Precisie Funderingen: Metalex Manufacturing's 30-Voet Beton Meesterwerk

Stel je een 30-voet diepe machine tool fundering voor die 450 vrachtwagonladingen beton verbruikte, een put creëerde groot genoeg om het volume van drie Olympisch zwembaden te houden, en vereistde het positioneren van 200 montagebouten binnen een kwart inch van de gespecificeerde locatie. Dit is de fundering die Metalex Manufacturing, een job shop in de Cincinnati, Ohio voorstad Blue Ash, recent binnenin zijn Center for Advanced Large Manufacturing bouwde – een 40.000 vierkante voet, omgevingsgecontroleerde faciliteit ontworpen om een specifieke machine tool te huisvesten.

Deze machine, te installeren in het tweede kwartaal van 2012, zal een van de grootste van zijn soort in Noord-Amerika zijn. De sleuteldimensies van deze verticale draai- en freescentrum zijn vermeld in de bijschrift onder de eerste illustratie. De builder, Pietro Carnaghi van Milaan, Italië, heeft slechts twee andere machines van deze grootte naar Noord-Amerika geleverd.

Voor deze machine tool om succesvol te presteren, moet de fundering waarop het rust precies juist zijn. Er kunnen geen fouten of compromissen zijn. Het bouwen van deze massive fundering was echter slechts een van de uitdagingen betrokken bij het creëren van het Center for Advanced Large Manufacturing. Hoewel Metalex aanzienlijke ervaring heeft met buitengewoon grote werkstukken geproduceerd op buitengewoon grote machine tools, vertegenwoordigde de schaal en omvang van deze initiatief een enorme sprong voor het bedrijf. Het had nooit iets dergelijks geprobeerd. Toch was het bedrijf ervan overtuigd dat het kon voortgaan omdat het bouwde op andere "funderingen" – een sterke relatie met een technisch partner en mentor; een gung-ho, can-do winkelcultuur; en een heldere visie op toekomstige groei en kans.

Hier is een overzicht van elk van deze "funderingen" en waarom ze belangrijk zijn.

Kies een Sterke Technische Partner

Toen de planning voor dit project begin 2008 startte, werd het erg vroeg duidelijk dat het bedrijf zou profiteren van de begeleiding van een externe technische partner en mentor. Metalex keerde natuurlijk naar de Nuclear Operations Group (NOG), een zakelijke eenheid van Babcock & Wilcox, en een van de sleutelklanten die de winkel urgeerde om deze radicale expansie te maken.

Babcock & Wilcox NOG specialiseert zich in het ontwerp en de fabricage van grote componenten zoals zware-wand nucleaire componenten en vaten. Een van de belangrijkste productieplaatsen is in Mount Vernon, Indiana, nabij Evansville. Op deze locatie bewerkt het bedrijf zijn grootste componenten, inclusief zware drukvaaten. De site heeft de capaciteit om vaten te fabriceren en te bewerken van zoveel als 1.000 ton wanneer afgerond. Babcock & Wilcox NOG was toe aan het vinden van een betrouwbare subcontractant om zijn overflow werk in dit veld te behandelen. In het bijzonder zoekte de firma een job shop die de capaciteit van zijn eigen Pietro Carnaghi verticale draai- en freescentrum matchte.

Zoals het bleek, bleek de rol van deze technische partner/mentor essentieel. Het bedrijf was in staat om Metalex advies te geven over elke cruciale beslissing met betrekking tot het ontwerp en de constructie van het centrum, zoals het finaliseren van specificaties voor het gebouw, het selecteren van de juiste machine en het begeleiden van de installatie. Beide bedrijven stuurden teams naar elkaars faciliteit voor on-site consultaties meerdere keren tijdens het proces.

Een van de eerste beslissingen voor Metalex was machine selectie. De grootte van nucleaire componenten waarschijnlijk op zijn weg te weten was een startpunt. Andere taken die naar de geplande faciliteit kunnen worden getrokken omvatten mariene schroeven en turbine housings voor energieopwekking. Uiteindelijk bepaalden ze dat een bijna exacte duplicaat van NOG's machine in Mount Vernon de beste keuze was voor de Blue Ash faciliteit.

Echter, de eindbeslissing werd niet genomen totdat bezoeken aan Carnaghi's fabriek in Italië voltooid waren. Metalex steunde op de expertise van deze builder naast die van zijn staatsside mentor. Deze input was essentieel. Bijvoorbeeld, een Carnaghi-gecertificeerd architecturale ingenieur moest alle details met betrekking tot het ontwerp en de constructie van de machine's fundering aftekenen.

