Uitdagingen omzetten in collaboratieve winsten: Gentz Industries' bewezen aanpak

Gentz Industries, in Warren, Michigan, is een van die winkels die sommige leveranciers graag als klant hebben terwijl anderen dat niet. Gentz als een goede klant te hebben, zal een leverancier beter maken – en al zijn andere klanten zullen er ook van profiteren.

Gentz zou "uitdagend" kunnen worden genoemd. Echter, uitdagingen aanpakken is de beste manier om sterker te worden. Het is niet dat het bedrijf "moeilijk" of "eisend" is of "altijd een hard koers vaart." Juist het tegenovergestelde, het is opmerkelijk open, coöperatief en eerlijk. Het probleem is dat Gentz toegewijd is aan enkele uniek uitdagende productievereisten in luchtvaart en energie-opwekking. Het fabriceren van complexe gasturbine-componenten voor de commerciële en militaire markt is een groot deel van zijn bedrijf. Deze componenten omvatten verbrandingskasten, hoge-druk turbinemantels en uitlaatkasten. Naast CNC-bewerkingsprocessen zoals draaien, frezen en elektrische ontladingsbewerking, heeft de winkel uitgebreide expertise in het vormen van bladmetaal met hydraulische pressen, lasercutten, waterjetcutten, hydrovormen en andere processen. Misschien zijn meest uitstekende capaciteit is het assembleren van talloze bewerkte en gevormde stukken tot afgeronde producten met TIG-lassen, elektronenbundellassen, vacuüm-oven brazing en andere geavanceerde hechtechnieken.

Natuurlijk zijn kwaliteitseisen voor straalmotorcomponenten extreem streng, en het voldoen aan deze eisen is Gentz's topprioriteit – de reputatie van de winkel in de industrie hangt ervan af. Andere grote zorgen zijn efficiëntie en kostenbeheersing, die de winstgevendheid van de winkel bepalen.

Het is opmerkelijk dat in de afgelopen paar jaar Gentz zijn benadering van het kopen van snijgereedschappen heeft veranderd. In dezelfde periode heeft het ook zijn filosofie over investeren in machinegereedschappen gewijzigd. Deze veranderingen zijn een reden waarom het bedrijf erin slaagt om de bewerkingstijd continu te verminderen, opstellingen te reduceren en onderdeelhantering te minimaliseren terwijl het consistent kwaliteits- en kosten-doelen haalt. Interessant genoeg besteedt Gentz meer aan speciaal ontwikkelde inleggen en aangepaste gereedschaphouder-stijlen, terwijl het zich heeft onttrokken van het kopen van dure, high-end machinegereedschappen. In beide gevallen reflecteert dit echter dat het bedrijf meer waardebewust is geworden.

Waardebewust zijn bij snijgereedschapsuitgaven evenals bij investeren in machinegereedschappen maakt een groot verschil. Dit bedrijf koopt veel snijgereedschappen. Volgens Mark McWilliams, inkoopmanager, besteedt de winkel ongeveer $1,25 miljoen per jaar aan hardmetaal inleggen. Gentz heeft ook redelijk wat machinegereedschappen gekocht, vooral in het afgelopen jaar toen het opschaalde voor productie van de turbinemantel voor de Pratt & Whitney 150 straalmotor. Sinds begin 2007 heeft het bedrijf 10 nieuwe CNC-machinegereedschappen geïnstalleerd.

Om het meeste uit zijn uitgaven aan hardmetaal inleggen en gerelateerde snijgereedschapsproducten te halen, heeft Gentz een zeer ongewone aanpak ontwikkeld voor het werken met zijn belangrijkste snijgereedschapsleverancier, Seco Tools (Troy, Michigan), en Seco's lokale distributeur, E & R Industrial. De winkel organiseert maandelijkse fora waarin het zijn meest dringende bewerkingsuitdagingen presenteert aan deze leveranciers. Deze fora hebben opmerkelijke succes gehad in draaitoepassingen, hoewel frezen ook heeft geprofiteerd.

