Kako vrhunski prerađivač metala usavršava svoje rukovanje materijalom

Facebook Twitter LinkedIn

Ako proučite kako se materijal kreće kroz tipično postrojenje za obradu metala, pogotovo kroz one sa nekoliko pogona, možete vidjeti da se iznenađujuće malo vremena provodi na sječenju, savijanju, i zavarivanju metala. On većinu vremena provede mirujući, da li je to na skladištu ili kao WIP zaliha (work-in-process) između radnih stanica, i na kamionima dok se prevozi između pogona.

Rich Steel ovo vrlo dobro zna, i kao direktor lean proizvodnje u Miller Fabrication Solutions, proveo je veliki dio karijere poduzimajući nešto povodom toga. Steel i tim u Brookvillu, Pa., prerađivača metala su se suočili sa izazovom rukovanja materijalom između pogona kao i pojedinačnih radnih stanica. Od nedavno, lideri kompanije planiraju neke značajne promjene na horizontu. U roku narednih nekoliko godina, neki osnovni elementi rukovanja materijalom kroz kompaniju će vjerovatno izgledati mnogo drugačije.

Kretanje između pogona

“Prije nekoliko godina imali smo mnogo proizvodnje po narudžbi”, kaže Steel. “Proučavajući kako smo rukovali materijalom unutar i između pogona, kreirali smo “spaghetti” dijagrame koji su naprosto užasno izgledali. Imali smo duga rastojanja putovanja, i mnogo uskih grla koja su se javljala na raznim nivoima. Rezali bi komade u jednom pogonu, zatim ih odvodili u drugi na savijanje presom, a potom ih vraćali u početni pogon na finalnu obradu prije nego bi ih poslali u još jedan pogon na montažu.”

Miller ima dva glavna proizvodna pogona na području Brookvilla. Glavni, zvan Sandy Lick, nalazi se blizu Redbank Creeka; drugi, zvani Maplevale je tik sjeverno od I-80. Oba su oko 50 milja sjeverno od trećeg pogona u Homer City-u, Pa.

“Često smo sastavljali međufunkcionalni tim koji bi sastavljao mape tokova, procesne mape, i “spaghetti” dijagrame,” kaže Steel. “Koristeći ove alate za mapiranje, počeli smo da uočavamo neefikasnosti i da istražujemo svoje opcije.”

Pri većini poslova se dijelovi kreću kroz nekoliko pogona iz praktičnih razloga, često zbog toga što se određeni monumentalni procesi, poput praškastog lakiranja, ne mogu lako premjestiti ili replicirati. Ali kako su Steel i njegovi saradnici saznali, ne kreću se svi poslovi kroz nekoliko pogona iz potrebe. Steel je opisao jedan posao koji zahtijeva rezanje profila pravougaone cijevi, 12 sa 10 inči, debljine 0.5 inči. Cijev se rezala laserom od strane vanjskog dobavljača, ali prije nekoliko godina dobavljač je prestao sa pružanjem te usluge. Tako da, Miller je morao pronaći način da se taj posao obavi na licu mjesta.

Kao kratkotrajno rješenje, cijevi su sjekli u Sandy Lick, plazmom su rezali krajeve profila u Maplevaleu, potom slali cijevi u Homer City na montažu, i onda nazad u Maplevale na farbanje, pakovanje i isporuku. “Ta cijev je bila u sva tri pogona, u jednom čak dva puta,” kaže Steel. “Provodeći mapiranje procesa, konsolidovali smo operaciju.”

Neke od ovih konsolidacija su obuhvatale povratak nedovoljno iskorištenom robotskom sistemu za rezanje plazmom u Homer City-u za rezanje cijevi. Međutim, da se tim fokusirao isključivo na proizvodnu tehnologiju (i eliminaciju potrebu za plazma rezanjem), izgubili bi iz vida širu sliku i propustili priliku za poboljšanje: eliminaciju svog tog nepotrebnog kretanja između pogona.