De geselecteerde machine is een Model AP72TMY-6500. Alleen na beslissing over een model kon de winkel de afmetingen en kenmerken van het gebouw om het te huisvesten bepalen, zegt Randy Black, de Metalex ingenieur die het machine selectieproces leidde. Bijvoorbeeld, met de Z-as ram volledig uitgezogen, bereikt de machine 55 voet vanaf de vloer. Naast dat, moest de toegewezen ruimte een 150-ton overhead kraan accommoderen. Deze en andere overwegingenidden het bedrijf om een 65-voet hoge plafond te specificeren die een gebied bedekt van ongeveer twee derde de grootte van een voetbalveld. Deze structuur, voltooid begin 2011, is omgevingsgecontroleerd, met een HVAC systeem ontworpen om een temperatuur van ±1°C van vloer tot plafond te handhaven. Zoals te zien is op de foto op de tegenoverliggende pagina, heeft het geen ramen of dakramen.

Babcock & Wilcox NOG was ook instrumentaal in het helpen van Metalex bij het bepalen van de initiële vereisten voor spanningsmiddelen, gereedschappen en CNC programmering. Eigenlijk koos de job shop ervoor om die van zijn mentor te matchen. De Indiana firma adviseerde Metalex ook om additionele verplaatsing op de Y-as van de machine te specificeren zodat werkstukken op de tafel verplaatst konden worden van de werkkring voor gemakkelijke overhead kraan toegang. Andere inzichten van NOG betroffen strategieën voor het implementeren van live tooling, de selectie van uitwisselbare koppen voor de ram (negen koppen werden besteld, inclusief een ontworpen voor vijf-as frezen) en veiligheidsfuncties zoals batterij backup voor de systemen die de hydrostatische lager onder de tafel handhaven.

Denk alsof Je op een Duikboot Bent

Duidelijk, Metalex denkt groot – grote onderdelen, grote machines, grote ideeën. Dit is mogelijk omdat Metalex een gegronde company is. Dat wil zeggen, het heeft een stevig gevestigde winkelcultuur die een proactieve, zelfredzame geest op alle niveaus voedt. Toch vertegenwoordigt het Center for Advanced Large Part Manufacturing een enorme sprong die deze cultuur op de proef stelt. Het roept grotere aandacht voor detail, een verhoogd veiligheidsgevoel en best practices, een diepere meesterlijkheid van technische complexiteiten en nauwere teamwerk dan ooit zuvor.

Het is moeilijk om de cultuur in een winkel te definiëren. Echter, het onderzoeken van twee indicatoren zal dienen om aan te tonen dat de cultuur bij Metalex "gegrond" is. IJzerig wordt een van deze gesymboliseerd door een duikboot. De andere is het bedrijfs bedrijfsmodel, "Interactie Zonder Grenzen".

Metalex's organisatiegrafiek is afgebeeld als een duikboot om het overkoepelende idee te benadrukken dat werknemers op elkaar moeten vertrouwen zoals zeelui op een vaartuig onder honderden voet water. Joe Ramsey, shop support leider, legt uit dat werkteams zelfgestuurd en wederzijds verantwoordelijk moeten zijn. "Zeelui op een duikboot kunnen niet rekenen op hulp van de oppervlakte om essentiële functies te handhaven. Op dezelfde manier hangen werknemersteams bij Metalex niet af van supervisie of micro-management van bovenaf om hun werk te doen," zegt hij.

Natuurlijk is dit grafiek meer dan slechts een memorabele afbeelding. In feite is het een gedetailleerde weergave van de interne structuur van het bedrijf die werkteams identificeert, hun verantwoordelijkheden uiteenzet en hun interacties diagrammeert. Vertrouwdheid met dit grafiek is een fundamenteel onderdeel van werknemerstraining bij Metalex, en het grafiek is gepost op talrijke conspicuous plekken rond de winkel.

De andere zeer representatieve indicator van winkelcultuur wordt samengevat door de uitdrukking, "Interactie Zonder Grenzen". Het brede concept achter die zin is dat alle Metalex werknemers bevoegd zijn om direct te interacteren met andere werknemers die beïnvloed worden door, of beïnvloeden, hun activiteiten. Dit weerspiegelt de platte aard van het managementstructuur van het bedrijf. Het vermijdt strikte hiërarchieën die de stroom van belangrijke informatie, suggesties voor verbetering en kwaliteitszorgen belemmeren. "Iedereen heeft een stem," zegt de heer Ramsey.

Dit principe wordt ondersteund door een gedetailleerde set van specifieke beleidsregels en praktijken. Prominente displays die dit principe en zijn toepassing versterken zijn door de hele winkel geplaatst.

Met deze winkelcultuur als fundering, was het aanpakken van het Center for Advanced Large Manufacturing project niet waarschijnlijk om uitdagingen te creëren waar het bedrijf onvoorbereid voor was. In feite is de consensus dat dit project dit aspect van de kracht van het bedrijf bevestigd en versterkt heeft.

Een Stevige Fundering Neemt Vorm Aan

De betonnen fundering voor het Carnaghi verticale draai- en freescentrum werd geïnstalleerd tijdens de zomer van 2011. Dit kronkelde maanden van eerdere voorbereiding en planning. Naast enkele van de basisfeiten over de fundering al gegeven, moet opgemerkt worden dat het succes van deze fase van het project de belangrijkheid van het hebben van zowel een sterke relatie met een technische partner/mentor als een sterke bedrijfscultuur exemplifieert.

