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La méthode SMED


1. Définition
2 Les phases ou étapes de la méthodes
3. Durée et planification
4. Les tâches
5. Les données
6. Les opérations
7. Simplifier, minimiser
8. Optimiser, standardiser
9. Les pièges à éviter


1. Définition -

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Le SMED (Single Minute Exchange of Die)

 Le SMED est une méthode d'organisation qui cherche à réduire de façon systématique le temps de changement de série, avec un objectif quantifié. (Norme AFNOR NF X 50-310).

Single Minute Exchange of Die = Echange d'outil en moins de 10 minutes.

Single Minute signifie que le temps en minutes nécessaire à l'échange doit se compter avec un seul chiffre.

Le SMED est né en 1970 dans l' univers industriel compétitif de TOYOTA, sous l' impulsion de S.SHINGO.
S.SHINGO découvre le rôle pivot des temps de changement de série dans l'obtention de la flexibilité industrielle globale et entame un combat systématique contre les idées reçues en la matière.

La dynamique SMED

Comment accélérer la rotation des fabrications ? ... en fabriquant de tout .... Tous les jours.

Flexibiliser, c'est améliorer l'aptitude d'une machine ou d'un poste a changer rapidement de fabrication.
Il faut autant que possible réduire l'arrêt pour le changement de fabrication et peut-être le supprimer.

Au sens du SMED, Le changement de fabrication = La durée qui s'écoule entre  

  • la dernière pièce bonne de la fabrication (série) précédente ;
  • la première pièce bonne de la fabrication(série) suivante.

Pendant laquelle, un ou plusieurs compagnons, reconfigurent la machine ou le poste et son environnement immédiat en exécutant un ensemble de tâches ou opérations

Une action SMED, consiste donc a :

  • Identifier les opérations de manière ordonnée, puis proposer des solutions pour :
  • Les déplacer dans le temps ( convertir ), réduire la durée d'exécution ( réduire ),ou les supprimer! ( supprimer ).
  • Penser global (amont & aval), dans le cadre de la stratégie d'entreprise.
  • Déterrer les véritables problèmes de fond.
  • Améliorer chaque jour un peu plus.
  • Accélérer les flux d'intention de progrès.
  • Respecter & valoriser les idées de chacun.


2. Les phases ou étapes de la méthode -

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Phase 0

  • Définir les objectifs
  • Choisir le chantier pilote
  • Identifier le groupe de travail

Phase 1

. Identifier les opérations :

  • opération interne (devant être faite obligatoirement, machine arrêtée)
  • opération externe (pouvant être faite machine en marche)

Phase 2

  • Extraire les opérations externes qui sont traités à tort, comme des opérations internes
  • Repérer les opérations internes à externaliser

Phase 3

. Convertir les opérations: internes en opération externes

Phase 4

. Réduire la durée d'exécution des opérations: internes et des opérations externes


2.2. Phase 0 : Choix du chantier

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Le principe d'application de la méthode S.M.E.D. passe par le choix d'un « chantier pilote » . C'est le poste de travail retenu pour conduire l'action. L'objectif sous-jacent est l'extension du chantier aux autres postes de l'atelier.

Quelques critères de choix :

  • poste représentatif de la production
  • ressource contrainte significative...

Son choix est donc très important et ne peut en aucun cas être quelconque. Il servira de vitrine et doit pouvoir démontrer facilement le bien fondé de la méthode afin de convaincre et faire adhérer l'ensemble de l'entreprise à la démarche. La première de toutes les difficultés est peut être de faire accepter cette démarche dans l'entreprise. Il faut convaincre et impliquer les hommes.


2.3. Phase 1 : Observations et mesure

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La première phase concerne le bilan de l'état initial . Il s'agit d'observer le déroulement d'un changement de production et de relever toutes les informations qui lui sont relatives:

  • chronologie,
  • durée,
  • contraintes,
  • moyens matériels,
  • ressources ...

