Impulsando eficiencia con robot receptivo en Energy Dynamics

Energy Dynamics podría haber comprado un torno nuevo. Compró un robot en su lugar.

El taller de contrato en Machesney Park, Illinois corre una familia de piezas para una aplicación de potencia hidráulica en un torno que está largely dedicado a este trabajo. Un torno más rápido podría haber mejorado la eficiencia de esta operación. El taller consideró esto, pero eligió mantener el torno existente —añadiendo un robot. Aunque este robot era más barato que la nueva máquina herramienta habría sido, el precio no fue la razón. Más bien, la elección se redujo a la forma en que este taller ve la "eficiencia".

Pat Bye, el presidente del taller, señala que un torno más rápido meramente habría reducido el tiempo de ciclo de mecanizado. Un torno multitarea capaz de realizar operaciones más allá del solo torneado habría hecho lo mismo. Ese parámetro, tiempo de ciclo, es una medida obvia e importante de productividad en muchos talleres.

Pero Energy Dynamics es esbelto. El fabricante por contrato está dedicado a relaciones de suministro kanban con clientes. Un cliente típico no tiene más de 5 días de piezas en stock en los estantes de Energy Dynamics.

"Queremos eliminar la necesidad de grandes inventarios. Incluso queremos eliminar la necesidad de pronósticos de producción", dice el Sr. Bye. "Queremos trabajar a la demanda inmediata del cliente, sea cual sea esa demanda."

Como resultado, la medida de eficiencia para este taller no es tiempo de ciclo sino capacidad de respuesta —un parámetro que involucra más que solo tiempo dentro de la máquina herramienta.

De hecho, la preocupación que este taller da a tiempo de ciclo es más bien pequeña. El tiempo dentro de la máquina no es el mayor cuello de botella, porque el taller no corre órdenes lo suficientemente grandes para que pequeñas diferencias de tiempo de ciclo importen mucho. El factor mayor en su lugar es cuántas configuraciones por día pueden realizar los empleados. El robot ayuda con esta medida de rendimiento —y lo hace a pesar del hecho de que los robots típicamente no se ven como consistentes con lo esbelto.

Los robots, en cambio, se ven como automatización dura y pesada. Las soluciones clásicas de lo esbelto, por contraste, son ligeras, simples, directas y baratas. Esa es la percepción, de todos modos.

Pero lo esbelto tiene que ver con quitar barreras artificiales para hacer las piezas, cualesquiera que sean esas barreras. El robot hace esto en Energy Dynamics liberando a un ser humano. Específicamente, un operador se libera de cargar y descargar piezas para ir a configurar otro trabajo en otro lugar. Sin el robot, el taller no habría podido correr este siguiente trabajo tan rápido.

Volverse esbelto

El nombre "Energy Dynamics" data de la fundación del taller. Aunque ahora es un negocio de mecanizado y casi siempre lo ha sido, la compañía comenzó con una idea de negocio en los 1980s que nunca cuajó. Proveer servicios de mecanizado tuvo éxito en su lugar. El Sr. Bye tuvo la oportunidad de construir sobre ese éxito cuando compró la compañía en 2007.

Él creía que podía llevar el taller más lejos aplicando el conocimiento de manufactura esbelta que había desarrollado a través de una carrera en gestión de producción corporativa. El taller estaba organizado por tipo de equipo cuando lo encontró, con un departamento de fresado, un departamento de torneado, etc. El Sr. Bye lideró la reorganización de equipamiento en celdas específicas de pieza, permitiendo a un operador fácilmente realizar todo el mecanizado necesario para una pieza sin tener que agrupar el trabajo sin terminar en diferentes áreas del taller. Este cambio hizo posible que los niveles de inventario cambiaran. Donde el taller solía mantener 3 meses de inventario para cada número de pieza, la cantidad kanban para la mayoría de piezas es ahora una semana o menos.

Varios otros aspectos de larga data del proceso del taller tuvieron que cambiar también. Para operar como proveedor independiente con tales inventarios bajos, dice el Sr. Bye, el taller tiene que poder configurar y correr nuevos trabajos sin retrasos impredecibles. Eso significó que envíos de material, por ejemplo, también tuvieron que ser impulsados por requisitos kanban. El proveedor de material ahora es tan receptivo como el taller, trabajando a órdenes similarmente pequeñas.

Sin embargo, los cambios más grandes de todos fueron culturales. Hábitos y expectativas tuvieron que cambiar. Un empleado podría aún lógicamente preguntar, "¿Por qué no puedo simplemente correr un gran set de piezas... ya que ya tengo la configuración en lugar?"

La respuesta, por supuesto, tiene que ver con la inversión que se perdería si la necesidad del cliente por esa pieza cambiara repentinamente, o si algún error en la primera operación no se descubriera hasta que todo el lote se hubiera movido a la segunda operación. El Sr. Bye dice que la única forma efectiva de impartir este tipo de lecciones es estar alerta para momentos enseñables. Cuando el taller puede cumplir una necesidad inesperada del cliente por la forma en que corre lotes tan pequeños, él trata de asegurarse de señalar este éxito a los empleados involucrados. Con el tiempo, las impresiones se suman.

