Conectando Princípios Lean a Resultados Reais

Quando a Nilpeter embarcou em uma iniciativa lean 14 meses atrás, ninguém no fabricante de prensas de impressão tinha ideia de que já haviam dado um primeiro passo importante. Como se viu, uma compra de equipamento anterior, feita por razão totalmente diferente, encaixou-se perfeitamente com os esforços da empresa para reduzir desperdício e melhorar eficiência.

Equipamento Instalado

Desde a instalação em meados de 2010, o centro de torneamento LT 300-MY da Okuma America Corporation (Charlotte, Carolina do Norte) tem funcionado exatamente como esperado. O mesmo para o alimentador de barras Hydrobar Sprint S3 e descarregador a vácuo BlazeAir, ambos da LNS America (Cincinnati, Ohio). Como resultado, a Nilpeter melhorou produtividade em um grupo de suas peças mais críticas em 90%, diz Steve Sander, gerente de usinagem.

Embora cada peça de equipamento certamente tenha desempenhado seu próprio papel, o Sr. Sander atribui grande parte desse ganho ao sistema que une os três: e-Connect, um sistema de comunicações baseado em Ethernet da LNS. Permitindo que o torno, alimentador de barras e descarregador troquem dados críticos — e mais importante, ajam inteligentemente sobre esses dados — este sistema simplificou significativamente trocas e reduziu desperdício de material.

Pouco sabia o Sr. Sander que meses adiante, aquelas mesmas vantagens desempenhariam papel importante em alcançar meta mais expansiva. Ou seja, facilitar a transição da Nilpeter de produzir peças em lotes de volume relativamente alto para uma estratégia just-in-time, sob demanda. "e-Connect não fazia parte inicialmente de nosso plano lean, mas definitivamente funcionou a nosso favor," ele diz.

Uma Oficina Cativa

A Nilpeter traça suas raízes a 1919, quando produziu suas primeiras prensas de impressão em Copenhagen, Dinamarca. Em 2001, a Nilpeter comprou outra empresa e iniciou operações em sua planta de 65.000 pés quadrados perto de Cincinnati, Ohio, marcando sua primeira incursão no mercado dos EUA. A empresa fabrica cinco linhas distintas de prensas naquela instalação para impressores de etiquetas e embalagens.

Cada prensa inclui aproximadamente 300 componentes únicos, dependendo do modelo, e a Nilpeter produz todos, exceto cerca de 15%, em sua oficina de máquinas interna, diz o Sr. Sander. Enquanto a empresa mantém quatro VMCs e um HMC equipado com sistema de automação de 20 paletes, grande parte de seu trabalho consiste em peças cilíndricas processadas em três centros de torneamento Okuma. Entre aquelas máquinas, o LT 300-MY é o cavalo de batalha, diz o Sr. Sander, processando até 90% de todas as peças de produção cilíndricas não ocas com mais de 6 polegadas.

Uma Necessidade Premente

O volume de trabalho processado neste torno explica grande parte da razão pela qual comunicação com seu alimentador de barras teria consequências mais abrangentes que ninguém antecipou. No momento da compra, no entanto, a empresa tinha meta mais estreita: melhorar produtividade em uma família de rolos de impressão, que são componentes críticos de cada prensa. A Nilpeter fabrica oito destes componentes, que variam ligeiramente em diâmetro de 2,2618 a 2,2621 polegadas. Isso pode não parecer muita diferença, mas considere que aplicar imagens uniformemente ao material sendo impresso requer esses rolos a atender tolerâncias finais de diâmetro de ±0,00005 polegada.

O processo de manufatura anterior para estes rolos era "tedioso", para dizer o mínimo, diz o Sr. Sander. Após cortar o estoque de aço inoxidável 1215 no comprimento, blankear e facear em torno manual, a peça seria enviada para furação profunda (gundrilling). Então, retornaria à Nilpeter para torneamento em torno CNC antes de ser enviada novamente para pré-retífica e cromagem. Finalmente, retornaria à instalação para retífica de acabamento. A Nilpeter dedicava um total de 4,5 horas de operador por rolo de impressão, além do tempo que cada peça passava fora da instalação.

Um Elo Crítico

A Nilpeter selecionou o LT 300-MY por recomendação de Dave Marsh, especialista em vendas e aplicações da Gosiger, revendedor Okuma da empresa em Dayton, Ohio. Com torretas gêmeas e sete eixos, a máquina permite torneamento preciso de ambas as extremidades da peça, bem como operações de fresamento e furação. Isso eliminou a necessidade de enviar os rolos para furação profunda. Enquanto isso, o alimentador automático de barras LNS Sprint S3 apresenta design de bloco de mancais hidrostático auto-aberto. Isso fornece o carregamento suave e contínuo e o suporte de barra necessário para o torno operar em seu rpm máximo e reduzir vibração, fator crítico na manutenção das tolerâncias apertadas que os rolos requerem.

Para sua parte, o e-Connect tornou trocas dentro da família de rolos de impressão rápidas e fáceis, ele explica. Em vez de intervir manualmente no controle THINC OSP do torno para alternar entre os diferentes rolos, o operador Bob Silcott tinha apenas que carregar a programação de produção do dia e garantir que o alimentador estivesse adequadamente abastecido com barras de 2,75 polegadas. Quando a produção mudava para um rolo de diâmetro diferente, o alimentador de barras detectava automaticamente a mudança de programa via link Ethernet e carregava os dados de configuração correspondentes para a nova peça, incluindo comprimento de corte, posição superior e assim por diante. Dessa forma, o sistema contribuiu para reduzir tempo de produção de 4,5 horas de operador para menos de meia hora por peça.

