Transformer les défis en succès de production sans surveillance

Dan Hogge affirme que la clé pour mettre en œuvre l'usinage sans surveillance peut s'exprimer en un mot simple :

Misère.

Il faut traverser cette misère jusqu'au bout, dit-il. Si un atelier n'a pas la détermination de continuer à avancer pendant une période de transition, sans savoir quand elle se terminera, l'atelier ne passera jamais complètement d'un processus dépendant de l'opérateur à un processus qui atteint une production sans surveillance constante, considérable et fiable.

Son atelier y est parvenu. Le vôtre peut y parvenir aussi. Cependant, son expérience suggère que ce changement est susceptible d'être plus difficile que prévu.

« Soyez prêt à être contrarié », dit-il.

DE 70 À 29

M. Hogge (prononcé « hog ») est responsable des opérations chez Hogge Precision Parts à Hartsville, Caroline du Sud. Fondé comme un atelier de tournage automatique par son père, Dan Hogge Sr., l'entreprise d'usinage sous-traitant est passée au CNC il y a longtemps et se spécialise maintenant dans la production alimentée par barres sur des centres de tournage multitâches CNC. La plupart de ses achats récents de machines ont été des tours suisses CNC.

Le passage à la production sans surveillance a commencé avec le krach de 2007-2008, dit-il. Hogge Precision Parts a été durement touché car son plus gros client l'a été. L'effectif de l'atelier est passé de 70 à 29, et ces 29 restants ont souvent vu des semaines de travail aussi courtes que 24 heures.

Lorsque les affaires ont recommencé à reprendre en 2009, la capacité du seul quart restant de l'atelier s'est remplie rapidement. C'est alors qu'un client est venu à l'atelier avec une commande urgente impliquant une pièce de tour suisse CNC. L'atelier venait d'acheter son premier tour suisse CNC, et bien que cette machine soit réservée pour la journée, elle restait inutilisée la nuit.

« Nous nous sommes dit, pourquoi ne pas simplement laisser la pièce tourner quand personne n'est là ? » dit M. Hogge. Étant donné que le matériau était du laiton, il semblait y avoir peu de risque de dommage ou de perte significative si quelque chose tournait mal.

Et rien n'a mal tourné. Le processus sans surveillance s'est déroulé sans accroc. Le personnel est arrivé le lendemain matin pour trouver 500 pièces finies à la machine. C'était la commande complète du client.

L'accomplissement a attiré l'attention de M. Hogge. Le succès semblait répondre directement à ce qui aurait pu être sa question la plus pressante à l'époque : comment répondre à une demande en augmentation rapide sans augmenter rapidement les effectifs. Le licenciement de plus de la moitié des employés de l'entreprise avait affecté l'entreprise, et lui. Bien que l'activité commerciale était élevée, ni cette activité ni l'économie elle-même ne semblaient assez stables pour justifier l'expansion du personnel. Cette augmentation pourrait juste être suivie par le licenciement d'une nouvelle vague de personnes. La production sans surveillance semblait offrir une alternative prometteuse.

Rétrospectivement, cependant, cette première tentative d'usinage sans surveillance aurait peut-être trop bien fonctionné, dit-il. Il ne savait pas dans quoi il s'engageait. Il a engagé l'atelier à réaliser la production sans surveillance sur diverses autres machines, et c'est là que la misère a commencé.

PROBLÈMES PRÉCÉDEMMENT INVISIBLES

Il dit que l'obstacle à la mise en œuvre d'un usinage sans surveillance efficace est essentiellement ceci : les ateliers ne réalisent pas à quel point ils dépendent des opérateurs. Il ne l'a pas réalisé pour son propre atelier.

Sur tout processus d'usinage, une variété de problèmes peu fréquents et imprévisibles peuvent arrêter la production. La plupart de ces problèmes sont rares. La plupart sont faciles à résoudre. En fait, si un opérateur est présent, résoudre le problème peut être si facile que presque personne ne remarque qu'un problème est survenu. Mais si un opérateur n'est pas présent, ce petit problème peut entraîner la perte d'heures de production – des heures sur lesquelles l'atelier comptait pour tenir ses promesses aux clients. Ainsi, l'engagement envers la production sans surveillance s'est avéré être le début d'un voyage d'élimination des problèmes.

