A Hirsh Precision confia no sistema

Na Hirsh Precision Products, a cultura é baseada na condução dos negócios com integridade e valores fundamentais de confiança, confiança e compromisso

De um simples pino de localização a um complexo coletor de fluido, cada peça fabricada começa como uma ideia. Uma loja do Colorado traz os conceitos de seus clientes à realidade, combinando tecnologia de fabricação avançada e gerenciamento cuidadoso de processos e dados com uma cultura de empresa focada em equipe e quase 40 anos de experiência.

O maquinista Steve Hirsh fundou a Hirsh Precision Products Inc. em Boulder, CO, em 1979. Com uma única fresadora Bridgeport, Hirsh usinava pequenas séries de produção e ferramentas e componentes de fixação para uma variedade de clientes. Seu irmão Mike ingressou na empresa e a oficina adicionou um torno LC-10 Okuma e uma fresadora vertical CNC Wells Index com troca manual de ferramentas.

À medida que o negócio crescia, a loja mudou-se para as instalações de um de seus clientes, um fabricante de ferramentas de especialidades automotivas que permanece como cliente após 38 anos. Em 1993, a Hirsh Precision Products construiu seu próprio prédio de 2.230 m2 (24.000 pés2). Hoje a empresa conta com cerca de 70 funcionários que trabalham em dois turnos, cinco dias por semana. Cerca de dois terços da produção da loja está relacionada à indústria médica, a maioria envolvendo dispositivos como componentes para equipamentos de processamento de sangue.

Qualidade do produto, caráter da equipe

Ao longo de sua história, a máxima orientadora da Hirsh Precision Products tem sido “Trabalho de qualidade entregue no prazo”. Agora diretor de engenharia da empresa, Steve Hirsh disse:“O trabalho de alta qualidade é o resultado de conduzir os negócios com integridade e a base da cultura de nossa empresa”.

De acordo com Hirsh, a empresa se concentra na melhoria contínua, no aprendizado e na confiança entre os membros de sua equipe de funcionários. O relacionamento da Hirsh Precision Products com os membros de sua equipe pode ser chamado de único.

A filosofia de contratação da empresa visa garantir que haja um bom ajuste tanto para a empresa quanto para o membro da equipe. A ênfase está na personalidade, integridade e aptidão sobre o nível de habilidade inicial. “Você não pode ensinar o caráter básico ou como chegar na hora ou assumir os erros”, disse Hirsh. Se um funcionário é apaixonado, interessado e curioso, as habilidades técnicas podem ser ensinadas, acrescentou.

Prova da cultura positiva da empresa é o número de famílias que possuem vários membros no local de trabalho. Hirsh disse:“Conto aproximadamente 13 famílias diferentes com mais de um membro trabalhando aqui. Em alguns casos, são três ou quatro da mesma família.” Na verdade, a equipe inclui três membros da família Hirsh:Steve, o CEO Mike e o CFO Kent.

Academia de Treinamento

A ênfase da empresa no aprendizado contínuo cresceu ao longo do tempo. Nos primeiros dias, o treinamento consistia em treinamento em tempo real na máquina. A documentação das etapas do processo e configurações foram adicionadas para reduzir os tempos de configuração e garantir a repetibilidade. Outras iniciativas de treinamento foram realizadas ao longo dos anos, incluindo a contratação de um instrutor local de comércio de máquinas para treinar os funcionários no local. No ano passado, a empresa contratou um gerente de treinamento e desenvolvimento para documentar e acompanhar formalmente o treinamento.

Todos os esforços de treinamento agora estão agrupados sob um guarda-chuva chamado Hirsh Training Academy. O programa oferece um currículo padronizado e escalável que os funcionários podem acessar no trabalho ou em casa. Os elementos básicos incluem materiais de orientação, segurança e habilidades de medição.