Conectando com Ideias Lean

Mais importante, no entanto, a capacidade do e-Connect para trocas perfeitas revelou-se um meio útil para outro fim: consolidar o mix de produtos. Essa consolidação era parte de um esforço mais amplo para reduzir desperdício e simplificar produção que a empresa embarcou aproximadamente um ano atrás. Andy Colletta, presidente da empresa, foi inspirado a repensar a estratégia de produção da Nilpeter após visitar um cliente profundamente envolvido em sua própria iniciativa lean. "Ver aquela operação realmente acendeu a lâmpada em sua cabeça," o Sr. Sander relembra.

Não demorou muito para a Nilpeter contratar um consultor externo e iniciar uma revisão extensiva de todos os aspectos de seu negócio que continua até hoje. No lado da manufatura, o objetivo principal era produzir peças conforme necessário de acordo com demanda do departamento de montagem, em oposição a produzir peças em massa de acordo com previsões trimestrais. Isso garantiria melhor uso de capacidade, reduziria estoque armazenado de peças acabadas e evitaria problemas associados a previsões imprecisas.

Um dos primeiros passos para implementar esta nova estratégia just-in-time foi trabalhar para reduzir tempo de configuração. Isso seria particularmente importante para o LT 300-MY e alimentador de barras, considerando o volume de trabalho que passa por aquela máquina. Práticas como pré-estágio de materiais necessários e ter dois operadores trabalhando juntos ajudaram a reduzir tempo requerido para troca completa de 2 horas para menos de meia hora. No entanto, a gerência logo percebeu que configurações individuais longas não eram a única coisa impedindo seus esforços.

Consolidando o Mix

Historicamente, a Nilpeter mantinha estoques de 15 diâmetros diferentes de barras, mas isso começou a fazer menos sentido à medida que a empresa mergulhava mais fundo em sua iniciativa lean. "A primeira coisa que fizemos foi reduzir tempo de configuração, mas uma vez que fizemos isso, a pergunta se tornou 'Por que estamos configurando tão frequentemente?'" o Sr. Sander relembra. "Por que precisamos ter barras em incrementos de oitava de polegada?"

Após examinar de perto seu mix de quase 100 peças torneadas diferentes, a Nilpeter determinou que a grande maioria poderia ser produzida a partir de cinco diâmetros diferentes de barras: 0,75 polegada, 1 polegada, 1,5 polegadas, 2 polegadas e 2,75 polegadas. Consolidar produtos em cinco famílias baseadas nestes diâmetros não apenas reduziria o número de configurações requeridas, mas também simplificaria a compra de matéria-prima reduzindo a necessidade de carregar grandes estoques de barras de diferentes diâmetros.

Assim como fez com os oito modelos de rolo de impressão, o e-Connect facilitou trocas dentro de cada uma destas cinco famílias de peças. No entanto, agora que é aplicado em escala mais ampla, os benefícios do sistema vão ainda mais longe, nomeadamente ajudando a empresa a aproveitar ao máximo sua matéria-prima. Adicionalmente, o sistema é sofisticado o suficiente para trabalhar com prioridades de agendamento de trabalhos da Nilpeter.

Durante produção, o alimentador de barras rastreia continuamente uso de material e informa a máquina de torneamento quanto estoque está disponível. Se estoque restante for insuficiente, o sistema busca na programação de produção outra peça que poderia ser produzida com o estoque restante, optando por mudar para as peças de maior prioridade primeiro. No evento que identifica outro trabalho, carrega os dados de configuração correspondentes para troca automática e perfeita. Caso contrário, o sistema ou instrui o alimentador a ejetar o remanescente e carregar a próxima barra ou alerta o operador que uma mudança no diâmetro da barra é necessária para prosseguir.

"Quando compramos originalmente este equipamento, gostamos do fato de que podíamos basicamente carregar a barra e deixar rodar," o Sr. Sander diz. "A beleza é que é tão fácil fazer uns e dois de 20 números de peça diferentes quanto fazer 20 de um número de peça. Apenas agendamos os programas no controle do torno, dizemos quantas peças queremos, e ele usará a quantidade ótima de material para produzir o máximo possível antes de termos que mudar para outro diâmetro de barra."

Olhando Adiante

A empresa está atualmente considerando substituir o alimentador de barras em outro torno, um Okuma Captain-L370, por novo modelo LNS equipado com o sistema Ethernet. Isso estenderia os benefícios já realizados no LT 300-MY às peças menores processadas no Captain-L370. A empresa também ainda não aproveitou algumas funcionalidades do e-Connect, incluindo capacidade de analisar e ajustar programação de produção de local remoto e receber alertas automáticos por e-mail para falhas ou erros.

Independente de a Nilpeter seguir adiante com estes planos tentativos, o sistema já desempenhou papel modesto, ainda importante, em ajudar a reduzir desperdício, custos de mão de obra, e tanto estoque de matéria-prima quanto de peças acabadas. À medida que a empresa continuamente busca melhorar eficiência, sem dúvida olhará para comunicação de dados simplificada entre seus equipamentos como uma possível maneira de facilitar conexões lean adicionais.