Doorlooptijden voor grote onderdelen minimaliseren

Goede bewerkingsbedrijven zijn bijna altijd in staat om manieren te vinden om tijd te besparen op herhalend werk. Dit is echter veel moeilijker voor werkplaatsen die een bepaald onderdeel slechts één keer mogen bewerken. En de uitdaging om de doorlooptijd te verkorten voor taken die niet worden herhaald, is een grotere uitdaging wanneer een 40-tons kraan nodig is om werkstukken op het bed van een frees of in de boorkop van een draaibank te installeren.

Aeromet Industries, gevestigd in Griffith, Indiana, wordt elke dag geconfronteerd met deze situatie. Of het nu gaat om grootschalige reparatiewerkzaamheden, een groot onderdeel dat het nog nooit eerder is tegengekomen of een op maat gemaakte doorntrommel van een eigen ontwerp, bijna elk onderdeel dat het bewerkt is anders. Dat betekent vaak dat er geen bestaand CAM-programma is om toegang te krijgen, geen onderdeelspecifieke bevestiging om van een plank te trekken en geen eerstehands bewerkingservaring met een bepaald onderdeel.

In de loop der jaren heeft Aeromet echter algemene strategieën geïmplementeerd waarmee het de doorlooptijd van de omvangrijke componenten die het vervaardigt tot een minimum kan beperken. Dit heeft ertoe bijgedragen dat de winkel een succesvolle niche heeft opgebouwd in het bewerken van de grote dingen. Fred Wahlberg, president en mede-oprichter van het bedrijf, en zijn neef Neil Wahlberg, sales- en marketingmanager, legden tijdens een recent bezoek aan de winkel in het noordwesten van Indiana enkele van Aeromets benaderingen uit om de doorlooptijden voor grote machinale onderdelen te verkorten.

Groot vanaf het begin

Fred Wahlberg startte Aeromet in 1971 als een werkplaats die vervangende onderdelen maakte voor staalfabrieken in de omgeving. Veel van dat werk omvatte het reconditioneren van recoiler en uncoiler expanderende doorntrommels voor staalverwerkingslijnen, en de meeste van die doorntrommels hadden unieke ontwerpen die pasten bij hun specifieke toepassing. Dat soort werk doet Aeromet vandaag de dag nog steeds, naast allerlei job-shop-achtig werk met grote componenten. In de loop van de tijd heeft de winkel het reparatiewerk van de doorntrommel echter omgezet in een productlijn. Na het vaststellen van veelvoorkomende ontwerpfouten die voortijdige breuk veroorzaakten in de soorten eenheden die het voortdurend repareerde, werd de winkel aangespoord om zijn eigen lijn van op maat gemaakte doorntrommels te creëren. De doorntrommels van Aeromet zijn vervaardigd uit 4140 of 4340 stalen smeedstukken die een grotere duurzaamheid en een langere levensduur bieden dan gegoten componenten die in andere ontwerpen worden gebruikt. Ze bieden ook een verbeterde grijpcapaciteit voor vellen, wat uiteindelijk leidt tot minder materiaalverspilling bij het starten van een lijn.

Een korte wandeling door de 25.000 vierkante meter grote faciliteit van Aeromet onthult dat de winkel is gericht op grootschalige bewerkingswerkzaamheden. Het heeft meerdere kranen met een capaciteit van 10 tot 40 ton en een vorkheftruck die 16.000 pond kan tillen. Het heeft ook een mooie selectie van grote CNC-machines, waaronder een verticale boormolen van Giddings en Lewis die plaats biedt aan onderdelen met een diameter tot wel 72 inch en een hoogte van 84 inch. De Union PC-150 horizontale kotterbank biedt X-Y-Z verplaatsingen van 396 bij 138 bij 30 inch, naast 29 inch W-asverlenging en een 79 bij 98-inch contourdraaitafel. De meest recente machineaankoop van de winkel is echter ook de grootste:een Ryazan RT317-draaibank die is gekocht via Shamrock Machinery in Houston, Texas. Deze CNC-draaibank, geïnstalleerd in 2009 bovenop een 5 voet diepe fundering, heeft een zwenk van 67 inch en is geschikt voor onderdelen tot 433 inch. Hij is uitgerust met een optionele motor van 120 pk, een boorbaar-hulpstuk en een boorkop van 1,5 meter. De enorme draaibank, die een kleinere eenheid heeft vervangen, stelt de werkplaats in staat om grotere doorntrommels te maken en om draaiwerk met een grotere diameter uit te voeren.