Hoewel de nieuwe filosofie die Gentz volgt bij machinegereedschapsinvesteringen misschien niet zo baanbrekend is, verdient het gelijke aandacht. Tot de laatste 2 of 3 jaar had de winkel een "je krijgt waar je voor betaalt" mentaliteit die heerste bij nieuwe machine-aankopen. Dit leidde ertoe dat de winkel voornamelijk dure machines verwierf, veel ervan uit Japan. Hoewel deze machines nog steeds hoog gewaardeerd worden als zeer productieve activa, heeft het bedrijf een andere richting ingeslagen. Voor zijn meest moeilijke draai-toepassingen in Inconel en andere exotische legeringen, heeft Gentz een aantal Taiwanese machines verworven zoals horizontale draaibanken en VMC's van Johnford en verticale draaibanken van You Ji. Deze verandering in denken is grotendeels te danken aan de inspanningen van Absolute Machine Tools (Lorain, Ohio), de Amerikaanse importeur, en haar distributeur, Single Source Technologies. Deze machines voldoen zowel aan Gentz's eisende prestatiecriteria als vertegenwoordigen "meer machines voor het geld." Volgens Roger Bartolemei, Gentz COO, stelde het overstappen op Taiwan-gebouwde machines de winkel in staat om zowel de capaciteit als het vermogen te verkrijgen die het nodig had om bij de groeiende vraag naar zijn straalmotorcomponenten te blijven.

EEN OEM EN REPARATIE JOBSHOP

Hoewel Gentz's benadering van bepaalde leveranciersrelaties atyisch mag zijn, staat de winkel ook in andere opzichten uit. Het produceert lange series van complexe onderdelen in lage volumes. OEM-producten staan voor ongeveer 80 tot 85 procent van de verkoop. Vijftien tot 20 procent van de verkoop is "overhaul"-werk – repareren, herbouwen en upgraden van cruciale straalmotoronderdelen. Omdat een overhaul-taak vaak onmiddellijk omgezet moet worden om een vliegtuig weer in de lucht te krijgen, volgt Gentz principes van "quick response manufacturing," een variatie van lean productietechnieken geschikt voor jobshop-omgevingen. Machinegereedschappen zijn gerangschikt in cellen die zelfvoorzienend zijn in het voltooien van een reeks operaties. Snelle wissel, gestandaardiseerde gereedschapping en visuele productie (alles in zicht en duidelijk gemarkeerd voor foutloze identificatie) worden door de hele winkelgebieden praktijk.

Het bedrijf heeft zich langs deze lijnen ontwikkeld voor jaren maar is trouw gebleven aan zijn wortels als een luchtvaart-jobshop sinds zijn oprichting in 1949. De huidige locatie van het bedrijf in Warren is een korte afstand van de oorspronkelijke site. De meest recente uitbreiding, voltooid in december 2007, bracht de totale productieruimte op ongeveer 132.000 vierkante voeten. Gentz heeft een groeiende werknemersmacht, die zich nader tot 300.

De benadering van het bedrijf tot productie is werkelijk comprehensief. De ingenieurs werken met klantontwerpers om niet alleen de fabricagebaarheid van componenten te verbeteren, maar ook hun herstelbaarheid. Gentz kan reparatie- en onderhoudshandboeken ontwikkelen terwijl het OEM-productieprocessen ontwikkelt en reparatiepakketten leveren bij de levering van de voltooide componenten. Productieprocessen blijven echter niet vast na opstart. Nadenken over manieren om operaties te stroomlijnen en kosten te verlagen begint meteen.

Een schijnbare paradoks is dat het bedrijf tegelijkertijd zowel voorzichtig als agressief is over pogingen om zijn productieprocessen te verbeteren. Een onderdeel kan tienduizenden dollars aan toegevoegde waarde vertegenwoordigen op het moment dat het een bepaalde operatie bereikt. Als die operatie stabiel en voorspelbaar is, is de winkel begrijpelijk terughoudend over veranderingen die de status quo kunnen verstoren. Wanneer de status quo een knelpunt vertegenwoordigt, overmatige snijgereedschapsverbruik, weerstand tegen automatisering of andere minder-ideale prestatieniveaus van de machine, zoekt de winkel actief een betere manier.

Dit is een reden waarom interacties met machinegereedschapsleveranciers en snijgereedschapsfabrikanten een groot verschil maken voor Gentz.

GEREEDSCHAPSFORA

De maandelijkse "gereedschapsfora" zijn een goed voorbeeld van hoe Gentz interacties met een leverancier tot een nieuw en nuttig niveau tillt. Deelnemers omvatten Gentz-personeel dat de CNC-programmering, engineering en inkoopafdelingen vertegenwoordigt. De heer Bartolomei en Jim Stevens, OEM-productiemanager, zijn meestal onderdeel van het Gentz-team bij deze vergaderingen, wat het niveau van topmanagement-ondersteuning voor dit proces aangeeft.

