L'atelier d'usinage de production prouve sa valeur

"Des racks de pièces non finies... la moitié des machines en configuration... un inventaire en cours qui pourrait étouffer un cheval."

Cette scène a accueilli Wayne Wentworth lors de son premier jour en tant que directeur de l'atelier d'usinage chez Thermo IEC (Needham Heights, Massachusetts) en 1997. L'atelier externalisait également plus de la moitié de ses pièces. La direction a lancé un défi à M. Wentworth :soit rendre l'atelier d'usinage économiquement viable, soit le liquider.

Cette entreprise centenaire fabrique des centrifugeuses de sol et de table de haute précision. "Il n'y a rien de difficile dans les matériaux que nous coupons", déclare M. Wentworth. "Ils sont essentiellement en aluminium, en plastique polypropylène et en une variété de métaux moulés.

« Même nos tolérances ne sont pas particulièrement exigeantes. Ce qui est essentiel, c'est la répartition du poids de la pièce. Elle doit être parfaitement équilibrée :lorsque vous centrifugez à des vitesses allant jusqu'à 30 000 tr/min et que vous générez des forces pouvant atteindre 50 000 g, un déséquilibre la pièce fait beaucoup de bruit et brûle à travers beaucoup de roulements."

Lorsque M. Wentworth a rejoint Thermo IEC, les machines de l'atelier fonctionnaient à un niveau d'efficacité satisfaisant, mais chacune avait son propre opérateur. Cela a entraîné des coûts élevés et une faible productivité.

Les stocks élevés d'en-cours étaient le résultat d'autres facteurs. Les calendriers de production ont été interrompus par des appels d'urgence pour des pièces en rupture de stock. Cela signifiait que les pièces à moitié finies étaient retirées des machines et placées dans l'inventaire en cours de fabrication. Les temps d'arrêt ont augmenté car des configurations supplémentaires étaient nécessaires pour les exécutions d'urgence.

"Si une pièce devait être percée puis alésée, ils perçaient d'abord toutes les pièces, puis les alésaient plus tard", explique M. Wentworth. "Cela a nécessité deux configurations au lieu d'une, prolongeant le temps de production et ajoutant à l'inventaire en cours."

Les machines-outils manquaient également de polyvalence. "Beaucoup de nos pièces nécessitent à la fois un tournage et un fraisage ou un surfaçage et un contre-tournage", explique M. Wentworth. "Avec l'équipement dont nous disposions, cela impliquait plusieurs serrages ou la configuration de deux machines ou plus pour produire une seule pièce."

Thermo IEC s'est d'abord attaqué aux coûts élevés d'une personne/une machine. "Nous opérons dans un immeuble spacieux de 110 000 pieds carrés, dont plus de la moitié est occupée par la fabrication, l'assemblage et l'emballage de pièces", explique M. Wentworth. Suite à une analyse des pièces, les machines ont été repositionnées en alvéoles, permettant de produire un maximum de pièces dans un minimum d'espace.

Les opérateurs ont alors pu s'occuper de plusieurs machines. L'utilisation de cellules de fabrication a entraîné une réduction de 20 % du personnel sans augmentation des heures supplémentaires.

Ensuite, les temps d'installation ont été raccourcis. Le fait de rapprocher les machines les unes des autres et de rapprocher chaque cellule de la salle des outils a eu un effet modeste. Les outils ont été triés dans des boîtes de travail; chaque boîte contenait tous les outils et accessoires nécessaires pour une pièce particulière. Enfin, des sous-plaques et des plaques de montage ont été créées pour toutes les pièces fraisées, avec les coordonnées usinées dans chaque plaque pour une référence immédiate.

Troisièmement, le groupe de production a établi une liaison plus étroite avec les ventes et le marketing afin d'obtenir des rapports fréquents sur les tendances des ventes et des prévisions de ventes révisées. Grâce à ceux-ci, des calendriers de production plus efficaces et réactifs ont été créés et les interruptions d'urgence ont pu être éliminées.

