Революция в ортопедических имплантах: автоматизированные однодетальные рабочие процессы сокращают затраты

Компании по ортопедическим имплантам сталкиваются со множеством вызовов, но один из самых больших — управление инвентарем. Эти компании (и компании, производящие продукты, которые они продают) должны навигировать, как производить широкий спектр типов имплантов, вариантов и размеров стоимоэффективно, а затем управлять этим инвентарем, пока он движется туда-сюда между складами и больницами. Это равносильно высоким требованиям к инвентарю, которые могут истощать ресурсы компании.

Mach Medical — контрактный производитель ортопедических имплантов, основанный для решения некоторых вызовов, стоящих перед OEM ортопедических имплантов, включая инвентарь, используя передовую обработку и автоматизацию.

Избранный контент

Контроль инвентаря

По природе своей работы, компании по ортопедическим имплантам обычно несут 12 месяцев инвентаря для обслуживания клиентов, объясняет Дэйв Андерсон, сооснователь и лидер бизнес-развития в Mach Medical. «Продукт используется в операции и больнице нужно пополнение немедленно, или им может понадобиться шесть одного размера на полке на случай, если у них два или три или четыре пациента в очереди в тот день, которым все понадобится колено для левой стороны Размер 5».

Усложняет дело то, что инвентарь всегда в движении. Согласно сооснователю и генеральному менеджеру Mach Medical Стиву Розоу, ортопедические импланты как-то похожи на обувь — они приходят в множестве типов и размеров. Когда людям нужна новая пара обуви, они могут пойти в обувной магазин, который хранит каждый стиль в множестве размеров для примерки. Но пациентам, нуждающимся в ортопедических имплантах, нельзя пойти в магазин, чтобы примерять разные импланты. Магазин (или предопределенное подмножество) должен прийти к пациенту в операционную больницы. Хирурги имеют представление о том, какой размер импланта понадобится пациенту перед операцией, но они часто имеют множество вариантов в операционной, чтобы выбрать лучшую посадку в момент операции или дубликаты на случай загрязнения импланта. Затем неиспользованный инвентарь отправляется обратно, и использованный запас пополняет. «Этот инвентарь постоянно движется и поддерживает операции, или может быть зафиксирован в больнице, если больница — высокообъемная», говорит он. По крайней мере 50% инвентаря производителя либо в больнице, либо в транзите в любой данный момент. «Чтобы ортопедические производители могли добавлять клиентов, им часто приходится добавлять этот инвентарный след, чтобы служить этим клиентам», продолжает он.

Вызовы производства семейств деталей делают управление инвентарем еще более сложным. «Есть минимальные заказы на производство, которые во многом обусловлены временем наладки станка», говорит Андерсон. «Допустим, вы тратите восемь часов на наладку станка для прогона одного SKU. Вы хотите запустить как можно больше этих деталей, чтобы получить достойную себестоимость на единицу перед тем, как разобрать станок». Но определенные SKU используются чаще других. Для размеров на больших и малых концах колоколообразной кривой человеческих размеров, если производитель «делает 20 или 50 отдельного SKU, это может быть пять-десять лет инвентаря», объясняет он. «Это будет лежать».

Начиная со стандартизации

Один из способов, которыми Mach Medical решает эти вызовы — стандартизация производственных процессов насколько возможно. Например, вместо закупки разных отливок для разных имплантов и размеров, компания начинает с более универсальной отливки для каждого типа импланта. «Практически нет разработки инструментов, и это просто со склада», говорит Розоу. Хотя это может означать, что импланты проводят больше времени на станке и требуют больше удаления материала, чем более кастомизированная отливка, гибкость стоит компромисса. «Если есть изменение дизайна, или клиент хочет подправить вещи тут и там, это обычно довольно простое изменение программы», продолжает он. «Чтобы приспособиться к этому, нам не нужно менять инструментарий, где добавляются большие затраты». Он добавляет, что по мере масштабирования производства имплантов клиентами, Mach Medical может переключиться на кастомную отливку, более эффективную для обработки и более стоимоэффективную.

Как Mach Medical хочет сократить инвентарь готовых продуктов для своих клиентов, так оно также работает над тем, чтобы держать свой собственный инвентарь отливок и другого сырья lean. «Мы склонны держать довольно низкие запасы на тех и иметь договоренности с этими компаниями для потока этого к нам на довольно жесткой, JIT-базе», говорит Розоу. Их объект в Колумбия-Сити, Индиана, достаточно близок к их поставщикам сырья и отливок, чтобы они могли делать «молочные забеги» дважды в неделю, сбрасывая материал, который Mach Medical нужно на пару дней.

Сырье проходит через начальный производственный процесс. Розоу говорит, что это обычно включает два процесса обработки, инспекцию, чистку и покрытие (которое происходит в Sites Medical, сестринской компании Mach Medical, расположенной рядом). На этом этапе ортопедический имплант начинает принимать форму, но все еще не завершен. С этой точки компания может превратить детали в множественные SKU, такие как разные размеры или правые и левые версии. Затем, по мере размещения заказов клиентами, Mach Medical завершает импланты через финальные операции обработки, где они режутся до правильного размера и формы, процесс чистки, инспекции, финишных процессов и затем финальной чистки.

Эта система «гибкого размера партии» дает Mach Medical лучшее из двух миров: объемы, которые могут сделать отливку и термическую обработку более стоимоэффективными, а также гибкость для обработки объемов заказов настолько низких, как одна деталь. Она также резко сокращает лид-таймы для клиентов, с 20 недель до трех. Розоу говорит, что гибкое размещение партий и более короткие лид-таймы позволяют клиентам Mach Medical сократить их складской инвентарь. «Они могут пополнять на более коротком цикле, и им не нужно заказывать те аутлаеры так часто», объясняет он.

