La collecte et la gestion des données de fabrication transforment Swiss Shop

La gestion des données numériques oriente de plus en plus la stratégie de fabrication, les opérations et l'allocation d'actifs dans les entreprises de fabrication contemporaines, cependant, la collecte et la comparaison des données d'usinage de manière uniforme peuvent être un défi pour les ateliers avec un mélange de nouvelles technologies et d'équipements hérités. Dan Villemaire est propriétaire et président de C&M Machine Products. Fondée par son grand-père et son père en tant qu'atelier d'usinage de vis Brown &Sharpe à Hudson, dans le New Hampshire, il y a 40 ans, l'entreprise s'est développée pour abriter environ 100 machines, dont plus de 73 tours CNC de type suisse et 19 centres de tournage CNC plus grands. C&M sert des industries allant de l'aérospatiale et de la défense aux consommables en cuivre, en passant par la manipulation des fluides, le médical, la robotique et l'optique avec des cycles de production de produits usinés de précision jusqu'à 1 000 000 pièces ou plus.

M. Villemaire a perçu que la gestion et l'analyse détaillées des données de fabrication aideraient à faciliter la croissance vers de nouveaux marchés grâce à une planification et une utilisation plus efficaces des ressources de fabrication. "L'une des choses que nous nous efforçons constamment de faire est de prendre des décisions avec des données", dit-il. Mais comme les machines de l'atelier sont d'âge et de fonctionnement très différents, il était difficile de collecter des données précises, cohérentes et comparables. « Nous voulions avoir une meilleure compréhension de ce que faisaient nos machines. Nous savions que certaines de nos machines avaient la capacité de nous parler et de nous donner des informations sous forme de tableau de bord, mais pas de manière uniforme. »

C&M envoie des programmes CNC à ses machines via un système DNC (commande numérique distribuée), mais l'atelier documentait traditionnellement la sortie de la machine à l'aide de cartes de pointage remplies à la main. Les opérateurs enregistraient manuellement les heures travaillées et les pièces produites, puis soumettaient les cartes pour saisie dans le système ERP de l'atelier. Ce processus n'a pas bien fonctionné avec de multiples possibilités d'erreur.

C&M a acquis son système DNC auprès de WireFreeCNC, une unité de Macdac Engineering. Macdac fournit des produits logiciels et matériels de fabrication, notamment Mastercam, Catia et une variété d'équipements de réseautage. Le fournisseur de logiciels a proposé d'installer l'Excellerant MDC (Manufacturing Data Collection) chez C&M. Excellerant est un décodeur universel qui connecte les machines et capture les données CNC au fur et à mesure qu'elles sont générées. Le produit permet à un fabricant de connecter toutes ses machines-outils et contrôleurs CNC (quelle que soit la marque), de surveiller et de gérer les données de chaque machine en temps réel et de transmettre ces données au système ERP de l'entreprise.

Avantages DNC

Excellerant MDC s'appuie sur MTConnect, FANUC Focas, OPC-UA, Haas MNET Q-Codes et d'autres protocoles de connexion de contrôle de machine, et il communique également avec les anciennes machines CNC. Le package se compose d'une licence logicielle et d'un matériel comprenant une tablette d'affichage graphique située sur chaque contrôleur de machine. Le système compte les pièces au fur et à mesure de leur création. À la fin de chaque quart de travail, l'opérateur qualifie le nombre de bonnes pièces terminées et le total est automatiquement saisi dans le système ERP.

Avec des données précises, le magasin est en mesure de mieux comprendre son véritable rendement. "Nous n'avions pas vraiment de bons chiffres pour pouvoir regarder ces choses avant", dit M. Villemaire. « Ce système nous permet de le faire. C'est très utile. Nous ne nous appuyons pas sur des cartes de pointage manuscrites, et nous ne comptons pas sur nos opérateurs pour piloter les calculs de rendement et de débit de C&M. »

Shawn Bergeron, responsable de l'amélioration continue chez C&M, déclare :« L'exactitude des informations qui entrent dans notre système ERP est exponentiellement meilleure qu'auparavant. Du point de vue de la planification, cela améliore beaucoup de choses."

Les numéros de sortie incorrects courants dans le passé, souligne M. Bergeron, n'étaient pas le résultat d'une tromperie de la part des opérateurs de machines. « Ils ne savaient tout simplement pas », dit-il. « Nous avons eu des occasions où des pièces manquaient tout simplement. Par exemple, nous avons traité 1 000 pièces, mais l'opérateur en avait 700 en main, alors il pensait en avoir fabriqué 700. En fait, les 300 pièces manquantes n'étaient pas correctement récupérées dans la machine et elles sont tombées dans le bac à copeaux. P>

De tels événements ont affecté la rentabilité. « Notre rendement est impacté lorsque des pièces sont perdues dans la machine. Nous avons passé du temps de cycle, et nous avons consommé du matériel et de la main-d'œuvre pour fabriquer quelque chose que nous ne pouvons pas retourner et vendre à un client. C'est de la ferraille, qu'elle soit dans la machine ou non, et elle doit être comptabilisée de cette façon. Maintenant, grâce à une collecte de données fiable et à une analyse des causes profondes, nous connaissons les problèmes que nous devons corriger », déclare M. Bergeron.