Los clientes también tienen que ser enseñados. Algunos son esbeltos ellos mismos, y exigen la entrega kanban. Pero otros no están acostumbrados a las libertades que la manufactura esbelta puede proveer. Justo después de que uno de los HMCs del taller fue a kanban, un cliente alteró el diseño de una pieza hecha en esa máquina. Este cliente esperaba tener que esperar hasta la próxima corrida (potencialmente 3 meses lejos) para implementar el cambio. Pero Energy Dynamics pudo construir y enviar el set kanban de la próxima semana, per el nuevo diseño, antes de que el cliente pudiera incluso enviar las piezas viejas de vuelta para ser modificadas.

Lógica del robot

En el torno, el robot ahora alimentando trabajo a la máquina es un Fanuc Robotics LR Mate modelo 200iB con capacidad de carga de 5 kilogramos, instalado por Gosiger Automation. Como muestran las fotos en este artículo, se sienta compactamente contra el torno. El Sr. Bye dice que el taller rutinariamente mueve el robot fuera del camino para correr trabajos que no tienen uso para el manejo de piezas.

El robot es en realidad solo un ejemplo de un énfasis en disponibilidad de empleados que tiende a impulsar compras de equipamiento ahora. El taller favorecerá una compra de equipamiento en cualquier momento que esa compra pueda liberar empleados para más configuraciones. Otro ejemplo: Si un operador tiene que configurar cualquier estilo particular de herramienta insertada más de tres veces por año, entonces el taller comprará un portaherramientas dedicado para que este cuerpo de herramienta pueda permanecer en lugar.

El Sr. Bye dice que el robot figura en otra prioridad importante también —prepararse para la jubilación de los Baby Boomers. Como el personal calificado declina en números, él puede imaginar un día cuando el taller hará uso considerablemente mayor de empleados menos calificados. Los robots serán una de las claves para hacer esto. Según esto, ve valor en que el taller se acostumbre a robots hoy.

Elegir el robot fue obvio a la luz de estos objetivos. Aun así, examinar algunas de las alternativas que el taller podría haber elegido ilustra cómo los medios para la eficiencia cambian cuando las cantidades de pieza son bajas.

Por ejemplo, ¿qué tal un alimentador de barra? El taller podría haber elegido este accesorio. Con un alimentador de barra, el trabajo podría cargarse como barra, y el torno podría cortar piezas discretas mientras las mecaniza.

El Sr. Bye dice que el taller ya tiene dos alimentadores de barra que rara vez usa. Un alimentador de barra bloquea la corrida de producción en una cantidad particular —el número de piezas necesario para consumir la barra.

Entonces, ¿qué tal una máquina multitarea? Las piezas actualmente no salen completas del torno —tienen que pasarse a un centro de mecanizado. ¿No sería mejor mecanizar las piezas completas en una configuración?

En cierto modo, sí, dice el Sr. Bye. Sin embargo, sin un robot, la máquina aún sería impulsada por el operador cargando y descargando piezas. El operador aún tendría que estar allí de pie.

Por contraste, el robot deja al operador solo poner en cola material en bruto e irse, regresando después para recoger piezas completadas en la cola de descarga que están listas para el VMC. Y porque el torneado y trabajo de centro de mecanizado pueden ocurrir simultáneamente, el rendimiento general es mejor que lo que un proceso de configuración única podría lograr.

Un último plus de usar un robot es un beneficio que el Sr. Bye ni siquiera pensó anticipar —el impulso a la moral.

Los robots no son comunes en talleres de contrato, así que los empleados de talleres de contrato no usualmente llegan a programarlos y operarlos. Pero los empleados de Energy Dynamics ahora sí, y los empleados han estado entusiastas de agregar y desarrollar esta habilidad. El resultado no es solo capacidades mejoradas para el taller, sino también mayor orgullo de los empleados en sus propias habilidades.

¿Cuál es la forma correcta de pedir un montacargas?

La configuración es una disciplina en Energy Dynamics, porque la frecuencia de configuraciones significa que tienen que realizarse consistentemente y rápido. Una forma en que el taller agiliza y sistematiza sus configuraciones es a través de hojas de cuenta regresiva. Estas están adheridas a casi cada máquina CNC.

La cuenta regresiva para una máquina particular podría comenzar tan temprano como "tee menos" 2 horas antes de que el trabajo intencionado tenga que correr. Minuto a minuto, la hoja de configuración muestra qué pasos deberían realizarse cuándo.

El Sr. Bye dice que un beneficio de mapear el tiempo de esta manera se relaciona con la competencia por recursos compartidos en el taller. Montacargas, por ejemplo. Si dos empleados están configurando dos trabajos urgentes, el que dice, "Necesito el montacargas ahora mismo", es probable que encuentre resistencia. ¿Por qué debería un empleado considerar el trabajo del otro tan importante?

Las hojas de configuración permiten a los operadores enmarcar la solicitud de una forma diferente. Específicamente, el operador puede decir, "Voy a necesitar el montacargas en una hora. ¿Está bien?"

La diferencia podría parecer pequeña, pero evita egos en conflicto. Un proceso esbelto reconoce que cualquier fricción desperdicia esfuerzo y tiempo —fricción interpersonal incluida.

Las puertas están abiertas

En agosto 2007, el Sr. Bye leyó este artículo, que ayudó a informar su imagen de cómo aplicar manufactura esbelta en un entorno de taller de contrato. Voló a California para visitar el taller descrito en ese artículo, Roberts Tool. El taller fue lo suficientemente amable de abrir sus puertas. La visita fue tan útil para el Sr. Bye que extiende la misma invitación a propietarios de talleres que quieran aprender de él. Cualquiera dispuesto a hacer el viaje puede contactarlo para arreglar una visita en persona a cómo Energy Dynamics hace lo esbelto.