Przezbrojenie maszyny – co to znaczy i na czym polega?

Przezbrojenie maszyny to planowany czas przygotowania stanowiska do produkcji innego wyrobu lub realizacji kolejnego zlecenia. Mierzy się go od wykonania ostatniego dobrego detalu z poprzedniej partii do uzyskania pierwszego dobrego detalu z nowej partii. W terminologii produkcyjnej przezbrojenie określa się także jako czas przygotowawczo-zakończeniowy.

Co to znaczy przezbrojenie maszyny?

Przezbrojenie obejmuje zmianę ustawień, oprzyrządowania lub warunków pracy maszyny tak, aby mogła wytwarzać inny produkt. Może dotyczyć zarówno prostej wymiany narzędzia, jak i bardziej złożonego przygotowania całego stanowiska.

Nie jest to awaria ani skutek błędu operatora. Przezbrojenie stanowi zaplanowany przestój, który wynika z potrzeby produkowania różnych wyrobów, krótkich serii lub produktów dostosowanych do konkretnego zamówienia. Trzeba je odróżnić od naprawy, która usuwa uszkodzenie, oraz od konserwacji, której celem jest utrzymanie maszyny w sprawności.

Dlaczego przezbrajamy maszyny?

Jedna maszyna często realizuje kilka operacji albo produkuje różne warianty wyrobu. Po zakończeniu jednej partii trzeba więc przygotować ją do następnej. Taka elastyczność ogranicza potrzebę utrzymywania wielu wyspecjalizowanych urządzeń, ale powoduje przerwy w pracy.

Zakres czynności zależy od rodzaju maszyny i procesu. W skład przezbrojenia mogą wchodzić:

• wymiana narzędzia, formy, matrycy lub uchwytu;
• zmiana parametrów, takich jak temperatura, prędkość, ciśnienie albo program sterujący;
• czyszczenie stanowiska i usunięcie pozostałości po poprzednim wyrobie;
• wykonanie regulacji, pomiarów kontrolnych i próbnych detali.

Przezbrojenia są więc stałą częścią produkcji, szczególnie przy krótkich seriach i dużej różnorodności asortymentu. Problemem nie jest samo ich występowanie, lecz zbyt długi czas postoju maszyny.

Jak przebiega przezbrojenie maszyny?

Uproszczony cykl może wyglądać następująco:

1. Zatrzymanie maszyny po wykonaniu ostatniego dobrego detalu poprzedniej partii.
2. Demontaż używanego narzędzia lub oprzyrządowania.
3. Oczyszczenie stanowiska i usunięcie elementów związanych z poprzednim zleceniem.
4. Montaż nowego narzędzia, formy albo uchwytu.
5. Ustawienie parametrów, regulacja oraz wykonanie próbnych detali.
6. Kontrola pierwszego dobrego detalu i rozpoczęcie produkcji nowej partii.

Nie wszystkie te czynności muszą jednak odbywać się podczas postoju. Z tego powodu w Lean Management rozróżnia się czynności wewnętrzne i zewnętrzne.

Czynności wewnętrzne bezpośrednio wydłużają postój, dlatego należy ograniczać ich liczbę i czas trwania. Czynności zewnętrzne można wykonać przed zatrzymaniem maszyny albo po jej uruchomieniu. Przeniesienie części pracy poza postój zwykle nie wymaga kosztownej automatyzacji. Czasem wystarczy przygotować narzędzia, materiał i dokumentację odpowiednio wcześniej.

Jak skracać czas przezbrojenia?

Do optymalizacji przezbrojeń służy między innymi metodyka SMED, czyli Single Minute Exchange of Die. Jej nazwa odnosi się do dążenia do wymiany narzędzia w jednocyfrowej liczbie minut, ale nie każdy proces może osiągnąć taki czas. Najważniejsza jest sama zasada organizacji pracy, a nie mechaniczne przyjmowanie celu poniżej dziesięciu minut.

Pierwszym krokiem jest rozdzielenie czynności wewnętrznych i zewnętrznych. Następnie analizuje się, które operacje wymagające postoju można przygotować wcześniej lub wykonać poza maszyną. Pozostałe czynności upraszcza się przez standaryzację narzędzi, szybkie mocowania, ograniczenie regulacji oraz lepsze rozmieszczenie wyposażenia.

W przypadku pras i ciężkiego oprzyrządowania znaczenie ma także organizacja transportu. Przygotowane wcześniej wózki, pola odkładcze, urządzenia transferowe i systemy mocowania mogą skrócić czas wymiany narzędzia. Takie rozwiązania mają sens wtedy, gdy częstotliwość przezbrojeń uzasadnia koszt inwestycji.

Nie chodzi o to, aby operatorzy pracowali w pośpiechu. Celem jest usunięcie oczekiwania, szukania narzędzi, zbędnych ruchów i powtarzalnych regulacji. Automatyzacja również nie zawsze będzie opłacalna, zwłaszcza przy małej liczbie przezbrojeń. Decyzję należy oprzeć na rzeczywistym czasie postoju i wymaganej elastyczności produkcji.

Optymalizacja przynosi kilka efektów:

• większą dostępność maszyny i więcej czasu przeznaczonego na produkcję;
• możliwość realizowania krótszych serii bez nadmiernego wzrostu kosztów;
• mniejsze zapasy wyrobów produkowanych „na magazyn”;
• szybszą reakcję na zmianę zamówień i potrzeb klientów.

Skrócenie przezbrojenia wpływa na dostępność zasobu, a ta jest jednym ze składników wskaźnika OEE. Najważniejsze pozostaje jednak właściwe rozumienie procesu: przezbrojenie nie jest awarią, lecz planowym etapem przejścia od jednej partii do następnej. Jego efektywność ocenia się od ostatniego dobrego detalu poprzedniej partii do pierwszego dobrego detalu nowej partii.