Belinda Smith, een toepassingsingenieur voor Seco, neemt meestal haar tegenhanger van E & R Industrial mee naar deze vergaderingen. Toen het idee voor deze fora voor een paar jaar geleden ontstond, werd de uitnodiging om deel te nemen uitgebreid naar andere snijgereedschapsfabrikanten wier producten in gebruik waren bij Gentz, maar Seco was de enige die het concept enthousiast omarmde.

Vergaderingen richten zich meestal op een specifieke operatie die aandacht nodig heeft. In essentie geven deze fora Gentz de kans om de gereedschapsleverancier uit te dagen om een betere manier te vinden om die operatie uit te voeren. Na het identificeren van gebieden van zorgen of ontevredenheid, bespreekt de groep opties en alternatieven voordat ze beslissen over specifieke verbeterprojecten om na te streven. Deze projecten worden geprioriteerd en toegevoegd aan het "actieregister," een lijst van lopende projecten die een startdatum, een verwachte voltooiingsdatum en notities over specifieke prestatiedoelen om te halen omvat. Het actieregister is de belangrijkste uitkomst van elk van de fora, die meestal ongeveer 90 minuten duren.

Vaak heeft Seco nieuwe snijgraden, inleggeometrieën of inlegcoatings ontwikkeld in reactie op actieregister-items. Wanneer deze "Gentz specials" zich op de werkvloer bewijzen, zijn er enkele waarschijnlijk om een standaarditem in de Seco-catalogus te worden. Anderen zijn unieke oplossingen voor de unieke moeilijkheden die opgelegd worden door de geavanceerde ontwerpen van Gentz's werkstukken.

Het Gentz-team begrijpt dat kostenbezorgdheden zich moeten richten op de kosten van de snede, niet de kosten van het snijgereedschap. Een speciaal ontworpen gereedschap zal waarschijnlijk meer kosten, soms aanzienlijk meer, dan een standaarditem. Deelkostanalyse helpt de waarde van een duurder inleg of gereedschapsassembly duidelijk en gerechtvaardigd te maken. Evenzo erkent het team dat het open moet staan voor concepten die zijn eigen notie van gereedschapspraktijken uitdagen. Dit kan betekenen een gereedschap draaien op snelheden of voeders die enige zenuwachtigheid veroorzaken tijdens proefsneden.

Een vroege voorbeeld van succesvolle samenwerking tussen Gentz en Seco betrof een draadfreesoperatie in een Inconel verbrandingskast. Gebaseerd op input van de gereedschapsleverancier, kon de winkel meer dan $60.000 per jaar besparen door de tijd te verminderen om 52 gedraaide gaten in elke kast te voltooien en handmatig tappen om elk gat te voltooien te elimineren. Bij de initiële ontwikkeling van het productieproces voor dit onderdeel, wilde de winkel een 0,156 inch draadfrees gebruiken. Helaas, frezen van deze grootte van andere leveranciers konden de draden niet tot volle grootte snijden zonder te breken. Als resultaat, moest de winkel zich tevreden stellen met een grotere draadfrees die niet zo zwak was, drie lichte passen in elk gat maken en de draden ondermaats laten. Handmatig tappen van elk gat tot volle grootte vereiste gemiddeld additionele negentig minuten per kast.

Mevrouw Smith geloofde dat de winkel de gaten nog steeds tot grootte kon produceren met een 0,156 inch draadfrees van Seco's Threadmaster-serie. Deze massieve hardmetaal gereedschappen zijn ontworpen met een microkorrel hardmetaal structuur en een TiCN-coating. Echter, andere veranderingen moesten ook worden gemaakt. Om snijcondities te optimaliseren voor deze graad, moesten voedsnelheden verdubbeld worden tot 194 ipm en spindelsnelheden verhoogd tot 5.000 rpm (het meest wat de machine kon leveren). Overschakelen op een hitte-krimp gereedschaphoudingssysteem zou ook nodig zijn om uittreding te minimaliseren bij deze instellingen, zeiste ze. Zelfs programmeerroutines moesten worden gewijzigd. Hoewel de voorgestelde veranderingen extreem leken op het eerste gezicht, was de logica van de systeembenadering overtuigend. In tests, bewijste de nieuwe draadfrees de kracht en slijtvastheid om vol-grote draden in twee passen in plaats van drie te produceren.

