Fundações de Precisão: Obra-Prima de Concreto de 30 Pés da Metalex Manufacturing

Imagine uma fundação de máquina-ferramenta de 30 pés de profundidade que consumiu 450 caminhões de concreto, criou um poço grande o suficiente para conter o volume de três piscinas olímpicas, e exigiu posicionar 200 parafusos de montagem dentro de um quarto de polegada da localização especificada. Esta é a fundação que a Metalex Manufacturing, uma oficina de trabalho no subúrbio de Blue Ash, Cincinnati, Ohio, recentemente construiu dentro de seu Centro de Manufatura Avançada de Grande Porte — uma instalação de 40.000 pés quadrados, ambientalmente controlada, projetada para abrigar uma máquina-ferramenta específica.

Esta máquina, a ser instalada no segundo trimestre de 2012, será uma das maiores de seu tipo na América do Norte. As dimensões-chave deste centro de torneamento e fresamento vertical estão listadas na legenda sob a primeira ilustração. O construtor, Pietro Carnaghi de Milão, Itália, entregou apenas outras duas máquinas deste tamanho para a América do Norte.

Para esta máquina-ferramenta performar com sucesso, a fundação sobre a qual repousa tem que ser exatamente certa. Não pode haver falhas ou compromissos. Construir esta fundação massiva, no entanto, foi apenas um dos desafios envolvidos na criação do Centro de Manufatura Avançada de Grande Porte. Embora a Metalex tenha experiência considerável com peças de trabalho extraordinariamente grandes fabricadas em máquinas-ferramenta extraordinariamente grandes, a escala e escopo desta iniciativa representaram um salto enorme para a empresa. Nunca havia tentado algo assim antes. Ainda assim, a empresa estava confiante que podia prosseguir porque estava construindo sobre outras "fundações" — um forte relacionamento com um parceiro técnico e mentor; uma cultura de oficina "pode-fazer"; e uma visão clara de crescimento e oportunidade futuros.

Aqui está um resumo de cada uma destas "fundações" e por que são importantes.

Escolha um Forte Parceiro Técnico

Quando o planejamento para este projeto começou no final de 2008, ficou claro muito cedo que a empresa se beneficiaria da orientação de um parceiro técnico externo e mentor. A Metalex naturalmente recorreu ao Nuclear Operations Group (NOG), uma unidade de negócios da Babcock & Wilcox, e um dos principais clientes instando a oficina a fazer esta expansão radical.

A Babcock & Wilcox NOG especializa-se no design e manufatura de componentes grandes como componentes e vasos nucleares de parede pesada. Uma de suas principais plantas de manufatura está em Mount Vernon, Indiana, perto de Evansville. Neste local, a empresa usina seus maiores componentes, incluindo vasos de pressão pesados. O local tem capacidade para fabricar e usinar vasos pesando até 1.000 toneladas quando acabados. A Babcock & Wilcox NOG estava ansiosa para encontrar um subcontratante confiável para lidar com seu trabalho excedente neste campo. Em particular, a firma buscava uma oficina de trabalho para igualar a capacidade de seu próprio centro de torneamento e fresamento vertical Pietro Carnaghi.

Como se viu, o papel deste parceiro técnico/mentor provou ser essencial. A empresa pôde dar à Metalex conselhos sobre cada decisão crítica sobre design e construção do centro, como finalizar especificações para o edifício, selecionar a máquina certa e guiar sua instalação. Ambas as empresas enviaram equipes à instalação da outra para consultas no local várias vezes durante o processo.

Uma das primeiras decisões para a Metalex foi seleção da máquina. Conhecer o tamanho de componentes nucleares prováveis de vir seu caminho foi ponto de partida. Outros trabalhos que poderiam ser atraídos para a instalação planejada incluem hélices marítimas e carcaças de turbina para geração de energia. Em última análise, determinou que uma duplicata quase exata da máquina da NOG em Mount Vernon era a melhor escolha para a instalação de Blue Ash.

