Schlanke Verbindungen herstellen

Als Nilpeter vor 14 Monaten eine Lean-Initiative startete, ahnte niemand beim Druckmaschinenhersteller, dass er bereits einen wichtigen ersten Schritt getan hatte. Wie sich herausstellte, passte ein früherer Gerätekauf aus einem ganz anderen Grund perfekt zu den Bemühungen des Unternehmens, Abfall zu reduzieren und die Effizienz zu verbessern. Seit der Installation Mitte 2010 arbeitet das Drehzentrum LT 300-MY der Okuma America Corporation (Charlotte, North Carolina) genau wie erwartet. So auch der dazugehörige Stangenlader Hydrobar Sprint S3 und der Vakuumentlader BlazeAir, beide von LNS America (Cincinnati, Ohio). Infolgedessen hat Nilpeter die Produktivität bei einer Gruppe seiner kritischsten Teile um 90 Prozent gesteigert, sagt Steve Sander, Bearbeitungsleiter. Während jedes Gerät sicherlich seine eigene Rolle spielte, schreibt Herr Sander einen Großteil dieses Gewinns dem System zu, das alle drei miteinander verbindet:e-Connect, ein Ethernet-basiertes Kommunikationssystem von LNS. Indem es der Drehmaschine, dem Stangenlader und dem Entlader ermöglicht, kritische Daten auszutauschen – und, was noch wichtiger ist, intelligent auf diese Daten zu reagieren – vereinfacht dieses System die Umrüstung erheblich und reduziert den Materialabfall. Herr Sander ahnte nicht, dass dieselben Vorteile Monate später eine wichtige Rolle beim Erreichen eines weitreichenderen Ziels spielen würden. Das heißt, die Umstellung von Nilpeter weg von der Produktion von Teilen in relativ hohen Stückzahlen und hin zu einer Just-in-Time-On-Demand-Strategie. „e-Connect war ursprünglich nicht Teil unseres Lean-Plans, aber es hat sich definitiv zu unserem Vorteil ausgewirkt“, sagt er. Ein Captive-Shop Nilpeter führt seine Wurzeln bis ins Jahr 1919 zurück, als es seine ersten Druckmaschinen in Kopenhagen, Dänemark, herstellte. Im Jahr 2001 kaufte Nilpeter ein anderes Unternehmen auf und nahm den Betrieb in seinem 65.000 Quadratfuß großen Werk in der Nähe von Cincinnati, Ohio, auf, was seinen ersten Vorstoß in den US-Markt markierte. Das Unternehmen stellt in diesem Werk fünf verschiedene Druckmaschinenlinien für Etiketten- und Verpackungsdrucker her. Jede Druckmaschine umfasst je nach Modell ungefähr 300 einzigartige Komponenten, und Nilpeter produziert alle bis auf etwa 15 Prozent davon in seiner hauseigenen Maschinenwerkstatt, sagt Herr Sander. Während das Unternehmen vier VMCs und ein HMC mit einem 20-Paletten-Automationssystem unterhält, besteht ein großer Teil seiner Arbeit aus zylindrischen Teilen, die auf drei Okuma-Drehzentren bearbeitet werden. Unter diesen Maschinen ist die LT 300-MY laut Herrn Sander das Arbeitspferd, das bis zu 90 Prozent aller nicht hohlen, zylindrischen Produktionsteile mit einer Länge von mehr als 6 Zoll bearbeitet. Eine dringende Notwendigkeit Das Arbeitsvolumen, das auf dieser Drehmaschine verarbeitet wird, ist einer der Gründe, warum die Kommunikation mit dem dazugehörigen Stangenlademagazin weitreichendere Folgen haben würde, als irgendjemand erwartet hätte. Zum Zeitpunkt des Kaufs hatte das Unternehmen jedoch ein enger gefasstes Ziel vor Augen:die Produktivität einer Familie von Druckwalzen zu verbessern, die kritische Komponenten jeder Druckmaschine sind. Nilpeter stellt acht dieser Komponenten her, die im Durchmesser leicht von 2,2618 bis 2,2621 Zoll variieren. Das scheint kein großer Unterschied zu sein, aber bedenken Sie, dass das gleichmäßige Aufbringen von Bildern auf das zu bedruckende Material erfordert, dass diese Walzen endgültige Durchmessertoleranzen von ±0,00005 Zoll einhalten. Der bisherige Herstellungsprozess für diese Walzen war, gelinde gesagt, „mühsam“, sagt Herr Sander. Nachdem das Material aus 1215er Edelstahl auf Länge geschnitten, gestanzt und auf einer manuellen Drehbank bearbeitet worden war, wurde das Teil zum Einlippenbohren geschickt. Dann kehrte es zu