Winkel deelt Lights-Out geleerde lessen

Rond 15.00 uur elke weekdag begint het personeel van de Custom Tool-winkel met het opzetten van draaicentra om banen 's avonds uit te voeren.

Voor de gebroeders Young begon de automatisering van de werkvloer door een staafaanvoer toe te voegen aan een bestaand CNC-draaicentrum.

Dit gebeurde zeer snel nadat Gillen en Bob Young in 2008 Custom Tool van Cookeville, Tennessee kochten. (Gillen is president; Bob is vice-president.) De staafaanvoer, waardoor een tweeassig CNC-draaicentrum zonder toezicht lange stukken van tijd tijdens bemande dagen, betekende een significante verschuiving in de winkelcultuur in vergelijking met hoe het bedrijf voorheen werd geleid. Dat wil zeggen, het automatiseren van een handmatige taak werd nooit overwogen in die mate dat zelfs looncheques nog met de hand werden geschreven voorafgaand aan de bedrijfsovername.

Tegenwoordig zijn er verschillende automatiseringsvoorbeelden geïmplementeerd en de winkel profiteert er op verschillende manieren van. Er kunnen bijvoorbeeld twee nieuwe Y-as draaicentra met staaftoevoer met subspindels, onder spanning staande gereedschappen en onderdelenverzamelaars worden ingesteld om 's nachts te draaien met als doel onderdelen compleet te machinaal bewerken en tegelijkertijd zoveel mogelijk productietijd te krijgen uit de beschikbare 15,5 uur die de winkel is niet bemand. Werknemers op de werkvloer, waarvan velen nu verlost zijn van het simpelweg laden en lossen van machines, kunnen beter nadenken over en suggesties doen voor manieren waarop processen kunnen worden verbeterd. Vaak hebben deze nuttige suggesties betrekking op het automatiseren van bestaande handmatige taken (zoals het integreren van het ontbramen van onderdelen in de bewerkingscyclus). Bovendien heeft nieuwe inspectietechnologie een aantal meetroutines geautomatiseerd voor meerdere onderdelen die 's nachts zijn bewerkt.

Custom Tool heeft onlangs ook het verzamelen van gegevens geautomatiseerd voor zijn planningsstrategie voor "productielogboeken", die het ongeveer 10 jaar geleden heeft opgesteld. Het productielogboek, dat de ruggengraat van zijn werking is geworden, laat zien hoe effectief de machines van de winkel gedurende een dag waren in verhouding tot de verwachte dagelijkse productievolumes, en laat zien hoeveel "gestolen tijd" de winkel in zijn zak steekt. (Dit is de bijnaam van de broers voor de onbemande 15,5 uur per avond.) Het helpt ook bij het identificeren van banen die zinvol zijn voor nachtelijke productie, aangezien de winkel het percentage van de jaarlijkse verlichtingsuren wil verhogen tot 50% of meer van zijn totale productie. Zoals Bob zegt, komt die hoeveelheid onbeheerde bewerkingstijd overeen met een tweede bemande ploeg tegen veel lagere kosten.

Na de staafaanvoer

Bob Young beheert de siteactiviteiten, terwijl Gillen (die ook werkt als de hoofdarchitect van IoT-oplossingen voor AT&T Consulting) is gevestigd in Atlanta, Georgia (hoewel hij de winkel zo vaak als de tijd het toelaat) bezoekt. De twee besloten Custom Tool te kopen nadat Bob, die voorheen voor een distributeur van bewerkingsmachines werkte, werd benaderd door de voormalige eigenaren die bijna met pensioen gingen en op zoek waren naar een exit.

Deze brandstoffitting is de eerste klus die de winkel 's nachts zonder toezicht heeft uitgevoerd. Het gebruikte redundante gereedschappen voor de twee draadsnijbewerkingen om de gereedschapsslijtage te compenseren en verdubbelde het aantal onderdelen dat zonder licht bewerkt kon worden. Sinds deze foto is gemaakt, is de werkplaats ook begonnen met het gebruik van een speciaal gereedschap om in-cycle ontbramen uit te voeren om een ​​secundaire, handmatige ontbraambewerking te elimineren.

