SMED (Single Minute Exchange of Die): Methodology and Implementation

Ce document présente la méthodologie SMED (Single Minute Exchange of Die) destinée à réduire les temps de changement d'outils ou de séries en production industrielle. Il s'adresse aux étudiants et professionnels souhaitant comprendre et appliquer cette méthode pour améliorer la performance et l'efficience des opérations.

Introduction à la méthode SMED

SMED signifie « Single Minute Exchange of Die », soit « changement d'outil en un temps inférieur à dix minutes ». L'objectif principal est de réduire au maximum le temps d'arrêt d'une machine lors d'un changement de fabrication. Pour cela, il est essentiel d'observer attentivement les opérations avant de lancer toute action, afin d'éliminer les tâches inutiles et d'optimiser les opérations restantes.

Avant toute optimisation, il faut :

• Observer et comprendre la réalité des opérations.
• Supprimer les opérations inutiles.
• Standardiser les procédures pour que tous les intervenants suivent la même méthode.
• Assurer les bonnes conditions initiales, notamment par la mise en place des 5S (ordre, propreté, rangement).

L'observation révèle souvent une grande dispersion des durées et des efficacités selon les opérateurs, ce qui souligne l'importance d'un standard commun.

L'approche en entonnoir du SMED

La mise en œuvre de SMED suit une approche en entonnoir composée de quatre étapes principales :

1. Supprimer les opérations inutiles : identifier et éliminer les tâches qui ne contribuent pas au changement de série.
2. Rejeter les opérations faisables avant et après l'arrêt : déplacer les opérations réalisables hors du temps d'arrêt de la machine, en les exécutant avant ou après l'arrêt.
3. Simplifier les bridages et fixations : réduire ou remplacer les vissages et boulonnages par des techniques plus rapides, comme les sauterelles, qui permettent un serrage et desserrage rapide d'un simple mouvement du poignet.
4. Travailler à plusieurs : organiser les interventions simultanées pour réduire le temps d'arrêt, en synchronisant les opérateurs et en veillant à la sécurité.

Cette démarche vise à convertir un maximum d'opérations dites « Machine Arrêtée » (MA) en opérations « Machine en Marche » (MM), réduisant ainsi le temps d'arrêt effectif.

Exemple d'application de l'approche en entonnoir

Supposons un changement d'outil nécessitant initialement 30 minutes d'arrêt machine :

• Étape 1 : Suppression des opérations inutiles (ex. nettoyage superflu, déplacements inutiles) permet de gagner 5 minutes.
• Étape 2 : Rejet des opérations faisables avant ou après arrêt (préparation des outils, pré-assemblages) réduit le temps d'arrêt de 10 minutes.
• Étape 3 : Simplification des fixations en remplaçant des vis par des sauterelles réduit le temps de serrage de 8 minutes à 2 minutes.
• Étape 4 : Travail simultané de deux opérateurs réduit le temps restant de 7 minutes à 3 minutes.

Le temps d'arrêt machine passe ainsi de 30 minutes à 3 minutes, soit une amélioration significative.

Mise en œuvre détaillée du SMED

Préparation et conditions initiales

Avant de démarrer le projet SMED, il est indispensable de garantir l'ordre, la propreté et le rangement de la zone concernée, conformément à la méthode 5S. Cela évite les pertes de temps liées à la recherche d'outils ou à leur indisponibilité.

La vidéo est un outil précieux pour observer et analyser les opérations.

Réduction du temps Machine Arrêtée

Le cœur du SMED est de réduire le temps pendant lequel la machine est arrêtée. Plusieurs axes sont explorés :

• Avant l'arrêt : préparer les outils, pièces, instructions, moyens de manutention et pré-assemblages.
• Après le redémarrage : réaliser les opérations non critiques comme remplir des formulaires ou ranger les éléments de la série précédente.

Ces actions permettent de réduire la durée d'arrêt sans nécessiter de solutions techniques complexes.

