Von der Verschlimmerung zur Lights-Out-Produktion

Dan Hogge sagt, dass der Schlüssel zur Implementierung der Lights-Out-Bearbeitung in einem einfachen Wort ausgedrückt werden kann:

Elend.

Man muss dieses Elend durchschauen, sagt er. Wenn ein Geschäft nicht die Entschlossenheit hat, eine Übergangsphase zu durchlaufen, ohne zu wissen, wann diese Zeit endet, wird das Geschäft niemals vollständig von einem betreiberabhängigen Prozess zu einem Prozess wechseln, der eine konsistente, beträchtliche und bankfähige Lights-out erreicht Produktion.

Sein Geschäft kam dort an. Auch Ihr Geschäft kann dorthin gelangen. Seine Erfahrung deutet jedoch darauf hin, dass diese Änderung wahrscheinlich schwieriger ist, als Sie erwarten.

„Seien Sie auf Verärgerung gefasst“, sagt er.

VON 70 BIS 29

Herr Hogge (ausgesprochen „Schwein“) ist Werksbetriebsleiter bei Hogge Precision Parts in Hartsville, South Carolina. Von seinem Vater Dan Hogge Sr. als Werkstätte für Schraubendrehmaschinen gegründet, hat sich das Lohnbearbeitungsunternehmen vor langer Zeit auf CNC umgestellt und ist nun auf die Stangenfertigung auf Multitasking-CNC-Drehzentren spezialisiert. Die meisten seiner jüngsten Maschinenkäufe waren CNC-Swiss-Typen.

Der Übergang zur unbeaufsichtigten Produktion begann mit dem Crash von 2007-2008, sagt er. Hogge Precision Parts wurde hart getroffen, weil sein größter Kunde hart getroffen wurde. Die Belegschaft des Ladens von 70 wurde auf 29 reduziert, und die verbleibenden 29 sahen oft Arbeitswochen von nur 24 Stunden.

Als das Geschäft 2009 wieder anlief, waren die Kapazitäten in der einzigen verbleibenden Schicht des Ladens schnell gefüllt. Da kam ein Kunde mit einer dringenden Bestellung eines CNC-Swiss-Type-Teils in die Werkstatt. Das Geschäft hatte gerade seine erste CNC-Swiss-Maschine gekauft, und während diese Maschine den ganzen Tag über gebucht war, blieb sie nachts ungenutzt.

„Wir dachten, warum lassen wir das Teil nicht einfach laufen, wenn niemand da ist?“ sagt Herr Hogge. Da es sich bei dem Material um Messing handelte, schien das Risiko von Schäden oder erheblichen Verlusten gering zu sein, falls etwas schief gehen sollte.

Und nichts ging schief. Der unbeaufsichtigte Prozess verlief reibungslos. Am nächsten Morgen trafen die Mitarbeiter ein und fanden 500 fertige Teile an der Maschine vor. Dies war die gesamte Bestellung des Kunden.

Die Leistung erregte Mr. Hogges Aufmerksamkeit. Der Erfolg schien seine damals wohl drängendste Frage direkt zu beantworten:Wie kann man der schnell steigenden Nachfrage gerecht werden, ohne den Personalbestand schnell aufzustocken? Die Entlassung von mehr als der Hälfte der Mitarbeiter des Unternehmens hatte sich auf das Unternehmen ausgewirkt, und es hatte sich auf ihn ausgewirkt. Während die Geschäftstätigkeit hoch war, schienen weder diese Aktivität noch die Wirtschaft selbst stabil genug, um eine Aufstockung des Personals zu rechtfertigen. Auf diesen Anstieg könnte einfach eine Welle von Menschen folgen, die noch einmal von vorne losgehen. Die unbeaufsichtigte Produktion schien eine vielversprechende Alternative zu bieten.

Rückblickend sei dieser erste Versuch einer unbeaufsichtigten Bearbeitung jedoch möglicherweise zu gut verlaufen, sagt er. Er wusste nicht, worauf er sich einließ. Er verpflichtete die Werkstatt dazu, auf verschiedenen anderen Maschinen eine Lights-Out-Produktion zu realisieren, und damit begann die Misere.

BISHER UNSICHTBARE PROBLEME

Er sagt, das Hindernis für die Implementierung einer effektiven unbeaufsichtigten Bearbeitung sei im Wesentlichen Folgendes:Die Werkstätten erkennen nicht, wie sehr sie sich auf Bediener verlassen. Das war ihm bei seinem eigenen Laden nicht bewusst.