Het werd de broers meteen duidelijk dat veranderingen in de bedrijfscultuur essentieel waren. De twee begonnen te werken aan het bijbrengen van een mentaliteit van continue verbetering met het oog op het zoveel mogelijk implementeren van automatisering. Gezien het natuurlijke verloop, namen ze een aantal nieuwe mensen aan, veel relatief jong en onervaren, die meer openstonden voor het omarmen van geavanceerde technologie en meer geneigd waren om manieren voor te stellen om processen te stroomlijnen.

Na de voordelen van onbemande bewerking van dat eerste draaicentrum met staafvoeding te hebben gezien en een tijd voor ogen te hebben waarin verspanen zonder licht werkelijkheid zou worden, deed Custom Tool in 2012 een substantiëlere investering door een Y-as Okuma LB3000 EX Spaceturn toe te voegen met live tooling, een subspil en een Edge Technologies staafaanvoer om volledige bewerking voor sommige onderdelen mogelijk te maken. De winkel heeft in 2016 nog zo'n machine toegevoegd en een derde in januari 2019.

Dat gezegd hebbende, kostte het tijd om de vruchten te plukken van machinale bewerkingen zonder licht. De werkplaats moest vertrouwd raken met de nieuwe apparatuur en moest werken om mogelijke nachtelijke machinale bewerkingen te valideren. Daarna begon het banen voor steeds langere tijdsperioden tot in de avond uit te voeren, totdat de winkel er volledig zeker van was dat ze met succes de nacht door konden komen. Bij het opzetten van betrouwbare onbeheerde processen is rekening gehouden met verschillende elementen en de winkel heeft gaandeweg een aantal lessen geleerd. Sommige hiervan hebben betrekking op:

• Koelsysteem. Onverwachte dalingen van de koelmiddeldruk of onderbroken koelmiddeltoevoer kunnen ertoe leiden dat gereedschappen breken. Machines die 's nachts draaien, hebben meer onderhoud nodig dan machines die slechts één shift draaien. Dus als een boosterpompfilter doorgaans om de paar dagen wordt gecontroleerd voor een machine die één dienst draait, moet dat filter nu elke dag worden gecontroleerd. Bovendien is het tweede Y-as-draaicentrum van Custom Tool voorzien van een controller die een signaal stuurt om de machine te stoppen als er een probleem met het koelsysteem wordt gedetecteerd.
• 

  Het is belangrijk om rekening te houden met spaanbeheer bij het ontwikkelen van een bewerkingsproces zonder licht, zoals Bob Young uitlegt aan Senior Editor Lori Beckman. Deze unit is voorzien van transporttanden waardoor hij lange, vezelige aluminiumspanen beter kan verwerken wanneer het draaicentrum 's nachts onbeheerd draait.