Автоматизация однодетального рабочего процесса

Поскольку стратегия Mach Medical опирается на быструю доставку деталей клиентам, автоматизация и беслюдная обработка ключевы. Однако любая система автоматизации, которую компания внедряет, должна уметь обрабатывать производство меньших партий деталей, чтобы не перегружать клиентов (или себя) инвентарем. «Мы можем настроить экономичный размер партии 20 или 50 бедер, которые все тот же SKU, и автоматизировать это весь день. Это довольно просто», говорит Розоу. «Но когда вы загружаете один SKU X, пять SKU Y и три SKU Z, тут в игру вступает программное преимущество Flexxbotics за кулисами, потому что оно accomodates однодетальный поток».

Ячейка Flexxbotics Mach Medical автоматизирует начальную обработку частично готовых имплантов в финальные продукты — финальная обработка, инспекция и процесс чистки. С варьирующимися и потенциально малыми размерами партий Mach Medical, компании нужно было убедиться, что ячейка захватывает правильную деталь и загружает соответствующие программы для этой детали. «Мы должны защищаться от аварий нашего станка и КИМ», говорит Розоу. Flexxbotics предоставляет платформу, позволяющую всем компонентам ячейки коммуницировать друг с другом, включая систему зрения. Кобот Universal Robots берет деталь со стеллажа стажировки и приносит ее к системе зрения, которая подтверждает через код на детали, что станок имеет правильные инструменты и программу. После обработки на пятиосевом станке Okuma робот приносит деталь к ультразвуковой станции чистки для промежуточной чистки. Затем робот возвращает деталь к системе зрения, которая использует арбор для подтверждения детали перед перемещением к КИМ для инспекции. Если КИМ обнаруживает несоответствие, он перемещает деталь в одно из шести мест на стеллаже стажировки, посвященном несоответствующим деталям. Если эта зона заполняется, ячейка выключается и уведомляет оператора. Шесть слотов для несоответствующих деталей может показаться не много, но Розоу на самом деле видит это как избыток, учитывая, что уровень несоответствий компании менее 1%.

Несмотря на широкий спектр SKU, проходящих через ячейку, Mach Medical стандартизировало другие компоненты в ячейке. «Робот довольно агностичен к чему мы приносим туда, благодаря стандартизированному инструментарию», говорит Розоу. Детали держатся на оснастке с общим интерфейсом, который робот использует для перемещения их через ячейку.

Стандартизация также расширяется на режущие инструменты, хотя Розоу говорит, что это сложнее. Компания начинает со стандартизированного пакета инструментов для станка, но иногда нужно добавить специализированное инструментирование для сложных элементов. Поскольку инструментирование — такой драйвер затрат, Mach Medical непрерывно работает над оптимизацией срока службы инструмента. Оно использует Парето-анализ на вручную собранных данных о сроке службы инструмента для определения следующего приоритета для оптимизации. Flexxbotics также увеличивает срок службы инструмента, поддерживает качество деталей последовательным и сокращает брак, облегчая замкнутую регулировку режущих параметров на основе данных инспекции от КИМ. «Если у нас есть износ инструмента или такое дело, это регулируется в реальном времени», говорит он.

Mach Medical все еще работает над доказательством и стабилизацией своего процесса перед расширением беслюдной обработки. Сейчас ячейка настроена на прогон 36 часов, но компания планирует установить более крупную стеллажную систему, которая позволит ей работать более длительные периоды. «Другое, что мы сделаем — добавим еще один станок», говорит Розоу. «Как только у нас будет эта уверенность, мы проскользнем станок внутрь». Третий станок также может быть добавлен в ячейку в будущем. Компания также планирует внедрить автоматизацию в более апстримные процессы, такие как производство частично готовых имплантов.

Не только эта ячейка обеспечивает гибкое размещение партий, но она также помогает Mach Medical удерживать жесткие толерансы повторяемо. Согласно Розоу, клиенты обычно позволяют 1-мм толеранс, но компания использует менее 25% от этого. Он считает, что компания, вероятно, просто опережает кривую с этими толерансами, и по мере того как хирурги переключаются от ручной к более точной и последовательной роботизированной подготовке кости, толерансы для имплантов будут нуждаться в затягивании.

Плечи, колени и пальцы

Mach Medical изначально фокусируется на коленных и лодыжных имплантах, но планирует расширить эту производственную модель на другие типы имплантов, такие как бедра, компоненты позвоночника или даже берцовки, которые, говорит Розоу, приходят в еще больших вариантах, чем другие типы имплантов, и, вероятно, потребуют экстремально низких объемов или однодетальных заказов.

Ячейка Flexxbotics — шаг к окончательной цели Mach Medical создания just-in-time производственной модели для ортопедических имплантов. «Мы можем принять заказ и доставить его в течение трех недель. Что ж, это обычно в окне планирования операции для пациента», указывает Андерсон. Дальнейшие достижения в преоперационном планирующем софте позволят врачам или ассистентам врачей определить, какие размеры имплантов пациенту, вероятно, понадобятся, так что Mach Medical может сделать эти детали и отправить их в больницу вовремя для операции. Даже если производитель отправляет множественные импланты (несколько разных вариантов размеров или дубликаты на случай загрязнения, например), Андерсон верит, что это может позволить компаниям по имплантам сократить их инвентари на 85%. «Это сотни миллионов долларов в год в экономии», говорит он.