La recopilación y gestión de datos de fabricación transforma la tienda suiza

La gestión de datos digitales está impulsando cada vez más la estrategia de fabricación, las operaciones y la asignación de activos en las empresas de fabricación contemporáneas; sin embargo, recopilar y comparar datos de mecanizado de manera uniforme puede ser un desafío para los talleres con una combinación de tecnología nueva y equipos heredados. Dan Villemaire es propietario y presidente de C&M Machine Products. Fundado por su abuelo y su padre como un taller de mecanizado de tornillos Brown &Sharpe en Hudson, New Hampshire, hace 40 años, el negocio ha crecido hasta albergar alrededor de 100 máquinas, incluidas más de 73 tornos CNC tipo suizo y 19 centros de torneado CNC más grandes. C&M presta servicios a industrias que van desde la aeroespacial y la defensa hasta los consumibles de cobre, el manejo de fluidos, la medicina, la robótica y la óptica con ciclos de producción de productos mecanizados de precisión de hasta 1 000 000 de piezas o más.

El Sr. Villemaire percibió que la gestión y el análisis detallados de los datos de fabricación ayudarían a facilitar el crecimiento en nuevos mercados a través de una programación y un uso más eficientes de los recursos de fabricación. “Una de las cosas que nos esforzamos constantemente por hacer es impulsar las decisiones con datos”, dice. Pero debido a que las máquinas del taller tienen una edad y operación muy diferentes, fue difícil recopilar datos precisos, consistentes y comparables. “Queríamos tener una mejor comprensión de lo que estaban haciendo nuestras máquinas. Sabíamos que algunas de nuestras máquinas tenían la capacidad de comunicarse con nosotros y brindarnos información en un formato tipo tablero, pero no de manera uniforme”.

C&M envía programas CNC a sus máquinas a través de un sistema DNC (control numérico distribuido), pero el taller tradicionalmente documentaba la salida de la máquina usando tarjetas de tiempo llenadas a mano. Los operadores registraron manualmente las horas que trabajaron y las piezas que produjeron, y luego enviaron las tarjetas para ingresarlas al sistema ERP del taller. Ese proceso no funcionó bien con múltiples oportunidades de error.

C&M adquirió su sistema DNC de WireFreeCNC, una unidad de Macdac Engineering. Macdac ofrece productos de software y hardware de fabricación, incluidos Mastercam, Catia y una variedad de equipos de red. El proveedor de software propuso instalar Excellerant MDC (Colección de datos de fabricación) en C&M. Excellerant es un decodificador universal que conecta máquinas y captura datos CNC a medida que se generan. El producto permite a un fabricante conectar todas sus máquinas herramientas y controladores CNC (independientemente de la marca) y monitorear y administrar los datos de cada máquina en tiempo real y transmitir esos datos al sistema ERP de la empresa.

Ventajas de DNC

Excellerant MDC se basa en MTConnect, FANUC Focas, OPC-UA, Haas MNET Q-Codes y otros protocolos de conexión de control de máquinas, y también se comunica con máquinas CNC heredadas. El paquete consta de una licencia de software y hardware que incluye una tableta de visualización gráfica ubicada en cada controlador de máquina. El sistema cuenta las piezas a medida que se crean. Al final de cada turno, el operador califica la cantidad de piezas buenas completadas y el total se ingresa automáticamente en el sistema ERP.

Con datos precisos, el taller puede comprender mejor su verdadero rendimiento. “Realmente no teníamos buenas cifras para poder ver esas cosas antes”, dice Villemaire. “Este sistema nos está permitiendo hacer eso. Es muy útil. No confiamos en tarjetas de tiempo escritas a mano, y no confiamos en nuestros operadores para impulsar los cálculos de rendimiento y rendimiento de C&M”.

Shawn Bergeron, líder de mejora continua de C&M, dice:“La precisión de la información que ingresa a nuestro sistema ERP es exponencialmente mejor que antes. Desde una perspectiva de programación, está mejorando muchas cosas”.

Los números de salida incorrectos comunes en el pasado, enfatiza el Sr. Bergeron, no fueron el resultado del engaño de los operadores de máquinas. “Simplemente no lo sabían”, dice. “Tuvimos ocasiones en las que simplemente desaparecieron piezas. Por ejemplo, procesamos 1000 piezas, pero el operador tenía 700 en la mano, por lo que pensó que había hecho 700. En realidad, las 300 piezas que faltaban no se capturaron correctamente en la máquina y cayeron en el depósito de virutas”.