“Konsolidovali smo sve u Homer City-u, gdje smo rezali dio; radili robotsko plazma rezanje; izvodili montažu, zavarivanje i obradu; potom prešli na farbanje, pakovanje i isporuku. Mapirajući sve procese, smislili smo mnogo bolje rješenje.’’

Ne može se svaki posao konsolidovati na isti način, naravno. Ponovo, određeni pogoni imaju procese koje nije jednostavno premjestiti. “I dalje proizvodimo dijelove koji u nekom trenutku posjete sva tri pogona,” kaže Steel. “Ali kada radimo mapiranje, uzmemo u obzir vrijeme čekanja i transporta između pogona.”

Miller izbjegava da izolovano posmatra transport između pogona bez uzimanja u obzir potrebe ljudi koji zaprimaju taj posao unutar pogona. Na primjer, ‘’najefikasniji’’ način transporta posla između pogona bi bio da se kamion napuni sa velikom količinom posla. Ali kako je Steel objasnio, to propagira neefikasnost proizvodnje u lotovima. Ako kupac naruči 50 komponenti, jedan pogon će proizvesti svih 50 i transportovati ih u drugi pogon, gdje bi se ta hrpa od 50 komada provlačila kroz slijedeće proizvodne korake. “Sada, možemo razbiti narudžbu u manje količine,” kaže Steel, “i češće isporučivati.”

Vezivanje procesa za bolje rukovanje

Posmatranje bilo kojeg proizvodnog koraka izolovano može biti Ahilova peta za proizvođača koji teži da olakša rukovanje materijalom i da poveća obim proizvodnje. Ovdje, objašnjava Steel, vezivanje procesa može pomoći. Opisao je operaciju sa plazmom koja reže velike, 1.5 inči debele ploče koje se procesuiraju kroz mašinu za uklanjanje šljake prije nego se pošalju dalje na obradni centar.

U proizvodnji u lotovima, operator reže nekoliko ploča, slaže ih, potom ih premješta tamo gdje treba da se podignu (opet) i pošalju na skidanje šljake prije putovanja na obradu. Umjesto oslanjanja na lotove, u Milleru su radili na tome da povežu rezanje plazmom sa skidanjem šljake i obradom.

Kako se dijelovi režu, odmah se premještaju na skidanje šljake prije nego odu na obradu. A umjesto premještanja dijelova u velikim serijama koje mogu danima sjediti u odjelu za obradu, kompanija je tajmirala operacije tako da radnici dobiju određeni broj dijelova u određeno doba dana, kada vertikalni obradni centri imaju kapaciteta za pogon. Vezivanje rezanja plazmom, skidanja šljake i obrade na ovaj način kreira jedan proizvodni korak – nazovite ga ‘’plazma-skidanje šljake-obradni proces’’ – sa predvidivim vremenom izvođenja.

Povezivanje procesa je pomoglo svima da razmišljaju izvan svoje radne ćelije i o cjelokupnom radnom toku, uključujući i to kako se dijelovi prezentuju nizvodnim operacijama. Steel je opisao odličan primjer. ‘’Obradni operater je primijetio da svaki put kada zaprimi dio, mora ga okrenuti za 180 stepeni. Počeo je pitati zašto.’’ Okretanje dijela ne traje dugo, ‘’ali kako bi obradio dijelove u odgovarajućoj količini vremena, mora brzo puniti i prazniti mašinu kako bi smanjio vrijeme između dva dijela. Bilo je bitno da su dijelovi pravilno orijentisani prije punjenja u mašinu.’’

Viljuškar je dostavljao ove dijelove sa operacije skidanja šljake, udaljene nekih 10 metara. Tamo, operater stola sa plazmom je koristio kran sa magnetom kako bi podizao ove velike, teške dijelove na kolica, što je eliminisalo potrebu za viljuškarom između stola sa plazmom i skidanja šljake. Naravno, šljaka od plazma rezanja se nalazi na donjoj strani dijela, što znači da operater opet koristi kran da prevrne dio prije nego on uđe u centar za skidanje šljake.