No entanto, a decisão final não foi feita até que visitas à fábrica da Carnaghi na Itália fossem completadas. A Metalex confiou na expertise deste construtor além da de seu mentor estadunidense. Esta entrada foi essencial. Por exemplo, um engenheiro arquiteto certificado pela Carnaghi teve que assinar todos os detalhes sobre design e construção da fundação da máquina.

A máquina selecionada é Modelo AP72TMY-6500. Somente após decidir um modelo a oficina pôde determinar dimensões e recursos do edifício para abrigá-lo, diz Randy Black, engenheiro da Metalex que liderou o processo de seleção da máquina. Por exemplo, com o ram do eixo Z totalmente estendido, a máquina atinge 55 pés do chão. Além disso, o espaço alocado tinha que acomodar um guindaste aéreo de 150 toneladas. Estas e outras considerações levaram a empresa a especificar teto de 65 pés de altura cobrindo área aproximadamente dois terços do tamanho de um campo de futebol. Esta estrutura, completada no início de 2011, é ambientalmente controlada, com sistema HVAC projetado para manter temperatura de ±1°C do chão ao teto. Como visto na foto na página oposta, não tem janelas ou claraboias.

A Babcock & Wilcox NOG também foi instrumental ajudando a Metalex determinar seus requisitos iniciais para fixações, ferramentas e programação CNC. Essencialmente, a oficina de trabalho escolheu igualar os de seu mentor. A firma de Indiana também aconselhou a Metalex a especificar percurso adicional no eixo Y da máquina para que peças na mesa pudessem ser movidas para longe da zona de trabalho para fácil acesso do guindaste aéreo. Outros insights da NOG envolveram estratégias para implantação de ferramentas vivas, seleção de cabeças intercambiáveis para o ram (nove cabeças foram encomendadas, incluindo uma projetada para fresamento de cinco eixos) e recursos de segurança como backup de bateria para sistemas que mantêm o mancais hidrostático sob a mesa.

Pense Como se Estivesse em um Submarino

Claramente, a Metalex pensa grande — peças grandes, máquinas grandes, grandes ideias. Isso é possível porque a Metalex é uma empresa bem fundamentada. Ou seja, tem uma cultura de oficina firmemente estabelecida que nutre espírito proativo e auto-confiante em todos os níveis. Mesmo assim, o Centro de Manufatura Avançada de Peças Grandes representa um salto enorme que testa esta cultura. Chama por maior atenção a detalhes, senso elevado de segurança e melhores práticas, domínio mais profundo de complexidades técnicas e trabalho em equipe mais próximo que nunca.

É difícil definir a cultura em qualquer oficina. No entanto, examinar dois indicadores servirá para mostrar que a cultura na Metalex é "bem fundamentada". Ironicamente, um destes é simbolizado por um submarino. O outro é o modelo de negócios da empresa, "Interação Sem Fronteiras".

O organograma da Metalex é desenhado como submarino para enfatizar a ideia abrangente de que funcionários devem confiar uns nos outros como marinheiros em um vaso sob centenas de pés de água. Joe Ramsey, líder de suporte da oficina, explica que equipes de trabalho devem ser auto-dirigidas e mutuamente responsáveis. "Marinheiros em submarino não podem contar com ajuda da superfície para manter funções essenciais. Da mesma forma, equipes de funcionários na Metalex não dependem de supervisão ou microgerenciamento de cima para fazer seus trabalhos," ele diz.

Claro, este gráfico é mais que meramente uma imagem memorável. De fato, é uma representação detalhada da estrutura interna da empresa que identifica equipes de trabalho, descreve suas responsabilidades e diagrama suas interações. Familiaridade com este gráfico é componente fundamental de treinamento de funcionários na Metalex, e o gráfico é afixado em numerosos lugares conspícuos pela oficina.