L'avantage le plus visible de la mise en œuvre du package Excellerant était l'élimination des cartes de pointage. C&M pilote également la suppression de la documentation supplémentaire - des feuilles de comptage qui permettent de suivre le nombre quotidien de pièces sur plusieurs équipes. Le système le fait automatiquement, donnant aux opérateurs une idée de l'endroit où ils se trouvent par rapport à la quantité de fabrication pour le travail, évitant ainsi les dépassements. Les informations peuvent également confirmer que la quantité de matériau disponible est suffisante pour compléter le volume de pièces requis. « La documentation automatique fait gagner 15 ou 20 minutes aux opérateurs, qu'ils peuvent réutiliser pour nettoyer les machines et les préparer pour le prochain quart de travail », déclare M. Villemaire.

L'objectif est d'automatiser au maximum la collecte des données. Ensuite, la direction peut commencer à analyser les données et trouver des moyens de résoudre les problèmes de rendement. "L'utilisation du système ajoute également de la valeur du point de vue de la satisfaction de la clientèle, car nous sommes en mesure d'améliorer la précision de nos coûts et d'augmenter notre valeur pour nos clients", déclare M. Bergeron.

Changer de culture

L'adoption massive de la collecte automatisée de données représente un changement culturel important pour une entreprise de 40 ans. M. Villemaire éloigne C&M des anciennes façons de faire en s'entourant de nouvelles ressources et idées. M. Bergeron explique :« Nous avons récemment embauché un directeur des opérations et un directeur de la qualité avec un ensemble de compétences différent de ce que nous avions auparavant. Nous avons également embauché un directeur financier. Dan essaie de s'entourer d'une équipe de base pour amener cette organisation là où elle doit aller sur la base de faits et de données, et non sur la base de l'émotion et d'une attitude "nous l'avons fait de cette façon il y a 30 ans". Si nous continuons ainsi, dans 30 ans, nous n'aurons plus d'endroit où aller. L'entreprise envisage d'embaucher 55 personnes au cours des trois à quatre prochaines années.

Meilleure adhésion

Les employés, et en particulier les opérateurs, ont adhéré à l'implantation du système Excellerant plus ouvertement que ce que M. Bergeron avait prévu. "J'ai eu des opérateurs qui ont remarqué que nous gardons une meilleure trace des informations", dit-il. «Ils voient la valeur. Ce n'est pas un outil pour réprimander les gens. C'est la toute dernière chose que nous voulons faire. Nous préférons l'utiliser comme un outil d'analyse des causes profondes et d'actions correctives et préventives à l'avenir. Les avantages futurs sont énormes."

Environnement sans papier

L'un des objectifs de l'adoption de la gestion automatisée des données est d'évoluer vers un environnement sans papier, en particulier dans l'atelier. Un élément clé de cet effort est une tablette graphique montée sur chaque machine-outil. Sur la tablette, qui affiche une interface utilisateur simple conçue pour un fonctionnement clair et logique, les machines-outils sont représentées par des icônes graphiques.

Une machine est généralement inactive lorsqu'un opérateur se connecte. Une fois que l'opérateur a saisi un numéro d'employé, l'icône de la machine devient rouge, indiquant qu'elle est en mode de configuration. Une fois la configuration terminée, l'icône passe du rouge à l'orange. Une fois que l'opérateur a terminé la configuration, y compris la soumission des dimensions nominales de la première pièce, le système établit un décompte des pièces. Lorsqu'il est confirmé que la première pièce est une bonne pièce, l'opérateur qualifie cette pièce pour la production et commence le cycle de production. Pendant le cycle, l'opérateur peut se connecter et vérifier la production de la machine par rapport au calendrier de production et au total de pièces requis. À la fin du cycle, l'opérateur indique au système combien de bonnes pièces ont été fabriquées. L'affichage de la tablette graphique est également disponible sur les ordinateurs de bureau dans le bureau du magasin ainsi que sur les appareils mobiles.

