Swiss-Fabricatie Transformeren Met Geavanceerde Dataverzameling & Beheer

Digitale databeheer drijft toenemend productiestrategie, operaties en asset-allocatie in moderne productiebedrijven, echter, het verzamelen en vergelijken van bewerkingsdata op een uniforme manier kan een uitdaging zijn voor werkplaatsen met een mix van nieuwe technologie en legacy-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 ongeveer 100 machines waaronder meer dan 73 CNC Swiss-type draaibanken en 19 grotere CNC-draaibanken. C&M bedient industrieën variërend van luchtvaart en verdediging tot koper verbruiksmaterialen, vloeistofafhandeling, medisch, robotica en optica met productielopen van precisie-gefrezen producten tot 1.000.000 stukken of meer.

De heer Villemaire besefte dat gedetailleerde productiedatabeheer en -analyse zou helpen groei in nieuwe markten te faciliteren door efficiëntere planning en gebruik van productiemiddelen. "Eén van de dingen waar we consistent naar streven is beslissingen te sturen met data," zegt hij. Maar omdat de machines van de werkplaats van wijd uiteenlopende leeftijd en operatie zijn, was het moeilijk om nauwkeurige, consistente en vergelijkbare data te verzamelen. "We wilden een beter begrip krijgen van wat onze machines deden. We wisten dat sommige van onze machines de capaciteit hadden om met ons te praten en ons informatie in een dashboard-type formaat te geven, maar niet op een uniforme manier."

C&M stuurt CNC-programma's naar hun machines via een DNC (gedistribueerde numerieke controle) systeem, maar de werkplaats documenteerde traditioneel machine-output met tijdskaarten die handmatig werden ingevuld. Operators noteerden handmatig de uren die ze werkten en de onderdelen die ze produceerden, en reikten de kaarten in voor invoer in het ERP-systeem van de werkplaats. Dat proces werkte niet goed met meerdere kansen voor fouten.

C&M verwierf hun DNC-systeem van WireFreeCNC, een eenheid van Macdac Engineering. Macdac levert productiesoftware en -hardware producten 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-data vastlegt zodra het gegenereerd wordt. Het product stelt een fabrikant in staat om al zijn CNC-machine-tools en controllers (onafhankelijk van merk) te verbinden en elke machine's data in real-time te monitoren en beheren en die data door te sturen naar het ERP-systeem van het bedrijf.

DNC Voordelen

Excellerant MDC bouwt voort op MTConnect, FANUC Focas, OPC-UA, Haas MNET Q-Codes en andere machine-besturingsverbindingprotocollen, en het communiceert ook met legacy CNC-machines. Het pakket bestaat uit een softwarelicentie en hardware die een grafische display-tablet op elke machine-controller omvat. Het systeem telt onderdelen telkens als ze gecreëerd worden. Aan het einde van elke dienst, kwalificeert de operator het aantal goede onderdelen voltooid, en het totaal wordt automatisch in het ERP-systeem ingevoerd.

Met nauwkeurige data, is de werkplaats in staat om haar echte opbrengst beter te begrijpen. "We hadden niet echt goede cijfers om die dingen te kunnen bekijken vóór," zegt De heer Villemaire. "Dit systeem stelt ons in staat om dat te doen. Het is erg nuttig. We vertrouwen niet op handgeschreven tijdskaarten, en we vertrouwen niet op onze operators om C&M's opbrengst- en doorvoerberekeningen te drijven."

Shawn Bergeron, C&M's continuous improvement-leider, zegt: "De nauwkeurigheid van de informatie die in ons ERP-systeem binnenkomt is exponentieel beter dan wat het vóór was. Van een planningsperspectief, verbetert het veel dingen."