L'objectif est de connaître la réalité des faits. On utilise généralement un film audio-vidéo , il donne une image fidèle du déroulement, sans rien oublier. Par contre, il est indispensable de prévenir les personnels pour obtenir leur adhésion et dépasser l'aspect psychologique lié à l'utilisation de la vidéo. Quelle que soit la méthode utilisée. Cette dernière ne doit pas influencer le déroulement des opérations et l'action des opérateurs et/ou régleurs. Le but est d'obtenir une mesure objective !


2.4. Phase 2: Amélioration de la présentation

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Les opérations préalablement identifiées se répartissent en deux catégories :

  • Opérations internes qui dans l'état actuel arrêtent la production
  • Opérations externes qui peuvent être réalisées sans arrêt de production, hors machine

Cette phase va consister à repérer les opérations internes à externaliser ( extraire) et les opérations externes qui sont traitées à ce stade comme des opérations internes. Le but est de réaliser en temps masqué les opérations externes. Il s'agit principalement d'opérations de préparation. (outils, accessoires, moyens de manutention, ). A ce stade les investissements sont généralement très faibles, par contre les gains obtenus sont spectaculaires. Ils peuvent atteindre des taux de 25 à 50% simplement avec une optimisation de l'organisation du changement de fabrication. Les solutions misent en place ne requièrent que du bon sens et de la logique.


2.5. Phase 3: Modification des moyens à faibles coût

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Lorsque toutes les opérations externes sont réalisées en temps masqué. Il devient indispensable pour continuer à progresser, de convertir certaines opérations internes en opérations externes.

C'est une phase qui nécessite généralement de l'apport de technologie. L'objectif est de réduire au maximum le nombre d'opérations internes, qui pour mémoire, entraînent l'arrêt de la production.

Des investissements sont à prévoir , que l'on peut qualifier de faibles par rapport à ceux nécessaire en phase 4. Car ils ne concernent que le poste de travail au sens large du terme, sans remettre en cause le processus complet de fabrication.


2.6. Phase 4: Modification lourde des moyens

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On recherche des gains de temps aussi bien :

  • au niveau des opérations internes, pour des raisons d'arrêts machine .
  • qu'au niveau des opérations externes pour des raisons de coûts .

Cette phase porte à réduire les opérations internes et externes. Cette phase si elle est, du point de vue de la méthode, distincte de la précédente, relève en pratique de la même démarche. Elle pourra occasionner des remises en cause du processus de fabrication, et de ce fait impliquer en plan d'action à long terme et des investissements lourds .


3. Durée et planification

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Une action S.M.E.D. est étalée dans le temps à plusieurs mois, voir une année pour des progrès significatifs.

Le point de départ est l'implication stratégique de la direction.

Ensuite s'enchaînent les phases de :

  • Constitution des groupes
  • Sensibilisation et formation
  • Choix du poste pilote
  • Analyse
  • Définition de plan d'action, associé à
  • L'objectif de progrès

La notion de plan d'action est fondamentale. Il résulte du travail collectif et propose des solutions hiérarchisées, classées en fonction de critères tels que: coût / gain de temps facilité / difficultés de mise en oeuvre délai possibilité de généralisation.


4. Les tâches

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4.1 Observation et identification des tâches



Exemple

Chaque branche d'arbre est une macro-opération

Chaque macro-opération se décompose en opérations (feuilles).-opération

Analysons au plutôt les Macro-opérations, pour éviter d'analyser chaque opération !!  

Exemple

  • Changer l'outillage
  • Régler la machine
  • Approvisionner le poste
  • Nettoyer le poste
  • Contrôler la pièce...

Exemple

  • Visser / dévisser
  • Chercher l'outil
  • Chercher les vis
  • Sortir la fiche de réglage
  • Brancher / débrancher


4.2. Réduction des tâches

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3 axes sur lesquels il sera possible de travailler pour apporter des améliorations et de ce fait fléxibiliser la ressource contrainte :

L'ORGANISATION

  • Les LIENS ARTICLE-RESSOURCE
  • L' IMPLANTATION des ressources
  • La SYNCHRONISATION des tâches
  • L' ERGONOMIE et la SECURITE du poste.
  • Le RANGEMENT des outils et consommables au point d'utilisation
  • Le RANGEMENT des documents techniques au poste
  • La MAINTENANCE PREVENTIVE ...

