Verzameling en beheer van productiegegevens transformeert Swiss Shop

Digitaal gegevensbeheer is in toenemende mate de drijvende kracht achter de productiestrategie, operaties en activatoewijzing in hedendaagse productiebedrijven, maar het op uniforme wijze verzamelen en vergelijken van bewerkingsgegevens kan een uitdaging zijn voor winkels met een mix van nieuwe technologie en verouderde apparatuur. Dan Villemaire is eigenaar en president van C&M Machine Products. Opgericht door zijn grootvader en vader als een Brown &Sharpe-schroefmachinewerkplaats in Hudson, New Hampshire, 40 jaar geleden, is het bedrijf uitgegroeid tot het huis van ongeveer 100 machines, waaronder meer dan 73 CNC-draaibanken van het Zwitserse type en 19 grotere CNC-draaicentra. C&M bedient industrieën variërend van lucht- en ruimtevaart en defensie tot verbruiksgoederen van koper, vloeistofbehandeling, medisch, robotica en optica met productieruns van nauwkeurig bewerkte producten tot 1.000.000 stuks of meer.

De heer Villemaire zag dat gedetailleerd beheer en analyse van productiegegevens de groei naar nieuwe markten zou vergemakkelijken door efficiëntere planning en gebruik van productiemiddelen. "Een van de dingen waar we consequent naar streven, is beslissingen nemen met data", zegt hij. Maar omdat de machines van de winkel van zeer verschillende leeftijd en werking zijn, was het moeilijk om nauwkeurige, consistente en vergelijkbare gegevens te verzamelen. “We wilden beter begrijpen wat onze machines aan het doen waren. We wisten dat sommige van onze machines met ons konden praten en ons informatie konden geven in een soort dashboardformaat, maar niet op een uniforme manier.”

C&M stuurt CNC-programma's naar zijn machines via een DNC-systeem (Distributed Numerical Control), maar de winkel documenteerde traditioneel de machine-output met behulp van handmatig ingevulde tijdkaarten. Operators noteerden handmatig de uren die ze werkten en de onderdelen die ze produceerden, en dienden de kaarten vervolgens in voor invoer in het ERP-systeem van de winkel. Dat proces werkte niet goed met meerdere mogelijkheden voor fouten.

C&M heeft zijn DNC-systeem overgenomen van WireFreeCNC, een onderdeel van Macdac Engineering. Macdac levert productiesoftware en hardwareproducten, waaronder Mastercam, Catia en een verscheidenheid aan netwerkapparatuur. De softwareleverancier stelde voor om de Excellerant MDC (Manufacturing Data Collection) bij C&M te installeren. Excellerant is een universele decoder die machines verbindt en CNC-gegevens vastlegt terwijl deze worden gegenereerd. Het product stelt een fabrikant in staat om al zijn CNC-bewerkingsmachines en -controllers (ongeacht het merk) aan te sluiten en de gegevens van elke machine in realtime te bewaken en te beheren en die gegevens naar het ERP-systeem van het bedrijf te verzenden.

DNC-voordelen

Excellerant MDC bouwt voort op MTConnect, FANUC Focas, OPC-UA, Haas MNET Q-codes en andere verbindingsprotocollen voor machinebesturing, en communiceert ook met oudere CNC-machines. Het pakket bestaat uit een softwarelicentie en hardware, inclusief een grafisch displaytablet dat zich op elke machinecontroller bevindt. Het systeem telt onderdelen zoals ze zijn gemaakt. Aan het einde van elke shift kwalificeert de operator het aantal voltooide goede onderdelen en het totaal wordt automatisch ingevoerd in het ERP-systeem.

Met nauwkeurige gegevens kan de winkel de werkelijke opbrengst beter begrijpen. "Voorheen hadden we niet echt goede cijfers om naar die dingen te kunnen kijken", zegt dhr. Villemaire. “Dit systeem stelt ons in staat om dat te doen. Het is erg handig. We vertrouwen niet op handgeschreven tijdkaarten, en we vertrouwen niet op onze operators om de opbrengst- en doorvoerberekeningen van C&M te sturen.”

