Революция в времени наладки: приложение в партнерстве с поставщиком

Сильные отношения с поставщиками — важная часть успеха цеха. Когда двое могут объединиться для решения важных задач цеха, решение приходит быстрее, а результаты обычно более эффективны и долговечны. Один цех в районе Сан-Хосе (Калифорния) недавно оперелся на одного из своих поставщиков станков для внедрения стратегий сокращения времени наладки и оптимизации процесса, и это приносит огромные дивиденды.

Решение вызовов

Micro-Mechanics проектирует, производит и продает высокоточные детали и инструменты для критически важных приложений в полупроводниковой и других высокотехнологичных отраслях. CEO Крис Борч основал компанию в 1983 году на заднем дворе фабрики по шитью шляп друга в Сингапуре. Он говорит, что наткнулся на потребность в высокоточном инструменте для производства полупроводников, поэтому с всего $600 стартовых денег смог купить токарный и фрезерный станки, чтобы начать делать очень маленькую деталь для сборки чипов.

В следующие 35 лет компания выросла до всемирной базы клиентов с пяти производственных объектов в Сингапуре, Малайзии, Китае, Филиппинах и США, плюс прямое продажное присутствие в Тайване и Европе. Это приводит нас к локации Морган-Хилл (Калифорния), посвященной клиентам в США и нанимающей около 50 человек, производящих детали для авиации, лазеров и полупроводников. Эти отрасли специфичны в своих требованиях к обработке и обычно требуют малые партии. Поэтому Micro-Mechanics вынуждена находить способы хорошо управлять высоким миксом.

Конечно, высокий микс, малый объем — не редкость, так как все больше американских производителей сталкиваются с этим ежедневно. Однако Micro-Mechanics также имеет вызов своей локации в особенно дорогой географии и использует это ограничение как мотивацию работать усерднее, находя новые способы быть конкурентоспособными.

Гибкая эффективность

Одна из главных философий компании — очень lean производство, исключая как можно больше времени наладки за счет включения множества офлайн-процессов. Производственный пол имеет высокую утилизацию относительно прямого труда. Компания работает с поставщиками, чтобы убрать неценностные навыки из времени наладки.

На производственном полу, отдельно от нескольких фрезерных станков, стоят два токарных центра Okuma LB4000 EXII двух осей. Эти станки посвящены строго производственным токарным операциям — проверенным деталям и процессам. Большинство деталей, которые компания обрабатывает, требуют значительной фрезеровки, но для упрощения наладки эта работа отводится фрезерным станкам через проход.

Помимо резервного производственного станка, у Micro-Mechanics есть прототипный инженерный отдел, где фрезерное и токарное оборудование с той же конфигурацией, что и производственные станки, используется для разработки и отработки процессов перед отправкой заказов на пол. Оптимизация процесса начинается с прототипных станков, где улучшения можно разрабатывать без влияния на производственные заказы.

Четкое направление

По словам г-на Борча, большая часть успеха на станках Okuma исходит из предустановки инструмента. Программисты посылают инструментальные требования в отдел предустановки, где данные инструмента отслеживаются и поддерживаются. Компания внимательно относится к износу инструмента и ожиданиям его жизни, применяя свой опыт в предсказании инструментальной производительности в будущей работе. Высокоточная измерительная система используется для геометрии предустановки. Информация, включая диаметр, кончик резеца и жизнь инструмента, затем записывается в RFID-чип, встроенный в держатели инструментов Capto. К тому моменту, когда инструментарий достигает станков, единственная забота оператора — следовать подготовленному скрипту для размещения в правильные позиции револьвера, так как все данные инструмента автоматически считываются и захватываются управлением Okuma.

Micro-Mechanics движима идеей цифрового производства, всегда ища возможности снизить ошибки пользователя, устраняя ручной ввод данных. Автоматическое установление смещений и геометрических данных инструмента через встроенное RFID-аппаратное обеспечение и ПО управления Okuma значительно сокращает один из самых частых источников ошибок. Компания также работала с Okuma над разработкой процесса для устранения ошибок, связанных с вызовом соответствующей программы из традиционного бумажного талона. Программная команда Okuma создала приложение под названием Micro-Mechanics Program Management Interface, использующее сканер штрих-кода и QR-код для автоматического вызова соответствующей программной информации. Как дополнительная защита, QR-код автоматически импортирует 3D-модели детали, инструментария и зажимов в систему предотвращения коллизий (CAS) Okuma, которая мониторит позицию станка в ручном и автоматическом режимах для избежания аварий.

Первые детали каждого заказа обрабатываются в инженерном отделе, где процесс наладки и производства может быть уточнен без замедления других заказов, идущих на производственных станках. Путёвый лист составляется, сообщающий о сырье, движущемся через объект с заказом, и всех операциях, применяемых к нему до готовой детали. Вверху этого путёвки — QR-код для идентификации изготавливаемой детали.

Когда заказ готов к запуску в производственной среде, оператор сканирует QR-код для доступа к сети компании и нахождения всей документации по наладке и моделированию, связанной с деталью. Импортируемая информация включает программу детали, данные модели предотвращения коллизий, инструментарий в револьвере, элементы для контроля и любую дополнительную документацию, нужную оператору. Оператор может просматривать информацию на внешнем мониторе, монтируемом сбоку от управления Okuma, предоставляя гораздо большую область просмотра.

С последними версиями данных наладки, автоматически загруженными, CAS способен виртуально проверить интерференции и убедиться, что коллизия не произойдет после запуска цикла обработки.

Приложение работает как задумано, упрощая процесс наладки и устраняя потенциальные ошибки пользователя. Г-н Борч объясняет: «С цифровой точки зрения, до приложения нам приходилось вручную привязывать инструменты к позициям. Теперь всё делается просто сканированием QR-кода. Это имитирует физическое размещение инструментов. Мы стремимся исключить время наладки на линии».

Поскольку токарные инструменты трудно настраивать, цехи могут иметь тенденцию оставлять их в револьвере, если есть свободные позиции. Но моделирование лишних инструментов непрактично, и вероятность коллизии может быстро возрасти с ними в игре.

Политика Micro-Mechanics — снимать все зажимы со станка и все инструменты из револьвера и очищать все данные инструментов и данные предотвращения коллизий, удерживаемые в управлении, каждый раз при наладке нового заказа. Этот процесс гарантирует, что только то, что нужно для следующего заказа, присутствует в следующей наладке. Когда сканируется QR-код следующего заказа, все данные предыдущего заказа автоматически очищаются и все данные для нового заказа загружаются в управление.

Результаты говорят сами за себя

Приложение не только сильно сокращает ошибки наладки, но и в значительной степени режет время наладки. Г-н Борч говорит, что заказы, которые раньше обычно занимали часы на наладку, теперь можно сделать всего за 10 минут.

По мере добавления компаниями дополнительных токарных центров Okuma, приложение легко загружается на новые станки. По словам Кейси Кроусора, старшего инженера по ПО в Okuma, оно также может быть расширено для фрезерных центров. «Мы не можем положить приложение в коробку и продать его как есть, потому что оно написано вокруг архитектуры Micro-Mechanics», — говорит г-н Кроусор. «Но та же технология может использоваться практически с любым приложением или клиентом, разрабатывая его по случаям».

Micro-Mechanics поддерживает сильные рабочие отношения с Okuma и её интегратором Gosiger для снижения затрат и оптимизации производственного процесса. Они продолжают искать дальнейшие способы автоматизировать максимум, повышать эффективность и минимизировать ошибки. По мере расширения компании и добавления возможностей, эта стратегия будет играть ключевую роль.