Réduire les tâches cela passe par :

  LA COMPETENCE des HOMMES et des FEMMES

  • Mettre en place de L'AUTO-CONTRÔLE a chaque opération.
  • Former les opérateur au REGLAGE du moyen de fabrication.
  • Instituer la résolution de problèmes en GROUPE et l'esprit d' EQUIPE
  • Développer de la POLYVALENCE .
  • Rendre AUTONOME et RESPONSABLE .

Réduire les tâches c'est aussi prendre en compte des aspects liés à :

LA TECHNIQUE

  • Standardisation de l'interface HOMME / MACHINE
  • Standardisation de l'interface MACHINE / OUTILLAGE de fabrication.
  • Simplification et suppression des réglages.
  • Suppression des cycles de vissages et dévissages.
  • Définition de moyens d'auto-contrôle
  • Adaptation de moyens de manutention
  • Définition et standardisation des moyens de préparation des fabrications à venir
  • Amélioration de la CAPABILITE machine (S.P.C.).

5. Les données

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5.1. Préparation préalable



Action de collecte des données : Préliminaires du point de vue humain

Pour entreprendre une action SMED, il faut avant toute chose impliquer tous les intervenants !

L'opérateur a une connaissance intime du process, de la machine et de son travail. Il devra se plier dans le futur à des règles nouvelles, qu'il appliquera d'autant plus volontiers qu'il aura participé à leur élaboration.

Il participera à collectionner les données nécessaires à l'analyse préliminaire.
En sachant que ces données le touche directement dans ses activités, il faut faire preuve de diplomatie et communiquer le plus possible.

Si l'information est insuffisante auprès des personnels, il y a un risque de rejet du projet. La réticence d'un personnel non impliqué, est évidente ! Quand il est soumis à telles investigations et à des changements d'habitudes de travail.


5.2. Collecte des données

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Il faut collecter des données :

  • Recenser la documentation machine,
  • Implantation de masse,
  • Capacité horaire,
  • Dossier de maintenance,
  • Liste des références passant sur cette machine,
  • Décrire la méthode utilisée,
  • Lister les macro-opérations,
  • Lister les opérations élémentaires,
  • Recenser les équipements, les outils, ...

Mesurer les indicateurs de performance :  

  • Temps moyen de changement de série initial,
  • Le ratio de productivité machine (RPM),
  • Le taux de rendement synthétique (TRS),
  • Le nombre moyen de changement de série par semaine,
  • La longueur de la file d'attente et le volume d'encours,
  • Chronométrer les différentes étapes,
  • Chronométrer les opérations,
  • Compter les pas nécessaires ?
  • Recenser la documentation machine.


6. Les opérations

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Dans cette étape, on s'attache à distinguer ce qui doit absolument être effectuer machine arrêtée (réglage interne) de ce qui peut être fait machine en marche, c'est à dire AVANT le changement de série (réglage externe). Il faut se poser la question si ce qui est fait machine arrêtée peut être fait machine en marche, donc convertir les réglages internes en réglages externes. Des réglages externes faits à tort, comme des réglages internes, par la force de l'habitude ou la méconnaissance de ce simple principe, se convertissent immédiatement.

Des exemples de conversions :

  • Moules préchauffés sur et par la machine sont désormais préchauffés à l'avance par un autre moyen .
  • Les produits mélangés par la machine, ce qui nécessite des essais, sont mélangés et ajustés au préalable, la machine est approvisionnée du mélange de produits prêt à l'emploi.
  • Le bridage d'une pièce sur le porte pièce n'est plus fait sur la machine, mais un porte pièce amovible est monté sur la machine avec la pièce déjà bridée.


7. Simplifier, minimiser

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7.1. Bridages et fixations



Rappel fondamental :

Quelque soit la longueur de la vis et le nombre de filets, ce n'est toujours que le dernier tour de vis qui serre et le premier qui desserre ! Autrement dit, un serrage possible en un seul tour de vis est aussi efficace qu'un serrage à 10 tours , mais nettement plus rapide !

Ceci vaut pour les écrous.