Enfin, M. Wentworth a évalué différentes marques de machines-outils et a opté pour Daewoo (West Caldwell, New Jersey). Un parent proche travaillant dans un institut technique voisin a vendu à Thermo IEC un centre de tournage CNC Daewoo Puma 10 de 18 ans à un prix avantageux.

Deux centres de tournage Daewoo, le Puma 10 d'occasion et un nouveau Puma 250MS, sont arrivés le même jour en 1999. Keith Winstanley, ingénieur de fabrication chez Thermo IEC, décrit le premier jour de fonctionnement. "Nous usinions des bases en aluminium", dit-il. "Nous avons allumé le Puma 10, et la première pièce est sortie bien dans les limites de tolérance. En fait, nous avons couru toute la course sans une seule pièce hors spécifications." C'était il y a 3 ans, et la société continue d'utiliser le Puma 10 presque quotidiennement avec des résultats similaires.

Le Puma 250MS a apporté un nouveau niveau d'efficacité à l'atelier d'usinage de Thermo IEC. "La machine accepte des barres jusqu'à 3 pouces de diamètre", explique M. Winstanley, "et son moteur de broche de 30 CV lui permet d'effectuer des coupes profondes à des avances élevées. Nos temps de cycle sont devenus beaucoup plus courts."

Le Puma 250MS est équipé d'une sous-broche et accepte l'outillage sous tension. L'atelier est devenu capable de produire des pièces complexes sur une seule machine avec une configuration unique, des pièces qui nécessitaient auparavant plusieurs serrages et l'implication de deux machines ou plus.

Un autre avantage cité est des configurations plus rapides. Le système de réglage d'outils automatique élimine le besoin de coupes et de mesures d'écrémage, et il entre automatiquement les décalages d'outils dans le contrôleur de la machine, éliminant ainsi le risque d'erreurs de saisie de données.

En travaillant sur une seule équipe et en calculant les économies réalisées grâce à une augmentation de l'internalisation, le retour sur investissement du Puma 250MS a été inférieur à 2 ans.

En octobre 2000, Thermo IEC a acheté un centre d'usinage horizontal Daewoo DMH-400 pour compléter le Hitachi Seiki HC500 existant. « Nous avions commencé à nous procurer beaucoup plus de pièces et avions besoin d'une capacité supplémentaire », déclare M. Winstanley. "Le DMH-400 nous a donné 30 ch à la broche, nous permettant de couper plus profondément et plus rapidement. Nous avons également apprécié l'ATC à 60 outils, le liquide de refroidissement à travers la broche et sa fonction de taraudage rigide. La fonction d'anticipation multibloc du contrôleur était également un gain de temps. Tout compte fait, cela a beaucoup augmenté notre capacité et s'est avéré être notre plus grand contributeur à la réduction des coûts d'atelier."

Comme avantage supplémentaire, les centres de tournage Daewoo et les centres d'usinage Daewoo utilisent des commandes Fanuc. Les opérateurs passent d'une machine à l'autre sans avoir à apprendre différentes commandes et systèmes d'exploitation.

Un Puma 400M est le plus récent ajout à l'atelier de Thermo IEC. Arrivé en décembre 2001, ce centre de tournage de 19 500 livres et 50 ch avec outillage entraîné a contribué davantage aux économies au cours de ses premiers mois de fonctionnement que le Puma 250. Un retour sur investissement complet est prévu dans environ 18 mois.

De nouveaux équipements et des efforts de rationalisation ont entraîné des avantages mesurables. Depuis la création du programme, la quantité de produits externalisés a été réduite de moitié. La productivité, que l'entreprise calcule comme une relation entre le temps travaillé et l'utilisation des machines, est passée de 76,7 % à 101,1 %. Les effectifs de l'atelier d'usinage restent inférieurs de 20 % au niveau de 1998.

Plus important encore, au cours de cette période, alors que les ventes de produits n'ont augmenté que légèrement, les bénéfices des entreprises ont augmenté de plus de 160 %. Une grande partie de cela est attribuée à la viabilité éprouvée de l'atelier d'usinage interne de Thermo IEC.