Bei jedem gegebenen Bearbeitungsprozess kann eine Vielzahl seltener und unvorhersehbarer Störungen die Produktion stoppen. Die meisten dieser Probleme sind selten. Die meisten sind einfach zu adressieren. Wenn ein Bediener anwesend ist, kann die Behebung des Fehlers sogar so einfach sein, dass kaum jemand bemerkt, dass ein Problem aufgetreten ist. Aber wenn ein Bediener nicht anwesend ist, kann dieses kleine Problem dazu führen, dass Produktionsstunden verloren gehen – Stunden, auf die sich das Geschäft verlassen hat, um seine Versprechen gegenüber den Kunden zu erfüllen. Somit erwies sich die Verpflichtung zur unbeaufsichtigten Produktion als der Beginn einer Reise zur Beseitigung von Störungen.

Das heißt, es war eine Reise zur Behebung von ehemals winzigen Problemen, die groß wurden, und von zuvor unsichtbaren Problemen, die sichtbar wurden, sobald die Maschinen ohne anwesende Bediener zu laufen begannen. Der Weg durch diese Reise war oft ärgerlich, sagt Herr Hogge, denn die erfolgreiche Lösung eines Problems, das eines Nachts die Produktion zum Erliegen brachte, konnte einfach ein anderes Problem aufdecken, das den gleichen Prozess in einer späteren Nacht zum Erliegen bringen würde. Jeder Prozess auf jeder CNC-Maschine kann anfällig für acht bis zehn seltene Produktionsstoppprobleme sein, die alle entdeckt und behoben werden mussten, bevor der Prozess zuverlässig ohne Anwesenheit eines Mitarbeiters ausgeführt werden konnte.

Auch dies waren keine großen Probleme. Ein Stangenlader, der Material in eine Drehmaschine lädt, löst möglicherweise nur in seltenen Fällen einen Schalter nicht richtig aus. Tagsüber blieb das Problem unbemerkt, da ein Bediener, der bemerkte, dass die Drehmaschine nicht lief, den Fehler beheben und die Produktion innerhalb von ein oder zwei Minuten wieder aufnehmen konnte. Ähnliches könnte für einen Span gelten, der sich an einer seltsamen Stelle verkeilt und das Gegenspindelfutter beeinträchtigt, oder wenn ein Schneidwerkzeug bricht, anstatt sich allmählich abzunutzen. Obwohl solche Probleme ungewöhnlich sind, erkennen sachkundige Mitarbeiter sie und beheben sie so leicht, dass Geschäfte möglicherweise unterschätzen, wie häufig sie auftreten.

Doch auch seltene Probleme summieren sich. Bedenken Sie Folgendes:Wenn jeweils acht potenzielle Störungen einen bestimmten Prozess nur einmal in 20 stoppen, ist das Ergebnis ein Prozess, der nur in zwei Dritteln der Fälle unbeaufsichtigt erfolgreich ausgeführt wird.

Also hat der Shop Probleme nacheinander behoben, als sie sich präsentierten. Was dieses Mal so schwierig machte, war, dass der Weg nach vorne so unvorhersehbar war. Der Erfolg schien immer gewonnen, bis das nächste Problem auftauchte. Als der Betrieb schließlich eine zuverlässige unbeaufsichtigte Produktion erreichte, wussten die Mitarbeiter nichts davon. Sie konnten es nicht wissen, bis sie auf mehrere Wochen zurückblicken konnten, ohne dass sich eine neue Blockierung gezeigt hatte. Jetzt können sie berichten, dass der Weg zur Realisierung einer effektiven Lights-Out-Bearbeitung etwa sechs Monate gedauert hat.

PROZESSÄNDERUNGEN

Hier sind nur einige Beispiele dafür, wie sich die Ausstattung und die Prozesse des Shops während dieser Zeit verändert haben:

1. Schalter und Sensoren waren häufige Schmerzpunkte. Die unzuverlässige Übergabe vom Stangenlader zum Drehzentrum war ein echtes und wiederkehrendes Problem. Das sei nicht an der Ausrüstung schuld, sagt Herr Hogge. Vielmehr nimmt er die Schuld auf sich. In der Zeit nach dem Absturz wurde der Laden nachlässig in Bezug auf die Wartung, insbesondere wenn Mängel in der Ausrüstung so einfach zu handhaben schienen. Da ein konsistenter Betrieb heute von entscheidender Bedeutung ist, hat das Unternehmen seine Denkweise über Wartung grundlegend geändert. Wenn die Leistung einer Maschinenkomponente nachlässt, meldet die Werkstatt das Problem, damit es behoben werden kann, bevor es die unbeaufsichtigte Produktion behindert.