Tales hechos afectaron la rentabilidad. “Nuestro rendimiento se ve afectado cuando se pierden piezas en la máquina. Hemos gastado tiempo de ciclo y hemos consumido material y mano de obra para hacer algo que no podemos entregar y vender a un cliente. Es chatarra independientemente de si está en la máquina o no, y debe contabilizarse de esa manera. Ahora, a través de la recopilación de datos confiables y el análisis de causa raíz, conocemos los problemas que debemos corregir”, dice el Sr. Bergeron.

El beneficio más visible de implementar el paquete Excellerant fue la eliminación de tarjetas de tiempo. C&M también está probando la eliminación de documentación adicional:hojas de recuento que realizan un seguimiento de los recuentos diarios de piezas a lo largo de varios turnos. El sistema hace esto automáticamente, dando a los operadores una idea de dónde están en relación con la cantidad de fabricación para el trabajo, evitando excesos. La información también puede confirmar que la cantidad de material disponible es suficiente para completar el volumen de la pieza requerida. "La documentación automática ahorra 15 o 20 minutos a los operadores que pueden reutilizar para limpiar las máquinas y dejarlas listas para el próximo turno", dice Villemaire.

El objetivo es automatizar la recopilación de datos tanto como sea posible. Luego, la gerencia puede comenzar a analizar los datos y encontrar formas de abordar los problemas de rendimiento. "El uso del sistema también agrega valor desde el punto de vista de la satisfacción del cliente, ya que podemos mejorar la precisión de nuestros costos y aumentar nuestro valor para nuestros clientes", dice el Sr. Bergeron.

Cultura cambiante

La adopción generalizada de la recopilación de datos automatizada representa un cambio cultural significativo para una empresa de 40 años. El Sr. Villemaire está alejando a C&M de las viejas formas de hacer las cosas al rodearse de nuevos recursos e ideas. El Sr. Bergeron explica:“Recientemente contratamos a un gerente de operaciones y un gerente de calidad con un conjunto de habilidades diferente al que teníamos anteriormente. También contratamos a un gerente de finanzas. Dan está tratando de rodearse de un equipo central para llevar a esta organización a donde necesita ir en base a hechos y datos, no en base a emociones y una actitud de "lo hicimos de esta manera hace 30 años". Si seguimos haciéndolo de esa manera, dentro de 30 años no tendremos un lugar adonde ir”. La empresa busca contratar a 55 personas en los próximos tres o cuatro años.

Mejor compra

Los empleados, y los operadores en particular, han aceptado la implementación del sistema Excellerant más abiertamente de lo que anticipó el Sr. Bergeron. “Los operadores notaron que estamos haciendo un mejor seguimiento de la información”, dice. “Están viendo el valor. No es una herramienta para reprender a la gente. Eso es lo último que queremos hacer. Preferimos usarlo como una herramienta para el análisis de la causa raíz y las acciones correctivas y preventivas en el futuro. Los beneficios futuros son tremendos”.

Entorno sin papeles

Uno de los objetivos de adoptar la gestión de datos automatizada es avanzar hacia un entorno sin papel, especialmente en la planta de producción. Un elemento clave de ese esfuerzo es una tableta de visualización gráfica montada en cada máquina herramienta. En la tableta, que muestra una interfaz de usuario sencilla diseñada para un funcionamiento claro y lógico, las máquinas herramienta están representadas por iconos gráficos.

Por lo general, una máquina está inactiva cuando un operador inicia sesión. Después de que el operador ingresa un número de empleado, el ícono de la máquina se vuelve rojo, lo que indica que está en el modo de configuración. Cuando se completa la configuración, el icono cambia de rojo a naranja. Una vez que el operador finaliza la configuración, incluido el envío de las dimensiones nominales de la primera pieza, el sistema establece un recuento de piezas. Cuando se confirma que la primera pieza es buena, el operador califica esa pieza para producción y comienza la producción. Durante la ejecución, el operador puede iniciar sesión y verificar la producción de la máquina en comparación con el programa de producción y el total de piezas requeridas. Al final de la corrida, el operador le dice al sistema cuántas partes buenas se fabricaron. La pantalla de tableta gráfica también está disponible en computadoras de escritorio en la oficina de la tienda, así como en dispositivos móviles.

La reducción del papeleo también contribuye al cumplimiento normativo. Por ejemplo, el Sr. Bergeron dice que el uso del sistema Excellerant facilita el cumplimiento de los estándares del NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tecnología), particularmente el estándar de seguridad cibernética SP800-171. Grandes multas son posibles en caso de una violación de datos. “Eso requiere que seamos muy cuidadosos con la propiedad intelectual de nuestros clientes, como las especificaciones y los dibujos”, dice. “En muchos casos, es parte de nuestra obligación contractual con los clientes controlar su información y garantizar que no caiga en las manos equivocadas”. El almacenamiento de información en la tableta de la máquina limita la cantidad de impresiones y especificaciones del cliente presentes en el taller. “En algunos casos, el estándar de seguridad cibernética es una especie de barrera de entrada a un mercado para otras tiendas”, continúa el Sr. Bergeron. "Muchos de nuestros clientes, específicamente en el ámbito de la defensa, nos preguntan si cumpliremos las normas y cuándo".