Novos cursos são adicionados continuamente e o sistema também auxilia no acompanhamento de treinamentos externos, como os oferecidos pela NTMA (National Tooling and Machining Association). Cada membro da equipe é membro da Hirsh Training Academy e pode determinar uma direção de aprendizado alinhada com sua carreira. Os membros da equipe se reúnem com os supervisores anualmente para explorar suas próprias áreas de interesse, identificar tópicos de treinamento, definir metas e revisar o progresso do ano anterior.

Investir em tecnologia

Desde a sua fundação, a Hirsh Precision Products tem investido continuamente em tecnologia de fabricação avançada. “Tentamos entender qual é o retorno de certas novas funções ou recursos e aproveitamos essas inovações de maneira inteligente”, disse o COO Peter Doyle.

Hoje, a empresa possui 22 máquinas-ferramentas CNC, distribuídas quase uniformemente entre fresadoras e tornos. São seis células de produção com três ou quatro máquinas por célula. As máquinas de cinco eixos são proeminentes, usadas para posicionamento que permite a usinagem de uma só vez.

A precisão do posicionamento é fundamental na fabricação médica para manter o registro de peças, tolerâncias e inter-relações de recursos. A oficina fabrica peças que variam em tamanho de componentes torneados de 1 mm até itens de até 3′, mas “80% do nosso trabalho cabe na palma da sua mão”, disse Hirsh. As operações secundárias, com exceção da galvanização, são realizadas internamente. Os materiais das peças vão desde plásticos de grau médico até aços inoxidáveis ​​tratáveis ​​termicamente.

Os volumes de produção geralmente não são grandes. “Anualmente, podemos fazer 100 de alguma coisa ou até 10.000 de outra coisa. Um tamanho de lote típico pode ser de cerca de 200 peças”, disse Hirsh.

Evolução da automação

A Hirsh Precision Products sempre buscou formas de automatizar seus processos. Por exemplo, ainda em seus primeiros cinco anos, a empresa investiu em robôs pneumáticos para carregamento de tornos de mandril. Depois que a fábrica adquiriu sua primeira fábrica de troca de paletes, a administração reconheceu a flexibilidade e a produtividade proporcionadas pela troca de paletes e decidiu que todas as futuras fábricas seriam equipadas dessa maneira.

A primeira incursão da fábrica na tecnologia FMS (sistemas de fabricação flexíveis) foi com um Tsugami FMA de quatro eixos e 12 paletes, e sua primeira máquina de cinco eixos empregando conceitos de FMS foi um DMG Mori com um trocador de paletes de dez estações.

Buscando expandir suas aplicações FMS, a empresa investigou opções disponíveis em sistemas FMS multimáquina. “Vamos ao IMTS a cada dois anos como uma equipe para ficar a par da tecnologia relevante para nossos clientes e suas peças”, disse Hirsh. Após minuciosa pesquisa pré-show, na IMTS 2016 a empresa adquiriu um sistema FMS que consiste em um centro de usinagem CNC vertical de cinco eixos Okuma MU-4000 estilo munhão, com um envelope de trabalho X-Y-Z de 740 mm x 460 mm x 460 mm, servido por um sistema de fabricação modelo MDR-750 FMS ONE do fornecedor FMS Fastems LLC.

Desde então, a loja adquiriu e instalou um segundo moinho MU-4000 no sistema Fastems, que possui 36 paletes de 400 mm de diâmetro, três níveis de armazenamento de paletes e uma estação de carregamento LSC. O sistema é expansível para lidar com cinco máquinas-ferramenta e 120 paletes dentro das instalações atuais.

O Software de Gerenciamento de Manufatura (MMS) da Fastems é a base operacional do sistema. A MMS toma decisões de priorização de produção com base na disponibilidade de pessoal, ferramentas, tempo de máquina e matéria-prima. Ele elabora um cronograma, movimenta paletes de e para as estantes de paletes e dirige a usinagem de peças de forma autônoma.

“Comunicamos a data de vencimento e a quantidade necessária”, disse Doyle, “então o MMS pode 'jogar xadrez', analisar o trabalho agendado e elaborar um plano que atenda às datas de entrega, aproveite os recursos disponíveis, e maximizar o tempo do fuso. Isso levou a uma excelente utilização do fuso.”

