SMED và bài toán rút ngắn thời gian chuyển đổi trong sản xuất

SMED là viết tắt của Single-Minute Exchange of Die - phương pháp giảm thời gian chuyển đổi (changeover) được phát triển bởi chuyên gia Nhật Bản Shigeo Shingo.

Theo Lean Enterprise Institute, SMED hướng tới việc giảm thời gian chuyển đổi thiết bị xuống mức một chữ số, tức dưới 10 phút. Tuy nhiên, điểm cốt lõi của phương pháp không chỉ nằm ở con số 10 phút mà ở cách doanh nghiệp phân tích và tổ chức lại các công việc trong quá trình chuyển đổi.

Shingo phát triển những nguyên tắc quan trọng của phương pháp này trong quá trình nghiên cứu giảm thời gian chuẩn bị thiết bị từ những năm 1950 và 1960. Một trong những đóng góp nổi bật là phân biệt giữa công việc chuẩn bị nội bộ và công việc chuẩn bị bên ngoài.

Công việc nội bộ (internal setup) là những thao tác chỉ có thể thực hiện khi thiết bị dừng. Ngược lại, công việc bên ngoài (external setup) có thể được thực hiện trong khi máy vẫn đang hoạt động. Đây chính là điểm mở đầu để doanh nghiệp tìm cách giảm thời gian thiết bị phải dừng trong mỗi lần chuyển đổi.

Vì sao thời gian chuyển đổi ảnh hưởng đến sản xuất?

Khi một thiết bị phải dừng trong thời gian dài để chuyển đổi, khoảng thời gian đó không tạo ra sản phẩm. Nếu doanh nghiệp sản xuất nhiều chủng loại hoặc thường xuyên thay đổi sản phẩm, tổng thời gian dành cho các lần chuyển đổi có thể trở thành yếu tố cần được theo dõi trong quản lý sản xuất.

Thời gian chuyển đổi dài cũng khiến doanh nghiệp khó tổ chức các lô sản xuất nhỏ. Lean Enterprise Institute chỉ ra rằng việc giảm thời gian chuẩn bị là điều kiện quan trọng để doanh nghiệp có thể tiến tới sản xuất với lô nhỏ hơn và cải thiện dòng chảy sản xuất.

Vì vậy, mục tiêu của SMED không đơn thuần là làm cho công nhân thao tác nhanh hơn. Trọng tâm là thay đổi cách tổ chức công việc chuyển đổi, loại bỏ những bước không cần thiết và chuyển công việc có thể thực hiện khi máy đang chạy ra khỏi khoảng thời gian máy phải dừng.

Bắt đầu từ việc đo thời gian thực tế

Một trong những yêu cầu quan trọng của cải tiến thời gian chuyển đổi là phải xác định chính xác hiện trạng. Doanh nghiệp cần ghi nhận toàn bộ các bước từ khi kết thúc sản xuất sản phẩm trước đến khi thiết bị có thể sản xuất sản phẩm tiếp theo theo yêu cầu. Việc này giúp nhận diện những công việc đang chiếm nhiều thời gian và khoảng thời gian chờ không tạo giá trị.

Lean Enterprise Institute mô tả bước đầu của setup reduction là đo tổng thời gian chuyển đổi ở trạng thái hiện tại, sau đó xác định các hoạt động nội bộ và bên ngoài. Từ dữ liệu thực tế, doanh nghiệp mới có cơ sở để xác định vấn đề nằm ở đâu: chuẩn bị dụng cụ, vận chuyển, thay khuôn, điều chỉnh máy, kiểm tra thông số hay một công đoạn khác.

Tách công việc nội bộ và bên ngoài

Đây là một trong những nguyên tắc nền tảng của SMED. Những công việc bắt buộc phải thực hiện khi máy dừng được xác định là nội bộ. Những công việc có thể chuẩn bị trước khi máy dừng được xác định là bên ngoài.