Succesvol zijn in het bewerken van dit soort onderdelen is natuurlijk meer dan het hebben van apparatuur met voldoende capaciteit. Hier zijn enkele manieren waarop Aeromet de doorlooptijd voor omvangrijke machinaal bewerkte componenten minimaliseert:

• Ophalen en bezorgen van onderdelen. Soms beginnen inspanningen voor een snelle doorlooptijd met wat er buiten de faciliteit is geparkeerd. Aeromet onderhoudt en exploiteert een vloot vrachtwagens exclusief voor klanten die afhankelijk zijn van de winkel om hun onderdelen snel, veilig en efficiënt te vervoeren. Snelle reactie is van cruciaal belang voor de klanten van Aeromet, vooral als het gaat om reparatiewerkzaamheden. Langdurige perioden van stilstand om componenten van de verwerkingslijn te repareren, kunnen leiden tot aanzienlijke verliezen voor de klant. In de zeldzame gevallen dat Aeromet gesloten is (het werkt over het algemeen 24/7), worden noodoproepen rechtstreeks doorgestuurd naar de heer Wahlberg, zodat hij onmiddellijk een chauffeur kan sturen om beschadigde onderdelen op te halen.

• Vooruit plannen. Sommige klanten van Aeromet hebben stopzettingen gepland voor reparaties of upgrades van Aeromet's eigen doorntrommels. Om de uitvaltijd van de lijn tot een minimum te beperken, kan Aeromet sommige elementen van de doorntrommels voorbewerken voordat alle bijbehorende componenten worden ontvangen. Dit minimaliseert de totale hoeveelheid bewerkingstijd die nodig is terwijl de lijn niet beschikbaar is voor reparatie. De winkel brengt dan de paringsuitrusting van de klant binnen zodra de lijn wordt afgesloten; maat voor de juiste tandwiel- en lagerafmetingen; eindig het machinaal bewerken van de doorntrommel volgens die metingen; en vervolgens het gerepareerde samenstel monteren en afleveren.

• Effectieve programmering en werkbriefjes. De winkel gebruikt sinds eind jaren 80 Mastercam van CNC Software en heeft momenteel de nieuwste versie van de programmeersoftware, "X5". Zodra een bestelling is afgerond, ontvangt een van de drie CAM-programmeurs van de winkel een solide model van de engineeringafdeling of rechtstreeks van de klant en begint hij met het ontwikkelen van het programma en de instructies voor het installatieblad voor medewerkers op de werkvloer. De instructiepakketten zijn kleurgecodeerd, zodat medewerkers snel de voor hen relevante delen van het pakket kunnen scannen en identificeren.

De gedetailleerde instructiepakketten stellen leerlingen en minder ervaren arbeiders in staat om volledige gezel-achtige taken uit te voeren. CAD-afbeeldingen van het onderdeel en de bevestiging, evenals de daadwerkelijke foto's (indien beschikbaar) die bij de instructies worden geleverd, helpen deze minder bekwame werknemers ook om de taak beter te visualiseren.

• Voorinstellingstools. Aeromet begon 10 jaar geleden met het gebruik van een gereedschapsvoorinstelling, zodat gereedschappen voorafgaand aan machinewisselingen in hun houders konden worden geïnstalleerd en gemeten. Na het voorinstellen worden tags op de gereedschappen geplaatst die hun X- en Z-afmetingen vermelden, naast de locatie van de gereedschapszak in de machine. Dit laatste is echter het belangrijkste stuk informatie voor de installatiepersoon, omdat gereedschapsoffsets via Ethernet rechtstreeks naar de besturing van de machine worden verzonden. De winkel bestelde onlangs een nieuwe presetter van Zoller om het oudere model te vervangen.