A oficina insere seus horários de pessoal e o sistema recupera as peças acabadas quando os membros da equipe estão disponíveis para descarregá-las. “A operação do sistema Fastems destacou para nossa equipe a importância de manter os fusos funcionando. Nosso trabalho é organizar todos os pré-requisitos necessários, como fixação”, disse Doyle.

O sistema de paletes múltiplos é uma boa combinação com a natureza repetitiva da maioria das peças Hirsh. “As configurações são uma das maiores variáveis ​​para nós”, disse Hirsh. A oficina pode praticamente eliminar os tempos de preparação deixando a fixação intacta nos paletes. “Com 36 paletes, podemos deixar os trabalhos prontos. A troca de paletes nos permite minimizar os prazos de entrega e maximizar a utilização”, disse Hirsh. Em um estudo, a oficina executou três processos típicos de fabricação de peças, as horas de preparação foram reduzidas em 72, 54 e 92%, com uma redução média de 73%.

Hirsh enfatizou a importância de entender completamente as capacidades do sistema. “Fastems nos disse que o sistema não é simplesmente um trocador de paletes grande e sofisticado. Eles nos pediram para confiar no sistema, inserir nossos trabalhos e deixar o sistema agendar o trabalho e determinar quando as peças serão executadas.”

O que mais vale a pena

Disse Doyle:“Se nos esforçarmos para comprar a tecnologia, queremos tirar o máximo proveito dela!” Assim, a Hirsh Precision Products organizou uma equipe dedicada da Fastems e deu a ela o desafio de descobrir tudo o que o sistema FMS pode fazer.

Talvez o mais importante para a loja, o sistema FMS permite a operação sem luzes à noite, fins de semana e feriados. “O objetivo é operar os fusos 24 horas por dia”, disse Hirsh.

A fixação de trabalho paletizada também permite maior densidade da peça. “Isso nos ajuda na produção sem luzes”, disse Doyle. “Trabalhando com um ciclo de cinco minutos, 36 paletes não duram muito. Mas se você tiver ciclos de uma ou duas horas, poderá passar por noites e fins de semana. O sistema Fastems permite a plena utilização do tempo não assistido. Em vez de ter alguém lá a cada 15 minutos, podemos deixar o sistema funcionar durante a noite e trocar as peças no dia seguinte.”

Ele continuou:“Podemos sequenciar a produção de pedidos de muitos clientes em paralelo, em vez de produzi-los em série. Para uma peça que exige 100 peças entregues todos os meses, podemos produzir 25 por semana, o que equivale a cerca de cinco por dia. Podemos fazer com que um trabalho apareça na estação de carregamento uma vez por dia, em vez de executar 100 peças apenas desse item antes de passar para a próxima peça.” A integração do gerenciamento de paletes em várias máquinas também permite que uma peça funcione em mais de uma máquina.

Uma peça que exigia posicionamento de cinco eixos para usinar todos os seus recursos foi processada anteriormente em uma fresadora de cinco eixos da Brother. O envelope de trabalho era grande o suficiente para processar uma peça de cada vez. “Com o sistema Fastems, usinamos a peça em máquinas-ferramenta maiores e podemos ter 18 peças em um palete em processo ao mesmo tempo”, disse Hirsh.

A peça, com cerca de 60 mm quadrados, é usinada em três sequências, com seis peças em cada sequência no mesmo palete. A primeira seqüência envolve a usinagem de uma cauda de andorinha em uma peça bruta. A sequência dois abrange a usinagem de cinco lados da peça. Na sequência três, a cauda de andorinha é usinada e a peça é finalizada. Cada ciclo resulta em seis peças acabadas. Hirsh disse:“Em vez de agrupar o trabalho, podemos distribuir as peças conforme elas atendem ao nosso cronograma de construção”.

