Zusammenfassung: Single Minute Exchange of Die (SMED) ist eine Lean-Management-Methode, deren Ziel es ist, Rüstzeiten zu verkürzen. Durch eine systematische Trennung von internen und externen Rüstvorgängen erfolgt der Wechsel von Produktionswerkzeugen in weniger als zehn Minuten. Dies führt zu einer Reduktion von Stillstandszeiten und einer Steigerung der Maschinenverfügbarkeit. In der Fertigungsindustrie konnten Rüstzeiten durch die Implementierung von SMED um bis zu 90 % reduziert werden, was eine Produktionssteigerung von bis zu 30 % zur Folge hatte¹.
¹ Yamashina, H. (2000). „Japanische Produktionsmethoden: Erfolgsfaktoren der Fertigungsindustrie“.
Definition: Single Minute Exchange of Die (SMED)
SMED, oder “Single-Minute Exchange of Die”, beschreibt eine Methode zur Reduzierung der Rüstzeiten bei Produktionswechseln. Ziel ist es, die Zeit, in der keine Produktion stattfindet, auf unter zehn Minuten zu senken. Durch diese Verkürzung wird eine höhere Produktionsflexibilität erreicht, die Bestände können optimiert und die Reaktionszeiten auf Kundenanforderungen deutlich verkürzt werden. SMED umfasst nicht nur den eigentlichen Werkzeugwechsel, sondern alle notwendigen Anpassungen an Maschinen, Materialien und Betriebsmitteln, um den Produktionsprozess möglichst effizient und ohne Verzögerungen fortzuführen. So wird Verschwendung (Muda), insbesondere durch unnötiges Warten, vermieden. Die ist vor allem in der Serienproduktion (wie z.B. in der Automobilindustrie) von entscheidender Bedeutung.
Ursprung von SMED
Die Ursprünge von SMED reichen bis in die 1950er Jahre zurück und stehen in engem Zusammenhang mit dem Toyota Produktionssystem (TPS), wobei insbesondere Shigeo Shingo eine zentrale Rolle spielte. Während herkömmliche Produktionsmethoden lange Rüstzeiten in Kauf nahmen und große Mengen fertigten, um die Kosten pro Einheit zu senken, verfolgte Toyota das Ziel, flexibler auf Marktanforderungen zu reagieren und dabei die Kosten gering zu halten. Shingo, ein Ingenieur und Berater bei Toyota, erkannte die langen Rüstzeiten als Ursache von Verschwendung und entwickelte den SMED-Ansatz, der Umrüstzeiten reduzierte.
Optimierung der Rüstzeiten durch SMED
Die Rüstzeit beschreibt den Zeitraum von der Produktion des letzten Teils eines vorherigen Fertigungsloses bis zur Herstellung des ersten Teils des neuen Loses. SMED ist eine Strategie zur Minimierung der Rüstzeiten, um den Fertigungsprozess zu optimieren. Das Hauptziel von SMED ist es, den Wechsel zwischen unterschiedlichen Produktionsaufträgen effizienter zu gestalten, indem möglichst viele Rüstvorgänge parallel zur laufenden Produktion durchgeführt werden. Dies reduziert Engpässe, senkt Produktionskosten und ermöglicht eine flexiblere Reaktion auf Kundenwünsche. Mit SMED kann die Produktion sogar auf eine Losgröße von 1 (One-Piece-Flow) hinarbeiten, ohne den Produktionsfluss zu stören
Unterscheidung Interne und Externe Rüstvorgänge
Beim Rüsten wird in interne und externe Vorgänge unterschieden. Interne Rüstvorgänge erfordern einen Maschinenstopp, während externe Rüstvorgänge während der laufenden Produktion durchgeführt werden können. Im Folgenden einige exemplarische Beispiele:
Vorgehensweise bei der SMED-Methode
Die Umsetzung von SMED erfolgt in mehreren Schritten, die sich bewährt haben, um die Rüstvorgänge systematisch zu verbessern. Ein entscheidender Faktor für die Minimierung von Rüstzeiten ist es, interne Vorgänge in externe Vorgänge umzuwandeln und externe Vorgänge bei laufender Produktion abzuwickeln.
