Преодоление трудностей

Gentz ​​Industries в Уоррене, штат Мичиган, является одним из тех магазинов, которые одни поставщики любят иметь в качестве клиентов, а другие нет. Наличие Gentz ​​в качестве хорошего клиента сделает поставщика лучше, и все остальные клиенты также выиграют.

Генца можно назвать «сложным». Тем не менее, преодоление трудностей — лучший способ стать сильнее. Дело не в том, что компания «сложная», «требовательная» или «всегда торгующаяся». Наоборот, она удивительно открыта, сотрудничает и справедлива. Проблема в том, что Gentz ​​занимается исключительно сложными производственными требованиями в аэрокосмической отрасли и производстве электроэнергии. Изготовление сложных компонентов газотурбинных двигателей для коммерческого и военного рынка является основной частью ее бизнеса. К этим компонентам относятся камеры сгорания, корпуса турбин высокого давления и выхлопные трубы. В дополнение к процессам обработки с ЧПУ, таким как токарная, фрезерная и электроэрозионная обработка, цех имеет большой опыт в области формовки листового металла с использованием гидравлических прессов, лазерной резки, гидроабразивной резки, гидроформовки и других процессов. Возможно, его самая выдающаяся способность заключается в сборке многочисленных обработанных и формованных деталей в готовые изделия с использованием сварки TIG, электронно-лучевой сварки, пайки в вакуумной печи и других передовых методов соединения.

Излишне говорить, что требования к качеству компонентов реактивных двигателей чрезвычайно строгие, и выполнение этих требований является главным приоритетом Gentz ​​— от этого зависит репутация магазина в отрасли. Другими важными проблемами являются эффективность и контроль затрат, которые определяют прибыльность магазина.

Примечательно, что за последние пару лет компания Gentz ​​изменила подход к покупке режущего инструмента. В тот же период она также изменила свою философию в отношении инвестиций в станки. Эти изменения — одна из причин, по которой компании удается постоянно сокращать время обработки, сокращать количество наладок и сводить к минимуму манипуляции с деталями, постоянно достигая целевых показателей качества и затрат. Интересно, что Gentz ​​тратит больше средств на специально разработанные пластины и индивидуальные державки, в то же время отказавшись от покупки дорогих высококачественных станков. Однако в обоих случаях это свидетельствует о том, что компания стала более осознанно относиться к ценностям.

Осознание стоимости, когда речь идет о расходах на режущий инструмент, а также об инвестициях в станки, имеет большое значение. Эта компания покупает много режущих инструментов. По словам Марка МакВильямса, менеджера по закупкам, магазин тратит около 1,25 миллиона долларов в год на твердосплавные пластины. Gentz ​​также закупил довольно много станков, особенно в прошлом году или около того, когда он увеличил производство корпуса турбины для реактивного двигателя Pratt &Whitney 150. С начала 2007 года компания установила 10 новых станков с ЧПУ.

Чтобы получить максимальную отдачу от своих расходов на твердосплавные пластины и сопутствующие режущие инструменты, Gentz ​​разработала очень необычный подход к работе со своим основным поставщиком режущего инструмента Seco Tools (Трой, Мичиган) и местным дистрибьютором Seco, E &R Industrial. . Цех ежемесячно проводит форумы, на которых представляет этим поставщикам свои самые насущные проблемы обработки. Эти форумы добились заметного успеха в токарных приложениях, хотя фрезерование также принесло пользу.

Хотя новая философия, которой следует Gentz ​​в отношении инвестиций в станки, может быть и не столь новаторская, она заслуживает не меньшего внимания. Вплоть до последних 2 или 3 лет в магазине преобладал принцип «вы получаете то, за что платите», который преобладал при покупке новых машин. Это привело к тому, что магазин приобрел в основном дорогие машины, многие из которых были из Японии. Хотя эти машины по-прежнему высоко ценятся как высокопроизводительные активы, компания выбрала другое направление. Для самых сложных операций токарной обработки инконеля и других экзотических сплавов Gentz ​​приобрела ряд тайваньских станков, таких как горизонтальные токарные станки и VMC от Johnford и вертикальные токарные станки от You Ji. Это изменение мышления во многом связано с усилиями американского импортера Absolute Machine Tools (Лорейн, Огайо) и его дистрибьютора Single Source Technologies. Эти машины соответствуют строгим критериям производительности Gentz ​​и представляют собой «больше машин за деньги». По словам Роджера Бартолемея, исполнительного директора Gentz, обращение к машинам тайваньского производства позволило цеху приобрести как возможности, так и мощности, необходимые для удовлетворения растущего спроса на компоненты реактивных двигателей.