Standardisation et innovation

Pour pérenniser les gains, il est important de standardiser les procédures et de mesurer les performances régulièrement. L'innovation technique peut ensuite être introduite pour aller plus loin, par exemple en automatisant certaines phases ou en améliorant les outils.

Réduction de la variété

Réduire la variété des composants (diamètres d'écrous, types de vissages, conditionnements) diminue la complexité, les risques d'erreurs et le besoin en outillage, ce qui contribue à accélérer les changements.

Simplification des bridages et fixations

Les mouvements répétitifs de vissage à la main sont chronophages. Il est recommandé d'utiliser des sauterelles qui permettent un serrage et desserrage rapide et précis d'un seul geste. Pour le positionnement, l'emploi de butées et gabarits réglés hors machine facilite et accélère les opérations.

Travail à plusieurs

Le travail simultané de plusieurs opérateurs, à la manière des mécaniciens en Formule 1, permet de réduire considérablement le temps d'arrêt. Cette organisation nécessite une préparation rigoureuse pour éviter la confusion et garantir la sécurité, notamment en empêchant le démarrage accidentel de la machine pendant l'intervention.

La synchronisation des intervenants est cruciale : tous doivent être prêts avant le changement, ce qui peut impliquer un décalage des pauses ou une planification précise des interventions.

Minimiser les réglages et essais

Les réglages sont une source importante de perte de temps. Pour les réduire, il faut :

• Fixer des valeurs de consigne précises.
• Utiliser des méthodes sans réglages, par exemple des cales ou butées fixes.
• Mettre au point des outillages spécifiques comme des gabarits.

La suppression des essais et contrôles repose sur la maîtrise du procédé, la connaissance des paramètres influents et la capitalisation des savoir-faire pour garantir un « bon du premier coup ».

Supprimer le besoin d'outils

Dans la mesure du possible, il faut éliminer l'utilisation d'outils pendant le changement, par exemple en intégrant des détrompeurs (Poka-Yoké) et en respectant strictement les procédures opératoires standardisées.

Glossaire des termes clés

• SMED (Single Minute Exchange of Die) : Méthode visant à réduire le temps de changement d'outil à moins de dix minutes.
• 5S : Méthode d'organisation du poste de travail basée sur cinq principes : Seiri (Trier), Seiton (Ranger), Seiso (Nettoyer), Seiketsu (Standardiser), Shitsuke (Soutenir).
• Machine Arrêtée (MA) : Période où la machine est à l'arrêt pour changement d'outil ou série.
• Machine en Marche (MM) : Période où la machine fonctionne normalement.
• Sauterelle : Dispositif permettant un serrage et desserrage rapide d'un élément par un simple mouvement du poignet.
• ONTED (One Touch Exchange of Die) : Objectif ultime du SMED, un changement d'outil instantané, sans temps d'arrêt.
• Poka-Yoké : Dispositif ou méthode visant à éviter les erreurs humaines.
• Gabarit : Outil servant de référence pour positionner ou régler des pièces de façon précise et répétable.

Points clés à retenir

• Observer attentivement les opérations avant toute optimisation pour éliminer les tâches inutiles.
• Standardiser les procédures pour garantir une méthode commune et mesurer les performances.
• Utiliser l'approche en entonnoir : supprimer, rejeter, simplifier, puis travailler à plusieurs.
• Préparer la zone de travail selon les 5S pour éviter les pertes de temps.
• Réduire le temps d'arrêt machine en déplaçant les opérations hors arrêt et en simplifiant les fixations.
• Synchroniser les opérateurs pour un travail simultané efficace et sécurisé.
• Minimiser ou supprimer les réglages et essais grâce à des outillages adaptés et une bonne maîtrise du procédé.
• Rechercher l'innovation et la réduction de la variété pour simplifier les changements.
• Viser l'ONTED, un changement d'outil instantané, comme objectif ultime.