2. Kühlmittelqualität muss auch konsequent bleiben. Wenn diese sich zu verschlechtern beginnt, leiden die Standzeit und die Teilequalität. Verschiedene Maschinen haben mittlerweile individuelle Kühlmittelabscheider von CoolantGuy.com erhalten.

3. Teilentleerung ist mindestens genauso wichtig, wie das Teil in die Maschine gelangt. Wenn große Produktionsmengen ohne Bediener laufen, um Teile von Hand zu entnehmen, können Werkstücke, die auf Werkstücke fallen, Schäden verursachen. Ein Arbeitshandhabungsgerät, das dies verhindert, ein Gerät, das die Werkstatt als Teil ihrer Reise in die unbeaufsichtigte Bearbeitung angenommen hat, ist das Rota-Rack-Entladekarussell von Royal Products (siehe Seitenleiste).

4. Welches Maß an thermischer Stabilität bietet eine bestimmte Maschine? Herr Hogge sagt, die Antwort könnte Sie überraschen. Seine thermisch stabilsten Maschinen haben sich als einige der älteren im Geschäft erwiesen. Zu wissen, welche Maschinen ihre Position halten, ist wertvoll, um die Lichter auszuschalten, da sich die Temperaturen im Laufe einer unbeaufsichtigten Schicht erheblich ändern. Als Ergebnis der Untersuchung dieses Problems, sagt er, weiß der Betrieb jetzt mehr über das thermische Temperament seiner Werkzeugmaschinen als je zuvor. Es weiß, welche Maschinen stabil genug sind, um Aufträge mit feinsten Toleranzen die ganze Nacht über auszuführen.

Dies sind nur einige Bereiche, in denen das Geschäft seine Technologie und sein Denken an die bedienerlose Produktion angepasst hat. Es implementierte außerdem schnell wechselbare Capto-Werkzeuge von Sandvik Coromant an Werkzeugrevolverpositionen, die häufigen Änderungen unterliegen, um die Einrichtung neuer Jobs am Ende der Tagesschicht zu beschleunigen. Bestimmte andere Änderungen sind urheberrechtlich geschützt, weil Mitarbeiter einige Störungen auf einfallsreiche Weise überwunden haben, von denen sie hoffen, dass konkurrierende Geschäfte nicht bald herausfinden werden. Die Kreativität der Mitarbeiter von Hogge Precision Parts war einer der förderlichen Faktoren, die den Wechsel zur unbeaufsichtigten Produktion möglich gemacht haben.

Tatsächlich war das Engagement dieser Mitarbeiter von entscheidender Bedeutung. Das Personal selbst musste wechseln. Verschiedene leitende Angestellte stammen aus der Zeit, als das Unternehmen noch eine Schraubenfabrik war. Ihre mechanische Erfahrung kam voll ins Spiel, denn die Mängel, die behoben werden mussten, um die CNC-Maschinen in die unbeaufsichtigte Produktion zu bringen, waren im Allgemeinen mechanische Probleme. Aber gleichzeitig musste sich die Denkweise, die diese Mitarbeiter in die Produktion einbringen, ändern, um das Licht auszuschalten. Vorbei ist die Erwartung, dass menschliche Augen oder menschliche Hände in jeden laufenden Job involviert sind.

„Die Frage für uns lautet nicht mehr:‚Kann ich diesen Job unbeaufsichtigt ausführen?‘“, sagt Herr Hogge. „Die Frage ist jetzt:‚Wie lange kann dieser Job unbeaufsichtigt ausgeführt werden?‘“

NEUE OPTIMALE PERSONALBESCHAFFUNG

Mr. Hogge überprüft aus der Ferne die Produktion nach Feierabend über Kameras, die im gesamten Geschäft angebracht sind. „Ich suche grünes Licht“, sagt er. Heute sieht er sie fast immer.

Das war nicht immer so. Auch nachdem es mit der Lights-out-Bearbeitung erfolgreich war, strebte die Werkstatt 65 Stunden pro Woche für diese Produktion an. Es war eine Leistung, so viele unbeaufsichtigte Bearbeitungen zu erreichen.