Мастерская по ремонту и сборке комплектующих

Хотя подход Gentz ​​к некоторым отношениям с поставщиками может быть нетипичным, магазин выделяется в других аспектах. Он производит большие партии сложных деталей в небольших объемах. Продукты OEM составляют от 80 до 85 процентов его продаж. От 15 до 20 процентов продаж приходится на «капитальный ремонт» — ремонт, восстановление и модернизацию важнейших деталей реактивного двигателя. Поскольку капитальный ремонт часто должен быть завершен немедленно, чтобы вернуть самолет в воздух, Gentz ​​следует принципам «производства с быстрым реагированием», разновидности методов бережливого производства, подходящих для условий мастерской. Станки располагаются в ячейках, самодостаточных в выполнении набора операций. Быстрая переналадка, стандартизированная оснастка и визуальное производство (все в поле зрения и четкая маркировка для надежной идентификации) практикуются во всех цехах.

Компания развивалась в этом направлении в течение многих лет, но с момента своего основания в 1949 году оставалась верной своим корням в качестве аэрокосмической мастерской. Текущее местонахождение компании в Уоррене находится недалеко от ее первоначального местоположения. Его последнее расширение, завершенное в декабре 2007 года, увеличило общую производственную площадь примерно до 132 000 квадратных футов. В Gentz ​​также растет штат сотрудников, который приближается к 300.

Подход компании к производству действительно комплексный. Его инженеры работают с конструкторами клиентов над улучшением не только технологичности компонентов, но и их ремонтопригодности. Gentz ​​может разрабатывать руководства по ремонту и техническому обслуживанию по мере разработки производственных процессов OEM и предоставлять ремонтные пакеты с доставкой готовых компонентов. Однако производственные процессы не остаются неизменными после запуска. Обдумывание способов рационализации операций и снижения затрат начинается сразу же.

Кажущийся парадокс заключается в том, что компания одновременно и осторожна, и агрессивна в отношении попыток улучшить свои производственные процессы. Компонент может представлять добавленную стоимость в десятки тысяч долларов к тому времени, когда он достигает определенной операции. Если эта работа стабильна и предсказуема, магазин по понятным причинам опасается изменений, которые могут нарушить статус-кво. Когда статус-кво представляет собой узкое место, чрезмерное потребление фрезы, сопротивление автоматизации или другие неидеальные уровни производительности станка, мастерская активно ищет лучший способ.

Это одна из причин, почему взаимодействие с поставщиками станков и производителями режущего инструмента имеет большое значение для Gentz.

ФОРУМЫ ПО ИНСТРУМЕНТАМ

Ежемесячные «инструментальные форумы» — хороший пример того, как Gentz ​​выводит взаимодействие с поставщиком на новый и выгодный уровень. Среди участников есть сотрудники Gentz, которые представляют отделы программирования ЧПУ, проектирования и закупок. Г-н Бартоломеи и Джим Стивенс, менеджер по производству комплектного оборудования, обычно являются частью команды Gentz ​​на этих встречах, что свидетельствует об уровне поддержки этого процесса высшим руководством.

Белинда Смит, прикладной инженер Seco, обычно присоединяется к своим коллегам из E&R Industrial на этих встречах. Когда пару лет назад впервые возникла идея проведения этих форумов, приглашение принять участие было направлено другим производителям режущего инструмента, чья продукция использовалась в Gentz, но Seco была единственной, кто с энтузиазмом воспринял эту концепцию.

Совещания обычно посвящены конкретной операции, требующей внимания. По сути, эти форумы дают Gentz ​​возможность бросить вызов поставщику инструментов, чтобы найти лучший способ выполнения этой операции. После выявления областей, вызывающих озабоченность или неудовлетворенность, группа обсуждает варианты и альтернативы, прежде чем принять решение о конкретных проектах по улучшению. Этим проектам присваивается приоритет, и они добавляются в «реестр действий» — список текущих проектов, который включает дату начала, предполагаемую дату завершения и примечания о конкретных плановых показателях, которые необходимо выполнить. Реестр действий является главным итогом каждого из форумов, которые обычно длятся около 90 минут.

Часто Seco разрабатывала новые сплавы режущей кромки, геометрию пластин или покрытия пластин в соответствии с требованиями регистра действий. Когда эти «специальные продукты Gentz» зарекомендовали себя в цехах, некоторые из них, скорее всего, станут стандартными товарами в каталоге Seco. Другие представляют собой уникальные решения уникальных проблем, связанных с передовыми конструкциями заготовок Gentz.

Команда Gentz ​​понимает, что вопросы стоимости должны быть сосредоточены на стоимости резки, а не на стоимости резака. Специально разработанный инструмент, вероятно, будет стоить дороже, иногда значительно дороже, чем стандартный предмет. Анализ стоимости детали помогает сделать очевидным и оправданным стоимость более дорогостоящей пластины или узла фрезы. Точно так же команда признает, что она должна быть открыта для концепций, которые бросают вызов ее представлениям о методах инструментальной обработки. Это может означать использование инструмента на скоростях или подачах, которые вызывают некоторую нервозность во время пробного резания.