Nilpeter zurück, um es auf einer CNC-Drehmaschine zu drehen, bevor es erneut zum Vorschleifen und Verchromen verschickt wurde. Schließlich würde es zum Fertigschleifen in die Einrichtung zurückkehren. Nilpeter investierte insgesamt 4,5 Bedienerstunden pro Presseur, zusätzlich zu der Zeit, die jedes Teil außerhalb der Anlage verbrachte. Ein kritischer Link Nilpeter entschied sich für den LT 300-MY auf Empfehlung von Dave Marsh, Vertriebs- und Anwendungsspezialist bei Gosiger, dem Okuma-Händler des Unternehmens in Dayton, Ohio. Mit zwei Revolvern und sieben Achsen ermöglicht die Maschine ein präzises Drehen beider Enden des Teils sowie Fräs- und Bohroperationen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Walzen zum Einlippenbohren zu schicken. Der automatische Stangenlader LNS Sprint S3 hingegen verfügt über eine hydrostatische, selbstöffnende Lagerbockkonstruktion. Dies sorgt für die reibungslose, kontinuierliche Belastung und die Stangenunterstützung, die für den Betrieb der Drehmaschine mit maximaler Drehzahl und zur Reduzierung von Vibrationen erforderlich sind, ein kritischer Faktor bei der Einhaltung der engen Toleranzen, die die Rollen erfordern, sagt Herr Sander. e-Connect seinerseits machte den Wechsel innerhalb der Presseurfamilie schnell und einfach, erklärt er. Anstatt manuell an der THINC OSP-Steuerung der Drehmaschine einzugreifen, um zwischen den verschiedenen Walzen umzuschalten, musste Bediener Bob Silcott nur den Produktionsplan des Tages laden und sicherstellen, dass der Feeder ausreichend mit 2,75-Zoll-Stangenmaterial bestückt war. Wenn die Produktion auf eine Walze mit einem anderen Durchmesser umgestellt wurde, würde der Stangenlader automatisch die Programmänderung über die Ethernet-Verbindung erkennen und die entsprechenden Einrichtungsdaten für das neue Teil laden, einschließlich Schnittlänge, obere Position und so weiter. Auf diese Weise trug das System dazu bei, die Produktionszeit von 4,5 Bedienerstunden auf weniger als eine halbe Stunde pro Teil zu reduzieren, sagt Herr Sander. Anbindung an Lean-Ideen Noch wichtiger ist jedoch, dass sich die Fähigkeit von e-Connect für nahtlose Umstellungen als nützliches Mittel für ein anderes Ziel herausstellte:die Konsolidierung des Produktmixes. Diese Konsolidierung war Teil einer umfassenderen Anstrengung zur Abfallreduzierung und Rationalisierung der Produktion, mit der das Unternehmen vor etwa einem Jahr begann. Andy Colletta, Präsident des Unternehmens, wurde inspiriert, die Produktionsstrategie von Nilpeter zu überdenken, nachdem er einen Kunden besucht hatte, der stark in seine eigene Lean-Initiative involviert war. „Als er diese Operation sah, ging ihm wirklich die Glühbirne durch den Kopf“, erinnert sich Herr Sander. Es dauerte nicht lange, bis Nilpeter einen externen Berater anstellte und mit einer umfassenden Überprüfung aller Aspekte seines Geschäfts begann, die bis heute andauert. Auf der Fertigungsseite bestand das Hauptziel darin, Teile nach Bedarf entsprechend der Nachfrage der Montageabteilung zu produzieren, anstatt Teile in großen Mengen gemäß vierteljährlichen Prognosen zu produzieren. Dies würde eine bessere Kapazitätsauslastung gewährleisten, den Lagerbestand an Fertigteilen reduzieren und Probleme im Zusammenhang mit ungenauen Prognosen vermeiden, erklärt Herr Sander. Einer der ersten Schritte zur Umsetzung dieser neuen Just-in-Time-Strategie bestand darin, die Rüstzeit zu verkürzen. Dies wäre besonders wichtig für die LT 300-MY und den Stangenlader, wenn man bedenkt, wie viel Arbeit auf dieser Maschine bewegt wird. Praktiken wie die Vorabbereitstellung benötigter Materialien und die Zusammenarbeit von zwei Bedienern trugen dazu bei, die für eine vollständige Umstellung erforderliche Zeit von 2 Stunden auf weniger als eine halbe Stunde zu reduzieren. Das Management erkannte jedoch bald, dass langwierige individuelle Setups nicht das einzige waren, was seine Bemühungen bremste. Konsolidierung der Mischung In der Vergangenheit hat Nilpeter Lager mit Stangenmaterial in 15 verschiedenen Durchmessern unterhalten, aber das machte weniger Sinn, als das Unternehmen tiefer in seine Lean-Initiative eintauchte. „Als erstes haben wir die Rüstzeit verkürzt, aber danach stellte sich die Frage ‚Warum rüsten wir so oft?