Shawn Bergeron, C&M's leider op het gebied van continue verbetering, zegt:"De nauwkeurigheid van de informatie die in ons ERP-systeem binnenkomt, is exponentieel beter dan voorheen. Vanuit een planningsperspectief verbetert het veel dingen."

De onjuiste outputcijfers die in het verleden gebruikelijk waren, benadrukt de heer Bergeron, waren niet het resultaat van misleiding door machinebedieners. "Ze wisten het gewoon niet", zegt hij. “We hadden gelegenheden waarbij onderdelen gewoon kwijtraakten. We hadden bijvoorbeeld 1.000 onderdelen, maar de operator had er 700 in de hand, dus hij dacht dat hij er 700 had gemaakt. Eigenlijk werden de ontbrekende 300 onderdelen niet goed opgevangen in de machine en vielen ze in de spaanbak.”

Dergelijke gebeurtenissen waren van invloed op de winstgevendheid. “Onze opbrengst wordt beïnvloed als er onderdelen verloren gaan in de machine. We hebben cyclustijd besteed en we hebben materiaal en arbeid verbruikt om iets te maken dat we niet kunnen omdraaien en aan een klant kunnen verkopen. Het is schroot, of het nu in de machine zit of niet, en het moet op die manier worden verantwoord. Door betrouwbare gegevensverzameling en analyse van de hoofdoorzaken weten we nu welke problemen we moeten oplossen”, zegt de heer Bergeron.

Het meest zichtbare voordeel van de implementatie van het Excellerant-pakket was de eliminatie van tijdkaarten. C&M voert ook een proef uit met het verwijderen van aanvullende documentatie-telbladen die het dagelijkse aantal onderdelen bijhouden gedurende meerdere ploegen. Het systeem doet dit automatisch, waardoor operators een idee krijgen van waar ze zich bevinden ten opzichte van de productiehoeveelheid voor de taak, waardoor overschrijdingen worden voorkomen. De informatie kan ook bevestigen dat de hoeveelheid aanwezig materiaal voldoende is om het vereiste onderdeelvolume te voltooien. "Automatische documentatie bespaart de operators 15 of 20 minuten die ze kunnen hergebruiken om de machines op te ruimen en klaar te maken voor de volgende ploeg", zegt dhr. Villemaire.

Het doel is om het verzamelen van gegevens zoveel mogelijk te automatiseren. Dan kan het management beginnen met het analyseren van de gegevens en manieren vinden om met opbrengstproblemen om te gaan. "Het gebruik van het systeem voegt ook waarde toe vanuit het oogpunt van klanttevredenheid, omdat we in staat zijn om de nauwkeurigheid van onze kosten te verbeteren en onze waarde voor onze klanten te vergroten", zegt de heer Bergeron.

Cultuur veranderen

De grootschalige acceptatie van geautomatiseerde gegevensverzameling betekent een belangrijke culturele verschuiving voor een 40-jarig bedrijf. De heer Villemaire haalt C&M weg van de oudere manieren van doen door zichzelf te omringen met nieuwe middelen en ideeën. De heer Bergeron legt uit:"We hebben onlangs een operations manager en een kwaliteitsmanager aangenomen met andere vaardigheden dan we eerder hadden. We hebben ook een financieel manager ingehuurd. Dan probeert zich te omringen met een kernteam om deze organisatie te brengen waar ze heen moet op basis van feiten en data, niet op basis van emotie en een houding van 'zo deden we het 30 jaar geleden'. Als we het zo blijven doen, hebben we over 30 jaar geen plek meer om naartoe te gaan.” Het bedrijf is op zoek naar 55 mensen in de komende drie tot vier jaar.

Betere buy-in

Werknemers, en operators in het bijzonder, hebben meer openlijk ingestemd met de implementatie van het Excellerant-systeem dan de heer Bergeron had verwacht. "Ik heb gemerkt dat operators merken dat we de informatie beter bijhouden", zegt hij. “Ze zien de waarde. Het is geen hulpmiddel om mensen te berispen. Dat is het allerlaatste wat we willen doen. We gebruiken het liever als een hulpmiddel voor analyse van de oorzaak en corrigerende en preventieve acties in de toekomst. De toekomstige voordelen zijn enorm.”