De onjuiste outputnummers die in het verleden veelvoorkomend waren, benadrukt De heer Bergeron, waren niet het resultaat van bedrog door machine-operators. "Ze wisten het gewoon niet," zegt hij. "We hadden gelegenheden waar onderdelen gewoon verdwenen. Bijvoorbeeld, we liepen 1.000 onderdelen, maar de operator had 700 in handen, dus hij dacht dat hij 700 gemaakt had. Eigenlijk werden de ontbrekende 300 onderdelen niet goed gevangen in de machine, en ze vielen in de spaanbak."

Zulke voorvallen beïnvloedden winstgevendheid. "Onze opbrengst wordt beïnvloed wanneer onderdelen in de machine verloren gaan. We hebben cyclusduur besteed, en we hebben materiaal en arbeid verbruikt om iets te maken dat we niet om kunnen draaien en aan een klant verkopen. Het is schroot ongeacht of het in de machine zit of niet, en het moet op die manier gerekend worden. Nu, door betrouwbare dataverzameling en root-cause analyse, weten we de issues die we moeten corrigeren," zegt De heer Bergeron.

De meest zichtbare voordeel van het implementeren van het Excellerant-pakket was eliminatie van tijdskaarten. C&M is ook aan het testen het verwijderen van additionele documentatie – telbladen die dagelijkse deeltellingen over meerdere diensten bijhouden. Het systeem doet dit automatisch, geeft operators een idee van waar ze staan ten opzichte van de te maken hoeveelheid voor de taak, voorkomend overruns. De informatie kan ook bevestigen dat de hoeveelheid materiaal op hand voldoende is om de vereiste deelhoeveelheid te voltooien. "Automatische documentatie bespaart 15 of 20 minuten voor de operators die ze kunnen herbestemmen voor het schoonmaken en klaarmaken van de machines voor de volgende dienst," zegt De heer Villemaire.

Het doel is om dataverzameling zoveel mogelijk te automatiseren. Dan kan management beginnen de data te analyseren en manieren vinden om om te gaan met opbrengstkwesties. "Gebruik van het systeem voegt ook waarde toe vanuit een klanttevredenheid oogpunt, aangezien we in staat zijn de nauwkeurigheid van onze kosten te verbeteren en onze waarde voor onze klanten te verhogen," zegt De heer Bergeron.

Cultuur Veranderen

Heelalgehele adoptie van geautomatiseerde dataverzameling vertegenwoordigt een significante culturele shift voor een 40-jarig bedrijf. De heer Villemaire beweegt C&M weg van de oudere manieren van doen door zichzelf om te geven met verse bronnen en ideeën. De heer Bergeron legt uit: "We hebben onlangs een operatiemanager en een kwaliteitsmanager aangenomen met een ander vaardigheidsset dan wat we eerder hadden. We hebben ook een financieel manager aangenomen. Dan probeert zich om te geven met een kernteam om deze organisatie te brengen waar het moet gaan op basis van feiten en data, niet op basis van emotie en een 'we deden het 30 jaar geleden zo' houding. Als we dat zo blijven doen, hebben we 30 jaar van nu geen plek om naartoe te gaan." Het bedrijf kijkt ernaar om 55 mensen in te huren over de komende drie tot vier jaar.

Betere Buy-In

Werknemers, en operators in het bijzonder, hebben de implementatie van het Excellerant-systeem meer openlijk omarmd dan wat De heer Bergeron anticipeerde. "Ik heb operators gehad die opmerkten dat we de informatie beter bijhouden," zegt hij. "Ze zien de waarde. Het is geen tool om mensen te reprimanderen. Dat is het allerlaatste wat we willen doen. We zouden het liever als een tool voor root-cause analyse en correctieve en preventieve acties vooruit gebruiken. De toekomstige voordelen zijn enorm."

Papierloze Omgeving

Een van de doelstellingen van het adopteren van geautomatiseerd databeheer is om te bewegen naar een papierloze omgeving, met name op de werkvloer. Een sleutel-element van die inspanning is een grafische display-tablet gemonteerd op elk machine-tool. Op de tablet, die een eenvoudige gebruikersinterface toont ontworpen voor duidelijke en logische functie, worden machine-tools voorgesteld door grafische iconen.