C'est-à-dire, c'était un voyage pour corriger des problèmes auparavant minuscules qui devenaient grands, et des problèmes auparavant invisibles qui devenaient visibles, une fois que les machines ont commencé à fonctionner sans opérateur présent. La voie à travers ce voyage était souvent exaspérante, dit M. Hogge, car résoudre avec succès un problème qui arrêtait la production une nuit pouvait simplement révéler un autre problème qui arrêterait le même processus une nuit ultérieure. Tout processus sur n'importe quelle machine CNC pourrait être sensible à huit à dix problèmes peu fréquents arrêtant la production, tous devant être découverts et résolus avant que le processus puisse être fiable pour fonctionner sans employé présent.

Encore une fois, ce n'étaient pas de gros problèmes. Un chargeur de barres chargeant du matériau dans un tour pourrait ne pas déclencher un interrupteur correctement que lors de rares occasions. De jour, le problème passait inaperçu, car un opérateur remarquant que le tour ne cyclait pas pouvait effacer l'erreur et reprendre la production en une minute ou deux. Quelque chose de similaire pourrait être vrai pour un copeau se coinçant dans un endroit étrange affectant le mandrin de la contre-broche, ou un outil de coupe cassant au lieu de s'user progressivement. Bien que de tels problèmes soient peu courants, des opérateurs compétents les repèrent et les traitent assez facilement pour que les ateliers puissent sous-estimer leur fréquence.

Pourtant, même des problèmes peu fréquents s'additionnent. Considérez ceci : si huit problèmes potentiels arrêtent chacun un processus particulier seulement 1 fois sur 20, le résultat est un processus qui ne fonctionnera sans surveillance avec succès que deux tiers du temps.

Alors l'atelier a corrigé les problèmes les uns après les autres au fur et à mesure qu'ils se présentaient. Ce qui a rendu cette période éprouvante, c'est que la voie à suivre était si imprévisible. Le succès semblait toujours avoir été remporté jusqu'à ce que le prochain problème surgisse. Lorsque l'atelier a finalement atteint une production sans surveillance fiable, les employés ne le savaient pas. Ils ne pouvaient pas le savoir avant d'être capables de regarder en arrière sur plusieurs semaines sans qu'un nouveau problème ne se révèle. Maintenant, ils peuvent signaler que le voyage pour réaliser un usinage sans surveillance efficace leur a pris environ six mois.

CHANGEMENTS DE PROCESSUS

Pendant ce temps, voici quelques-unes des façons dont l'équipement et les processus de l'atelier ont changé :

1. Interrupteurs et capteurs étaient des points de douleur courants. Le transfert peu fiable du chargeur de barres au centre de tournage était un problème réel et récurrent. Ce n'était pas la faute de l'équipement, dit M. Hogge. Au contraire, il assume le blâme lui-même. Pendant la période suivant le krach, l'atelier s'est relâché sur la maintenance, en particulier lorsque les imperfections de l'équipement semblaient si faciles à gérer. Aujourd'hui, parce qu'un fonctionnement constant est critique, l'entreprise a radicalement changé sa façon de penser la maintenance. Si la performance d'un composant de machine décline, l'atelier signale le problème pour qu'il puisse être corrigé avant qu'il n'entrave la production sans surveillance.

2. La qualité du liquide de refroidissement doit rester constante également. Lorsque celle-ci commence à se dégrader, la durée de vie de l'outil et la qualité de la pièce souffrent. Diverses machines ont maintenant été dotées de séparateurs de liquide de refroidissement individuels de CoolantGuy.com.

3. Le déchargement des pièces est au moins aussi important que la façon dont la pièce entre dans la machine. Lorsque de grandes quantités de production tournent sans opérateur pour récupérer les pièces à la main, les pièces tombant sur d'autres pièces peuvent causer des dommages. Un dispositif de manipulation de pièces qui empêche cela, un dispositif que l'atelier a adopté dans le cadre de son parcours vers l'usinage sans surveillance, est le carrousel de déchargement Rota-Rack de Royal Products (voir encadré).

4. Quel niveau de stabilité thermique une machine donnée offre-t-elle ? M. Hogge dit que la réponse pourrait vous surprendre. Ses machines les plus stables thermiquement se sont avérées être certaines des plus anciennes de l'atelier. Savoir quelles machines maintiennent leur positionnement est précieux pour le fonctionnement sans surveillance, car les températures changent considérablement pendant un quart sans surveillance. À la suite de l'étude de ce problème, il dit que l'atelier en sait maintenant plus sur le tempérament thermique de ses machines-outils que jamais. Il sait quelles machines sont assez stables pour faire tourner les travaux aux tolérances les plus fines pendant la nuit.