‘“, erinnert sich Herr Sander. „Warum müssen wir Stangenmaterial in jedem 8-Zoll-Schritt haben?“ Nach eingehender Prüfung seiner Mischung aus fast 100 verschiedenen Drehteilen stellte Nilpeter fest, dass die überwiegende Mehrheit aus fünf verschiedenen Stangendurchmessern hergestellt werden konnte:0,75 Zoll, 1 Zoll, 1,5 Zoll, 2 Zoll und 2,75 Zoll. Die Konsolidierung von Produkten in fünf Produktfamilien basierend auf diesen Durchmessern würde nicht nur die Anzahl der erforderlichen Einstellungen reduzieren, sondern auch den Einkauf von Rohmaterial vereinfachen, indem die Notwendigkeit reduziert wird, große Bestände an Stangenmaterial mit unterschiedlichen Durchmessern zu transportieren. Genau wie bei den acht Presseurmodellen hat e-Connect den Wechsel innerhalb jeder dieser fünf Teilefamilien erleichtert. Doch jetzt, da es auf breiterer Ebene angewendet wird, gehen die Vorteile des Systems noch weiter, nämlich indem es dem Unternehmen hilft, das Beste aus seinem Rohstoff zu machen. Darüber hinaus ist das System ausgeklügelt genug, um mit Nilpeters Arbeitsplanungsprioritäten zu arbeiten, sagt Herr Sander. Während der Produktion verfolgt der Stangenlader kontinuierlich den Materialverbrauch und informiert die Drehmaschine über den verfügbaren Bestand. Wenn der Restbestand nicht ausreicht, durchsucht das System den Produktionsplan nach einem anderen Teil, das mit dem verbleibenden Stangenmaterial produziert werden könnte, und wechselt zuerst zu den Teilen mit der höchsten Priorität. Erkennt er einen anderen Auftrag, lädt er die entsprechenden Rüstdaten für einen automatischen, nahtlosen Wechsel. Andernfalls weist das System entweder die Zuführung an, den Rest auszuwerfen und die nächste Stange zu laden, oder macht den Bediener darauf aufmerksam, dass eine Änderung des Stangenmaterialdurchmessers erforderlich ist, um fortzufahren. „Als wir dieses Gerät ursprünglich kauften, gefiel uns die Tatsache, dass wir die Stange im Grunde laden und laufen lassen konnten“, sagt Herr Sander. „Das Schöne ist, dass es genauso einfach ist, Einser und Zweier aus 20 verschiedenen Teilenummern zu machen, wie 20 aus einer Teilenummer. Wir planen einfach die Programme an der Drehmaschinensteuerung, sagen ihr, wie viele Teile wir wollen, und sie wird die optimale Materialmenge verwenden, um so viele wie möglich am laufenden Band zu produzieren, bevor wir auf einen anderen Stangendurchmesser wechseln müssen.“ Vorwärts blicken Das Unternehmen erwägt derzeit, den Stangenlader einer anderen Drehmaschine, einer Okuma Captain-L370, durch ein neues LNS-Modell mit Ethernet-System zu ersetzen. Das würde die Vorteile, die bereits auf dem LT 300-MY realisiert wurden, auf die kleineren Teile ausdehnen, die auf dem Captain-L370 verarbeitet werden, sagt Herr Sander. Das Unternehmen muss auch noch einige e-Connect-Funktionen nutzen, darunter die Möglichkeit, den Produktionsplan von einem entfernten Standort aus zu analysieren und anzupassen und automatische E-Mail-Benachrichtigungen für Störungen oder Fehler zu erhalten. Unabhängig davon, ob Nilpeter diese vorläufigen Pläne durchführt, hat das System bereits eine bescheidene, aber wichtige Rolle bei der Reduzierung von Abfall, Arbeitskosten und sowohl Rohmaterial- als auch Fertigteilbestand gespielt. Da das Unternehmen ständig bestrebt ist, die Effizienz zu verbessern, wird es zweifellos eine rationalisierte Datenkommunikation zwischen seinen Geräten als einen möglichen Weg betrachten, um zusätzliche schlanke Verbindungen zu ermöglichen.