Heute sagt er, es sei eine Enttäuschung, auf den meisten Maschinen der Werkstatt weniger als 80 Stunden pro Woche zu leisten. Bei neueren Maschinen mit Kontrollfunktionen wie der Verwaltung von verschlissenen Werkzeugen kann dies auf 100 Stunden ausgedehnt werden. Im Vergleich dazu macht die eine voll besetzte Schicht des Shops immer noch nicht mehr als 45 Stunden pro Woche aus.

Die Personalaufstockung ist in der Zeit, seit der Shop in die unbeaufsichtigte Produktion gegangen ist, noch schwieriger geworden. Große Fertigungsunternehmen in der Region haben selbst Personal eingestellt und die Vergütungssätze erhöht. Dieser ländliche Teil von South Carolina ist inzwischen zu einer Hochlohnregion geworden.

Trotzdem hat das Geschäft seine Gehaltsliste erhöht, einschließlich einiger Mitarbeiter, die nachts kommen. Bestimmte unbeaufsichtigte Prozesse erreichen Kapazitätsgrenzen, bevor die Nacht vorbei ist, was bedeutet, dass Aufmerksamkeit im richtigen Moment diese Prozesse am Laufen halten kann. Bei manchen Aufträgen ist beispielsweise das Rota-Rack-Karussell nach vier Stunden voll. Wenn ein Mitarbeiter vorbeikommt, um die Einheit zu leeren, schaltet dieser kurze Eingriff weitere vier Stunden Produktion frei.

Diese Art des strategischen Einsatzes von Arbeitskräften erhöht den Wert der Bemühungen jedes einzelnen Mitarbeiters. Dies ist die messbare Amortisation der Investition des Shops in einen zuverlässigen automatisierten Prozess. Tatsächlich hat das Geschäft mit jetzt 45 Mitarbeitern möglicherweise seine neue optimale Personalausstattung gefunden. Durch die Wartung von Prozessen, die größtenteils unbeaufsichtigt ablaufen, kann diese Anzahl von Mitarbeitern laut Hogge mit einem Umsatzvolumen Schritt halten, das jetzt das übertroffen hat, was das Geschäft vor dem Absturz erreicht hatte.

Seitenleiste:Workhandling hält Arbeit in den Vereinigten Staaten

Für Hogge Precision Parts erwies sich die Automatisierung der Arbeitsabwicklung als Schlüssel zur Rettung eines Auftrags, der beinahe nach China geschickt worden wäre. Die fragliche Automatisierung diente nicht zum Laden der Arbeit, sondern zum sicheren Entfernen aus der Maschine.

Das Teil sei schwer, wertvoll und aus einem weichen Metall, sagt Herr Hogge. Wenn ein fertiges Teil aus der Ausgangsrutsche des Wendezentrums in einen Behälter fiel, beschädigte es oft ein anderes Teil, auf dem es landete. Infolgedessen konnte ein Teil den Bearbeitungszyklus erfolgreich abschließen und zum Versand an den Kunden bereit sein, nur um aufgrund dessen, was passiert ist, nachdem es die Maschine verlassen hat, verschrottet zu werden.

„Wir hatten einen Mitarbeiter, der an der Maschine stand und sie von Hand entladen hat, aber so konnten wir den Job nicht halten“, sagt Herr Hogge. Solange die Arbeit für den Prozess von Bedeutung war, würden die Kosten dieser Arbeit die Bearbeitung in China zu einer kostengünstigeren Option machen.

Zufällig war Royal Products mit einem ähnlichen Problem konfrontiert. Der Hersteller von Werkzeugmaschinenzubehör in Hauppauge, New York, hatte Drehzentren beschädigt, indem er sie von den CNC-Drehmaschinen fallen ließ, die sie produzierten. Um das Problem zu lösen, erfand das Unternehmen ein Karussellsystem zum schonenden Entnehmen und Sammeln fertiger Teile. Das Unternehmen vermarktet diese Erfindung als „Rota-Rack“, und Hogge Precision Parts erfuhr vom Werkzeugmaschinenlieferanten Machinery Solutions von dem Produkt. Herr Hogge sagt, dieses System habe es der Werkstatt ermöglicht, den Auftrag ohne Bediener auszuführen. Dies wiederum ermöglichte es ihm, den Preis des Auftrags ausreichend zu senken, um den Auftrag zu behalten.