Kada je obradni operater vidio ovu radnju, počeo je pričati sa svojim kolegama operaterima na skidanju šljake. S obzirom da već prevrću ove dijelove, mogu li ih također rotirati za 180 stepeni? Kako se ispostavilo, operateri za skidanje šljake nisu imali problema s tim. Promjena se desila momentalno – bez strateških sastanaka, bez posmatranja metrike, samo zdrava doza zdravog razuma i otvorene komunikacije između operatera.

Posmatranje proizvodnih koraka kao ‘’povezanih’’ ovdje pomaže. Kada bi Miller posmatrao sječenje, skidanje šljake i obradu odvojeno, radnici bi vjerovatno obrađivali velike serije i zanemarili svo naporno rukovanje između procesa.

Povezani procesi ni ne moraju biti fizički blizu jedan drugom. Steel je opisao ploče koje bi ležale u obradnom odjelu u jednom pogonu, zatim bi se slale u drugi gdje bi ih neko drugi podizao u vertikalnu poziciju pred montažu. Transport ploča na kamionima se čini kao najočigledniji, najlogičniji način za premještanje iz jednog pogona u drugi – ali samo kad izolovano posmatrate transport kamionima.

Kako se ispostavilo, način na koji su ove ploče bile dostavljane na montažu je imalo značajan uticaj na cjelokupni rezultat. Montaža zahtijeva desnu i lijevu ploču da budu postavljene vertikalno – što je lakše reći nego učiniti kada su u pitanju vrlo teški komadi. Kako bi se to obavilo, radnici su se okupljali pred montažom i manipulisali dijelovima i postavljali ih u potrebnu poziciju.

Radnici u Milleru su opet počeli postavljati pitanja: mogu li se obrada, transport i montaža vezati sa ovim poslom? Ovog puta, nije bilo praktično posložiti sve operacije u jedan pogon, ali opet, samo zato što procesi nisu fizički blizu, ne znači da ne mogu biti vezani.

U ovom slučaju, tim je razvio poseban stalak koji nosi dijelove onako kako izlaze sa obrade, transportuju se do drugog pogona i dovode pred montažu, ovaj put u vertikalnom položaju. Uz odobrenje kupca, tim je probušio male rupe na vrhu svake ploče, dozvoljavajući obradnom operateru da u dijelove stavi J kuku, podigne ih vertikalno, i smjesti ih na stalak koji drži samo jedan desni i jedan lijevi dio. Taj stalak potom ide direktno na kamion.

Prije, razbacani dijelovi su se slagali, vezivali, i stavljali na kamion, što je bio proces koji je zahtijevao dodatan tim ljudi na odredištu. Sada, dijelovi dolaze u pogon na stalcima koji idu pravo na montažu, bez dodatne manipulacije. U ovom smislu, obrada u jednom pogonu je sada vezana sa montažom u drugom. Naravno, podizanje dijelova vertikalno na stalak nakon obrade zahtijeva neko vrijeme, ali to je ništa u poređenju sa satima koji se štede pri montaži.

‘’To je također olakšalo transport dijelova između pogona,’’ kaže Steel. Stalci su eliminisali potrebu za vezanjem dijelova za kamion. Štaviše, zbog načina na koji su stalci dizajnirani, viljuškar može podići dva odjednom.” To je ubrzalo utovar i istovar kamiona, što je dodatno ubrzalo procese.

Povrh svega ovoga, prazni stalci su se sada mogli koristiti kao kanban signali za nadopunu. Kada odjel za montažu potroši komade na stalku, taj stalak se šalje nazad u drugi pogon gdje signalizira odjelu za obradu da ga napuni i obradi više dijelova. “Sada znaju da ako prime prazne stalke, trebaju da ih napune,” kaže Steel. “Ako ne vide nikakve stalke, znaju da ne moraju obrađivati dodatne dijelove za ovaj posao.’’