Een machine is meestal idle wanneer een operator inlogt. Na het invoeren van een werknemersnummer, verandert het icoon van de machine rood, wat aangeeft dat het in de opstelmodus is. Wanneer de opstelling voltooid is, verandert het icoon van rood naar oranje. Na het voltooien van de opstelling, inclusief het indienen van nominale afmetingen voor het eerste stuk, stelt het systeem een deeltelling in. Wanneer het eerste stuk bevestigd wordt als een goed onderdeel, kwalificeert de operator dat stuk in productie en begint de productierun. Tijdens de run kan de operator inloggen en de machine-output vergelijken met het productieschema en vereiste deeltotaal. Aan het einde van de run, vertelt de operator het systeem hoeveel goede onderdelen er gemaakt zijn. De grafische tablet-display is ook beschikbaar op desktop-computers in het werkplaatskantoor alsook op mobiele apparaten.

Papierwerk-reductie draagt ook bij aan regelgevingscompliance. Bijvoorbeeld, zegt De heer Bergeron dat gebruik van het Excellerant-systeem compliance met NIST (National Institute of Standards and Technology) standaarden vergemakkelijkt, met name cyber-beveiligingsstandaard SP800-171. Grote boetes zijn mogelijk in het geval van een datalekkage. "Dat vereist dat we erg voorzichtig zijn met de intellectuele eigendom van klanten zoals specificaties en tekeningen," zegt hij. "In veel gevallen is het deel van onze contractuele verplichting aan klanten om hun informatie te controleren en te garanderen dat het niet in de verkeerde handen valt." Het opslaan van informatie op de tablet op de machine beperkt het aantal klanttekeningen en specificaties op de werkvloer. "In sommige gevallen is de cyber-beveiligingsstandaard een soort barrière tot toegang tot een markt voor andere werkplaatsen," gaat De heer Bergeron door. "Veel van onze klanten, specifiek in het verdedigingsgebied, vragen ons of en wanneer we compliant zullen zijn."

Een Gevarieerde Mix Van Machine-Tools

C&M exploiteert meer dan 73 Swiss-type CNC-draaibanken inclusief machines van Star, Citizen en Tsugami. Grotere CNC-draaibanken omvatten machines van Miyano, Eurotech en Hardinge. Machine-besturingen zijn van FANUC en Mitsubishi. De heer Bergeron zegt dat het aantal en de verscheidenheid aan machines in de C&M-werkplaats een uitdaging vormde bij het verzamelen en standaardiseren van data. "Elke is enigszins anders dan de volgende, en we hebben veel oudere machines. Op de nieuwere machines, is het implementeren van Excellerant vrij snel en makkelijk; 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 vrijwel elke machine die we hebben, en we hebben zes nieuwe Citizen CNC Swiss-draaibanken waar we het aan toevoegen."

De werkplaats produceert onderdelen variërend in diameter van 0,03125 inch tot 1,5 inch op hun Swiss automatische draaibanken en tot 4 inch in diameter op de grotere draaibanken. "Dus, er is een redelijk groot verschil in de grootte van werk dat we kunnen doen samen met verschillende machine-mogelijkheden. We kunnen kijken naar wat onze verschillende machines capabel zijn en dienovereenkomstig plannen," zegt De heer Bergeron. Het bedrijf heeft veel werk gedaan om het beste machine-platform voor elke taak te bepalen, en het Excellerant-systeem helpt hen om deze keuzes beter te begrijpen.

