Herleven van een Eeuwenoude Machine Shop: Thermo IEC's Pad naar Winstgevendheid

"Rekken vol onafgeronde onderdelen... de helft van de machines in opstelling... een in-process voorraad die een paard zou verstikken."

Deze scène begroette Wayne Wentworth op zijn eerste dag als machineshop manager bij Thermo IEC (Needham Heights, Massachusetts) in 1997. De winkel outsourceerde ook meer dan de helft van zijn onderdelen. Management stelde mnr. Wentworth voor een uitdaging – ofwel de machineshop economisch levensvatbaar maken of het vloeistoffen.

Deze 100-jarige bedrijf produceert hoge precisie vloer- en tafelcentrifuges. "Er is niets moeilijks aan de materialen die we snijden," zegt mnr. Wentworth. "Ze zijn basis aluminium, polypropyleen kunststof en een verscheidenheid aan gietmetalen.

"Zelfs onze toleranties zijn niet bijzonder veeleisend. Wat cruciaal is, is de gewichtsverdeling van het onderdeel. Het moet perfect gebalanceerd zijn – als je centrifugeert met snelheden tot 30.000 toer/min en krachten tot 50.000g genereert, maakt een uit-balans onderdeel veel lawaai en verbrandt door veel lagers."

Toen mnr. Wentworth bij Thermo IEC aansloot, werkten de machines van de winkel op een bevredigend efficiëntieniveau, maar elk had zijn eigen operator. Dit leidde tot hoge kosten en lage productiviteit.

Hoge in-process voorraden waren het resultaat van andere factoren. Productieschema's werden onderbroken door noodoproepen voor uit-voorraad onderdelen. Dit betekende dat half-afgeronde stukken van de machines gehaald werden en in in-process voorraad geplaatst. Downtime nam toe aangezien additionele opspanningen nodig waren voor noodruns.

"Als een onderdeel geboord en dan uitgeboord moest worden, zouden ze eerst alle onderdelen boren en later uitboren," legt mnr. Wentworth uit. "Dit vereiste twee opspanningen in plaats van één, wat productietijd verlengde en toevoegde aan in-process voorraad."

De machine tools misten ook veelzijdigheid. "Veel van onze onderdelen vereisen zowel draaien als frezen of voor- en achter-draaien," zegt mnr. Wentworth. "Met de apparatuur die we hadden, betekende dit meerdere klemmingen, of het opzetten van twee of meer machines om een enkel onderdeel te produceren."

Thermo IEC adresserde eerst de hoge kosten van één-persoon/één-machine. "We opereren in een ruim 110.000 vierkante voet gebouw, meer dan de helft waarvan bezet is door onderdelenproductie, assemblage en verpakking," zegt mnr. Wentworth. Na een onderdeelanalyse, werden de machines herpositioneerd in cellen, wat een maximum bereik aan onderdelen toestond om in een minimum hoeveelheid ruimte geproduceerd te worden.

Operators waren toen in staat om meerdere machines te beheren. Het gebruik van productiecellen resulteerde in een 20 procent reductie in personeel zonder toename in overwerk.

Vervolgens werden opspanningstijden verkort. Het plaatsen van de machines dichter bij elkaar, en elke cel dichter bij de gereedschapsruimte, had een bescheiden effect. Gereedschappen werden gesorteerd in klusdozen; elke doos bevatte alle tooling en vastzetting nodig voor een specifiek onderdeel. Ten slotte, werden sub-platen en vastzettingsplaten gecreëerd voor alle gefreesde onderdelen, met de coördinaten in elke plaat gefreesd voor gereed referentie.

Derde, opende de productiegroep een nauwere aansluiting met verkoop en marketing om frequente rapporten van verkoopstrends en herziene verkoopprognoses te verkrijgen. Met deze, werden efficiëntere en responsievere productieschema's gecreëerd en noodonderbrekingen geëlimineerd.

