Aumentando Eficiência com Robô Responsivo na Energy Dynamics

A Energy Dynamics poderia ter comprado um novo torno. Comprou um robô em vez disso.

A oficina de contratos em Machesney Park, Illinois roda uma família de peças para uma aplicação de energia hidráulica em um torno que é largamente dedicado a este trabalho. Um torno mais rápido poderia ter melhorado a eficiência desta operação. A oficina considerou isso, mas escolheu manter o torno existente — adicionando um robô. Embora este robô fosse mais barato que a nova máquina-ferramenta teria sido, preço não foi a razão. Em vez disso, a escolha se reduziu à forma como esta oficina vê "eficiência".

Pat Bye, presidente da oficina, aponta que um torno mais rápido meramente teria reduzido tempo de ciclo de usinagem. Um torno multi-tarefa capaz de realizar operações além do torneamento faria o mesmo. Esse parâmetro, tempo de ciclo, é uma medida óbvia e importante de produtividade em muitas oficinas.

Mas a Energy Dynamics é enxuta. O fabricante por contrato é dedicado a relacionamentos de fornecimento kanban com clientes. Um cliente típico tem no máximo 5 dias de peças em estoque nas prateleiras da Energy Dynamics.

"Queremos eliminar a necessidade de grandes estoques. Queremos até eliminar a necessidade de previsões de produção", diz o Sr. Bye. "Queremos trabalhar para a demanda imediata do cliente, seja qual for essa demanda."

Como resultado, a medida de eficiência para esta oficina não é tempo de ciclo, mas responsividade — um parâmetro que envolve mais do que apenas tempo dentro da máquina-ferramenta.

Na verdade, a preocupação que esta oficina dá ao tempo de ciclo é bastante pequena. Tempo dentro da máquina não é o gargalo principal, porque a oficina não roda pedidos grandes o suficiente para pequenas diferenças de tempo de ciclo importarem muito. O fator principal é quantos setups por dia os funcionários podem realizar. O robô ajuda com esta medida de desempenho — e faz isso apesar do fato de que robôs tipicamente não são vistos como consistentes com lean.

Robôs, em vez disso, são vistos como automação dura e pesada. As soluções lean clássicas, por contraste, são leves, simples, diretas e baratas. Essa é a percepção, de qualquer forma.

Mas lean tem a ver com remover barreiras artificiais para fazer as peças, quaisquer que sejam essas barreiras. O robô faz isso na Energy Dynamics libertando um ser humano. Especificamente, um operador fica livre de carregar e descarregar peças para ir configurar outro trabalho em outro lugar. Sem o robô, a oficina não teria sido capaz de rodar este próximo trabalho tão rapidamente.

Adotando o Lean

O nome "Energy Dynamics" data da fundação da oficina. Embora agora seja um negócio de usinagem e quase sempre tenha sido, a empresa começou com uma ideia de negócio nos anos 1980 que nunca vingou. Fornecer serviços de usinagem sucedeu em vez. O Sr. Bye teve a chance de construir sobre esse sucesso quando comprou a empresa em 2007.

Ele acreditava que poderia levar a oficina mais longe aplicando o conhecimento de manufatura enxuta que desenvolveu através de uma carreira em gestão de produção corporativa. A oficina era organizada por tipo de equipamento quando ele a encontrou, com departamento de fresamento, departamento de torneamento e assim por diante. O Sr. Bye liderou a reorganização de equipamentos em células específicas de peça, permitindo que um operador realizasse facilmente toda a usinagem necessária para uma peça sem ter que agrupar o trabalho inacabado em diferentes áreas da oficina. Esta mudança tornou possível que níveis de estoque mudassem. Onde a oficina costumava manter 3 meses de estoque para cada número de peça, a quantidade kanban para a maioria das peças agora é uma semana ou menos.

Vários outros aspectos antigos do processo da oficina tiveram que mudar também. Para operar como fornecedor independente com tais estoques baixos, diz o Sr. Bye, a oficina tem que ser capaz de configurar e rodar novos trabalhos sem atrasos imprevisíveis. Isso significava que remessas de material, por exemplo, também tinham que ser impulsionadas por requisitos kanban. O fornecedor de material agora é tão responsivo quanto a oficina, trabalhando com pedidos similarmente pequenos.

No entanto, as maiores mudanças de todas foram culturais. Hábitos e expectativas tiveram que mudar. Um funcionário ainda pode logicamente perguntar: "Por que não posso simplesmente rodar um grande lote de peças... já que já tenho a configuração no lugar?"

A resposta, claro, tem a ver com o investimento que seria perdido se a necessidade do cliente para aquela peça mudasse repentinamente, ou se algum erro na primeira operação não fosse descoberto até que todo o lote tivesse movido para a segunda operação. O Sr. Bye diz que a única maneira eficaz de transmitir estes tipos de lições é estar alerta para momentos ensináveis. Quando a oficina pode atender uma necessidade inesperada do cliente por causa da forma como roda lotes tão pequenos, ele tenta certificar-se de apontar este sucesso para os funcionários envolvidos. Com o tempo, as impressões se somam.

Clientes também têm que ser ensinados. Alguns são lean eles mesmos, e exigem a entrega kanban. Mas outros não estão acostumados às liberdades que a manufatura enxuta pode fornecer. Logo após um dos HMCs da oficina ir para kanban, um cliente alterou o design de uma peça feita naquela máquina. Este cliente esperava ter que esperar até a próxima corrida (potencialmente 3 meses longe) para implementar a mudança. Mas a Energy Dynamics foi capaz de construir e enviar o conjunto kanban da próxima semana, per o novo design, antes que o cliente pudesse até enviar as peças antigas de volta para serem modificadas.

