Cimientos de precisión: La obra maestra de hormigón de 30 pies de Metalex Manufacturing

Imagine una cimentación de máquina-herramienta de 30 pies de profundidad que consumió 450 camiones de hormigón, creó un pozo lo bastante grande para contener el volumen de tres piscinas olímpicas, y requirió posicionar 200 pernos de anclaje dentro de un cuarto de pulgada de la ubicación especificada. Esta es la cimentación que Metalex Manufacturing, un taller en el suburbio de Blue Ash, Cincinnati, Ohio, construyó recientemente dentro de su Centro para Manufactura Avanzada de Grandes Piezas —una instalación de 40.000 pies cuadrados, ambientalmente controlada, diseñada para albergar una máquina-herramienta específica.

Esta máquina, a instalar en el segundo trimestre de 2012, será una de las más grandes de su tipo en Norteamérica. Las dimensiones clave de este centro de torneado y fresado vertical se listan en el pie de la primera ilustración. El fabricante, Pietro Carnaghi de Milán, Italia, ha entregado solo otras dos máquinas de este tamaño a Norteamérica.

Para que esta máquina funcione exitosamente, la cimentación sobre la que descansa tiene que ser exactamente correcta. No puede haber fallos ni compromisos. Construir esta cimentación masiva, sin embargo, fue solo uno de los desafíos para crear el Centro. Aunque Metalex tiene experiencia considerable con piezas extraordinariamente grandes mecanizadas en máquinas extraordinariamente grandes, la escala y alcance de esta iniciativa representaban un salto enorme. Nunca habían intentado nada así. Sin embargo, la compañía confió en poder proceder porque se basaba en otros "cimientos" —una relación fuerte con un socio técnico y mentor; una cultura de taller entusiasta, "se puede hacer"; y una visión clara de crecimiento y oportunidad futuros.

Elegir un socio técnico fuerte

Cuando la planificación comenzó a finales de 2008, quedó claro pronto que la compañía se beneficiaría de la guía de un socio técnico externo y mentor. Metalex recurrió naturalmente al Grupo de Operaciones Nucleares (NOG), una unidad de negocio de Babcock & Wilcox, y uno de los clientes clave instando al taller a hacer esta expansión radical.

Babcock & Wilcox NOG se especializa en diseño y fabricación de componentes grandes como componentes y vasijas nucleares de pared gruesa. Una de sus plantas principales está en Mount Vernon, Indiana, cerca de Evansville. En este sitio, la compañía mecaniza sus componentes más grandes, incluyendo vasijas de presión pesadas. El sitio tiene capacidad para fabricar y mecanizar vasijas de hasta 1.000 toneladas terminadas. Babcock & Wilcox NOG buscaba un subcontratista fiable para manejar su trabajo de desbordamiento en este campo. En particular, buscaba un taller que igualara la capacidad de su propio centro de torneado y fresado vertical Pietro Carnaghi.

El papel de este socio técnico/mentor resultó esencial. La compañía pudo dar a Metalex consejo en cada decisión crítica sobre diseño y construcción del centro: finalizar especificaciones del edificio, seleccionar la máquina correcta y guiar su instalación. Ambos equipos visitaron las instalaciones del otro para consultas in situ varias veces.

Una de las primeras decisiones fue la selección de máquina. Conocer el tamaño de componentes nucleares probables fue punto de partida. Otros trabajos que podrían atraerse incluyen hélices marinas y carcasas de turbinas para generación de energía. Finalmente, determinaron que un duplicado casi exacto de la máquina de NOG en Mount Vernon era la mejor opción para Blue Ash.

La decisión final no se tomó hasta completar visitas a la fábrica de Carnaghi en Italia. Metalex confió en la experiencia de este fabricante además de su mentor estatal. Esta entrada fue esencial. Por ejemplo, un ingeniero arquitectónico certificado por Carnaghi tuvo que firmar todos los detalles sobre diseño y construcción de la cimentación de la máquina.

La máquina seleccionada es Modelo AP72TMY-6500. Solo tras decidir modelo pudo el taller determinar dimensiones y características del edificio para albergarla, dice Randy Black, ingeniero de Metalex que encabezó la selección. Por ejemplo, con el ram del eje Z totalmente extendido, la máquina alcanza 55 pies del suelo. Además, el espacio debía acomodar grúa puente de 150 toneladas. Estas y otras consideraciones llevaron a especificar techo de 65 pies cubriendo área ~2/3 de campo de fútbol. Esta estructura, completada a principios de 2011, es ambientalmente controlada, con HVAC diseñado para mantener temperatura ±1°C de suelo a techo. Como se ve en la foto, no tiene ventanas ni claraboyas.