Una mezcla variada de máquinas herramienta

C&M opera más de 73 tornos CNC de tipo suizo, incluidas máquinas de Star, Citizen y Tsugami. Los centros de torneado CNC más grandes incluyen máquinas de Miyano, Eurotech y Hardinge. Los controles de la máquina son de FANUC y Mitsubishi. El Sr. Bergeron dice que la cantidad y variedad de máquinas en el taller de C&M planteó un desafío en la recopilación y estandarización de datos. “Cada uno es ligeramente diferente al siguiente, y tenemos muchas máquinas más antiguas. En las máquinas más nuevas, implementar Excellerant es bastante rápido y fácil; es una especie de plug and play. Hubo mucha más interacción con las máquinas más antiguas para configurar el sistema. Pero ahora está en casi todas las máquinas que tenemos, y tenemos seis nuevos tornos Citizen CNC Swiss a los que lo estamos agregando”.

El taller fabrica piezas que varían en diámetro desde 0,03125 pulgadas hasta 1,5 pulgadas en sus tornos automáticos suizos y hasta 4 pulgadas de diámetro en los centros de torneado más grandes. “Entonces, hay una gran diferencia en el tamaño del trabajo que podemos hacer junto con las diferentes capacidades de la máquina. Podemos ver de lo que son capaces nuestras diferentes máquinas y programar en consecuencia”, dice el Sr. Bergeron. La empresa ha trabajado mucho para encontrar la mejor plataforma de máquina para cada trabajo, y el sistema Excellerant les está ayudando a comprender mejor estas opciones.

El Sr. Bergeron dice que la información sobre el uso del sistema proviene en gran parte del taller. “No proviene de mí ni de nadie en la gerencia; proviene de los empleados que usan el sistema todos los días. Y ahí es donde radicará el éxito:en que los empleados lo adopten y vean el beneficio del sistema”, explica. Algunos de ellos pueden profundizar y hacer un análisis de causa raíz para problemas de recuento de piezas. Para otros, una vez que está en funcionamiento, simplemente funciona, siempre que las personas sigan las instrucciones. “Es fundamental que los empleados confíen en el sistema. Todo lo que se requiere es un ajuste fino y prestar atención a los detalles. Nuestros maquinistas están extremadamente orientados a los detalles y producen piezas muy pequeñas con tolerancias extremadamente finas. Sé que pueden hacer esto”.

Características importantes

El Sr. Bergeron señala que una función importante del sistema se llama Eagle Eye View, que brinda detalles completos del trabajo, como información del cliente, número de pieza, número de impresión, revisiones, estado del trabajo, cuándo se ordenaron las piezas, fechas de vencimiento y pedido actualizado. cantidades.

Operation Notes es otra característica valiosa que permite la comunicación bidireccional entre la oficina y el piso. El operador o el personal de la oficina pueden escribir un mensaje que aparecerá en la tableta en la máquina, así como en los tableros detrás de escena. “Podría ser algo tan simple como qué tan bien funcionó el trabajo la noche anterior y si hubo algún problema, compartir información con el próximo turno”, dice el Sr. Bergeron. El taller tiene un primer turno y un segundo turno modificado; puede haber una brecha de tres o cuatro horas entre el cambio de turno de la noche a la mañana. "Con Macdac, estamos desarrollando la capacidad de guardar las notas de operación con el número de pieza para que la próxima vez que se programe el trabajo, los operadores u otros empleados puedan consultar las notas y saber cómo se ejecutó el trabajo anteriormente".

Valor de los datos accesibles

Los datos confiables y accesibles resaltan los problemas y los ponen en primer plano. “Si no está frente a ti y no prestas atención y no tratas de hacer algo al respecto, nunca mejorarás”, dice el Sr. Bergeron. “Ahora que tenemos buenos datos, podemos consultar los datos de rendimiento y analizarlos en busca de tendencias o patrones, o para ver si hay una determinada máquina que siempre es un problema. Con datos precisos, hay muchos factores diferentes que podemos comprender y utilizar para operar mejor nuestras instalaciones. La gran transición ahora es que el equipo de mando intermedio comience a utilizar el sistema para tomar decisiones”.

Los datos permiten que los trabajos se programen en las plataformas correctas. C&M tuvo incidentes en el pasado en los que se programó un trabajo en una máquina que no estaba disponible. El sistema Excellerant muestra hacia dónde se dirige cada trabajo y brinda información sobre lo que está sucediendo en ese momento. Se puede utilizar para dirigir el tráfico y tomar decisiones.