Papierloze omgeving

Een van de doelstellingen van het invoeren van geautomatiseerd gegevensbeheer is om te evolueren naar een papierloze omgeving, vooral op de werkvloer. Een belangrijk onderdeel van die inspanning is een grafisch display-tablet dat op elke bewerkingsmachine is gemonteerd. Op de tablet, die een eenvoudige gebruikersinterface weergeeft die is ontworpen voor een duidelijke en logische functie, worden werktuigmachines weergegeven door grafische pictogrammen.

Een machine is meestal inactief wanneer een operator zich aanmeldt. Nadat de operator een werknemersnummer heeft ingevoerd, wordt het pictogram van de machine rood, om aan te geven dat deze zich in de instellingsmodus bevindt. Wanneer de installatie is voltooid, verandert het pictogram van rood in oranje. Nadat de operator klaar is met instellen, inclusief het indienen van nominale afmetingen voor het eerste stuk, stelt het systeem een ​​aantal onderdelen vast. Wanneer wordt bevestigd dat het eerste stuk een goed onderdeel is, kwalificeert de operator dat stuk voor productie en begint de productierun. Tijdens de run kan de operator inloggen en de machine-output controleren in vergelijking met het productieschema en het benodigde onderdeeltotaal. Aan het einde van de run vertelt de operator het systeem hoeveel goede onderdelen er zijn gemaakt. De grafische tabletweergave is ook beschikbaar op desktopcomputers in het winkelkantoor en op mobiele apparaten.

Het verminderen van papierwerk draagt ​​ook bij aan de naleving van de regelgeving. De heer Bergeron zegt bijvoorbeeld dat het gebruik van het Excellerant-systeem de naleving van de NIST-normen (National Institute of Standards and Technology) vergemakkelijkt, met name de cyberbeveiligingsnorm SP800-171. Bij een datalek zijn hoge boetes mogelijk. "Dat vereist dat we heel voorzichtig zijn met het intellectueel eigendom van onze klanten, zoals specificaties en tekeningen", zegt hij. "In veel gevallen maakt het deel uit van onze contractuele verplichting jegens klanten om hun informatie te controleren en te garanderen dat deze niet in verkeerde handen valt." Het opslaan van informatie op de tablet op de machine beperkt het aantal klantprints en specificaties op de werkvloer. "In sommige gevallen vormt de cyberbeveiligingsstandaard een soort barrière voor toegang tot een markt voor andere winkels", vervolgt de heer Bergeron. "Veel van onze klanten, met name op het gebied van defensie, vragen ons of en wanneer we compliant zullen zijn."

Een gevarieerde mix van werktuigmachines

C&M exploiteert meer dan 73 CNC-draaibanken van het Zwitserse type, waaronder machines van Star, Citizen en Tsugami. Grotere CNC-draaicentra omvatten machines van Miyano, Eurotech en Hardinge. Machinebesturingen zijn van FANUC en Mitsubishi. De heer Bergeron zegt dat het aantal en de verscheidenheid aan machines in de C&M-winkel een uitdaging vormden bij het verzamelen en standaardiseren van gegevens. “De een is net iets anders dan de ander, en we hebben veel oudere machines. Op de nieuwere machines is het implementeren van Excellerant vrij snel en eenvoudig; het is een soort plug-and-play. Er was veel meer interactie met de oudere machines om het systeem op te zetten. Maar nu zit het op zowat elke machine die we hebben, en we hebben zes nieuwe Citizen CNC Swiss draaibanken waaraan we het toevoegen.”

De winkel produceert onderdelen met een diameter van 0,03125 inch tot 1,5 inch op zijn Zwitserse automatische draaibanken en tot 4 inch in diameter op de grotere draaicentra. “Er is dus nogal een groot verschil in de omvang van het werk dat we kunnen doen, samen met verschillende machinemogelijkheden. We kunnen kijken waar onze verschillende machines toe in staat zijn en dienovereenkomstig plannen”, zegt de heer Bergeron. Het bedrijf heeft veel werk verzet om voor elke taak het beste machineplatform te vinden, en het Excellerant-systeem helpt hen deze keuzes beter te begrijpen.

