Автоматизировано с самого начала

Загрузка плеера...

Видео о токарном станке с портальной загрузкой

Есть много причин, по которым агентства по трудоустройству сейчас рассматривают возможность автоматизации. Некоторых повышенное давление со стороны регионов с низкими издержками вынуждает снижать прямые затраты на оплату труда. Для других нехватка квалифицированной рабочей силы побуждает использовать роботов для загрузки и разгрузки машин. Может быть, причины автоматизации вовсе не связаны с трудом. Проблема качества, например, может сделать присущую робототехнике повторяемость привлекательной. Независимо от того, начинаете ли вы с нуля или переходите от традиционного производства, многие магазины могут извлечь выгоду из автоматизации. Тем не менее, неправильные представления о том, как именно это сделать, остаются широко распространенными.

Многие владельцы магазинов предпочитают использовать безопасный поэтапный подход к внедрению автоматизации. Они считают, что лучше приобрести систему, подходящую для семейства деталей, и совершенствовать эти детали в ячейке по одной. Такой подход позволяет предприятиям тестировать концепцию автоматизации и решать такие вопросы, как размещение деталей, презентация и программирование, прежде чем переходить к производству. Техника автоматизации может быть разработана и усовершенствована, а возможности ячейки могут быть определены до того, как магазин начнет полагаться на нее, чтобы внести свой вклад в поток доходов.

ЧПУ Компания Machine Products выбрала менее проторенный путь и применила комплексный подход к автоматизации. Магазин с самого начала зависел от автоматизированной обработки деталей, хотя и осознавал, что ему предстоит пройти крутую кривую обучения, а проблемы нужно будет решать быстро.

Цех, возглавляемый Грегом Шойрихом, президентом, изготавливает внутренние и внешние кольца подшипников практически для всех отраслей промышленности по всему миру. Недавняя установка пары двухшпиндельных токарных станков с роботизированной нагрузкой от Fuji Machine America (Вернон-Хиллз, Иллинойс) помогает компании достичь целей бережливого производства, конкурируя с иностранными производителями. Это также завершает еще один раунд обязательств по автоматизации магазина.

В БИЗНЕСЕ, АВТОМАТИЧЕСКИ

Основным бизнесом г-на Шойриха была дистрибьюторская компания, которая покупала и продавала инструменты по всему региону. Обходя местные магазины, он обнаружил, что люди просят его порекомендовать магазины, которые, по его мнению, имеют квалификацию для обработки различных типов деталей. В качестве посредника г-н Шойрих связывал клиентов с поставщиками. Однажды крупный поставщик подшипников в регионе предложил г-ну Шойриху приобрести несколько станков и самому запустить обоймы подшипников. Таким образом, благодаря отношениям с дистрибьюторами инструментов C.N.C. Компания Machine Products родилась в 1988 году.

Магазин в Джоплине, штат Миссури, начинал с пары одношпиндельных автоматических токарных станков. Оригинальный список станков висит на стене конференц-зала магазина как напоминание о первоначальном обосновании покупки первых двух патронных станков с ЧПУ.

С самого начала г-н Шойрих считал очевидным, что ему нужно найти автоматизированную стратегию для работы. «Поскольку это был второй бизнес, мы действительно не хотели, чтобы он отвлекал от нашего основного бизнеса», — объясняет он. «Процесс должен быть достаточно хорош, чтобы работать автоматически». С 1988 года компания пережила несколько расширений. Площадь первого магазина г-на Шойриха составляла всего 5000 квадратных футов. Площадь второго здания составляла около 10 000 квадратных футов. Площадь третьего сейчас составляет более 50 000 квадратных футов.

С 1988 по 2000 год бизнес рос очень быстро и испытал множество проблем роста. В 2000 году компания приняла политику, которая помогла контролировать рост и сделать его более предсказуемым. Г-н Шойрих признает, что вначале он не был готов к некоторым проблемам автоматизации и столкнулся с некоторыми неправильными представлениями. Вот три:

Заблуждение 1. Автоматизация слишком дорога. ЧПУ Компания Machine Products была на рынке всего пару лет, когда приобрела свой первый роботизированный модуль. Г-н Шойрих вспоминает, как к нему некоторое время обращался продавец, который предлагал двухшпиндельный токарный станок с оппозитным расположением шпинделей и портальным роботом для загрузки и выгрузки деталей. В то время, когда одношпиндельный токарный станок с ЧПУ можно было купить примерно за 80 000 долларов, платить 320 000 долларов за автоматический токарный станок казалось невозможным. (Это было бы в четыре раза дороже, если бы количество шпинделей было в два раза выше.) Этот продавец оказался в магазине, когда позвонил потенциальный покупатель, и г-н Шойрих позволил продавцу указать стоимость детали в зависимости от количества. Было установлено, что цена была конкурентоспособной и машина могла быть оплачена в течение пяти лет.