Lógica do Robô

No torno, o robô agora alimentando trabalho para a máquina é um modelo Fanuc Robotics LR Mate 200iB com capacidade de carga de 5 quilogramas, instalado pela Gosiger Automation. Como as fotos neste artigo mostram, ele se assenta compactamente contra o torno. O Sr. Bye diz que a oficina rotineiramente move o robô para fora do caminho para rodar trabalhos que não têm uso para o manuseio de peças.

O robô é na verdade apenas um exemplo de uma ênfase na disponibilidade de funcionários que tende a impulsionar compras de equipamento agora. A oficina favorecerá uma compra de equipamento a qualquer momento que essa compra possa libertar funcionários para mais setups. Outro exemplo: Se um operador tem que configurar qualquer estilo particular de ferramenta inserida mais de três vezes por ano, então a oficina comprará um porta-ferramenta dedicado para que este corpo de ferramenta possa permanecer no lugar.

O Sr. Bye diz que o robô figura em outra prioridade importante também — preparando para a aposentadoria dos Baby Boomers. Como pessoal qualificado declina em números, ele pode imaginar um dia quando a oficina fará uso consideravelmente maior de funcionários menos qualificados. Robôs serão uma das chaves para fazer isso. Consequentemente, ele vê valor na oficina se acostumar com robôs hoje.

Escolher o robô foi óbvio à luz destes objetivos. Mesmo assim, examinar algumas das alternativas que a oficina poderia ter escolhido ilustra como os meios para eficiência mudam quando as quantidades de peças são baixas.

Por exemplo, e quanto a um alimentador de barra? A oficina poderia ter escolhido este acessório. Com um alimentador de barra, o trabalho poderia ser carregado como barra, e o torno poderia cortar peças discretas enquanto as usina.

O Sr. Bye diz que a oficina já tem dois alimentadores de barra que raramente usa. Um alimentador de barra trava a corrida de produção em uma quantidade particular — o número de peças necessárias para consumir a barra.

E quanto a uma máquina multi-tarefa? As peças atualmente não saem do torno completas — elas têm que ser passadas para um centro de usinagem. Não seria melhor usinar as peças completas em uma configuração?

De certa forma, sim, diz o Sr. Bye. No entanto, sem um robô, a máquina ainda seria impulsionada pelo operador carregando e descarregando peças. O operador ainda teria que ficar lá.

Em contraste, o robô deixa o operador apenas enfileirar estoque bruto e ir embora, retornando mais tarde para pegar peças completas na fila de descarga que estão prontas para o VMC. E como torneamento e trabalho de centro de usinagem podem ocorrer simultaneamente, a vazão geral é melhor do que o que um processo de configuração única poderia alcançar.

Um benefício final de usar um robô é um benefício que o Sr. Bye nem pensou em antecipar — o impulso à moral.

Robôs não são comuns em oficinas de contratos, então funcionários de oficinas de contratos não costumam programar e operá-los. Mas os funcionários da Energy Dynamics agora fazem, e funcionários têm sido entusiasmados em adicionar e desenvolver esta habilidade. O resultado não é apenas capacidades melhoradas para a oficina, mas também maior orgulho dos funcionários em suas próprias habilidades.

Qual é a Maneira Certa de Pedir um Towmotor?

Setup é uma disciplina na Energy Dynamics, porque a frequência de setups significa que eles têm que ser realizados consistentemente e rapidamente. Uma maneira que a oficina simplifica e sistematiza seus setups é através de folhas de contagem regressiva. Estas são afixadas em quase toda máquina CNC.

A contagem regressiva para uma máquina particular pode começar tão cedo quanto "tee minus" 2 horas antes do trabalho pretendido ter que rodar. Minuto a minuto, a folha de setup mostra quais passos devem ser realizados quando.

O Sr. Bye diz que um benefício de mapear o tempo desta forma relaciona-se à competição por recursos compartilhados na oficina. Towmotors, por exemplo. Se dois funcionários estão configurando dois trabalhos urgentes, aquele que diz "Eu preciso do towmotor agora", provavelmente encontrará resistência. Por que um funcionário deveria considerar o trabalho do outro tão importante?

As folhas de setup permitem que os operadores enquadrem o pedido de forma diferente. Especificamente, o operador pode dizer: "Vou precisar do towmotor em uma hora. Isso é OK?"

A diferença pode parecer pequena, mas evita egos conflitantes. Um processo lean reconhece que qualquer atrito desperdiça esforço e tempo — atrito interpessoal incluído.

Portas Abertas

Em agosto de 2007, o Sr. Bye leu este artigo, que ajudou a informar sua imagem de como aplicar manufatura enxuta em ambiente de oficina de contratos. Ele voou para Califórnia para visitar a oficina descrita naquele artigo, Roberts Tool. A oficina foi graciosa o suficiente para abrir suas portas. A visita foi tão útil para o Sr. Bye que ele estende o mesmo convite a proprietários de oficinas que gostariam de aprender com ele. Qualquer um disposto a fazer a viagem pode contatá-lo para arranjar uma visita pessoal de como a Energy Dynamics faz lean.