  Spaanband. Niet alle spanentransporteurs zijn hetzelfde. Het eerste Y-as-draaicentrum van Custom Tool heeft een conventionele unit, maar de tweede heeft een Hennig-unit met tanden op de transportband. De gebroeders Young zeggen dat deze transportband effectiever lange, vezelige spanen verwijdert die gewoonlijk worden geproduceerd bij het bewerken van aluminium, dus het is waarschijnlijker dat ze 's nachts aluminiumklussen op deze machine uitvoeren dan op de andere. Dit elimineert het "vogelnesten" van chips, wat het onderdelenverzamelsysteem kan verstoren.
• Onderdelenverzameling. Aanvankelijk deed de spaanbunker ook dienst als onderdelenverzamelaar. Nu heeft elk draaicentrum een ​​geïntegreerde onderdelenverzamelaar. De grootte van de collectoren moet het productievolume 's nachts kunnen opvangen. Als de capaciteit te klein is, is het aantal grote onderdelen dat 's nachts kan worden geproduceerd beperkt. Bovendien komt er koelvloeistof naar buiten met elk onderdeel dat wordt opgevangen, dus er is een manier nodig om de koelvloeistof uit de onderdelenverzamelaar en terug naar het carter van de machine te laten lopen.
• Stafaanvoer. Als onderdelen voor een taak groot zijn, kan de capaciteit van een staafaanvoer het aantal onderdelen dat 's nachts kan worden bewerkt, beperken. Aan de andere kant, als de cyclustijden erg snel zijn, is het mogelijk om al het geladen barstock te verbruiken, wat betekent dat iemand naar de winkel zou moeten komen om het materiaal aan te vullen, zodat de productie van onderdelen van de ene op de andere dag niet wordt verminderd.
• Overbodige tooling. Een brandstoffittingonderdeel met twee soorten schroefdraad was de eerste taak die Custom Tool instelde om 's nachts te draaien met behulp van redundante tools. Toen deze taak werd uitgevoerd terwijl een machinist paraat stond, kon die machinist zien wanneer een offsetverandering nodig zou kunnen zijn vanwege gereedschapsslijtage. De werkplaats ontdekte echter dat hij die taak aanvankelijk maar vier uur kon laten branden, omdat op dat moment de offset-aanpassingen nodig waren voor de twee draadsnijgereedschappen. De werkplaats besefte dat en begon overtollige draadsnijgereedschappen te gebruiken, en riep op tot een gereedschapswissel bij een bepaald aantal onderdelen net voordat gereedschapsslijtage een probleem werd. Hoewel de werkplaats niet alle potentiële levensduur uit zijn inzetstukken voor draadsnijgereedschap haalt, rechtvaardigt de extra tijd dat de machine zonder toezicht kan draaien dit.
• Belastingbewaking. Met de mogelijkheid om de belasting van de spil te bewaken, betekent dit dat een gereedschap is gebroken wanneer de belasting naar nul gaat. Deelprogramma's zijn zo geschreven dat de machine op dat punt stopt in plaats van door te gaan met het uitvoeren van de taak en het risico bestaat dat de volgende gereedschappen kapot gaan.
• Meetcapaciteit. Het is fijn als honderden onderdelen 's nachts kunnen worden bewerkt, maar die onbeheerde productie heeft veranderd wat sommige Custom Tool-werknemers op de werkvloer doen om elke dag te beginnen. Er moet tijd worden gereserveerd voor het scheiden van onderdelen, inspectie, evaluatie van de machine en het instellen voor de volgende klus. De inspectie van onderdelen werd zelfs een knelpunt toen de winkel voor het eerst de productie zonder verlichting implementeerde. Om inspectieroutines te versnellen, heeft Custom Tool een Keyence IM-serie beelddimensiemeetsysteem toegevoegd, dat automatisch tal van externe onderdeelkenmerken kan meten en registreren op een of meer onderdelen die op het apparaat zijn ingesteld.

Productieregistratie automatiseren

Het productielogboek dat Bob in 2011 heeft geïmplementeerd, laat zien hoe productief de negen CNC-machines van de winkel en één robotlascel elke dag zijn door het dagelijkse geplande werk voor elk te vergelijken met de daadwerkelijk gerealiseerde productie. Het laat ook zien hoe effectief de winkel gebruik maakt van de beschikbare nachtelijke uren.

Het geautomatiseerde gegevensverzamelingssysteem verzamelt productie-informatie van machines om de 20 minuten. Het haalt ook taakgegevens uit de ERP-software van de winkel. Rapporten kunnen vervolgens worden gemaakt om productielogboekinformatie meer grafisch weer te geven. Fotocredit:aangepaste tool

Tot voor kort werden al deze gegevens handmatig verzameld. Elk uur registreren medewerkers elk uur de productienummers van onderdelen voor elke machine en voeren deze waarden en machinestatuscodes in het productielogboekspreadsheet in. De winkel streeft ernaar de waarden van de codes 10 en 15 te maximaliseren, die respectievelijk de productietijd tijdens de dagploeg van de winkel en de onbeheerde productietijd 's nachts vertegenwoordigen. Door deze waarden te vergelijken met de verwachte dagelijkse productie, blijkt het werkelijke machinegebruik, zegt Bob. Andere codes, zoals die voor instelling, herbewerking en wachttijd voor materiaal, gereedschap of aandacht van de operator, werpen licht op hoe lang het precies duurt om een ​​taak te voltooien naast de werkelijke bewerkingstijd.

