöntem elektrik ısıtıcıların kullanımıdır.

Kalıpların önceden ısıtılması iç ayardan önemli ölçüde zaman tasarrufu sağlar.

Plastik makine kalıp değişimleri de metal kalıplara benzer yöntemlerle iyileştirilebileceğinden o bölümlere bakılması gerekir.

Sy 117

Kalıp değişimlerinin basit hale getirilmesi kalifiye elemana duyulan ihtiyacı yok eder.

Fransa Citroen fabrikasında bir kalıp değişimini izledim. SMED ile daha önce usta tarafından bir buçuk saatte yapılan bir değişimi, sıradan bir işçi yedi buçuk dakikada yapabiliyordu.

Fabrika müdürüyle odaya döndüğümüzde,adam ”Geçenlerde garip bişey fark ettim, elemanın biri makinesini temizliyordu. Ayarlardan önceden usta tarafından yapılıyordu, operatör de başka bir makinede çalışmaya devam ediyordu. Böyle operatörler sürekli sirküle olduğundan kimse makinesini sahiplenmiyordu. Daha önce kimseyi böyle makine temizlerken göremezdin üstat” dedi.

Sy 131

Matsushita Elektrik

Tornada Kesici Uçların Değişimi

Çamaşır makinalarındaki millerin işlenmesi için torna kullanılıyor. Kesici uçların değişiminde ölçü ayarlaması için ince ayarlar yapılıyordu, bu uzun zaman alıyordu. Ayar hataları da parça ölçülerinde hatalara neden oluyordu.

5 aylık bir süre içerisinde(1982 yılında) iyileştirmeler yapıldı.

İyileştirmeden önce kesici uçlar makine içinde değiştiriliyor ve ince ayarlar burada yapılıyordu. Yeni durumda takım tutucuları makineden çıkartıp dışarıda bir komparatör(ölçü cihazı) ve bağlandığı bir aparat ile değişim ve ölçü ayarı yapılıyor.

İşlem 15 dakikadan 5 dakikaya düştü, ürün ölçü hatası da sıfıra indi. Yapılan yatırım, 15.000 yen/62 USD.

Sy 145

Enjeksiyon Kalıplarında SMED

Soğutucu Hortum Bağlantılarının Basitleştirilmesi

Soğutucu su için önceden ondan(10) fazla bağlantı gerekiyordu. Kalıba su vanası takılarak, bir sabit, bir hareketli, ikisi için de tahliye olmak üzere 4 bağlantı ile

 uygulama basitleştirildi. Bağlantı hataları, su ayarı hataları elemine edildi.

Sy 195:

Vida Geliştirmeleri

Bağlantı meselesini sıfırdan düşünmek en iyisidir,vidaya etki eden kuvvetlerin büyüklüğünü ve yönlerini hesaba katarak.

Şekil 11-1

Vidaları düşünerek ayarda kullanılan aletler için çözümler üretmek önemlidir;

• Alet çeşitliliğini azaltın, vidaları tek tip yapın
• Operasyona mani değilse anahtarları civatalara bağlayın
• Aletleri yakında düzenli olarak tutun, aletleri panolarda beraberce dizin

Bunlar zaman kazandıracaktır.