O outro indicador altamente representativo da cultura de oficina é resumido pela expressão, "Interação Sem Fronteiras". O conceito amplo por trás dessa frase é que todos os funcionários da Metalex são capacitados a interagir diretamente com outros funcionários que afetam, ou são afetados por, suas atividades. Isso reflete a natureza plana da estrutura de gerenciamento da empresa. Evita hierarquias estritas que impedem fluxo de informações importantes, sugestões de melhoria e preocupações de qualidade. "Todos têm voz," o Sr. Ramsey diz.

Este princípio é respaldado por um conjunto detalhado de políticas e práticas específicas. Displays proeminentes que reforçam este princípio e sua aplicação estão localizados pela oficina.

Com esta cultura de oficina como fundação, assumir o projeto do Centro de Manufatura Avançada de Grande Porte não era provável criar desafios que a empresa não estava preparada para enfrentar. De fato, o consenso é que este projeto validou e reforçou este aspecto da força da empresa.

Uma Fundação Firme Toma Forma

A fundação de concreto para o centro de torneamento e fresamento vertical Carnaghi foi instalada durante o verão de 2011. Isso coroou meses de preparação e planejamento prévios. Além de alguns fatos básicos sobre a fundação já dados, deve-se notar que o sucesso desta fase do projeto exemplifica a importância de ter tanto um forte relacionamento com um parceiro técnico/mentor quanto uma forte cultura empresarial.

Por exemplo, Rob McCabe, gerente de manutenção da Metalex, trabalhou de perto com seu contraparte na Babcock & Wilcox NOG para beneficiar-se da experiência daquela empresa com instalação de fundação similarmente massiva. Entre as "lições aprendidas" estavam detalhes sobre localização ideal de barras de aço de reforço, provisões adequadas para circuito de aterramento elétrico, valor de backups redundantes para cada sistema essencial envolvido no processo de vazamento de concreto (uma vez iniciado, cada "vazamento" não podia ser interrompido sem degradar integridade do material), e checklists para monitorar performance dos contratados de construção. O Sr. McCabe, que estava a cargo desta instalação, credita tal monitoramento por virtualmente tornar à prova de erros esta parte crítica do projeto.

Traços-chave da cultura corporativa da Metalex igualmente vieram à tona neste momento. Coordenar com sucesso a logística complexa envolvida na instalação desta fundação dependeu de boa comunicação e trabalho em equipe, diz Brian Lawson, gerente de compras na Metalex. "Às vezes nossos processos de tomada de decisão tinham que ser não convencionais," ele diz. Por exemplo, contratados foram escolhidos em sessões de acompanhamento após entrevistas costas-com-costas. Dessa forma, a equipe Metalex podia ter certeza de fazer as perguntas certas e avaliar respostas enquanto entrada das entrevistas de contratados estava fresca na mente.

E nenhuma decisão dependeu de adivinhação. "Todo funcionário na Metalex é treinado nesta admoestação: Não esconda o que você não sabe — aprenda o que você não sabe," o Sr. Lawson explica. "Fizemos muitas perguntas a cada passo do caminho."

A Próxima Geração

Sue e Werner Kummerle, fundadores da Metalex, são o tipo de líderes empresariais que projetam visão clara de onde a empresa está indo. Sob sua orientação, a "nova geração" desta empresa está emergindo, e está sendo moldada por pelo menos três grandes influências. Uma destas é obviamente a ênfase em manufatura de peças grandes, como manifestado no Centro de Manufatura Avançada de Grande Porte. No entanto, outras influências adicionando momentum a este desenvolvimento são capacitação de funcionários através do modelo de negócios Interação Sem Fronteiras e programa contínuo de aprendizagem interno. Os Kummerles consideram todos três essenciais para criar a fundação sobre a qual o crescimento e prosperidade futuros da empresa serão sustentados.

Como passo nesta direção, criar o Centro de Manufatura Avançada de Grande Porte foi certamente movimento que foi ao mesmo tempo ousado, desafiador e não sem risco. Ainda assim, este passo estava em consonância com a história e tradição da empresa.