1. IST-Analyse
Erfassung der bestehenden Rüstvorgänge mit Zeiten
2. Trennung von internen und externen Rüstvorgängen
Identifizierung von Prozessen, die parallel zur Produktion vorbereitet werden können.
3. Umwandlung interner in externe Rüstvorgänge
Minimierung von Maschinenstillständen durch bessere Planung und Vorbereitung. Es sollen so viele interne Vorgänge wie möglich in externe Vorgänge umgewandelt werden.
4. Optimierung und Standardisierung von internen und externen Rüstvorgängen
Durch den Einsatz von Schnellwechselwerkzeugen und standardisierten Checklisten wird die Komplexität interner Rüstvorgänge reduziert.
5. Beseitigung von Justierungsvorgängen
Durch innovative Lösungen kann die Notwendigkeit zeitaufwendiger Justierungen reduziert oder eliminiert werden.
6. Parallelisierung von Rüstvorgängen
Synchronisierung von Arbeitsabläufen, bei denen mehrere Teams gleichzeitig an verschiedenen Aufgaben arbeiten.
7. Kontinuierliche Verbesserung (KVP)
Ständige Analyse und Optimierung der Rüstvorgänge.
Vorteile der SMED-Implementierung
Die Vorteile der SMED-Methode sind vielseitig und gestalten den Produktionsprozesse effizienter:
1. Höhere Produktionseffizienz
Kürzere Rüstzeiten führen zu weniger Stillstand und ermöglichen eine effizientere Nutzung der Maschinen und erhöhte Kapazität.
2. Häufigeres Umrüsten möglich
Unternehmen können sich flexibler an wechselnde Produktionsanforderungen und Marktbedingungen anpassen.
3. Kosteneinsparungen
Durch die Verringerung von Lagerbeständen und effizientere Prozesse werden die Betriebskosten nachhaltig gesenkt.
4. Verbesserte Produktqualität
Standardisierte Rüstprozesse tragen dazu bei, Produktionsfehler zu minimieren.
5. Reduzierte Durchlaufzeiten
Schnellere Umrüstungen ermöglichen es, die Zeit zwischen den Produktionsphasen zu verkürzen.
6. Reduzierte Bestände / Geringere Lagerbestände
Mit kleineren Losgrößen und kürzeren Rüstzeiten können Lagerbestände auf einem niedrigeren Niveau gehalten werden.
7. Steigerung der Termintreue
Dank kürzerer Rüstzeiten und besserer Planbarkeit wird die termingerechte Lieferung erleichtert.
8. Optimierter Maschinenfluss
Die Maschinen sind schneller wieder einsatzbereit, was zu einem kontinuierlichen Produktionsfluss beiträgt.
9. Reduzierte Losgrößen
Dank kürzerer Umrüstzeiten können kleinere Losgrößen produziert werden, was die Flexibilität der Fertigung steigert.
10. Kontinuierliche Prozessverbesserung
Die SMED-Methode fördert einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP) in der Produktion.
Typische Anwendungsfälle von SMED
SMED eignet sich besonders in Situationen, in denen hohe Rüstzeiten oder Produktionsunterbrechungen zu einem wesentlichen Problem werden. Hier sind einige typische Anwendungsfälle, bei denen SMED seine Vorteile entfaltet:
1. Reduzierung hoher Umrüstzeiten
Wenn lange Umrüstzeiten die Produktion verlangsamen und Engpässe verursachen, schafft SMED Abhilfe durch schnellere Rüstprozesse.
2. Häufige Produktwechsel
Unternehmen, die häufig kleinere Losgrößen oder variierende Produktwechsel benötigen, profitieren von der gesteigerten Flexibilität durch SMED.
3. Engpassmaschinen
Bei Anlagen, die den Produktionsfluss entscheidend beeinflussen, schafft SMED Abhilfe.
4. Kostensenkung
Bei starkem Kostendruck ermöglicht SMED eine schnellere und effizientere Produktion, was die Wettbewerbsfähigkeit erhöht.
5. Just-in-Time-Produktion
SMED wird in Just-in-Time-Umgebungen eingesetzt, um die Reaktionsfähigkeit auf schwankende Nachfragen zu verbessern und den Produktionsfluss zu optimieren.
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