Adopción de tecnología de gestión de datos automatizada

Los talleres que estén considerando emplear tecnología de administración de datos automatizada encontrarán útil hacer que sus procesos sean lo más consistentes posible en todos los ámbitos. Como ejemplo, los criterios para el recuento de piezas deben estandarizarse si es posible. Teniendo en cuenta la naturaleza de las piezas y máquinas herramienta de C&M, los recuentos de piezas en general se basan en operaciones de corte. Cuando las piezas se tornean de

material alimentado en barra, el corte significa que una parte está completa. En ese caso, es en realidad un recuento de operaciones en lugar de un recuento de piezas real. “No es necesariamente claro en cuanto a lo que le dará el conteo de partes”, dice el Sr. Bergeron. “Solo debe asegurarse de que haya ciertos códigos o variables en los programas de mecanizado, y debe tener a alguien en el equipo que entienda el código, en este caso, el programador. Estandarizar tanto como sea posible también facilita la resolución de problemas”.

Al prepararse para el cambio a la recopilación de datos automatizada, nombrar a un líder o campeón del proyecto es crucial para garantizar que el esfuerzo se mantenga encaminado y que haya una persona de contacto claramente definida para las comunicaciones sobre cualquier retraso u otras ocurrencias. Es esencial una buena relación con el proveedor del sistema de gestión de datos.

El Sr. Bergeron enfatiza la necesidad de reunir un equipo multidisciplinario incluso antes de firmar un contrato de gestión de datos. “El equipo debe estar formado por representantes de operaciones, TI y un campeón del piso de producción, pero en realidad involucra a mucha gente de todas las disciplinas en el taller”, dice. “La clave es tener una idea previa de cómo funcionará el sistema. Esas discusiones pueden comenzar y se pueden plantar las semillas, por lo que cuando se implementa el sistema, no todo es nuevo. Requiere que todos en la organización participen hasta cierto punto”.

El futuro de la recopilación de datos automatizada

El Sr. Bergeron dice:“Excellerant se puede usar en todas las operaciones del proceso de fabricación, pero actualmente no aplicamos el sistema a su máxima capacidad. Lo usamos en la configuración y producción de las máquinas herramienta, y todavía no en la inspección final, el envío u otros aspectos del proceso. En el futuro, aprovecharemos aún más la tecnología y la aprovecharemos al máximo. El objetivo es recopilar datos y devolverlos al sistema para que los utilicen nuestros empleados. Ellos saben mejor que nadie lo que está pasando”.

Las "Cuatro C" de C&M

Paralelamente a la adopción de tecnología de gestión y recopilación automática de datos, C&M buscó formas de aclarar la identidad y el propósito de la organización. Dan Villemaire dice:“Pasamos la mayor parte de los últimos dos años y medio definiendo los valores de C&M. Llegamos a las "Cuatro C de C&M", es decir, enfoque en el cliente, mejora continua, colaboración y comunidad".

“Obviamente, el enfoque en el cliente es nuestro principal objetivo; hacer felices a nuestros clientes y asegurarnos de que hacemos lo que necesitan que hagamos”, dice el Sr. Villemaire. “La colaboración y la mejora continua van de la mano; el trabajo en equipo es fundamental para avanzar. La mejora continua es un término usado en exceso, pero siempre nos esforzamos por hacerlo mejor. El sistema Excellerant nos permite recopilar los datos que necesitamos para poder medir las mejoras. Anteriormente no sabíamos si lo estábamos haciendo mejor o no porque no teníamos los datos para decirlo".

Con respecto a la comunidad de la cuarta “C”, “es doble”, dice Villemaire. “Estamos comprometidos a estar allí el uno para el otro y a retribuir a la comunidad local. En la comunidad interna de nuestra empresa, las personas tienen problemas personales o eventos en sus vidas en los que necesitan apoyo y nos lo tomamos muy en serio. Nos consideramos una familia. Estamos ahí para nuestra gente; estamos allí para respaldarlos”.

Con respecto a la comunidad local fuera de la empresa, el Sr. Villemaire agrega:“Hacemos colectas de alimentos, adoptamos familias para Navidad, somos patrocinadores del Boys and Girls Club y muchas otras organizaciones sin fines de lucro. En 2019, nuestro objetivo es que cada uno de nuestros empleados realice ocho horas, un día pagado, de trabajo de servicio comunitario fuera del sitio. Estamos incorporando esa actitud cada vez más en la forma en que hacemos las cosas aquí. Hacemos muchas cosas que la gente no sabe. Intento que la retribución sea parte de nuestra política pública con nuestros empleados y nuestros clientes. Estamos devolviendo. Es importante para nosotros”.

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