Er zijn gemeenschappelijke variabelen ingesteld om de status van elke taak bij te houden. Het aantal onderdelen wordt afgehandeld door de G-code en wordt met één verhoogd elke keer dat een onderdeelcyclus is voltooid. Andere variabelen vereisen invoer van de operator. Deze omvatten het rundoel (de machine pauzeert wanneer het aantal onderdelen die waarde bereikt), taaknummer (dit staat vermeld op de taakreiziger) en productielogcode (dit geeft aan wanneer de productiestatus is gewijzigd).

Het productielogboek helpt bij het identificeren van processen die zich lenen voor lichtuitschakeling. Als een machine die is ingesteld om de hele nacht te draaien niet in de buurt komt van de 15,5 beschikbare uren, is het mogelijk dat deze taak niet goed geschikt is om 's nachts te draaien. Of, als de ene machine de hele nacht draait en de andere de halve nacht, is het misschien logisch om de taak die slechts de helft van de nacht heeft gedraaid naar een andere machine te verplaatsen en deze te vervangen door werk van de andere, langer draaiende machine om een ​​hogere bezettingsgraad te bereiken. Het productielogboek dient ook als een soort dagboek, omdat het wordt gebruikt om problemen te documenteren zoals gereedschapsbreuken of storingen in de staafaanvoer waardoor machines niet aan de beoogde productiewaarden voldeden.

De winkel blijft werken aan het scenario waarin niemand elk uur machines hoeft te bezoeken om gegevens voor het productielogboek te verzamelen en in te voeren. Dit is te danken aan een geautomatiseerd gegevensverzamelings- en rapportagesysteem dat Gillen aan het ontwikkelen is dat gebruik maakt van een webgebaseerd, Industrial Internet of Things (IIoT) platform om gegevens te halen uit machines die agenten hebben voor het open-source MTConnect-communicatieprotocol en de bedrijfsgegevens. Jobboss enterprise resource planning (ERP) software. Het platform is Devicewise for Factory van Telit, een bedrijf dat IIoT-modules, software en connectiviteitsdiensten en software aanbiedt.

Lights-out-bewerking betekent dat veel onderdelen 's ochtends wachten op winkelpersoneel. Voor Custom Tool zorgde dit voor een inspectieknelpunt dat de winkel ertoe aanzette een meetapparaat voor beelddimensies toe te voegen om het meten van onderdelen voor kwaliteitscontrolepersoneel te versnellen.

Gillen zegt dat de voordelen van dit systeem zijn dat het kan worden gekoppeld aan een verscheidenheid aan controllers en dat er geen aangepaste programmering nodig is voor het verzamelen van gegevens. Het is geconfigureerd om automatisch alle gegevens op te halen die eerder handmatig van de machine werden verzameld (aantal onderdelen, machinecode en meer), evenals ERP-gegevens (taaknummer, taakbeschrijving, besteldatum, bestelhoeveelheid, leveringsdatum en meer) en winkels het in de wolk. Gegevens zijn toegankelijk via een webdashboard. Rapporten kunnen vervolgens worden gemaakt om meer grafisch weer te geven wat eerder beschikbaar was in de spreadsheet met productielogboeken.

Het systeem verzamelt sinds begin juni 2018 elke 20 minuten gegevens zonder een vermelding te missen voor een draaiende machine. Gillen zegt dat er veel goede producten voor machinebewaking beschikbaar zijn. Zijn technische achtergrond bood echter de mogelijkheid om een ​​interne oplossing te verkennen die de bedrijfsinformatie adresseert die de winkel het meest wil weten. Hij is ook van mening dat deze mogelijkheid om gegevens te verzamelen ook kan leiden tot nog geavanceerdere analyses, zoals het koppelen van snijtijd aan specifieke soorten snijgereedschappen of wisselplaten.