Il existe ensuite toute une variété de solutions qui évitent le recours aux vis et écrous, car si même on n'en réduit le nombre de tours nécessaires, ils n'en gardent pas moins d'agaçantes dispositions à se perdre, à se ressembler mais d'être d'un diamètre différent, etc.

Quelques exemples d'autres types de serrages et bridages :  

  • Rondelles en U ;
  • Trous en Boutonnière ;
  • Vis à filet entaillé (serrage quart de tour, tiers de tour) ;
  • Rainures en U, fixation par queue d'aronde, avec des aimants, gorge à billes ...
  • Serrage par came ;
  • Grenouillères.

Le recours aux outils peut être réduit ou même éliminé :

  • Ecrou papillon ;
  • Clef en T sur la vis même


8. Optimiser, standardider

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8.1 Les fonctions classiques



Très souvent, les changements d'outils s'effectuent de cette manière à partir de la dernière pièce de la série achevée :

Décomposition d'un arrêt pour changement :

- Démontage
-
Montage
-
Réglages(machine à l'arrêt)
-
Essais

La machine est arrêtée et les opérations s'enchaînent, la machine ne redémarre qu'après la fin des essais.

Notons aussi :

L'absence fréquente de méthode standard, de mode opératoire, non utilisation des fiches de réglage ( checklist ) et l'absence de travail simultané (à plusieurs ).

Dans de nombreuses entreprises, les temps de changement de série trop importants provoquent une perte de productivité. L'augmentation de la taille des lots est alors tentante pour effectuer ces changements le moins souvent possible et diluer cette perte. Ce raisonnement à conduit en son temps à la notion de taille de lot économique.


8.2 Réglages

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Le meilleur moyen : Travailler à plusieurs

La meilleure illustration du travail à plusieurs est «  le stand de formule 1 ».

Pourquoi les temps de changement des roues sont-ils rapides lors des compétitions de formule 1 ?

Pourquoi n'est-ce pas ainsi en produisant ?

Quelques éléments de réponse :  

  • Chaque fonction individuelle est clairement définie le matériel est préréglé ;
  • les modes opératoires sont stabilisés ;
  • les emplacements sont prévus et propres ;
  • les tâches sont synchronisées ( 1 roue, 1 personne) ;
  • le nombre de personne est suffisant ;
  • une personne est responsable de l'équipe ;
  • le pilote ne part pas avant le signal ( sécurité) ;
  • le matériel est bien préparé ;
  • le matériel est adapté personnel : formé, qualifié, entraîné, motivé ;
  • les arrêts sont prévus ;
  • l'équipe est complète ;
  • esprit de compétition, être le meilleur, être le premier ;
  • volonté de gagner ensemble: le collectif .

Minimisation ou élimination des essais et contrôles :  

  • Plus on introduit de la rigueur et du formalisme, moins il y aura de dérives à contrôler ;
  • plus ceci sera fait en amont, moins cela pèsera sur la durée du changement à réduire ;
  • le recours aux détrompeurs, les Poka-Yoké, à d'éventuels automatismes et surtout le respect des procédures et modes opératoires doit permettre de reproduire à chaque fois la situation "standard" ;
  • faire bien du premier coup c'est alléger ou même supprimer la nécessité des essais et contrôles ;
  • utiliser des check-listes et faire valider (signer) aux opérateurs les étapes clefs, les responsabiliser, est un bon moyen pour garantir le respect des procédures.


8.3 Fixer les valeurs techniques de mesures

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Fixer les objectifs à atteindre en terme de gains potentiels quantifiés en :

  • minutes
  • argents
  • % de productivité ...

pour chaque action SMED mise en place. Mettre en place des indicateurs d'évaluation de la situation existante et qui permettront de choisir les actions à entreprendre et de mesurer les gains obtenus. Un exemple de ratio qui peut-être utilisé pour mesurer les gains influant sur la productivité : Le Ratio de Productivité Machine (R.P.M.) qui prend en compte les paramètres suivants :

  • Temps Unitaire de Fabrication ( TU ) ;
  • Quantité à Fabriquer ( LOT ) ;
  • Temps de Préparation ( TP ).


