¿Qué es SMED en producción?

Cambio de matriz en un solo dígito de minuto

Cuándo pretendemos la implementación de un sistema de producción ajustado o lean manufacturing en nuestros procesos, es común enfrentarnos a la restricción de generación de inventarios de seguridad, ya sea de producto en tránsito o producto terminado, como efecto de dos causas principales, estas son las averías repentinas, y los tiempos perdidos en los procesos de alistamiento por eventuales cambios de referencia.

En el caso del tiempo de alistamiento o preparación, la solución tradicional que busca mitigar su impacto consiste en la planificación de grandes lotes de producción, reduciendo al mínimo el número de cambios, pero afectando la flexibilidad de la producción, y consiguiendo de forma colateral aumentar los niveles de inventario.

¿En qué consiste la técnica SMED?

Una de las técnicas más exitosas en la reducción de los tiempos perdidos por preparación es la metodología SMED (Single Minute Exchange Die – Cambio de matriz en un solo dígito de minuto). Esta metodología desarrollada por Shigeo Shingo es de origen japonés, y fue implementada por primera vez para Toyota en la década de los setenta. La hipótesis en que se fundamenta el SMED supone que una reducción de los tiempos de preparación nos permite trabajar con lotes más reducidos, es decir, tiempos de fabricación más cortos, lo cual redunda en una mejora sustancial de tiempos de entrega y de niveles de producto en tránsito.

La aplicación del método SMED consiste en el desarrollo de cuatro fases:

1. Separar las operaciones internas de las externas: Esta primera fase implica diferenciar entre la preparación con la máquina parada (preparación interna) y la preparación con la máquina en funcionamiento (preparación externa). En el primer caso se hace referencia a aquellas operaciones que necesitan inevitablemente que la máquina esté parada. En el segundo caso se hace referencia a las operaciones que se pueden realizar con la máquina en marcha. El primer paso consiste en diferenciar este tipo de operaciones, es decir, cuando la máquina está parada no se debe realizar ninguna operación de la preparación externa. En las operaciones con la máquina parada se deben realizar exclusivamente la retirada y la colocación de los elementos particulares de cada producto (moldes, matrices, ajustes etc.). Una actividad de apoyo que puede soportar esta fase es la realización de un vídeo, el cual nos ayudará a separar estas operaciones y ver el tiempo real de cambio, así como también las mejoras de tiempo. Por ejemplo, la preparación o alistamiento del equipo A contempla la realización de las actividades 1, 2, y 3; sin embargo, luego de la fase de separación se identificó que la actividad 3 corresponde a una limpieza externa, la cual puede efectuarse con el equipo en funcionamiento, ¿Por qué se incluía en la preparación? Es normal que esta pregunta no tenga respuesta, o que su respuesta sea: Porque siempre se ha hecho así. En adelante, al realizar solo las actividades 1 y 2, podremos observar una mejora en el tiempo de preparación del equipo A.

2. Convertir operaciones internas en externas: Es claro que esta actividad debe efectuarse siempre y cuando sea posible. Sin embargo, la conversión de actividades internas en externas no se limita de ninguna manera a efectuar actividades de preparación sobre la máquina cuando esta se encuentra operando, puesto que existen un sinnúmero de actividades que constituyen una conversión de actividades internas en externas sin compromisos de seguridad, como por ejemplo, efectuar un calentamiento previo de los moldes de inyección, previo a montarse en la máquina. El método SMED ha sido aplicado con éxito en fórmula 1, específicamente en los conocidos «Pit stop», y en estas paradas podemos observar gran aplicación de esta fase del método, como por ejemplo, los preajustes que tienen los elementos de sujeción de las llantas, esto constituye la conversión de una actividad interna en una externa.

3. Organizar las operaciones externas: Esta fase se basa en la disposición de todas las herramientas y materiales (matrices, elementos de fijación, etc.) que soportan las operaciones externas. Estos elementos deben estar dispuestos al lado de la máquina tras haberse realizado toda reparación de los componentes que deben entrar. Es usual que en esta fase se deba realizar algún tipo de inversión en activos de manutención, almacenamiento, alimentación o transporte. Por ejemplo, en el alistamiento de moldes para inyección, una actividad crítica es el transporte de estos, razón por la cual una grúa o montacargas especializado y con ajustes específicos se constituye en una muy buena herramienta, así mismo, el lugar en el que se almacenan los moldes tiene un efecto corolario en la distancia recorrida (implica tiempo) para efectuar un eventual cambio. Para tener una visión clara de esta fase, es recomendado observar la disposición de las herramientas en un «pit stop».

4. Reducir el tiempo de las operaciones internas: Esta fase consiste básicamente en reducir al mínimo los procesos de ajuste. Se considera que este tipo de procesos constituye entre el 50% y el 70% de las operaciones de preparación interna. Uno de los mejores métodos de reducción corresponde a la estandarización de las características de los sistemas de sujeción de los elementos móviles de las máquinas. Otro aspecto clave en esta fase pasa por los tiempos de parametrización y ajuste para lograr la calidad del producto, en este caso, debemos centrarnos en fijar un estándar de las operaciones del proceso de cambio de utillajes que se relacionen directamente con los parámetros de calidad. En este caso se recurre frecuentemente a mejoras de ingeniería para obtener tales resultados.

Situación inicial
Separar
Convertir
Organizar
Reducir

Diagnóstico:

Las operaciones internas o externas no están diferenciadas.

Separar las operaciones externas de las internas:

Grabación de video con la participación de los operarios.
Organizar las operaciones de cambio.

Convertir las operaciones internas en externas:

Traslado de moldes y materiales, preajustes, precalentamiento, etc.
Estandarización de operaciones.

Organizar las operaciones externas:

Matrices y herramientas cerca de las máquinas.
Mecanismos de transporte de matrices

Reducir tiempo en operaciones internas:

Alineadores y sujeciones rápidas.
Trabajo paralelo y mejoras de ingeniería

Ejemplo de la aplicación del método SMED

El siguiente ejemplo fue extraído de la Guía de innovación «Producción y Logística» para ilustrar la aplicación real del método SMED:

Gallina Blanca Purina (hoy en día Affinity Petfoods) estableció la metodología sistemática SMED en la planta de los Monjos para el cambio de las matrices de las granuladoras para producir piensos y de las extrusoras para producir Petfoods. El tiempo de cambio de las matrices de las granuladoras pasó de 58 a 23,5 minutos, es decir, se redujo a la mitad. De esta manera, se pudieron producir más del doble de productos diferentes en el mismo tiempo y se dobló, por tanto, la flexibilidad de la instalación.

Bryan Salazar López

Ingeniero Industrial y Magíster en Logística Integral especializado en productividad y modelamiento de procesos bajo dimensiones de sostenibilidad, industria 4.0, transformación digital y modelos de optimización. Docente universitario de pregrado y posgrado con experiencia en la enseñanza de estos temas. Fundador de Ingenieriaindustrialonline.com, un sitio en donde se recogen las aportaciones de investigaciones, artículos y referencias relevantes para la industria.

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Bryan Salazar López