Redonner vie à un atelier centenaire : La voie de Thermo IEC vers la rentabilité

« Racks de pièces inachevées … la moitié des machines en réglage … un en-cours qui pourrait étouffer un cheval. »

Cette scène a accueilli Wayne Wentworth son premier jour comme gestionnaire d'atelier chez Thermo IEC (Needham Heights, Massachusetts) en 1997. L'atelier sous-traitait aussi plus de la moitié de ses pièces. La direction a présenté à M. Wentworth un défi — soit rendre l'atelier économiquement viable, soit le liquider.

Cette entreprise centenaire fabrique des centrifugeuses de sol et de paillasse de haute précision. « Il n'y a rien de difficile dans les matériaux que nous coupons », dit M. Wentworth. « Ce sont essentiellement de l'aluminium, du plastique polypropylène et une variété de métaux moulés. »

« Même nos tolérances ne sont pas particulièrement exigeantes. Ce qui est critique, c'est la distribution du poids de la pièce. Elle doit être parfaitement équilibrée — quand vous centrifugez à des vitesses jusqu'à 30 000 tr/min et générant des forces jusqu'à 50 000 g, une pièce déséquilibrée fait beaucoup de bruit et use beaucoup de roulements. »

Quand 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 menait à des coûts élevés et une faible productivité.

Les stocks en-cours élevés étaient le résultat d'autres facteurs. Les plannings de production étaient interrompus par des appels d'urgence pour des pièces en rupture de stock. Cela signifiait que des pièces mi-finies étaient retirées des machines et placées en stock en-cours. Les temps d'arrêt augmentaient car des réglages supplémentaires étaient nécessaires pour les séries d'urgence.

« Si une pièce devait être percée puis alésée, ils perçaient d'abord toutes les pièces et les alésaient plus tard », explique M. Wentworth. « Cela nécessitait deux réglages plutôt qu'un, allongeant le temps de production et ajoutant à l'en-cours. »

Les machines-outils manquaient aussi de polyvalence. « Beaucoup de nos pièces nécessitent à la fois tournage et fraisage ou tournage face et dos », dit M. Wentworth. « Avec l'équipement que nous avions, cela signifiait plusieurs serrages, ou le réglage de deux ou plus machines pour produire une seule pièce. »

Thermo IEC a d'abord abordé les coûts élevés d'une personne/une machine. « Nous opérons dans un bâtiment spacieux de 10 200 m², plus de la moitié occupé par la fabrication de pièces, l'assemblage et l'emballage », dit M. Wentworth. Suite à une analyse de pièces, les machines ont été repositionnées en cellules, permettant une gamme maximale de pièces à produire dans un minimum d'espace.

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

Ensuite, les temps de réglage ont été raccourcis. Placer les machines plus près les unes des autres, et chaque cellule plus près de la salle d'outils, a eu un effet modeste. Les outils ont été triés en boîtes à travaux ; chaque boîte contenait tout l'outillage et montages nécessaires pour une pièce particulière. Finalement, des sous-plaques et plaques de montage ont été créées pour toutes les pièces fraisées, avec les coordonnées usinées dans chaque plaque pour référence rapide.

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

Finalement, M. Wentworth a évalué diverses marques de machines-outils et a décidé pour Daewoo (West Caldwell, New Jersey). Un proche travaillant dans un institut technique voisin a vendu à Thermo IEC un tour CNC Daewoo Puma 10 de 18 ans à un prix favorable.

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 de Thermo IEC, décrit le premier jour d'opération. « Nous usinions des bases en aluminium », dit-il. « Nous avons démarré le Puma 10, et la première pièce est sortie bien dans la tolérance. En fait, nous avons tourné la série entière sans une seule pièce hors spécifications. » C'était il y a 3 ans, et l'entreprise continue de faire tourner le Puma 10 presque quotidiennement avec des résultats similaires.

Le Puma 250MS a apporté un nouveau niveau d'efficacité à l'atelier de Thermo IEC. « La machine accepte des barres jusqu'à 76 mm de diamètre », explique M. Winstanley, « et son moteur de broche de 30 ch lui permet de prendre des passes profondes à des avances élevées. Nos temps de cycle sont devenus beaucoup plus courts. »

Le Puma 250MS est équipé d'une contre-broche et accepte l'outillage vivant. L'atelier est devenu capable de produire des pièces complexes sur une machine avec un seul réglage — des pièces qui nécessitaient auparavant plusieurs serrages et l'implication de deux ou plus machines.

Un autre avantage cité est des réglages plus rapides. Le prérégleur d'outil automatique élimine le besoin de passes de rognage et de mesures, et entre automatiquement les corrections d'outil dans le contrôleur de la machine, éliminant le risque d'erreurs de saisie de données.

Travaillant un seul quart et calculant les économies par l'internalisation accrue, le retour sur investissement pour le Puma 250MS a été de moins de 2 ans.

En octobre 2000, Thermo IEC a acheté un centre d'usinage horizontal Daewoo DMH-400 pour augmenter le Hitachi Seiki HC500 existant. « Nous avions commencé à internaliser beaucoup plus de pièces et avions besoin de la capacité supplémentaire », dit M. Winstanley. « Le DMH-400 nous a donné 30 ch à la broche, nous permettant de couper plus profond et plus vite. Nous avons aussi aimé le changeur d'outils 60 positions, le coolant par la broche et sa fonction de taraudage rigide. La fonction multi-bloc look-ahead du contrôleur était aussi un gain de temps. En tout, cela a ajouté beaucoup à notre capacité et s'est avéré être notre plus grand contributeur à la réduction des coûts d'atelier. »

Comme avantage additionnel, les centres de tournage Daewoo et les centres d'usinage Daewoo utilisent tous les deux 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 l'ajout le plus récent au plateau de Thermo IEC. Arrivé en décembre 2001, ce centre de tournage de 8 845 kg, 50 ch avec outillage vivant a fait une contribution plus grande aux économies dans ses premiers mois d'opération que le Puma 250. Le retour sur investissement complet est attendu dans environ 18 mois.

Le nouvel équipement et les efforts de rationalisation ont abouti à des bénéfices mesurables. Depuis le début du programme, la quantité de produits sous-traités a été réduite de moitié. La productivité, que l'entreprise calcule comme une relation entre temps travaillé et utilisation machine, a augmenté de 76,7 % à 101,1 %. L'effectif de l'atelier reste 20 % en dessous du niveau de 1998.

Le plus important, pendant cette période, avec des ventes de produits ne croissant que légèrement, les profits de l'entreprise ont crû de plus de 160 %. Une grande partie de cela est attribuée à la viabilité prouvée de l'atelier interne de Thermo IEC.