Quando os Kummerles iniciaram a Metalex em 1971, a localizaram em área então bastante remota a cerca de 15 milhas diretamente ao norte do centro de Cincinnati. Queriam espaço para crescer. Após estabelecer rapidamente reputação para usinagem de precisão de peças complexas em materiais difíceis, a empresa fez exatamente isso. Adicionou clientes nas indústrias automotiva, defesa e aeroespacial. O espaço de manufatura foi expandido várias vezes. Enquanto isso, a área circundante também floresceu, tornando-se um dos subúrbios de crescimento mais rápido na grande Cincinnati durante os anos 1980 e 90.

Durante este tempo, a oficina começou a concentrar-se em usinagem de peças grandes, e adquiriu máquinas-ferramenta com capacidades cada vez maiores. Hoje, a Metalex abriga vários recursos de usinagem extraordinariamente grandes. Exemplos notáveis incluem WFL120 Millturn, centro de usinagem de titânio de cinco eixos Makino T4, HMC de cinco eixos StarragHeckert STC-1600, centro de fresamento/torneamento universal Deckel Maho DMC FD 340 e retificadora de rolos WaldrichSiegen.

Com capacidades comprovadas em usinagem de peças grandes, a Metalex era frequentemente abordada para fornecer orçamentos em peças grandes de clientes. Uma lição-chave que a oficina aprendeu ao adicionar capacidade para atender estas solicitações é que lidar com sucesso com o maior trabalho de um cliente provavelmente resultaria em contratos recorrentes para trabalho menor do mesmo cliente. Este fato sugeriu estratégia de crescimento. Ir atrás de peças de trabalho realmente grandes ajudaria a manter o resto da oficina bem carregada também.

Esta tendência culminou na decisão de criar uma instalação para usinar trabalho grande e pesado demais para a maioria das outras oficinas tentarem. A máquina Carnaghi está programada para ser operacional no terceiro trimestre de 2012. O edifício tem espaço suficiente para segunda fresadora horizontal grande, tipo gantry ou piso. Isso significa que ainda há espaço para crescer. De fato, a visão da Metalex de seu futuro inclui adição de segunda fase ao Centro de Manufatura Avançada de Grande Porte, e a empresa teve a perspicácia de planejar essa adição cedo no processo. Por exemplo, os rodapés e utilidades do edifício foram construídos para acomodar duplicação de seu tamanho.

Mientras tanto, o lado humano de integrar esta máquina no fluxo de trabalho e rotinas diárias da oficina estão em andamento. Preparações incluíram recompromisso com o modelo de negócios Interação Sem Fronteiras pela empresa. Desenvolvido ao longo de vários anos com apoio e entrada de muitos funcionários da Metalex, este modelo de negócios estabelece grau de dependência mútua que requer todos trabalharem como equipe. "Baseia-se em respeitar contribuições dos outros enquanto viajam missão compartilhada de ser seu melhor e fazer seu melhor para clientes," o Sr. Kummerle diz.

Outra prioridade empresa-wide é preparar a próxima geração de membros da equipe Metalex para garantir que tenham habilidades e talentos requeridos de empresa na vanguarda da tecnologia. Programa interno de aprendizagem simplesmente chamado "aprender fazendo" permite membros experientes da força de trabalho passarem seu conhecimento e experiência. O Sr. Kummerle enfatiza a importância deste investimento em treinamento técnico/cultural. Nenhuma empresa pode crescer maior com segurança a menos que também cresça mais forte, ele diz.

Uma Base Firme

Entre formuladores de políticas, líderes comunitários e cidadãos médios, há consciência crescente de que manufatura é a fundação de uma economia forte. Menos bem entendido é o papel de oficinas de trabalho empreendedoras e fabricantes por contrato em apoiar e sustentar aquela fundação. Olhando ainda mais fundo, as melhores destas empresas compreendem a importância subjacente de uma força de trabalho bem treinada e motivada.

Embora a Metalex tenha seguido um curso que poucas oficinas de trabalho podem escolher seguir, sua experiência é relevante. Mostra que saltos ousados são possíveis apenas quando começam com base firme.