Im Allgemeinen, sagt er, ist die Werkzeugmaschine selbst nicht so wichtig, um eine Lights-out-Produktion zu erreichen. Vermutlich nutzt eine Werkstatt bereits eine leistungsfähige Werkzeugmaschine und weiß diese effektiv einzusetzen. Stattdessen liegt der Schlüssel oft darin, die richtigen Systeme für die Lieferung der Arbeit an und von der Maschine zu finden und zu erproben.

Randleiste:Vorteile gehen über Arbeitseinsparungen hinaus

Angesichts der Tatsache, dass Hogge Precision Parts nur eine Schicht pro Tag gefahren war, war das Erreichen einer Lights-out-Produktion im Wesentlichen gleichbedeutend mit der Entdeckung einer großen Menge zusätzlicher, kostengünstiger Kapazitäten.

Der Weg, diese Kapazität zu nutzen, besteht darin, zwischen Aufträgen mit geringem Volumen und Aufträgen mit hohem Volumen zu unterscheiden, sagt Herr Hogge. Führen Sie die Arbeiten mit geringem Volumen während der voll besetzten Schicht aus und widmen Sie die unbeaufsichtigten Nachtstunden der Produktion mit hohem Volumen.

Er sagt, dass der effiziente Einsatz von Arbeitskräften nur einer der Vorteile ist, die sich aus dieser Art des Laufens ergeben. Andere sind:

• Einfachere Qualität . Die Verarbeitung von Teilen mit hohen Stückzahlen in Chargen oder in Phasen mit mehreren Maschinen erforderte viele Messungen. Verschiedene Setups und Prozesse mussten separat validiert werden. Im Gegensatz dazu vereinfacht die Neukonfiguration eines Prozesses, jedes Teil in einem einzigen Zyklus zu bearbeiten (z. B. indem das Teil in einer Drehmaschine mit angetriebenen Werkzeugen bearbeitet wird) und auch die gesamte Produktionsmenge in einer einzigen Nacht zu bearbeiten, die Qualitätskontrolle erheblich. In der Regel müssen nur die ersten und letzten Teile überprüft werden.

• Reduzierter Lagerbestand . Auch die Lagerhaltung wird vereinfacht. Jobs, die in Phasen ausgeführt werden, hinterlassen einen Bestand an unfertigen Produkten in der gesamten Werkstatt. An den verschiedenen Stationen stehen Teile an, und in all diesen unfertigen Beständen ist Kapital gebunden. Aber wenn ein Job so umgestaltet wird, dass Teile in einem Zyklus laufen, besteht der einzige Bestand aus Rohmaterial und Fertigwaren.

• Geschwindigkeit . Indem große Mengen über Nacht verarbeitet werden, kann Hogge Bestellungen oft in 2 Tagen ausführen, was in der Vergangenheit möglicherweise 3 Wochen gedauert hätte. Der Shop kann effektiver als früher auf Notbestellungen reagieren.

• Vorhersagbarkeit . Setups machen das Timing von Jobs schwer vorhersehbar. Aber wenn Aufträge unbeaufsichtigt ausgeführt werden, ist die Rüstzeit ein ausreichend kleiner Teil des Prozesses, sodass Herr Hogge genau vorhersagen kann, wann ein Auftrag abgeschlossen sein wird. „Ich kann drei Monate im Voraus sagen, ob ich den Liefertermin bei einer 300-Stück-Bestellung einhalten werde“, sagt er. Dieses Maß an Vertrauen war noch nie zuvor möglich.

• Die Chance weiterzukommen . Die für die unbeaufsichtigte Produktion verfügbare Zeit ist reichlich genug, dass die Werkstatt nicht alles einplanen muss. Einiges bleibt offen, um mit Überraschungen umzugehen. Wenn keine Überraschungen auftauchen, produziert der Shop weiter und läuft oft dem Zeitplan voraus. In einer typischen Woche plant das Geschäft 80 Stunden unbeaufsichtigte Produktion, kann aber 100 erreichen.

• Personalstabilität . Die Personalausstattung des Shops ist nicht mehr direkt an den Geschäftsgang gebunden. Beim nächsten Konjunktureinbruch bezweifelt er, dass er entlassen muss. Da jetzt so viel Kapazität des Ladens unbeaufsichtigt ist, kann er die unbeaufsichtigten Stunden zuerst reduzieren.