Г-н Шойрих признает, что он действительно не думал, что мастерская будет эксплуатировать машину достаточно долго, чтобы заплатить за нее, потому что многое могло пойти не так. «Помимо того, что говорила таблица, моя интуиция подсказывала мне обратное», — отмечает он. Фактически для г-на Шойриха реальность заключалась в том, что за машину заплатили гораздо быстрее, чем за пять лет. Кроме того, после того, как первая машина была установлена ​​и запущена, вторая машина была установлена ​​в течение нескольких месяцев после первой. Хотя автоматические машины были более дорогими, чем неавтоматизированные по первоначальной стоимости, преимущества в виде увеличения мощности и производительности принесли большую прибыль и большую производительность в долгосрочной перспективе.

Заблуждение 2. Автоматизация приводит к потере рабочих мест. Некоторые магазины обращаются к автоматизации, чтобы уменьшить часть стоимости деталей, связанную с прямым трудом. В то время как использование роботов помогает сократить прямой труд, C.N.C. Компания Machine Products обратилась к автоматизации в первую очередь для увеличения производительности. «Роботизация наших токарных станков не привела к увольнениям, — говорит г-н Шойрих. «Однажды у нас было больше людей, чем мы могли полностью использовать, но спрос быстро сравнялся». Автоматизация цеха означает, что операторы имеют больше времени для калибрования деталей, поддержания остроты вставок и обеспечения технического обслуживания станков.

Гэри Хофнэгл, вице-президент магазина и менеджер по производству, считает, что, хотя автоматизация позволила магазину расти, этот рост был бы невозможен без преданных своему делу людей. Г-н Хуфнейгл считает, что автоматизация помогает людям, а люди помогают автоматизации. Он считает, что люди более ловко, чем машины, приспосабливаются к изменяющимся условиям, в то время как машины лучше, чем люди, подходят для повторяющихся задач. Он говорит, что когда эти две вещи правильно сочетаются друг с другом, результатом становится успешная и эффективная автоматизация.

Заблуждение 3. Автоматизация подходит только для больших объемов. ЧПУ Компания Machine Products приобрела свои первые автоматизированные станки по нескольким контрактам у стабильного поставщика на общую сумму 250 000 колец подшипников в год. Тем не менее, многолетний опыт автоматизации сделал компанию прибыльной благодаря большому ассортименту и небольшим объемам заказов, которые составляют всего около 5000 деталей в год. С тех пор и по сей день ничего не изменилось в оправдании нового оборудования, за исключением того, что г-н Шойрих готов обменять большие объемы одной детали на семейство деталей меньшего объема. Усовершенствования, внесенные в использование автоматизации, позволяют ему принимать заказы с трехлетним контрактом и объемами от 5 000 до 100 000 и при этом оставаться прибыльными.
Хотя некоторые магазины стараются удержать станки, потому что они окупаются, C.N.C. У Machine Products другой подход. С самого начала г-н Шойрих планировал использовать машины всего пять лет. Сегодня он может увеличить этот период до семи или восьми лет, потому что разработки в области механического и электрического проектирования повысили надежность машины. Компания периодически заменяет старые модели новыми, чтобы максимизировать остаточную стоимость машин и поддерживать точность. Это также дает возможность регулярно проверять процесс и вовлекать персонал в работу с современными технологиями. В этом магазине развитие человеческого фактора является важным шагом к тому, чтобы сделать автоматизацию гибкой и прибыльной.

ПРЕИМУЩЕСТВА

Одна из выгод, которую этот магазин выиграл от внедрения автоматизации с самого начала, — это повсеместное повышение производительности. По оценке г-на Хофнэгла, пара одношпиндельных токарных станков без автоматизации, обслуживаемых одним оператором, использует от 50 до 65 процентов шпинделя, в зависимости от оператора. С другой стороны, наличие двух автоматических станков (четыре шпинделя) обеспечивает коэффициент использования шпинделя от 80 до 90 процентов.

В этом случае машины следуют за оператором, а не наоборот. Робот загружает заготовки или кольца из верстака в патрон токарного станка. По завершении обработки робот берет готовую деталь из патрона и бросает ее на небольшой конвейер на другом конце станка. Образующаяся линия деталей удерживает готовые детали в порядке. Это может быть полезно при совершенствовании изменений процесса и действует как очередь для оператора, позволяя проверять каждую деталь перед отправкой в ​​отдел термообработки. Операторы гордятся тем, что загрузочные столы заполнены, а разгрузочные рампы пусты. Это то, что, по словам г-на Хофнэгла, он заметил там, где используются токарные станки с портальной загрузкой.