Il doit tendre le plus possible vers 1.



9. Les pièges à éviter

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9.1. tout SMED

  • Les gains par le SMED sont souvent spectaculaires . Dégager du temps utile pour une machine ou un process améliore son rendement , mais peut dans bien des cas retarder ou même rendre inutile des investissements capacitaires.
  • Etre plus flexible est de plus en plus nécessaire , la nouvelle donne économique nous impose sa loi.
  • Il vaut mieux procéder graduellement, se fixer des objectifs réalistes , même modestes pour le début.
  • Suivre les quatre étapes et enregistrer les progrès à chacune d'elle, puis reprendre la même démarche avec un objectif plus ambitieux et réitérer jusqu'à ce que les efforts à fournir deviennent prohibitifs par rapport aux gains escomptés.

L'esprit Kaizen imprègne le SMED, tout comme les 5S sont des pré-requis indispensables.

  • Il ne faut pas penser que le principe du SMED n'est applicable qu'à l'industrie, aux machines et ateliers automatisés.
  • Les notions de changement rapide d'outil, de série ou de lot sont confondues . Les changements de fabrication sur une ligne d'assemblage manuel, où il faut ré-agencer les postes, remplacer les outillages et gabarits spécifiques obéissent aux mêmes impératifs et la méthode est parfaitement applicable.
  • On peut appliquer le SMED dans une boulangerie, au moulage plastique et pourquoi pas dans un bureau ?


9.2. Analyse des ressources critiques

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Après une conclusion aussi enthousiaste, il peut paraître étonnant de se voir servir un paragraphe modérateur, mais il semble néanmoins important, avant de d'engager la démarche SMED et afin d'en assurer le succès, de prévenir du "piège".

Dans un environnement industriel, les points d'amélioration potentiels sont nombreux. On pourrait même améliorer indéfiniment. Or le temps, les moyens techniques, financiers et humains sont toujours limités.

Se jeter sur le SMED et vouloir l'appliquer partout, sans réflexion préalable est "dangereux".

Il convient en effet de distinguer dans le process les postes ou machines qui méritent le SMED.

La théorie des contraintes (TOC) distingue deux types de ressources : les goulots et les non-goulots.

Rappelons nous que les goulots sont des ressources dont la capacité est limitée et qui limitent la capacité globale du process, alors que les non-goulots sont des ressources avec des capacités en excès. Alors que les goulots sont toujours saturés, les non-goulots sont souvent en attente.

Le SMED appliqué aux non-goulots est une double absurdité dans la mesure où ces ressources, ayant des capacités excédentaires, ont déjà la possibilité de changer d'outils ou de séries sans que cela affecte le flux de production.

Mais aussi et surtout parce que l'on affecterait des moyens techniques et financiers limités à augmenter la capacité de ressources qui n'en ont nul besoin, au détriment éventuel des goulots qu'il est urgent, sinon vital, de dégouloter !

Avant d'engager une démarche SMED, il faut analyser le process avec une vision TOC, redéfinir au besoin la planification et la gestion des ressources selon les règles de la théorie des contraintes, puis en dernier lieu définir les ressources-cibles pour l'application du SMED.

Tout comme pour le Kaizen, vouloir en faire trop est un piège. Une démarche SMED ne doit pas avoir pour but d'établir une performance pour la performance, mais doit contribuer à générer plus de profits pour l'entreprise.


Moyens à mettre en oeuvre et solutions

Simplifier bridages et fixations :

  • Suppression partielle ou totale
  • Minimiser les mouvements " tourner " : ils nécessitent de prendre et lâcher la pièce plusieurs fois !
  • Fixer d'un seul coup, d'un seul geste
  • Utiliser des butées, des gabarits
  • Standardiser l'outillage = unifier types de vis, taille des écrous..

Réglages :

  • Fixer des valeurs de consigne
  • Trouver des méthodes "sans" réglages par des moyens physiques (cales, butées fixes...)
  • Outillages spécifiques

Travailler à plusieurs :

  • Ecurie formule 1

Essais :

  • Bon du premier coup