Одним из первых примеров успешного сотрудничества между Gentz ​​и Seco была операция по фрезерованию резьбы в корпусе камеры сгорания из инконеля. Основываясь на информации от поставщика инструмента, мастерская смогла сэкономить более 60 000 долларов США в год за счет сокращения времени на выполнение 52 резьбовых отверстий в каждом корпусе и отказа от ручной резьбы для обработки каждого отверстия. При первоначальной разработке производственного процесса для этой детали мастерская хотела использовать резьбофрезу 0,156 дюйма. К сожалению, фрезы такого размера от других поставщиков не могли нарезать резьбу до полного размера без поломки. В результате мастерской пришлось довольствоваться более крупной резьбовой фрезой, которая была не такой слабой, выполняя три легких прохода в каждом отверстии и оставляя резьбу меньшего размера. Ручная врезка каждого отверстия до полного размера требовала в среднем дополнительных девяноста минут на обсадную трубу.

Г-жа Смит полагала, что цех все еще может производить отверстия нужного размера с помощью резьбофрезы 0,156 дюйма из серии Seco Threadmaster. Эти цельные твердосплавные инструменты имеют микрозернистую структуру карбида и покрытие TiCN. Однако пришлось внести и другие изменения. Чтобы оптимизировать условия резания для этого сплава, скорость подачи должна быть удвоена до 194 дюймов в минуту, а скорость вращения шпинделя — до 5000 об/мин (максимальное, на что способен станок). Она настаивала на том, что переход на термоусадочную систему крепления инструмента также будет необходим, чтобы свести к минимуму биение при этих настройках. Даже процедуры программирования должны быть изменены. Хотя предлагаемые изменения поначалу казались экстремальными, логика системного подхода была убедительной. В ходе испытаний новая резьбовая фреза показала свою прочность и износостойкость для изготовления полноразмерной резьбы за два прохода вместо трех.

Из этого опыта было извлечено несколько уроков. Во-первых, было важно привлечь к обсуждению инженеров, программистов и производственный персонал. Во-вторых, важно было учитывать не только режущий инструмент, но и резцедержатель, параметры обработки и процедуры программирования. Кроме того, необходимо было, чтобы представитель производителя режущего инструмента присутствовал на испытаниях механической обработки, чтобы убедиться, что все рекомендации выполняются в полном объеме и что пробные резы выполняются корректно.

ПЕРЕОСМЫСЛЕНИЕ ЦЕННОСТИ

Хотя никогда не поздно улучшить операцию, разработав новое инструментальное решение, гораздо сложнее преодолеть ограничения или неэффективность, связанные с ограничениями станка. Поскольку Gentz ​​полностью разбирается в своих деталях, начиная с проектных замыслов и заканчивая циклами обслуживания и ремонта, компания использует это понимание для четкого формулирования требований к новым машинам. Тем не менее, гибкость и прагматичность сослужили магазину хорошую службу. Например, недавний переход на «недорогие» машины из Тайваня согласуется с характерной для компании открытостью к изменениям.

В последнее время цех сосредоточился на увеличении производства тонкостенных корпусов и кожухов из жаропрочных сплавов, таких как Inconel 718, материал, с которым он часто сталкивается. Спрос на эти детали резко вырос, особенно сейчас, когда у Gentz ​​есть новые контракты на поставку корпусов турбин двигателей Pratt &Whitney 150. Как правило, как внешний, так и внутренний диаметр этих деталей характеризуются сложными контурами и канавками с высокими требованиями к чистоте поверхности. Некоторые корпуса достигают 40 дюймов в диаметре и достигают 30 дюймов в высоту. Большинство из них начинают с поковок, которые могут весить в 3 или 4 раза больше, чем готовая деталь. После механической обработки стенки могут быть толщиной от 0,06 до 0,08 дюйма. Размерный допуск на диаметры обычно составляет 0,001 дюйма. Допуски на ширину сложных пазов и канавок часто столь же жесткие.

Чтобы справиться с растущими заказами, г-н Бартоломеи изначально хотел использовать обычные токарные центры. Однако дистрибьютор Single Source Technologies направил его к токарному станку с наклонной станиной модели Johnford ST, который имел необычно большой поворот, необходимый для обработки всего диапазона диаметров обсадных труб. Несмотря на это, г-н Бартоломеи колебался. Не следует ли нам подумать о более дорогих машинах, к которым мы привыкли, подумал он. По его мнению, жесткость, надежность и точность этих машин можно считать само собой разумеющимися.

