Relier les principes Lean aux résultats réels

Lorsque Nilpeter a entrepris une initiative Lean il y a 14 mois, personne chez le fabricant de presses d'impression n'avait la moindre idée qu'ils avaient déjà fait une première étape importante. Comme il s'est avéré, un achat d'équipement précédent, fait pour une raison entièrement différente, s'est avéré parfaitement aligné avec les efforts de l'entreprise pour réduire le gaspillage et améliorer l'efficacité.

Depuis son installation mi-2010, le centre de tournage LT 300-MY d'Okuma America Corporation (Charlotte, Caroline du Nord) fonctionne exactement comme prévu. Il en va de même pour le chargeur de barres Hydrobar Sprint S3 et le déchargeur sous vide BlazeAir, tous deux de LNS America (Cincinnati, Ohio). En conséquence, Nilpeter a amélioré la productivité sur un groupe de ses pièces les plus critiques de 90 %, selon Steve Sander, responsable usinage.

Si chaque équipement a joué son rôle, M. Sander attribue une grande partie de ce gain au système qui relie les trois : e-Connect, un système de communication basé sur Ethernet de LNS. En permettant au tour, au chargeur de barres et au déchargeur d'échanger des données critiques — et plus important encore, d'agir intelligemment sur ces données — ce système a considérablement simplifié les changements de série et réduit le gaspillage de matière.

M. Sander ne savait pas que des mois plus tard, ces mêmes avantages joueraient un rôle important dans l'atteinte d'un objectif plus large : faciliter le passage de Nilpeter d'une production en lots de volume relativement élevé vers une stratégie juste-à-temps, à la demande. « e-Connect n'était pas initialement dans notre plan Lean, mais cela a définitivement joué en notre faveur », dit-il.

Un atelier captif

Nilpeter remonte à 1919, quand elle a produit ses premières presses d'impression à Copenhague, Danemark. En 2001, Nilpeter a racheté une autre entreprise et a démarré ses opérations dans son usine de 65 000 pi² près de Cincinnati, Ohio, marquant sa première incursion sur le marché américain. L'entreprise fabrique cinq lignes distinctes de presses pour imprimeurs d'étiquettes et d'emballages.

Chaque presse comprend environ 300 composants uniques selon le modèle, et Nilpeter produit tous sauf environ 15 % de ceux-ci dans son atelier interne, dit M. Sander. Bien que l'entreprise maintienne quatre centres d'usinage verticaux et un centre horizontal équipé d'un système d'automatisation à 20 palettes, une grande partie de son travail consiste en pièces cylindriques traitées sur trois centres de tournage Okuma. Parmi ces machines, le LT 300-MY est le cheval de bataille, traitant jusqu'à 90 % de toutes les pièces de production cylindriques non creuses de plus de 6 pouces.

Un besoin pressant

Le volume de travail traité sur ce tour explique pourquoi la communication avec son chargeur de barres aurait des conséquences plus étendues que prévu. Au moment de l'achat, l'entreprise avait un objectif plus étroit : améliorer la productivité sur une famille de rouleaux d'impression, composants critiques de chaque presse. Nilpeter fabrique huit de ces composants, qui varient légèrement en diamètre de 2,2618 à 2,2621 pouces. Cela peut ne pas sembler une grande différence, mais considérons que l'application uniforme d'images sur le matériau imprimé nécessite que ces rouleaux respectent des tolérances de diamètre final de ±0,00005 pouce.

Le processus de fabrication précédent pour ces rouleaux était « fastidieux », pour le moins, dit M. Sander. Après avoir coupé la barre d'acier 1215 à longueur, l'avoir ébauchée et surfacée sur un tour manuel, la pièce était envoyée pour l'alésage profond. Puis elle revenait chez Nilpeter pour tournage sur un tour CNC avant d'être renvoyée pour pré-rectification et chromage. Finalement, elle retournait à l'usine pour rectification de finition. Nilpeter consacrait un total de 4,5 heures opérateur par rouleau d'impression, en plus du temps que chaque pièce passait hors de l'usine.

Un lien critique

Nilpeter a sélectionné le LT 300-MY sur recommandation de Dave Marsh, spécialiste ventes et applications chez Gosiger, le concessionnaire Okuma basé à Dayton, Ohio. Avec tourelles jumelles et sept axes, la machine permet le tournage précis des deux extrémités de la pièce ainsi que des opérations de fraisage et perçage. Cela a éliminé le besoin d'envoyer les rouleaux pour l'alésage profond. Pendant ce temps, le chargeur de barres automatique LNS Sprint S3 présente une conception de bloc de roulement hydrostatique auto-ouvrant. Cela fournit le chargement fluide continu et le support de barre nécessaires pour que le tour fonctionne à son régime maximal et réduise les vibrations, facteur critique pour maintenir les tolérances serrées que les rouleaux exigent.

Pour sa part, e-Connect a rendu les changements de série au sein de la famille de rouleaux d'impression rapides et faciles. Au lieu d'intervenir manuellement sur la commande THINC OSP du tour pour basculer entre les différents rouleaux, l'opérateur Bob Silcott n'avait qu'à charger le planning de production du jour et s'assurer que le chargeur était suffisamment approvisionné en barres de 2,75 pouces. Quand la production passait à un rouleau de diamètre différent, le chargeur détectait automatiquement le changement de programme via la liaison Ethernet et chargeait les données de mise en place correspondantes pour la nouvelle pièce, y compris la longueur de coupe, la position haute, etc. Ainsi, le système a contribué à réduire le temps de production de 4,5 heures opérateur à moins d'une demi-heure par pièce.