Bijvoorbeeld, Rob McCabe, Metalex's onderhoudsmanager, werkte nauw samen met zijn tegenhanger bij Babcock & Wilcox NOG om te profiteren van die bedrijfs ervaring met het installeren van een vergelijkbaar massive fundering. Onder de "lessons learned" waren details over de optimale locatie van staal wapeningsstaven, juiste voorzieningen voor een elektrische aarding circuit, de waarde van redundante back-ups voor elk essentieel systeem betrokken bij het beton gieten proces (eenmaal gestart, kon elke "giet" niet onderbroken worden zonder de integriteit van het materiaal te degraderen), en checklists om de prestaties van de bouwcontractors te monitoren. De heer McCabe, die verantwoordelijk was voor deze installatie, schrijft dergelijke monitoring toe aan het virtueel foutloos maken van dit cruciale deel van het project.

Kenmerken van Metalex's bedrijfscultuur kwamen eveneens naar voren op dit moment. Succesvol coördineren van de complexe logistiek betrokken bij het installeren van deze fundering hing af van goede communicatie en teamwerk, zegt Brian Lawson, inkoopmanager bij Metalex. "Soms moesten onze besluitvormingsprocessen onconventioneel zijn," zegt hij. Bijvoorbeeld, contracteurs werden gekozen in follow-up sessies na back-to-back interviews. Op die manier kon het Metalex team ervoor zorgen dat de juiste vragen gesteld werden en antwoorden geëvalueerd terwijl input van contracteur interviews vers in gedachten was.

En geen beslissingen steunden op gokken. "Elke werknemer bij Metalex wordt gedrild op deze waarschuwing: Verberg niet wat je niet weet – leer wat je niet weet," legt de heer Lawson uit. "We stelden veel vragen op elke stap van de weg."

De Volgende Generatie

Sue en Werner Kummerle, de oprichters van Metalex, zijn het type zakelijke leiders die een duidelijke visie projecteren van waar het bedrijf naartoe gaat. Onder hun begeleiding ontstaat de "nieuwe generatie" van dit bedrijf, en het wordt gevormd door ten minste drie grote invloeden. Een van deze is duidelijk de nadruk op groot-onderdeel fabricatie, zoals gemanifesteerd in het Center for Advanced Large Manufacturing. Echter, andere invloeden die toevoegen aan de momentum achter deze ontwikkeling zijn werknemersbevoegding door het Interaction Without Boundaries bedrijfsmodel en een lopend, in-house leerlingprogramma. De Kummerles beschouwen alle drie als essentieel voor het creëren van de fundering waarop de toekomstige groei en voorspoed van het bedrijf zal worden ondersteund.

Als een stap in deze richting, was het creëren van het Center for Advanced Large Manufacturing zeker een zet die tegelijkertijd moedig, uitdagend en niet zonder risico was. Toch was deze stap in lijn met de geschiedenis en traditie van het bedrijf.

Toen de Kummerles Metalex in 1971 startten, vestigden ze het in wat toen een tamelijk afgelegen gebied was ongeveer 15 mijl direct ten noorden van downtown Cincinnati. Ze wilden ruimte om te groeien. Na snel een reputatie te vestigen voor precisie bewerking van complexe onderdelen in moeilijke materialen, deed het bedrijf dat ook. Het voegde klanten toe in de auto-, defensie- en luchtvaartindustrie. De productieruimte werd meerdere keren uitgebreid. Ondertussen bloeide de omringende gebied ook, werd een van de snelstgroeiende voorsteden in groter Cincinnati tijdens de jaren '80 en '90.

Tijdens deze tijd begon de winkel zich te concentreren op groot-onderdeel bewerking, en verwierf machine tools met steeds grotere capaciteit. Vandaag is Metalex thuis bij een aantal ongewone grote bewerkingsbronnen. Opvallende voorbeelden omvatten een WFL120 Millturn, een Makino T4 vijf-as titanium bewerkingscentrum, een StarragHeckert STC-1600 vijf-as HMC, een Deckel Maho DMC FD 340 universele frees-/draaicentrum en een WaldrichSiegen rol slijpmachine.

Met bewezen mogelijkheden in groot-onderdeel bewerking, werd Metalex vaak benaderd om offertes te geven op klanten grote werkstukken. Een sleutellessen die de winkel leerde toen het capaciteit toevoegde om aan deze verzoeken te voldoen is dat succesvol afhandelen van een klant grootste werk waarschijnlijk resulteerde in terugkerende contracten voor kleiner werk van dezelfde klant. Dit feit suggereerde een groeistrategie. Naar werkelijk grote werkstukken gaan zou helpen de rest van de winkel goed geladen te houden.