Кит Каузларич, вице-президент по продажам SST, знал, что Gentz ​​бескомпромиссна в своих ожиданиях от машин высшего качества, подкрепленных высоким уровнем обслуживания и поддержки. Однако он видел, что Johnfords и другие машины из Тайваня вполне подойдут. Например,
токарный центр Johnford обладал не только исключительным размахом, который требовался цеху, но и другими характеристиками, которые делают его особенно подходящим для обработки инконеля.

Главным из них является жесткость. Вес и размер отливки станины, а также коробчатая конструкция на осях будут поглощать вибрации от сил, возникающих при обработке инконеля. (Как материал заготовки, инконель трудно поддается обработке и очень чувствителен к вибрациям, поэтому он склонен к вибрации.) Двигатель шпинделя мощностью 60 л. когда требуется высокий крутящий момент при низких оборотах. Кроме того, угол наклона станины 60 градусов позволяет оператору приблизиться к деталям в рабочей зоне.

Стив Ортнер, президент компании Absolute Machine Tools, считает, что станки этого производителя теперь имеют преимущество перед сопоставимыми моделями из Японии, потому что Johnford не последовала тенденции к более легким и маломассивным конструкциям, предпочитаемым японскими производителями для высокоскоростной обработки. Например, он отмечает, что более тяжелые отливки из механита на этих токарных станках обеспечивают исключительную жесткость, необходимую для резки прочных аэрокосмических сплавов, с которыми сталкивается Gentz.

В дополнение к обычным токарным центрам, Gentz ​​также необходимо было расширить свои ресурсы для вертикальной токарной обработки. Однако длительные сроки выполнения предпочитаемых вариантов исключали их. Г-н Бартоломеи был направлен на модели VTL от You Ji, еще одной линии из Тайваня, импортируемой Absolute Machine Tools. Как отмечает г-н Ортнер, эти машины не только соответствовали спецификациям, но и были очень надежными изделиями с подтвержденным послужным списком в аэрокосмической отрасли. Кроме того, размеры моделей, которые искал Gentz, были доступны на заводе с короткими сроками поставки.

Одним из моментов, который усиливал скептицизм в отношении тайваньских машин, была цена. Оба бренда стоили значительно дешевле, чем рассчитывал вложить Гентц. Это была компания, которая никогда не гонялась за скидками, когда дело доходило до покупки станков. Экономия на производственном оборудовании была не в ее стиле и не в том, чтобы обеспечить качественную работу в очень требовательной аэрокосмической отрасли.

В конце концов, SST организовал встречу команды Gentz ​​в штаб-квартире Absolute в Огайо для демонстрации машин Johnford и You Ji. Также были организованы визиты к клиентам в этом районе, которые установили эти бренды в аэрокосмических приложениях, очень похожих на те, что были в Gentz. Оба пользователя с большим успехом обрабатывали инконель. Этого было достаточно, чтобы убедить магазин сделать заказ. Первые два токарных станка Johnford были установлены лицом друг к другу в ячейке с мостовым краном посередине для облегчения загрузки и разгрузки. Аналогичная ячейка с двумя VTL You Ji была установлена ​​вскоре после этого.

По словам г-на Бартоломея, машины работали настолько хорошо, что последовали повторные заказы на машины от обоих производителей. Сюда входит пара VMC Johnford SV-41H с четырехосевыми поворотными столами. Как и почти все машины Gentz, новые наклонные станины, VTL и VMC работают 24 часа в сутки, 6 дней в неделю. Показатели надежности этих машин превзошли все ожидания, хотя следует отметить, что Gentz ​​применяет строгую программу профилактического обслуживания в рамках своих усилий по бережливому производству и постоянному совершенствованию.

БУДУЩЕЕ ПРОИЗВОДСТВА

Успех Gentz ​​в аэрокосмической отрасли рассматривается как образец выживания производства на юго-востоке Мичигана. Многие наблюдатели стали свидетелями упадка автомобильных заводов в этом районе и связанной с этим потери рабочих мест только для того, чтобы сделать вывод, что у производства в этом регионе нет будущего. Генц явно противоречит этой точке зрения.

В дополнение к созданию высокооплачиваемых рабочих мест для растущей рабочей силы на собственных предприятиях, Gentz ​​поддерживает другие производственные компании в этом районе, когда ей требуется один из процессов, который в настоящее время не обеспечивается собственными силами. Он также поддерживает местные компании-поставщики, такие как Seco Tools и Single Source Technologies. Однако все в Gentz ​​понимают, что дальнейший успех никогда не гарантирован. Компания должна восстановить свою силу, бросая вызов самой себе, бросая вызов своим поставщикам, а также поддерживая своих клиентов.