De heer Bergeron zegt dat input op gebruik van het systeem grotendeels van de werkvloer komt. "Het komt niet van mij of iemand in management; het komt van de werknemers die het systeem elke dag gebruiken. En dat is waar het succes gaat liggen – in de werknemers die het adopteren en het voordeel van het systeem zien," legt hij uit. Sommigen van hen kunnen ingaan en een root-cause analyse doen voor deeltelling-issues. Voor anderen, zodra het op en draait, werkt het gewoon, zolang mensen de richtlijnen volgen. "Het is essentieel dat werknemers het systeem vertrouwen. Alles wat vereist is is fijn afstellen en aandacht voor detail. Onze machinisten zijn extreem detail-georiënteerd en produceren heel kleine onderdelen met extremijne fijne toleranties. Ik weet dat ze dit kunnen."

Belangrijke Kenmerken

De heer Bergeron merkt op dat een belangrijk kenmerk van het systeem Eagle Eye View heet, wat complete taakdetails biedt zoals klantinformatie, deelnummer, tekeningnummer, revisies, taakstatus, wanneer onderdelen besteld zijn, vervaldatums, en bijgewerkte bestelhoeveelheden.

Operatie Notities is een ander waardevol kenmerk, wat twee-richtingscommunicatie tussen het kantoor en de vloer mogelijk maakt. Zowel de operator als kantoorpersoneel kunnen een bericht typen dat op de tablet bij de machine alsook op dashboards op de achtergrond verschijnt. "Het kan zoiets simpels zijn als hoe goed de taak de vorige nacht liep en of er issues waren, informatie delen met de komende dienst," zegt De heer Bergeron. De werkplaats draait een eerste dienst en een gewijzigde tweede dienst; er kan een drie- of vier-uur gap zijn tussen dienstoverdracht van nacht naar ochtend. "Met Macdac ontwikkelen we de mogelijkheid om de Operatie Notities met het deelnummer op te slaan zodat de volgende keer dat de taak gepland is, de operators of andere werknemers de notities kunnen opvragen en weten hoe de taak eerder liep."

Waarde Van Toegankelijke Data

Betrouwbare, toegankelijke data belicht issues en brengt ze naar de voorgrond. "Als het niet voor je is en je niet aandacht besteedt en niet probeert er iets aan te doen, zul je nooit beter worden," zegt De heer Bergeron. "Nu we goede data binnenkrijgen, kunnen we opbrengstdata opvragen en analyseren op trends of patronen, of om te zien of er een bepaalde machine is die altijd een probleem is. Met nauwkeurige data, zijn er veel verschillende factoren die we kunnen begrijpen en gebruiken om onze faciliteit beter te runnen. De grote overgang nu is voor het middenmanagement-team om te beginnen met het benutten van het systeem om beslissingen te nemen."

De data stelt taken in op de juiste platforms te plannen. C&M had incidenten in het verleden waar een taak gepland was op een machine die niet beschikbaar was. Het Excellerant-systeem toont waar elke taak naartoe gaat en geeft inzicht in wat er op het moment aan de hand is. Het kan gebruikt worden om verkeer te sturen en beslissingen te nemen.

Geautomatiseerde Databeheer-Technologie Adopteren

Werkplaatsen die overwegen geautomatiseerde databeheer-technologie in te zetten, zullen het nuttig vinden om hun processen zo consistent mogelijk over het bord te maken. Als voorbeeld, criteria voor deeltellingen zouden gestandaardiseerd moeten worden indien mogelijk. Gezien de aard van C&M's onderdelen en machine-tools, zijn deeltellingen in het algemeen gebaseerd op afstekoperaties. Wanneer onderdelen gedraaid worden van

staaf-gevoede voorraad, betekent afsteken dat een onderdeel compleet is. In dat geval is het eigenlijk een operatietelling in plaats van een echte deeltelling. "Het is niet noodzakelijk knipperduidelijk wat je deeltellingen gaat geven," zegt De heer Bergeron. "Je moet er gewoon 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. Zoveel mogelijk standaardiseren maakt het makkelijker om te troubleshooten ook."