Dois grandes desafios na aplicação da tecnologia Fastems FMS da Hirsh Precision Products envolvem o gerenciamento de ferramentas e a compatibilidade do sistema ERP (Enterprise Resource Planning).

As características de baixo volume, alta mistura e tolerância apertada do trabalho da oficina requerem a utilização de uma grande variedade de ferramentas de corte. Quando a Hirsh Precision Products instalou inicialmente o sistema Fastems com os dois VMCs Okuma, não era financeiramente viável para a loja incluir o recurso de gerenciamento de ferramentas do sistema. Atualmente, cada máquina Okuma armazena 166 ferramentas e a capacidade da ferramenta ainda não é uma restrição.

No entanto, como a oficina pretende expandir o sistema para um total de cinco centros de usinagem, está desenvolvendo um sistema próprio para movimentar ferramentas dentro e fora das máquinas quando 166 ferramentas não forem suficientes para o mix de peças produzidas em cada máquina. “Quando o FMS tem mais trabalhos do que pode ser acomodado pelos potes de ferramentas disponíveis, moveremos as ferramentas para dentro e para fora da matriz de ferramentas de maneira automatizada. A prova de erros de que o movimento da ferramenta está em nosso horizonte”, disse Doyle.

Outra questão é a integração do ERP. A Hirsh gerencia todas as informações de compromisso com o cliente por meio de seu sistema ERP de longa data, que não foi projetado para oferecer suporte à programação de vários paletes. A razão é que o sistema ERP avalia toda a rota da peça, desde o recebimento da matéria-prima até o envio, incluindo operações externas, como galvanização ou tratamento térmico. Ele é projetado para ser capaz de identificar gargalos não aparentes para um sistema FMS que se concentra nas atividades da célula de trabalho. O sistema ERP prioriza a fabricação just-in-time, enquanto um FMS prioriza a utilização do fuso.

Consequentemente, Doyle disse:“Estamos criando uma maneira de casar os requisitos de ambos os sistemas, por exemplo, liberando grandes pedidos de peças em segmentos e sendo mais seletivos sobre as informações que deixamos o sistema Fastems ver”.

Não é uma tarefa fácil. “Sistemas ERP são como se casar”, disse Hirsh, “Existe um compromisso e investimento. Você não quer mudar seu sistema ERP se não for necessário.”

Disse Doyle:“O que eu gosto no FMS da Fastems é que ele permite que nossa equipe se concentre na solução de problemas que a tecnologia não pode resolver, enquanto libera a equipe de tarefas nas quais a tecnologia está provando ser muito boa. Por exemplo, o sistema Fastems é ótimo em ações repetitivas e sua capacidade de priorizar o trabalho e manter o fuso funcionando é fantástica. Mas não será capaz de nos dizer como projetar um acessório, como pensar nas propriedades do material ou como melhor projetar um processo de produção. Isso nos permite focar nas áreas que são um ponto ideal para nossa empresa.”

Pontuação de produção

Hirsh quer que todos os indivíduos da empresa estejam cientes de como estão ajudando a empresa a cumprir sua máxima orientadora de “trabalho de qualidade entregue no prazo”. No entanto, Hirsh disse:“Descobrimos que não podíamos monitorar isso todos os dias. Então desenvolvemos um scorecard, projetado por maquinistas para maquinistas. Leva nossas prioridades de segurança, qualidade e produtividade e a qualquer minuto durante o dia fornece uma atualização em toda a nossa empresa de como estamos nos saindo em cada uma dessas áreas prioritárias.”

Cada célula de manufatura tem uma tela de computador com um scorecard personalizado desenvolvido com a contribuição dos membros de sua equipe. Isso permite diagnóstico e resposta rápidos a anomalias de produção.

Por exemplo, um supervisor pode verificar o scorecard de uma célula e trazer a pessoa certa para ajudar se as configurações estiverem demorando muito. O instantâneo de uma página reflete cada compromisso do cliente em toda a empresa e mostra quais membros da equipe estão envolvidos no cumprimento do compromisso. Para fornecer informações oportunas, os scorecards são atualizados a cada dois minutos.