Ten slotte, evalueerde mnr. Wentworth diverse merken machine tools en besloot op Daewoo (West Caldwell, New Jersey). Een naaste verwant die werkte bij een nabij technisch instituut verkocht Thermo IEC een 18-jarige Daewoo Puma 10 CNC draaicentrum tegen een gunstige prijs.

Twee Daewoo draaicentra, de gebruikte Puma 10 en een nieuwe Puma 250MS, arriveerden op dezelfde dag in 1999. Keith Winstanley, Thermo IEC's productieingenieur, beschrijft de eerste dag van operatie. "We bewerkten aluminium basissen," zegt hij. "We startten de Puma 10 op, en het eerste stuk kwam goed binnen tolerantie. In feite, liepen we de hele run zonder een enkel stuk uit spec." Dat was 3 jaar geleden, en het bedrijf draait de Puma 10 bijna dagelijks met vergelijkbare resultaten.

De Puma 250MS bracht een nieuw efficiëntieniveau naar Thermo IEC's machineshop. "De machine accepteert staafmateriaal tot 3 inch in diameter," legt mnr. Winstanley uit, "en zijn 30 pk spindelmotor laat het diepe sneden nemen bij hoge voedingen. Onze cyclus tijden werden veel korter."

De Puma 250MS is uitgerust met een sub-spindel en accepteert live tooling. De winkel werd in staat om complexe onderdelen op één machine met een enkele opspanning te produceren – onderdelen die vroeger meerdere klemmingen en de betrokkenheid van twee of meer machines vereisten.

Een ander aangehaald voordeel is snellere opspanningen. De automatische gereedschapsinstelder elimineert de noodzaak voor schuimsneden en metingen, en voert de gereedschapsverschuivingen automatisch in in de machinecontroller, wat het risico op data-invoervouten elimineert.

Werken in een enkele shift en de besparing berekenen door verhoogde in-sourcing, was de terugverdientijd voor de Puma 250MS minder dan 2 jaar.

In oktober 2000 kocht Thermo IEC een Daewoo DMH-400 horizontaal bewerkingscentrum om de bestaande Hitachi Seiki HC500 aan te vullen. "We hadden begonnen met het in-sourcen van veel meer onderdelen en hadden de extra capaciteit nodig," zegt mnr. Winstanley. "De DMH-400 gaf ons 30 pk aan de spindel, wat ons liet dieper en sneller snijden. We vonden ook de 60-gereedschap ATC, door-de-spindel koeling en zijn starre tappen functie leuk. De controller's multi-blok look-ahead functie was ook een tijdbesparing. Alles bij elkaar genomen, voegde het veel aan onze capaciteit toe en heeft het zich bewezen als onze grootste bijdrage aan lagere winkelkosten."

Als een extra voordeel, gebruiken zowel de Daewoo draaicentra als de Daewoo bewerkingscentra Fanuc besturingen. Operators gaan van de ene machine naar de andere zonder verschillende besturingen en besturingssystemen te hoeven leren.

Een Puma 400M is de meest recente toevoeging aan Thermo IEC's vloer. Aankomend in december 2001, maakte deze 19.500 pond, 50 pk draaicentrum met live tooling een grotere bijdrage aan besparingen in zijn eerste maanden van operatie dan de Puma 250. Volledige terugverdientijd wordt verwacht in ongeveer 18 maanden.

Nieuwe apparatuur en stroomlijningsinspanningen hebben resulteerd in meetbare voordelen. Sinds de start van het programma, is de hoeveelheid ge-outsource producten met de helft ingekort. Productiviteit, die het bedrijf berekent als een relatie tussen gewerkte tijd en machine benutting, is gestegen van 76,7 procent tot 101,1 procent. Hoofdtelling in de machineshop blijft 20 procent onder het 1998 niveau.

Het meest belangrijk, tijdens deze periode, met productverkopen die alleen lichtjes groeiden, zijn de winst van de onderneming met meer dan 160 procent gegroeid. Veel hiervan wordt toegeschreven aan de bewezen levensvatbaarheid van Thermo IEC's in-house machineshop.