Verschillende lessen bleken uit deze ervaring. Voor een, was het essentieel om engineering, programmering en werkvloerpersoneel te betrekken in de discussie. Voor een ander, was het belangrijk om niet alleen het snijgereedschap te overwegen, maar ook de gereedschaphouder, bewerkingsparameters en programmeringsroutines. Bovendien was het nodig om een vertegenwoordiger van de snijgereedschapsfabrikant aanwezig te hebben tijdens de bewerkingsproeven om ervoor te zorgen dat alle aanbevelingen volledig uitgevoerd werden en dat proefsneden eerlijk werden uitgevoerd.

WAARDE HEROVERWEGEN

Hoewel het nooit te laat is om een operatie te verbeteren door een nieuwe gereedschapsoplossing te ontwikkelen, is het veel lastiger om beperkingen of onwirschappiteit te overwinnen die voortvloeien uit de beperkingen van een machinegereedschap. Omdat Gentz zijn werkstukken grondig begrijpt, van ontwerpintentie door onderhouds- en reparatiecycli, gebruikt het bedrijf deze inzicht om eisen voor nieuwe machines in geen onzekere termen te formuleren. Toch heeft flexibel en pragmatisch de winkel goed gedient. De recente verschuiving naar "waarde-geprijsde" machines uit Taiwan, is bijvoorbeeld consistent met de kenmerkende openheid van het bedrijf voor verandering.

Onlangs heeft de winkel zich geconcentreerd op het verhogen van de productie van dunwandige behuizingen en mantels in hoge-temperatuur legeringen zoals Inconel 718, een materiaal dat het vaak tegenkomt. De vraag naar deze onderdelen is toegenomen, nu Gentz nieuwe contracten heeft voor de Pratt & Whitney 150 motor turbinemantels. Typisch zijn zowel de OD als de ID van deze onderdelen gekenmerkt door complexe contouren en golven met fijn oppervlakteafwerkingsvereisten. Sommige behuizingen benaderen de 40 inch in diameter en staan zo hoog als 30 inch. Meeste beginnen als smedstukken die zoveel als 3 of 4 keer zwaarder kunnen zijn dan het afgewerkte onderdeel. Na bewerking, kunnen wanden zo dun zijn als 0,06 of 0,08 inch. Dimensionele tolerantie op diameters is typisch 0,001 inch. De toleranties op de breedtes van ingewikkelde golven en sleuven zijn vaak net zo strak.

Om de opkomende orders te halen, wilde de heer Bartolomei initieel vast houden aan de gewone draaicentra. Echter, distributeur Single Source Technologies wees hem op een Johnford ST-model hellingbed draaicenter met de ongewone grote zwaai die nodig was om het volledige bereik van manteldiameters aan te kunnen. Ondanks dit, was de heer Bartolomei terughoudend. Moeten we niet de duurdere machines overwegen waar we gewend zijn, vroeg hij zich af. In zijn geest, kon de rigiditeit, betrouwbaarheid en nauwkeurigheid van deze machines als vanzelfsprekend worden aangenomen.

Keith Kauzlarich, vice-president verkoop bij SST, wist dat Gentz onvermijdelijk was in zijn verwachtingen voor topkwaliteit machines ondersteund door een hoog niveau van service en ondersteuning. Echter, hij kon zien dat de Johnfords en andere machines uit Taiwan een goede match zouden zijn. Bijvoorbeeld, het Johnford draaicenter had niet alleen de uitzonderlijke zwaai die de winkel zocht, maar ook andere kenmerken die het bijzonder geschikt maken voor het bewerken van Inconel.

Hoofd van deze is rigiditeit. Het gewicht en de grootte van zijn bedgieting alsook de dooswegconstructie op de assen zouden trillingen absorberen van de krachten betrokken bij het bewerken van Inconel. (Als werkstukmateriaal is Inconel zowel moeilijk te bewerken als hoog gevoelig voor trillingen, dus het is geneigd tot chatter.) De 60-pk spindelmotor en grote spindellagers op deze draaibank zouden het vermogen voor deze sneden leveren, met name in ruwfrezen wanneer hoog koppel bij lage rpm nodig is. Ook de 60-graden hoek van de helling van het bed laat een operator dicht bij de onderdelen in de werkszone komen.