La réduction de la paperasserie contribue également à la conformité réglementaire. Par exemple, selon M. Bergeron, l'utilisation du système Excellerant facilite la conformité aux normes du NIST (National Institute of Standards and Technology), notamment la norme de cybersécurité SP800-171. De lourdes amendes sont possibles en cas de violation de données. « Cela nous oblige à être très prudents avec la propriété intellectuelle de nos clients, comme les spécifications et les dessins », dit-il. "Dans de nombreux cas, cela fait partie de notre obligation contractuelle envers les clients de contrôler leurs informations et de garantir qu'elles ne tombent pas entre de mauvaises mains." Le stockage des informations sur la tablette de la machine limite le nombre d'impressions client et les spécifications présentes dans l'atelier. « Dans certains cas, la norme de cybersécurité est en quelque sorte une barrière à l'entrée d'un marché pour d'autres commerces », poursuit M. Bergeron. "Beaucoup de nos clients, en particulier dans le domaine de la défense, nous demandent si et quand nous serons conformes."

Un mélange varié de machines-outils

C&M exploite plus de 73 tours CNC de type suisse, y compris des machines de Star, Citizen et Tsugami. Les plus grands centres de tournage CNC comprennent des machines de Miyano, Eurotech et Hardinge. Les commandes de la machine proviennent de FANUC et de Mitsubishi. M. Bergeron dit que le nombre et la variété des machines dans l'atelier C&M ont posé un défi dans la collecte et la normalisation des données. "Chacune est légèrement différente de la suivante, et nous avons beaucoup de machines plus anciennes. Sur les machines les plus récentes, la mise en œuvre d'Excellerant est assez rapide et facile ; c'est une sorte de plug and play. Il y avait beaucoup plus d'interaction avec les anciennes machines pour configurer le système. Mais maintenant, c'est sur à peu près toutes les machines que nous avons, et nous avons six nouveaux tours Citizen CNC Swiss auxquels nous l'ajoutons."

L'atelier fabrique des pièces dont le diamètre varie de 0,03125 pouce à 1,5 pouce sur ses tours automatiques suisses et jusqu'à 4 pouces de diamètre sur les plus grands centres de tournage. « Ainsi, il y a une assez grande différence dans la taille du travail que nous pouvons faire avec les différentes capacités de la machine. Nous pouvons examiner les capacités de nos différentes machines et planifier en conséquence », déclare M. Bergeron. L'entreprise a fait beaucoup de travail pour trouver la meilleure plate-forme de machine pour chaque tâche, et le système Excellerant l'aide à mieux comprendre ces choix.

M. Bergeron dit que les commentaires sur l'utilisation du système proviennent en grande partie de l'atelier. «Cela ne vient pas de moi ou de qui que ce soit dans la direction; il vient des employés qui utilisent le système tous les jours. Et c'est là que résidera le succès :les employés l'adopteront et verront les avantages du système », explique-t-il. Certains d'entre eux peuvent creuser et effectuer une analyse des causes profondes des problèmes de nombre de pièces. Pour d'autres, une fois qu'il est opérationnel, il fonctionne, tant que les gens suivent les instructions. « Il est essentiel que les employés aient confiance dans le système. Tout ce qu'il faut, c'est un réglage fin et une attention aux détails. Nos machinistes sont extrêmement soucieux du détail et produisent de très petites pièces avec des tolérances extrêmement fines. Je sais qu'ils peuvent le faire."

Caractéristiques importantes

M. Bergeron note qu'une caractéristique importante du système est appelée Eagle Eye View, qui fournit des détails complets sur le travail tels que les informations sur le client, le numéro de pièce, le numéro d'impression, les révisions, l'état du travail, le moment où les pièces ont été commandées, les dates d'échéance et la commande mise à jour. quantités.

Les notes d'opération sont une autre caractéristique précieuse, permettant une communication bidirectionnelle entre le bureau et l'étage. L'opérateur ou le personnel de bureau peut saisir un message qui apparaîtra sur la tablette de la machine ainsi que sur les tableaux de bord dans les coulisses. « Il peut s'agir de quelque chose d'aussi simple que de savoir si le travail s'est bien déroulé la veille et, s'il y a eu des problèmes, de partager des informations avec le quart de travail à venir », explique M. Bergeron. L'atelier gère une première équipe et une deuxième équipe modifiée ; il peut y avoir un intervalle de trois ou quatre heures entre le passage du quart de nuit au matin. "Avec Macdac, nous développons la possibilité d'enregistrer les notes d'opération avec le numéro de pièce afin que la prochaine fois que le travail est planifié, les opérateurs ou d'autres employés puissent interroger les notes et savoir comment le travail s'est déroulé auparavant."