Ce ne sont que quelques domaines dans lesquels l'atelier a adapté sa technologie et sa pensée pour la production sans surveillance. Il a également mis en œuvre un outillage à changement rapide Capto de Sandvik Coromant aux positions de tourelle sujettes à des changements fréquents pour accélérer la mise en place de nouveaux travaux à la fin du quart de jour. Certains autres changements sont propriétaires, car les membres du personnel ont surmonté certains problèmes de manière imaginative, qu'ils espèrent que les ateliers concurrents ne découvriront pas de sitôt. La créativité des employés de Hogge Precision Parts était parmi les facteurs qui ont rendu possible le passage à la production sans surveillance.

En fait, l'engagement de ces employés était vital. Le personnel lui-même a dû changer. Divers employés seniors datent de l'époque où l'entreprise était un atelier de tournage automatique. Leur expérience mécanique est entrée pleinement en jeu, car les imperfections qui devaient être corrigées pour amener les machines CNC à la production sans surveillance étaient généralement des problèmes mécaniques. Mais en même temps, l'état d'esprit que ce personnel apporte à la production a dû changer pour adopter le fonctionnement sans surveillance. Parti, maintenant, est l'attente que des yeux ou des mains humains seront impliqués dans n'importe quel travail pendant son exécution.

« La question pour nous n'est plus : "Puis-je faire tourner ce travail sans surveillance ?" » dit M. Hogge. « La question maintenant est : "Combien de temps ce travail peut-il tourner sans surveillance ?" »

NOUVEAU NIVEAU D'EFFECTIF OPTIMAL

M. Hogge surveille à distance la production après les heures via des caméras installées dans tout l'atelier. « Je cherche des voyants verts », dit-il. Aujourd'hui, il les voit presque toujours.

Ce n'a pas toujours été le cas. Même après avoir commencé à réussir l'usinage sans surveillance, l'atelier visait 65 heures par semaine de cette production. Obtenir autant d'usinage sans surveillance était une réussite.

Aujourd'hui, il dit que c'est une déception d'obtenir moins de 80 heures par semaine sur la plupart des machines de l'atelier. Les machines plus récentes avec des fonctions de commande telles que la gestion des outils usés peuvent étendre cela à 100 heures. En comparaison, le quart entièrement doté en personnel de l'atelier ne représente toujours pas plus de 45 heures par semaine.

L'embauche est devenue encore plus difficile depuis que l'atelier est passé à la production sans surveillance. De grandes entreprises manufacturières de la région ont elles-mêmes embauché, faisant monter les taux de rémunération. Cette partie rurale de la Caroline du Sud est maintenant devenue une région à hauts salaires.

Même ainsi, l'atelier a augmenté sa masse salariale, y compris en ajoutant certains employés qui viennent la nuit. Certains processus sans surveillance atteignent des limites de capacité avant la fin de la nuit, ce qui signifie qu'une attention aux bons moments peut maintenir ces processus en marche. Sur certains travaux, par exemple, le carrousel Rota-Rack est plein après quatre heures. Lorsqu'un employé passe pour vider l'unité, cette brève intervention débloque encore quatre heures de production.

Ce type d'utilisation stratégique de la main-d'œuvre augmente la valeur des efforts de chaque membre du personnel. C'est le retour sur investissement mesurable de l'investissement de l'atelier dans l'obtention d'un processus automatisé fiable. En fait, maintenant à 45 employés, l'atelier a peut-être trouvé son nouveau niveau d'effectif optimal. En entretenant des processus qui tournent principalement sans surveillance, M. Hogge dit que ce nombre d'employés peut suivre un volume de ventes qui a maintenant dépassé ce que l'atelier avait atteint avant le krach.

 

Encadré : La manipulation de pièces maintient le travail aux États-Unis

Pour Hogge Precision Parts, l'automatisation de la manipulation de pièces s'est avérée essentielle pour sauver un travail qui a failli être envoyé en Chine. L'automatisation en question n'était pas pour le chargement du travail, mais pour le retirer en toute sécurité de la machine.

La pièce était lourde, précieuse et faite d'un métal tendre, dit M. Hogge. Lorsqu'une pièce finie tombait de la goulotte de sortie du centre de tournage dans un bac, elle endommageait souvent une autre pièce sur laquelle elle atterrissait. En conséquence, une pièce pouvait compléter le cycle d'usinage avec succès et être prête à être expédiée au client, pour être mise au rebut à cause de ce qui s'est passé lorsqu'elle a quitté la machine.