Steve Ortner, president van Absolute Machine Tools, gelooft dat machines van deze bouwer nu een voordeel hebben over vergelijkbare modellen uit Japan omdat Johnford de trend naar lichtere, lage-massa ontwerpen die door Japanse bouwers worden begunstigd voor hoge-snelheid bewerkingstoepassingen, niet volgde. Bijvoorbeeld, wijst hij erop dat de zwaardere Meehanite-gietingen op deze draaibanken de uitzonderlijke rigiditeit bieden die nodig is voor het snijden van de zware luchtvaartlegeringen waarmee Gentz te maken heeft.

Naast conventionele draaicentra, had Gentz ook nodig om zijn bronnen voor verticale draaiing uit te breiden. Echter, de lange levertijden op zijn voorkeurskeuzes sloten ze uit. De heer Bartolomei werd gewezen op VTL-modellen van You Ji, een andere lijn uit Taiwan geïmporteerd door Absolute Machine Tools. Zoals de heer Ortner wijst, voldeden deze machines niet alleen aan de specificaties, maar waren ook heel betrouwbare producten met bewezen prestaties in luchtvaartwerk. Bovendien waren de modelformaten die Gentz zocht, beschikbaar vanaf de fabriek met korte levertijden.

Een punt dat bijdroeg aan scepticisme over de Taiwanese machines was de prijs. Beide merken waren aanzienlijk goedkoper dan wat Gentz verwachtte te investeren. Dit was een bedrijf dat nooit op zoek ging naar occasies bij machinegereedschapaankopen. Op de goedkoop kopen bij productieapparatuur was niet zijn stijl en niet de manier om kwaliteitswerk in de zeer eisende luchtvaartindustrie te waarborgen.

Uiteindelijk regelde SST dat het Gentz-team bij Absolute's hoofdkantoor in Ohio bijeenkwam voor demonstraties van de Johnford en You Ji machines. Bezoeken aan klanten in de omgeving die deze merken in luchtvaarttoepassingen heel vergelijkbaar met die bij Gentz hadden geïnstalleerd, werden ook geregeld. Beide gebruikers bewerkten Inconel met groot succes. Dit was genoeg om de winkel te overtuigen om door te gaan met een order. De eerste twee Johnford draaibanken werden geïnstalleerd tegenover elkaar in een cel met een overhead kraan in het midden om laden en lossen te helpen. Een vergelijkbare cel met twee You Ji VTL's werd niet lang daarna geïnstalleerd.

Volgens de heer Bartolomei, presteerden de machines zo goed dat herhaalde orders voor machines van beide bouwers zijn opgevolgd. Dit omvat een paar Johnford SV-41H VMC's met vier-as rotatieve tafels. Als bijna alle machines bij Gentz, zijn de nieuwe hellingbedden, VTL's en VMC's 24 uur per dag, 6 dagen per week in dienst. De betrouwbaarheidsrecord voor deze machines heeft de verwachtingen overtroffen, hoewel het opgemerkt moet worden dat Gentz een gedisciplineerd preventief onderhoudsprogramma heeft als onderdeel van zijn lean productie- en continue verbeteringsinspanningen.

PRODUCTIE'S TOEKOMST

Gentz's succes in luchtvaart wordt gezien als een model voor het voortbestaan van productie in zuidoostelijk Michigan. Veel waarnemers hebben de daling van de autofabrieken in het gebied en de baanverliezen die erbij horen getekend, alleen om te concluderen dat productie geen toekomst heeft in deze regio. Gentz tegenspreekt duidelijk deze kijk.

Naast het creëren van goed betaalde banen voor een groeiende werknemersmacht binnen zijn eigen faciliteiten, ondersteunt Gentz andere productiebedrijven in het gebied wanneer het een van de processen nodig heeft die het niet momenteel in-house biedt. Het ondersteunt ook lokale leveranciersbedrijven zoals Seco Tools en Single Source Technologies. Echter, iedereen bij Gentz begrijpt dat voortgezette succes nooit gegarandeerd is. Het bedrijf moet zijn kracht vernieuwen door zichzelf te challengen, door zijn leveranciers te challengen, en door zijn klanten sterk te houden.