Babcock & Wilcox NOG también fue instrumental ayudando a Metalex determinar requisitos iniciales de utillaje, herramientas y programación CNC. Esencialmente, el taller eligió igualar los de su mentor. La firma de Indiana también aconsejó a Metalex especificar recorrido adicional en eje Y para que piezas en mesa pudieran moverse fuera de zona de trabajo para fácil acceso de grúa. Otros insights de NOG: estrategias para desplegar herramientas vivas, selección de cabezales intercambiables para el ram (se pidieron 9, incluyendo uno para fresado 5 ejes) y seguridad como respaldo de batería para sistemas que mantienen cojinete hidrostático bajo la mesa.

Pensar como en un submarino

Claramente, Metalex piensa en grande —piezas grandes, máquinas grandes, ideas grandes. Esto es posible porque Metalex es una compañía bien cimentada. Tiene una cultura de taller firmemente establecida que nutre espíritu proactivo y auto-confiado en todos los niveles. Aun así, el Centro representa un salto enorme que pone a prueba esta cultura. Requiere mayor atención a detalle, sentido de seguridad y mejores prácticas intensificado, dominio técnico más profundo y trabajo en equipo más estrecho que nunca.

Es difícil definir la cultura de un taller. Sin embargo, examinar dos indicadores muestra que la cultura en Metalex es "bien cimentada". Irónicamente, uno está simbolizado por un submarino. El otro es el modelo de negocio "Interacción Sin Fronteras".

El organigrama de Metalex se representa como submarino para enfatizar la idea general de que los empleados deben confiar unos en otros como marineros en un vehículo bajo cientos de pies de agua. Joe Ramsey, líder de soporte de taller, explica que los equipos de trabajo deben ser auto-dirigidos y mutuamente responsables. "Los marineros en un submarino no pueden contar con ayuda de la superficie para mantener funciones esenciales. Igualmente, los equipos de Metalex no dependen de supervisión o microgestión desde arriba para hacer su trabajo".

Este gráfico es más que imagen memorable. De hecho, es representación detallada de la estructura interna que identifica equipos, describe responsabilidades y diagrama interacciones. La familiaridad con este gráfico es componente fundamental de formación de empleados, y se muestra en lugares conspicuos.

El otro indicador representativo se resume en "Interacción Sin Fronteras". El concepto amplio es que todos los empleados de Metalex están facultados para interactuar directamente con otros que afectan o son afectados por sus actividades. Esto refleja la estructura de gestión plana. Evita jerarquías estrictas que impiden flujo de información importante, sugerencias de mejora y preocupaciones de calidad. "Todos tienen voz", dice Ramsey.

Este principio se respalda con políticas y prácticas específicas detalladas. Displays prominentes que refuerzan este principio y su aplicación están por todo el taller.

Con esta cultura como cimiento, asumir el proyecto del Centro no era probable que creara desafíos para los que la compañía no estaba preparada. De hecho, el consenso es que este proyecto ha validado y reforzado este aspecto de la fortaleza de la compañía.

Un cimiento firme toma forma

La cimentación de hormigón para el centro Carnaghi se instaló en verano de 2011. Coronó meses de preparación y planificación previas. Además de datos básicos ya dados, cabe notar que el éxito de esta fase ejemplifica la importancia de tener tanto relación fuerte con socio técnico/mentor como cultura de compañía fuerte.

Por ejemplo, Rob McCabe, gerente de mantenimiento de Metalex, trabajó estrechamente con su contraparte en Babcock & Wilcox NOG para beneficiarse de su experiencia instalando cimentación masiva similar. Entre "lecciones aprendidas": detalles sobre ubicación óptima de barras de refuerzo, provisiones adecuadas para circuito de toma de tierra eléctrico, valor de respaldos redundantes para cada sistema esencial en el proceso de vertido (una vez iniciado, cada "vertido" no podía interrumpirse sin degradar integridad del material), y listas de verificación para monitorizar rendimiento de contratistas. McCabe, a cargo de la instalación, atribuye tal monitorización a virtualmente a prueba de errores esta parte crítica.

Rasgos clave de la cultura corporativa de Metalex también afloraron. Coordinar exitosamente la logística compleja de instalar esta cimentación dependió de buena comunicación y trabajo en equipo, dice Brian Lawson, gerente de compras. "A veces nuestros procesos de decisión tuvieron que ser no convencionales". Por ejemplo, contratistas se eligieron en sesiones de seguimiento tras entrevistas consecutivas. Así, el equipo Metalex pudo hacer las preguntas correctas y evaluar respuestas mientras la entrada de entrevistas estaba fresca.