De heer Bergeron zegt dat de input over het gebruik van het systeem grotendeels afkomstig is van de werkvloer. “Het komt niet van mij of iemand in het management; het komt van de medewerkers die het systeem elke dag gebruiken. En dat is waar het succes zal liggen:in de werknemers die het overnemen en de voordelen van het systeem zien”, legt hij uit. Sommigen van hen kunnen ingraven en een oorzaakanalyse uitvoeren voor problemen met het aantal onderdelen. Voor anderen, als het eenmaal in gebruik is, werkt het gewoon, zolang mensen de aanwijzingen volgen. “Het is essentieel dat medewerkers het systeem vertrouwen. Het enige dat nodig is, is finetuning en aandacht voor detail. Onze machinisten zijn uiterst detailgericht en produceren zeer kleine onderdelen met uiterst fijne toleranties. Ik weet dat ze dit kunnen.”

Belangrijke functies

De heer Bergeron merkt op dat een belangrijke functie van het systeem de Eagle Eye View wordt genoemd, die volledige taakdetails biedt, zoals klantinformatie, onderdeelnummer, afdruknummer, revisies, taakstatus, wanneer onderdelen zijn besteld, vervaldatums en bijgewerkte bestelling hoeveelheden.

Operation Notes is een andere waardevolle functie, die tweerichtingscommunicatie tussen het kantoor en de vloer mogelijk maakt. De operator of het kantoorpersoneel kan een bericht typen dat zowel op de tablet bij de machine als op dashboards achter de schermen zal verschijnen. "Het kan zoiets simpels zijn als hoe goed de klus de avond ervoor is gelopen en als er problemen waren, het delen van informatie met de komende ploeg", zegt de heer Bergeron. De winkel draait een eerste ploeg en een aangepaste tweede ploeg; er kan een verschil van drie of vier uur zijn tussen de overdracht van de ploegendienst van nacht naar ochtend. "Met Macdac ontwikkelen we de mogelijkheid om de bewerkingsnotities met het onderdeelnummer op te slaan, zodat de operators of andere werknemers de volgende keer dat de taak wordt gepland, de opmerkingen kunnen opvragen en weten hoe de taak eerder is verlopen."

Waarde van toegankelijke gegevens

Betrouwbare, toegankelijke gegevens markeren problemen en brengen ze naar de voorgrond. "Als het niet voor je neus is en je er niet op let en er niets aan probeert te doen, zul je nooit beter worden", zegt meneer Bergeron. “Nu we goede gegevens binnen hebben, kunnen we opbrengstgegevens opvragen en analyseren op trends of patronen, of om te zien of er een bepaalde machine is die altijd een probleem vormt. Met nauwkeurige gegevens zijn er veel verschillende factoren die we kunnen begrijpen en gebruiken om onze faciliteit beter te laten functioneren. De grote transitie is nu dat het middenmanagementteam het systeem gaat gebruiken om beslissingen te nemen.”

Met de gegevens kunnen opdrachten op de juiste platforms worden ingepland. C&M had in het verleden incidenten waarbij een taak werd ingepland op een machine die niet beschikbaar was. Het Excellerant-systeem laat zien waar elke klus naartoe gaat en geeft inzicht in wat er op dit moment speelt. Het kan worden gebruikt om verkeer te sturen en beslissingen te nemen.

Toepassing van geautomatiseerde gegevensbeheertechnologie

Winkels die overwegen om geautomatiseerde gegevensbeheertechnologie te gebruiken, zullen het nuttig vinden om hun processen over de hele linie zo consistent mogelijk te maken. Zo moeten criteria voor het aantal onderdelen zo mogelijk worden gestandaardiseerd. Gezien de aard van de onderdelen en bewerkingsmachines van C&M, is het aantal onderdelen in het algemeen gebaseerd op afsnijdbewerkingen. Wanneer onderdelen worden gedraaid van

bar-fed voorraad, cutoff betekent dat een onderdeel compleet is. In dat geval is het eigenlijk een bewerkingstelling in plaats van een daadwerkelijke onderdeeltelling. "Het is niet per se kort en bondig over wat u gaat tellen", zegt de heer Bergeron. “Je moet er alleen voor zorgen dat er bepaalde codes of variabelen in de bewerkingsprogramma's zitten, en je moet iemand in het team hebben die de code begrijpt, in dit geval de programmeur. Door zoveel mogelijk te standaardiseren, wordt het ook gemakkelijker om problemen op te lossen.”