Ao pesquisar diferentes sistemas FMS, Hirsh procurou durabilidade e desempenho confiável, em vez de tecnologia de ponta e pioneira. “Queríamos equilibrar o investimento na tecnologia mais recente com o desejo de algo que foi bem testado e não uma responsabilidade”, disse Hirsh. Fastems é a escolha certa para nós. É um investimento estratégico para nós que esperamos se adequar ao nosso negócio por muitos anos.”

Compreendendo o Big Data

Peter Doyle, da Hirsh Precision Products, admite:“Adoro dados. Nós olhamos para isso todos os dias. Temos relatórios que analisam todos os aspectos do nosso processo de produção. Tempos de ciclo, números de peças, tempos de preparação, custos de material, dados de inspeção… todos os dados estão disponíveis. Minha única hesitação em relação à fabricação orientada por dados é tentar garantir que a estamos usando da maneira certa.

“O problema é que as empresas muitas vezes se afogam em seus dados e não sabem o que fazer com eles”, continuou Doyle. “O valor dos dados é sua capacidade de auxiliar a tomada de decisões. Isolar um problema e determinar qual informação é mais útil deve ser feito antes de coletá-la.”

Doyle disse que este ano, a empresa adicionou análises e gerenciamento de informações como componentes-chave para alcançar sua estratégia. “A análise pode nos ajudar a descobrir quais dados são mais significativos para nós. O gerenciamento de informações nos permite comunicar as informações certas para as pessoas certas no momento certo.”

A fábrica está desenvolvendo maneiras de sistematizar dados para ajudar a tomar decisões de produção. Por exemplo, embora os dados da CMM sejam fáceis de capturar eletronicamente, a fábrica atualmente está implementando uma coleta eletrônica de dados de inspeção de ferramentas e peças que antes eram feitos e registrados manualmente no chão de fábrica. À medida que essas e outras iniciativas avançam, disse Doyle, a fábrica está “descobrindo maneiras de reunir o software proprietário de documentação de processos que desenvolvemos, nosso ERP e o Fastems MMS para que nossos dados sejam um ativo. Sabemos que temos uma oportunidade de melhorar nosso uso de dados, mas ainda estamos descobrindo como.”

Outra etapa é determinar a qualidade dos dados subjacentes. Dados de maior qualidade podem ajudar a tomar decisões melhores com mais rapidez. Por exemplo, em vez de inspecionar um recurso em cada cinco peças e diminuir a produção, a fábrica pode determinar estatisticamente que precisa inspecionar apenas uma em 50 peças, aumentando assim a eficiência. Doyle também questiona o verdadeiro valor de alguns dados. Certos dados são valiosos sem dúvida, como utilização de máquina e números de OEE, mas alguns conjuntos de dados não são tão úteis.

Como exemplo, ele questionou o valor de dados detalhados sobre o desempenho individual, como estudos nacionais de benchmarking de produtividade por pessoa. “Existem aspectos de como esses dados são coletados que significam que os benchmarks podem não ser comparáveis ​​ou relevantes para uma decisão, e não acredito que seja o benefício da fabricação orientada por dados. O sucesso e a cultura da Hirsh Precision Products são baseados em nossos valores fundamentais - somos honestos e confiáveis, apaixonados pelo que fazemos, confiantes em nossas habilidades e habilidades, leais e comprometidos. Com esses fundamentos em vigor, nosso objetivo é usar dados para melhorar nossas operações e ajudar outras pessoas, não microgerenciar”.

Doyle vê o sistema Fastems como uma maneira prática e aplicada de iniciar a jornada para a fabricação orientada por dados da Indústria 4.0. No futuro, ele disse:“A inteligência artificial será um divisor de águas para a fabricação, provavelmente mais do que qualquer outra coisa. Isso mudará a forma como estruturaremos e treinaremos nossas equipes.”

Editado pela editora-gerente de engenharia de manufatura Candace Roulo.