Y ninguna decisión se basó en conjeturas. "Cada empleado en Metalex está entrenado en esta amonestación: No ocultes lo que no sabes —aprende lo que no sabes", explica Lawson. "Hicimos muchas preguntas en cada paso".

La próxima generación

Sue y Werner Kummerle, fundadores de Metalex, son líderes que proyectan visión clara de hacia dónde va la compañía. Bajo su guía, la "nueva generación" de esta empresa está emergiendo, moldeada por al menos tres influencias mayores. Una es obviamente el énfasis en manufactura de grandes piezas, manifestado en el Centro. Otras influencias que añaden impulso son empoderamiento de empleados mediante modelo "Interacción Sin Fronteras" y programa continuo de aprendizaje interno. Los Kummerle consideran las tres esenciales para crear el cimiento sobre el que se sostendrá futuro crecimiento y prosperidad.

Crear el Centro fue ciertamente movimiento a la vez audaz, desafiante y no exento de riesgo. Sin embargo, este paso estaba en consonancia con historia y tradición de la compañía.

Cuando los Kummerle fundaron Metalex en 1971, la ubicaron en área entonces remota ~15 millas al norte de Cincinnati. Querían espacio para crecer. Tras establecer rápidamente reputación en mecanizado de precisión de piezas complejas en materiales difíciles, la compañía lo hizo. Añadió clientes en automoción, defensa y aeroespacial. El espacio de fabricación se expandió varias veces. Mientras, el área circundante también creció, convirtiéndose en uno de los suburbios de más rápido crecimiento en Cincinnati durante los 80 y 90.

Durante este tiempo, el taller empezó a concentrarse en mecanizado de grandes piezas, adquiriendo máquinas con capacidades cada vez mayores. Hoy, Metalex alberga recursos de mecanizado inusualmente grandes. Ejemplos notables: WFL120 Millturn, Makino T4 centro 5 ejes titanio, StarragHeckert STC-1600 HMC 5 ejes, Deckel Maho DMC FD 340 universal fresado/torneado, WaldrichSiegen rectificadora de rodillos.

Con capacidades probadas en grandes piezas, Metalex era a menudo contactado para cotizar piezas grandes de clientes. Una lección clave al añadir capacidad para atender estas peticiones: manejar exitosamente la pieza más grande de un cliente solía resultar en contratos recurrentes para trabajo menor del mismo cliente. Esto sugirió estrategia de crecimiento. Ir tras piezas realmente grandes mantendría el resto del taller bien cargado.

Esta tendencia culminó en la decisión de crear instalación para mecanizar trabajo demasiado grande y pesado para la mayoría de talleres. La máquina Carnaghi está programada para ser operativa en tercer trimestre 2012. El edificio tiene espacio para segunda gran fresadora tipo pórtico o suelo. Esto significa que aún hay espacio para crecer. De hecho, la visión de Metalex incluye adición de segunda fase al Centro, y la compañía tuvo la previsión de planearlo temprano. Por ejemplo, cimientos y servicios del edificio se construyeron para acomodar duplicación de tamaño.

Mientras, el lado humano de integrar esta máquina en flujo de trabajo y rutinas diarias está en marcha. Preparaciones incluyeron recompromiso con modelo "Interacción Sin Fronteras" en toda la compañía. Desarrollado durante años con apoyo e input de muchos empleados, este modelo establece grado de dependencia mutua que requiere todos trabajen en equipo. "Se basa en respetar contribuciones de otros mientras viajan misión compartida de ser lo mejor y hacer lo mejor para clientes", dice Kummerle.

Otra prioridad compañía-wide es preparar próxima generación de miembros de Metalex para asegurar que tengan habilidades y talentos requeridos en compañía a la vanguardia tecnológica. Programa interno de aprendizaje "aprender haciendo" permite a miembros experimentados transmitir conocimiento y experiencia. Kummerle enfatiza importancia de esta inversión en formación técnica/cultural. Ninguna compañía puede crecer más segura a menos que también crezca más fuerte.

Un apoyo firme

Entre responsables de políticas, líderes comunitarios y ciudadanos promedio, hay creciente conciencia de que la manufactura es cimiento de economía fuerte. Menos entendido es el papel de talleres emprendedores y fabricantes por contrato en sostener ese cimiento. Mirando más profundo, las mejores de estas compañías comprenden la importancia subyacente de una plantilla bien entrenada y motivada.

Aunque Metalex ha tomado un camino que pocos talleres pueden elegir, su experiencia es relevante. Muestra que saltos audaces son posibles solo cuando comienzan con un apoyo firme.