Ví dụ, nếu dụng cụ, khuôn hoặc vật tư cần thiết chỉ được đưa đến máy sau khi thiết bị dừng, doanh nghiệp có thể xem xét khả năng chuẩn bị chúng trước. Khi đó, thời gian máy dừng có thể được tập trung vào những thao tác thực sự bắt buộc phải thực hiện tại thời điểm chuyển đổi.

Theo Lean Enterprise Institute, một trong những đóng góp quan trọng của Shingo là việc tách hai nhóm công việc này và tìm cách chuyển các hoạt động nội bộ thành hoạt động bên ngoài khi có thể. Sau bước phân loại, các công việc còn lại tiếp tục được đơn giản hóa và chuẩn hóa.

Không phải cứ nhanh hơn là tốt hơn

Rút ngắn thời gian chuyển đổi không có nghĩa là bỏ qua các bước kiểm tra cần thiết. Trong thực tế sản xuất, sau khi thay đổi khuôn, dụng cụ hoặc thiết lập máy, doanh nghiệp vẫn phải bảo đảm thiết bị vận hành đúng yêu cầu và sản phẩm đáp ứng tiêu chí chất lượng đã xác định.

Do đó, cải tiến thời gian chuyển đổi cần được thực hiện đồng thời với kiểm soát chất lượng. Nếu thời gian dừng máy giảm nhưng số lượng sản phẩm không phù hợp tăng lên thì hiệu quả thực tế của cải tiến cần được đánh giá lại.

Các chỉ số sản xuất cũng cần được xác định phù hợp với mục tiêu quản lý. ISO 22400 đưa ra khuôn khổ về các chỉ số hiệu suất chủ yếu (KPI) trong quản lý hoạt động sản xuất, bao gồm cách xác định, xây dựng và sử dụng KPI. Vì vậy, doanh nghiệp có thể theo dõi thời gian chuyển đổi cùng với các chỉ số liên quan đến sản lượng, thời gian vận hành, chất lượng hoặc hiệu quả thiết bị, tùy theo đặc thù quy trình.

SMED không phải một “mẹo” giảm thời gian

Một điểm cần lưu ý là SMED không phải thao tác đơn lẻ có thể áp dụng giống nhau cho mọi dây chuyền. Mỗi quá trình sản xuất có thiết bị, sản phẩm, yêu cầu kỹ thuật và điều kiện vận hành khác nhau. Vì vậy, doanh nghiệp cần bắt đầu từ việc quan sát và đo lường quá trình thực tế, sau đó phân loại công việc, tìm cách chuyển đổi các hoạt động phù hợp và chuẩn hóa phương pháp thực hiện.

Mục tiêu cuối cùng cũng không nhất thiết chỉ là đạt một con số dưới 10 phút trong mọi trường hợp. Giá trị của phương pháp nằm ở việc giảm thời gian thiết bị phải dừng một cách có hệ thống, đồng thời duy trì yêu cầu về an toàn và chất lượng.

Trong bối cảnh doanh nghiệp ngày càng phải đáp ứng nhiều chủng loại sản phẩm và yêu cầu giao hàng linh hoạt, thời gian chuyển đổi trở thành yếu tố đáng được quan tâm trong quản lý sản xuất. SMED cung cấp cách tiếp cận rõ ràng để doanh nghiệp nhìn lại khoảng thời gian này: đo lường trước, phân loại công việc, chuyển những hoạt động có thể chuẩn bị trước ra ngoài thời gian dừng máy và tiếp tục đơn giản hóa các bước còn lại. Khi được triển khai dựa trên dữ liệu thực tế và gắn với kiểm soát chất lượng, giảm thời gian chuyển đổi không chỉ giúp hạn chế thời gian chờ của thiết bị mà còn tạo thêm dư địa để doanh nghiệp tổ chức sản xuất linh hoạt hơn.

Hùng Anh