Connexion avec les idées Lean

Plus important encore, la capacité d'e-Connect pour des changements de série fluides s'est avérée un moyen utile vers une autre fin : la consolidation du mix de produits. Cette consolidation faisait partie d'un effort plus large pour réduire le gaspillage et rationaliser la production entrepris il y a environ un an. Andy Colletta, président de l'entreprise, a été inspiré pour repenser la stratégie de production de Nilpeter après avoir visité un client profondément impliqué dans sa propre initiative Lean. « Voir cette opération a vraiment allumé l'ampoule dans sa tête », se souvient M. Sander.

Il n'a pas fallu longtemps avant que Nilpeter engage un consultant externe et commence un examen approfondi de tous les aspects de son activité qui continue aujourd'hui. Côté fabrication, l'objectif principal était de produire les pièces à la demande selon les besoins du département assemblage, au lieu de produire en gros selon des prévisions trimestrielles. Cela assurerait une meilleure utilisation de la capacité, réduirait le stock de pièces finies et éviterait les problèmes liés aux prévisions inexactes.

L'une des premières étapes vers cette stratégie juste-à-temps a été de travailler à réduire le temps de mise en place. Cela serait particulièrement important pour le LT 300-MY et le chargeur de barres, compte tenu du volume de travail qui passe sur cette machine. Des pratiques comme la pré-mise en place des matériaux nécessaires et le travail à deux opérateurs ont aidé à réduire le temps requis pour un changement complet de 2 heures à moins d'une demi-heure. Cependant, la direction a vite réalisé que les mises en place individuelles longues n'étaient pas la seule chose freinant ses efforts.

Consolider le mix

Historiquement, Nilpeter maintenait des stocks de 15 diamètres de barres différents, mais cela a commencé à avoir moins de sens à mesure que l'entreprise plongeait plus profond dans son initiative Lean. « La première chose qu'on a faite a été de réduire le temps de mise en place, mais une fois qu'on l'avait fait, la question est devenue : "Pourquoi faisons-nous des mises en place si souvent ? Pourquoi avons-nous besoin de barres à chaque incrément de huitième de pouce ?" » se souvient M. Sander.

Après avoir examiné de près son mix de près de 100 pièces tournées différentes, Nilpeter a déterminé que la grande majorité pouvait être produite à partir de cinq diamètres de barres différents : 0,75 pouce, 1 pouce, 1,5 pouces, 2 pouces et 2,75 pouces. Consolider les produits en cinq familles basées sur ces diamètres réduirait non seulement le nombre de mises en place requises, mais simplifierait aussi l'achat de matière première en réduisant le besoin de maintenir de gros stocks de barres de différents diamètres.

Tout comme pour les huit modèles de rouleau d'impression, e-Connect a facilité les changements de série au sein de chacune de ces cinq familles de pièces. Cependant, maintenant qu'il est appliqué à plus grande échelle, les avantages du système vont encore plus loin, notamment en aidant l'entreprise à tirer le meilleur parti de sa matière première. De plus, le système est assez sophistiqué pour fonctionner avec les priorités de planification de Nilpeter.

Pendant la production, le chargeur de barres suit en continu l'utilisation de la matière et informe le tour de la quantité de stock disponible. Si le stock restant est insuffisant, le système recherche dans le planning de production une autre pièce qui pourrait être produite avec le reste de la barre, en choisissant d'abord les pièces de plus haute priorité. S'il identifie un autre travail, il charge les données de mise en place correspondantes pour un changement automatique et fluide. Sinon, le système instruit soit le chargeur d'éjecter le restant et charger la barre suivante, soit alerte l'opérateur qu'un changement de diamètre de barre est requis pour continuer.

« Quand nous avons acheté cet équipement à l'origine, nous aimions le fait qu'on pouvait essentiellement charger la barre et la laisser tourner », dit M. Sander. « La beauté est qu'il est tout aussi facile de faire des uns et des deux de 20 numéros de pièce différents que de faire 20 d'un seul numéro. On planifie juste les programmes à la commande du tour, on lui dit combien de pièces on veut, et il utilisera la quantité optimale de matière pour en produire le plus possible avant qu'on doive changer de diamètre de barre. »

Regard vers l'avenir

L'entreprise envisage actuellement de remplacer le chargeur de barres sur un autre tour, un Okuma Captain-L370, par un nouveau modèle LNS équipé du système Ethernet. Cela étendrait les avantages déjà réalisés sur le LT 300-MY aux pièces plus petites traitées sur le Captain-L370. L'entreprise n'a pas encore non plus profité de certaines fonctionnalités d'e-Connect, y compris la capacité d'analyser et d'ajuster le planning de production à distance et de recevoir des alertes email automatiques pour les pannes ou erreurs.

Quoi qu'il en soit, le système a déjà joué un rôle modeste mais important pour aider à réduire le gaspillage, les coûts de main-d'œuvre, et les stocks de matière première et pièces finies. Alors que l'entreprise s'efforce continuellement d'améliorer l'efficacité, elle regardera sans doute la communication de données rationalisée entre ses équipements comme une façon possible de faciliter des connexions Lean supplémentaires.