Bij de voorbereiding op de verandering naar geautomatiseerde gegevensverzameling is het benoemen van een projectleider of kampioen cruciaal om ervoor te zorgen dat de inspanning op schema blijft en dat er een duidelijk gedefinieerd aanspreekpunt is voor communicatie over eventuele vertragingen of andere gebeurtenissen. Een goede verstandhouding met de leverancier van het datamanagementsysteem is essentieel.

De heer Bergeron benadrukt de noodzaak om een ​​multidisciplinair team samen te stellen, zelfs voordat een datamanagementcontract wordt ondertekend. “Het team moet bestaan ​​uit vertegenwoordigers van operations, IT en een kampioen van de werkvloer, maar er zijn echt veel mensen uit alle verschillende disciplines in de winkel betrokken”, zegt hij. “Het belangrijkste is om vooraf een idee te hebben hoe het systeem gaat werken. Die discussies kunnen beginnen en de zaadjes kunnen worden geplant, dus als het systeem is geïmplementeerd, is het niet allemaal gloednieuw. Het vereist dat iedereen in de organisatie tot op zekere hoogte deelneemt.”

De toekomst van geautomatiseerde gegevensverzameling

De heer Bergeron zegt:"Excellerant kan bij elke bewerking in het productieproces worden gebruikt, maar momenteel passen we het systeem niet op zijn volledige capaciteit toe. We gebruiken het bij het instellen en produceren op de werktuigmachines, en nog niet bij de eindinspectie, verzending of andere aspecten van het proces. In de toekomst zullen we de technologie verder benutten en er maximaal van profiteren. Het hele punt is om gegevens te verzamelen en terug te voeren in het systeem zodat onze medewerkers ze kunnen gebruiken. Ze weten als geen ander wat er aan de hand is.”

De "Vier C's" van C&M

Naast het gebruik van technologie voor het automatisch verzamelen en beheren van gegevens, zocht C&M naar manieren om de identiteit en het doel van de organisatie te verduidelijken. Dan Villemaire zegt:“We hebben het grootste deel van de afgelopen twee en een half jaar besteed aan het definiëren van de waarden van C&M. We kwamen uit bij ‘De vier C’s van C&M’, namelijk klantgerichtheid, continue verbetering, samenwerking en community.”

“Klantgerichtheid is uiteraard onze primaire doelstelling; onze klanten blij maken en ervoor zorgen dat we doen wat ze van ons verwachten”, zegt dhr. Villemaire. “Samenwerking en continu verbeteren gaan hand in hand; teamwork is essentieel om vooruit te komen. Voortdurende verbetering is een veelgebruikte term, maar we streven er altijd naar om het beter te doen. Het Excellerant systeem stelt ons in staat om de data te verzamelen die we nodig hebben om verbeteringen te kunnen meten. Voorheen wisten we niet of we het beter deden of niet, omdat we de gegevens niet hadden om dat te zeggen.”

Met betrekking tot de vierde 'C'-gemeenschap:'Het is tweeledig', zegt dhr. Villemaire. “We zijn vastbesloten om er voor elkaar te zijn en iets terug te doen voor de lokale gemeenschap. In de interne gemeenschap van ons bedrijf hebben mensen persoonlijke problemen of gebeurtenissen in hun leven waarbij ze ondersteuning nodig hebben en dat nemen we zeer serieus. We beschouwen onszelf als een familie. We zijn er voor onze mensen; we zijn er om ze te ondersteunen."

Met betrekking tot de lokale gemeenschap buiten het bedrijf voegt dhr. Villemaire toe:“We organiseren voedselacties, we adopteren gezinnen voor Kerstmis, we zijn een sponsor van de Boys and Girls Club en vele andere non-profitorganisaties. ln 2019 is het onze doelstelling dat al onze medewerkers acht uur — één betaalde dag — offsite gemeenschapswerk doen. Die houding nemen we steeds meer mee in hoe we het hier doen. We doen veel dingen waar mensen geen weet van hebben. Ik probeer terug te geven een onderdeel van ons openbare beleid met onze medewerkers en onze klanten. We geven terug. Het is belangrijk voor ons.”

C&M Machineproducten | 603-889-1330 | cm-machineproducts.com