• Het minimaliseren van cyclustijden. De huidige benadering van Aeromet voor het bewerken van grote onderdelen is anders dan in de afgelopen jaren. Dit werd mede mogelijk gemaakt door de vooruitgang in de snijgereedschaptechnologie. Voornamelijk met behulp van frezen van Dapra, waarvan de winkel zegt dat ze een robuust snijvlak bieden, stapte Aeromet af van het nemen van zware sneden met relatief lage voedingssnelheden naar lichtere sneden met veel hogere voedingssnelheden. Dit leverde uiteindelijk hogere verspaningspercentages op. Het proces omvat ook het gebruik van een momentsleutel voor een consistente zitdruk van de wisselplaat en het vervangen van de wisselplaatschroeven na elke acht wisselplaatwisselingen.

• Bestudeer en verbeter processen. Aeromet maakt gebruik van de kennis van haar gehele personeelsbestand om het afval van haar activiteiten en processen te verminderen. Dit wordt mogelijk gemaakt door wekelijkse teamvergaderingen die worden bijgewoond door iedereen die heeft bijgedragen aan recent voltooide taken. Operators, programmeurs, ontwerpingenieurs, inspectiepersoneel en anderen beoordelen alle stappen die betrokken zijn bij de productie van een onderdeel om gevallen te identificeren waarin de gebudgetteerde tijd voor specifieke stappen werd overschreden. De winkel heeft zelfs specifieke stappen op video opgenomen. Dit wordt niet gedaan als een politie-inspanning, maar als een poging om te onthullen waar bepaalde processtappen kunnen worden gestroomlijnd. Het gebruik van schaduwborden voor het efficiënt opbergen en ophalen van gereedschap, het in de rij zetten van materiaal voor aankomende klussen en het voorinstellen van snijgereedschappen zijn allemaal resultaten van dergelijke continue verbeteringsbijeenkomsten.

Talent cultiveren

Het vinden van de juiste medewerkers op de werkvloer is ook de sleutel tot het succes van een winkel als Aeromet. Aeromet vindt echter niet zozeer medewerkers, maar cultiveert ze. De winkel zet het leerwerkprogramma op de middelbare school voort waarmee het in 1977 begon. In feite zijn de meeste mensen die er momenteel werken, afgestudeerd aan dat programma. Het programma wordt geleid door de Valparaiso Area Apprenticeship Advisory Council, waarvan de heer Wahlberg lid is van de adviesraad. In het vierjarige stageprogramma gaan studenten van het leren van basisbewerkingsvaardigheden naar programmeren en andere geavanceerde winkeltaken. De winkel heeft doorgaans minimaal een paar leerlingen op de werkvloer, wat resulteert in een mooie mix van frisse, midden- en topfuncties. Niet elke leerling komt uit, maar het nadeel van het niet ontwikkelen van je eigen talent weegt zwaarder dan het risico om een ​​van deze kandidaten te verliezen.

Operators werken, programmeurs programmeren

Bij Aeromet bedienen operators de werktuigmachines, maar programmeren ze ze niet. Daar is een goede reden voor, legt de heer Wahlberg uit. Toen de werkplaats vele jaren geleden begon met het integreren van CNC-machines, werden operators opgeleid om de werkvloerprogrammering op de machine uit te voeren. Nu wordt er een CAM-programma gemaakt voor elke klus die door de winkel loopt. De CAM-programmeurs maken ook instructiepakketten waarin duidelijk wordt uitgelegd hoe elke taak moet worden opgezet en uitgevoerd. Gereedschappen worden ook vooraf ingesteld, getagd en op een kar geplaatst voor de machinist. Hierdoor kunnen operators met een bescheiden ervaring de meeste taken in de winkel uitvoeren. En als zich een probleem voordoet, wordt aangenomen dat het proces de schuldige is, niet de operator. Dit wetende, hoeven operators niet te staan ​​kijken naar de machine die de machine freest of onderdelen draait, waardoor ze meer tijd hebben om meerdere machines te bedienen. Bovendien voorkomt deze strategie dat "ervaren" operators het programma on-the-fly aanpassen, omdat de tijd die nodig is om de wijziging door te voeren vaak groter is dan de potentiële tijdwinst na implementatie van de wijziging. Dat gezegd hebbende, worden operators aangemoedigd om voorgestelde proceswijzigingen rechtstreeks op het instructiepakket van de taak te schrijven, zodat de programmeur het pakket later kan beoordelen als die specifieke taak zich herhaalt.