Одна вещь, которую делает г-н Шойрих, чтобы не допустить нарушения графика работы из-за нехватки запасов, - это поддерживать достаточный запас запасов на месте. Эта практика может быть обескуражена некоторыми, кто называет это дополнительным инвентарем. Однако г-н Шойрих относится к акциям как к собственному бизнесу. Он покупает, когда появляется возможность, и продает себе и другим, когда есть потребность. Это помогало поддерживать работу линий, когда нехватка материала приводила к остановке производства.

Помимо повышения производительности на рабочем месте, еще одним преимуществом хорошо спроектированной автоматизации является увеличение производительности. Когда автоматизированные процессы становятся более естественными и надежными, увеличивается количество времени, в течение которого машина может работать без присмотра в конце смены. Добавление других машин к ячейке распределяет прямой и косвенный труд на большее количество деталей, и затраты начинают снижаться. Лучшие автоматизированные рабочие места не видят 40 или даже 80 часов в неделю. Они видят 168 возможных часов (не для оператора, а только для машин). Верить в то, что машины всегда делают правильные вещи, — это первый шаг к достижению такого уровня производительности.

Автоматизация также имеет интересное дополнительное преимущество:улучшенные показатели качества. Поскольку машины каждый раз делают одно и то же, дефекты быстро обрабатываются. Машины не будут делать мелочи, которые бессознательно делают люди-операторы, чтобы помочь смягчить эти условия, если только они не предназначены для этого. Например, каждый раз нужно думать о том, чтобы чипы ломались. Чип-птичье гнездование — это то, что машинные клетки, нагруженные людьми, не слишком стараются устранить. Считается, что это невозможно остановить, и оператор все равно очистит инструмент при загрузке детали, так зачем беспокоиться? Однако в автоматизированных ячейках необходимо тщательно продумать процесс формирования и эвакуации стружки. Станки Fuji TNW-3500R с ЧПУ. Недавно установленные машинные продукты используют инновационный подход к этой ситуации. В станках используется комбинация подачи СОЖ через шпиндель и запрограммированной подачи воздуха для промывки деталей и патронов. Они также используют переворачивающие станции, чтобы несколько раз переворачивать детали от одной операции к другой. Это приводит к тому, что любые оставшиеся чипы падают с частей во время переворота. Станки со шпинделями, которые соединяются для замены детали, обычно не имеют такой возможности.

НЕДОСТАТОК РАБОЧИХ СРЕДСТВ — ГДЕ НИЖНЯЯ ЧАСТЬ?

Помимо этих преимуществ, на горизонте маячит еще одна причина для автоматизации. Для некоторых проблема нехватки рабочей силы актуальна уже сейчас — разрыв между оператором, который нужен, и оператором, который имеется, увеличивается с каждым днем. Такие организации, как Tooling U (www.toolingu.com), предоставляют онлайн-ресурсы для обучения, помогающие восполнить пробел. Кроме того, многие производители станков вложили время и деньги, чтобы помочь пользователям в обучении персонала для достижения оптимальной производительности. Но что, если наступит день, когда некому подать заявку на открытую вакансию? Согласно недавней статистике Министерства труда, примерно 40 миллионов «бэби-бумеров» выйдут на пенсию в период с настоящего момента до 2015 года, и только 11 миллионов замен выйдут на рынок. Подготовка к острой нехватке рабочей силы за счет использования автоматизации может помочь растянуть эту ограниченную рабочую силу достаточно далеко, чтобы сводить концы с концами в будущем.

НЕ СПУТАТЬСЯ

Г-н Шойрих и г-н Хофнэгл предостерегают магазины, думающие об автоматизации, внимательно изучить свои ручные процессы, прежде чем принимать решение об автоматизации. В некоторых случаях ручной процесс не очень надежен и в любом случае нуждается в обновлении — не думайте, что ручной процесс хорошо подходит для автоматизации. Начните с чистого листа бумаги, если это необходимо, и оцените процесс автоматизации, прежде чем принять решение о том, чтобы двигаться дальше. Изучите все доступные улучшения в оборудовании, креплении и подаче и скорости режущего инструмента, чтобы дать автоматизации наилучшие шансы на успех. Используйте все расширенные функции управления станком, такие как управление сроком службы инструмента, избыточный инструмент и измерение в процессе. «Автоматизация хорошо работает в C.N.C. Продукты, потому что детали соответствуют процессу, а процесс хорошо сочетается с оборудованием», — говорит г-н Хофнэгл.