« Nous avions un employé debout à la machine pour la décharger à la main, mais nous ne pouvions pas garder le travail de cette façon », dit M. Hogge. Tant que la main-d'œuvre était significative pour le processus, le coût de cette main-d'œuvre ferait de l'usinage en Chine une option à moindre coût.

Comme il se trouve, Royal Products a été confronté à un problème similaire. Le fabricant d'accessoires pour machines-outils à Hauppauge, New York, endommageait des pointes de tour en les laissant tomber des tours CNC qui les produisaient. Pour résoudre le problème, l'entreprise a inventé un système de carrousel pour retirer et collecter en douceur les pièces finies. L'entreprise commercialise cette invention sous le nom de « Rota-Rack », et Hogge Precision Parts a découvert le produit grâce au fournisseur de machines-outils Machinery Solutions. M. Hogge dit que ce système a permis à l'atelier de faire tourner le travail sans opérateur. Cela, à son tour, lui a permis de baisser le prix du travail suffisamment pour le conserver.

En général, dit-il, la machine-outil elle-même n'est pas si significative pour atteindre la production sans surveillance. On suppose qu'un atelier utilise déjà une machine-outil performante et sait comment l'utiliser efficacement. Au lieu de cela, la clé réside souvent dans la recherche et la validation des bons systèmes pour livrer le travail à la machine et en provenance de celle-ci.

 

Encadré : Les avantages vont au-delà des économies de main-d'œuvre

Étant donné que Hogge Precision Parts ne tournait qu'un seul quart par jour, atteindre la production sans surveillance équivalait essentiellement à découvrir une grande quantité de capacité supplémentaire à faible coût.

La façon d'utiliser cette capacité est de distinguer les travaux de faible volume et de fort volume, dit M. Hogge. Exécutez les travaux de faible volume pendant le quart entièrement doté en personnel et consacrez les heures de nuit sans surveillance à la production de fort volume.

Il dit que l'utilisation efficace de la main-d'œuvre n'est qu'un des avantages qui découlent de cette façon de fonctionner. D'autres incluent :

• Qualité plus facile. Faire tourner des pièces de fort volume en lots, ou en étapes impliquant plusieurs machines, impliquait de nombreuses mesures. Différentes mises en place et processus devaient être validés séparément. En revanche, reconfigurer un processus pour faire tourner chaque pièce en un seul cycle (en faisant tourner la pièce dans un tour à outillage tournant, par exemple), et aussi pour faire tourner la quantité de production entière en une seule nuit, simplifie considérablement le contrôle qualité. En général, seules les première et dernière pièces nécessitent une inspection.

• Réduction des stocks. Les stocks sont également simplifiés. Les travaux qui tournent en étapes laissent des stocks en cours de processus dans tout l'atelier. Les pièces font la queue aux différentes stations, et le capital est immobilisé dans tout ce stock inachevé. Mais lorsqu'un travail est réorganisé pour que les pièces tournent en un seul cycle, le seul stock est la matière première et les produits finis.

• Vitesse. En faisant tourner de grandes quantités pendant la nuit, Hogge peut souvent remplir des commandes en 2 jours qui auraient pris 3 semaines auparavant. L'atelier peut répondre aux commandes urgentes plus efficacement qu'auparavant.

• Prévisibilité. Les mises en place rendent le calendrier des travaux difficile à prévoir. Mais lorsque les travaux tournent sans surveillance, le temps de mise en place est une part assez faible du processus pour que M. Hogge puisse prédire avec précision quand un travail sera terminé. « Je peux dire trois mois à l'avance si je vais respecter la date de livraison sur une commande de 300 pièces », dit-il. Ce niveau de confiance n'était jamais possible auparavant.

• La chance de prendre de l'avance. Le temps disponible pour la production sans surveillance est suffisamment abondant pour que l'atelier n'ait pas à tout planifier. Une partie est laissée ouverte pour faire face aux surprises. Si aucune surprise ne survient, l'atelier continue à produire et prend souvent de l'avance sur le planning. Dans une semaine typique, l'atelier prévoit 80 heures de production sans surveillance, mais peut en obtenir 100.

• Stabilité des effectifs. Les effectifs de l'atelier ne sont plus directement liés à l'état des affaires. Lors de la prochaine baisse de l'économie, il doute qu'il doive licencier. Parce qu'une si grande partie de la capacité de l'atelier est maintenant sans surveillance, il peut d'abord réduire les heures sans surveillance.