In de voorbereiding op de verandering naar geautomatiseerde dataverzameling, het benoemen van een projectleider of kampioen is cruciaal om te verzekeren dat de inspanning op weg blijft en dat er een duidelijk gedefinieerd contactpersoon is voor communicatie over eventuele vertragingen of andere voorvallen. Goed rapport met de leverancier van het databeheersysteem is essentieel.

De heer Bergeron benadrukt de noodzaak om een multidisciplinair team samen te stellen nog vóór het tekenen van een databeheercontract. "Het team zou moeten bestaan uit vertegenwoordigers van operaties, IT, en een kampioen van de werkvloer, maar het betreft eigenlijk veel mensen uit alle verschillende disciplines in de werkplaats," zegt hij. "De sleutel is om een idee van tevoren te krijgen van hoe het systeem zal werken. Die discussies kunnen beginnen, en de zaden kunnen geplant worden, zodat wanneer het systeem geïmplementeerd wordt, het niet allemaal volkomen nieuw is. Het vereist iedereen in de organisatie om tot een bepaalde mate te participeren."

De Toekomst Van Geautomatiseerde Dataverzameling

De heer Bergeron zegt: "Excellerant kan in elke operatie in het productieproces gebruikt worden, maar momenteel passen we het systeem nog niet tot zijn volle capaciteit toe. We gebruiken het op opstelling en productie op de machine-tools, en nog niet in eindinspectie, verzending, of andere aspecten van het proces. In de toekomst zullen we de technologie verder benutten en maximaal voordeel eruit halen. Het hele punt is om data te verzamelen en het terug te voeden in het systeem voor onze werknemers om te gebruiken. Ze weten beter dan iemand anders wat er aan de hand is."

De 'Vier C's' Van C&M

Parallel met het adopteren van automatische dataverzameling- en beheertechnologie, zocht C&M manieren om de identiteit en het doel van de organisatie te verduidelijken. Dan Villemaire zegt: "We hebben het betere deel van de laatste tweeënhalve jaar besteed aan het definiëren van de waarden van C&M. We zijn uitgekomen op 'De Vier C's Van C&M,' namelijk klantfocus, continue verbetering, collaboratie en gemeenschap."

"Natuurlijk is klantfocus ons primaire doel; onze klanten gelukkig maken en ervoor zorgen dat we doen wat ze van ons nodig hebben," zegt De heer Villemaire. "Collaboratie en continue verbetering gaan hand in hand; teamwork is essentieel om vooruit te gaan. Continue verbetering is een overgebruikte term, maar we streven er altijd naar om beter te doen. Het Excellerant-systeem stelt ons in staat om de data te verzamelen die we nodig hebben om verbeteringen te meten. Vroeger wisten we niet of we beter deden of niet omdat we de data niet hadden om dat te zeggen."

Met betrekking tot de vierde 'C', gemeenschap, "Het is tweeledig," zegt De heer Villemaire. "We zijn toegewijd om er voor elkaar te zijn en terug te geven aan de lokale gemeenschap. In de interne gemeenschap van ons bedrijf, hebben mensen persoonlijke issues of gebeurtenissen in hun leven waar ze ondersteuning nodig hebben en we nemen dat heel serieus. We beschouwen ons als een familie. We zijn er voor onze mensen; we zijn er om ze te backing."

Met betrekking tot de lokale gemeenschap buiten het bedrijf, voegt De heer Villemaire toe: "We doen voedselacties, we adopteren families voor Kerstmis, we zijn een sponsor voor de Boys and Girls Club en veel andere non-profitorganisaties. In 2019, is ons doel dat elk van onze werknemers acht uur – één betaalde dag – offsite gemeenschapsdienstwerk doet. We incorporeren die houding steeds meer in hoe we dingen hier doen. We doen veel dingen die mensen niet weten. Ik probeer teruggeven deel te maken van ons publiek beleid met onze werknemers en onze klanten. We geven terug. Het is belangrijk voor ons."

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

Macdac Engineering Inc. | 860-749-5544 | macdac.com