Ideja vezivanja procesa se proširila čak i na tradicionalne serijske procese, poput automatskog premazivanja praškom. Proizvođač može premjestiti montažnu operaciju do operacija rezanja i savijanja, ali ne može jednostavno podići i premjestiti liniju za premazivanje praškom koja koristi kombinaciju mehaniziranih pištolja i robotike. Miller-ov sistem sjedi unutar posljednjeg odjela Maplevale pogona, a posljednjih godina kompanija je premjestila procese obrade kako bi bolje snabdijevali liniju za premazivanje praškom.

Zbog određenih zahtjeva, premazivanje praškom je ograničavajući proces. Kako bi osigurali da se taj proces stalno snabdijeva, Miller je ispitao kako se dijelovi prezentuju operaterima koji ih vješaju. Primijetili su da za jedan ponavljajući posao, operateri se muče da okače četiri velika dijela na liniju.

Kako bi pronašli rješenje, nastojali su da povežu jedan uzvodni proces – u ovom slučaju, obradu. Kako bi dijelovi koji izlaze sa obrade mogli bolje biti prezentovani premazivanju praškom? ‘’Na kraju smo napravili jedinstven nosač gdje bi operateri mogli vješati dijelove,” kaže Steel, dodavajući da je nosač nosio dijelove orijentisane i raspoređene onako kako odgovara operaciji premazivanja praškom. ‘’Sada, kada nosač dođe do premazivanja praškom, operateri mogu brzo podići dijelove i okačiti ih u pravilnu orijentaciju. Njihov posao je lakši, a cijeli proces teče bolje.’’

Fabrika komponenti na horizontu

Miller-ova strategija rukovanja materijalom se bazira na vezivanju procesa, lakšem protoku materijala kroz vrijednosni tok, i eliminaciji bespotrebnih transfera između pogona – što je razlog zašto Miller-ovu planovi za budućnost izgledaju malo kontradiktorni. U 2021., Miller je kupio novi objekat u Brookvilleu.

‘’Naš cilj za ovo novo postrojenje je da ono bude pametna fabrika,” kaže Steel, ‘’zajedno sa automatski navođenim vozilima i robotikom, koji tovare i sortiraju dijelove sa plazma stolova i centara za rezanje laserom. Naš cilj, buduće stanje ovog projekta, je da fabrika bude zajednički resurs za proizvodnju komponenti, odakle ćemo posuđivati opremu trima ostalim pogonima gdje će se obavljati proizvodnja najvišeg nivoa.’’

To sjajno zvuči, ali šta je sa viškom transporta?

“Da, dodati ćemo više transporta,’’ odgovorio je Steel. ‘’Premještati ćemo svaku komponentu iz jednog pogona u drugi, zagarantovano. Ali premještati ćemo ih kao setove, i proizvoditi ćemo ih mnogo efikasnije. Možemo iskoristiti više kanban nadopune, više pull sistema, i nositi ćemo se sa mnogo manje transporta kako bi proizveli same komponente.’’

Miller ima smanjeno rukovanje i olakšan protok dijelova u sadašnjoj strukturi, ali inicijative nisu omele lidere kompanije od posmatranja šire slike. Usklađivanje svih komponenti proizvodnje pod jednim krovom će osloboditi nove nivoe kapaciteta. Ovaj aranžman će pružiti kompaniji ‘’unutarnju’’ nabavku isječenih, oblikovanih i zavarenih limova i pločastih komponenti.

Ideja, kaže Steel, je da pogon proizvodi komponente dovoljnim tempom, u dovoljnoj količini, i da one budu prezentovane na način koji olakšava živote onih koji se nalaze na nizvodnim procesima i montaži u drugim pogonima. To je ideja koja prožima čak i najmanje radionice za obradu lima. Što pouzdanije mogu uzvodni procesi, poput rezanja laserom i savijanja, prezentovati svoj rad finalnoj montaži i isporuci, operacije mogu biti predvidivije. Miller-ov koncept fabrike komponenti samo pomaže skalirati tu ideju i izgraditi temelj za budući rast.

Članak ‘’How a top metal fabricator perfects its material handling’’, autora Tim Heston, preveden je sa portala The Fabricator.