Valeur des données accessibles

Des données fiables et accessibles mettent en évidence les problèmes et les mettent au premier plan. "Si ce n'est pas devant vous et que vous n'y prêtez pas attention et que vous n'essayez pas de faire quelque chose, vous n'irez jamais mieux", dit M. Bergeron. "Maintenant que nous avons de bonnes données, nous pouvons interroger les données de rendement et les analyser pour les tendances ou les modèles, ou pour voir s'il y a une certaine machine qui pose toujours un problème. Avec des données précises, il existe de nombreux facteurs différents que nous pouvons comprendre et utiliser pour mieux exploiter notre installation. La grande transition consiste maintenant pour l'équipe de gestion intermédiaire à commencer à utiliser le système pour prendre des décisions."

Les données permettent de planifier les travaux sur les plates-formes appropriées. C&M a eu des incidents dans le passé où une tâche était planifiée sur une machine qui n'était pas disponible. Le système Excellerant montre où va chaque travail et donne un aperçu de ce qui se passe en ce moment. Il peut être utilisé pour diriger le trafic et prendre des décisions.

Adopter une technologie de gestion automatisée des données

Les magasins qui envisagent d'utiliser une technologie de gestion automatisée des données trouveront utile de rendre leurs processus aussi cohérents que possible à tous les niveaux. Par exemple, les critères de comptage des pièces doivent être normalisés si possible. Compte tenu de la nature des pièces et des machines-outils de C&M, le nombre de pièces en général est basé sur les opérations de coupure. Lorsque les pièces sont tournées de

stock alimenté à la barre, la coupure signifie qu'une pièce est complète. Dans ce cas, il s'agit en fait d'un nombre d'opérations plutôt que d'un nombre réel de pièces. «Ce n'est pas nécessairement clair et net quant à ce qui va vous donner le nombre de pièces», dit M. Bergeron. « Vous devez simplement vous assurer qu'il y a certains codes ou variables dans les programmes d'usinage, et vous devez avoir quelqu'un dans l'équipe qui comprend le code, dans ce cas le programmeur. Standardiser autant que possible facilite également le dépannage."

Lors de la préparation du passage à la collecte automatisée des données, la nomination d'un chef de projet ou d'un champion est cruciale pour garantir que l'effort reste sur la bonne voie et qu'il existe une personne-ressource clairement définie pour les communications sur tout retard ou autre événement. De bonnes relations avec le fournisseur du système de gestion des données sont essentielles.

M. Bergeron insiste sur la nécessité de constituer une équipe multidisciplinaire avant même de signer un contrat de gestion de données. "L'équipe devrait être composée de représentants des opérations, de l'informatique et d'un champion de l'atelier, mais cela implique vraiment beaucoup de personnes de toutes les disciplines différentes dans l'atelier", dit-il. « La clé est d'avoir une idée à l'avance de la façon dont le système fonctionnera. Ces discussions peuvent commencer et les graines peuvent être semées, donc lorsque le système est mis en œuvre, tout n'est pas nouveau. Cela exige que tout le monde dans l'organisation participe à un certain degré. »

L'avenir de la collecte de données automatisée

M. Bergeron déclare :« Excellerant peut être utilisé dans toutes les opérations du processus de fabrication, mais actuellement nous n'appliquons pas le système à sa pleine capacité. Nous l'utilisons pour la configuration et la production sur les machines-outils, et pas encore pour l'inspection finale, l'expédition ou d'autres aspects du processus. À l'avenir, nous tirerons davantage parti de la technologie et en tirerons le meilleur parti. Le but est de recueillir des données et de les réinjecter dans le système pour que nos employés puissent les utiliser. Ils savent mieux que quiconque ce qui se passe. »

Les "Quatre C" de C&M

Parallèlement à l'adoption d'une technologie de collecte et de gestion automatique des données, C&M a cherché des moyens de clarifier l'identité et l'objectif de l'organisation. Dan Villemaire déclare :« Nous avons passé la majeure partie des deux dernières années et demie à définir les valeurs de C&M. Nous sommes arrivés aux "Quatre C de C&M", à savoir l'orientation client, l'amélioration continue, la collaboration et la communauté."

« Évidemment, l'orientation client est notre principal objectif; rendre nos clients heureux et veiller à ce que nous fassions ce qu'ils attendent de nous », déclare M. Villemaire. « La collaboration et l'amélioration continue vont de pair; le travail d'équipe est essentiel pour avancer. L'amélioration continue est un terme galvaudé, mais nous nous efforçons toujours de faire mieux. Le système Excellerant nous permet de collecter les données dont nous avons besoin pour pouvoir mesurer les améliorations. Auparavant, nous ne savions pas si nous faisions mieux ou non parce que nous n'avions pas les données pour le dire."

En ce qui concerne le quatrième « C », la communauté, « c'est double », dit M. Villemaire. « Nous nous engageons à être là les uns pour les autres et à redonner à la communauté locale. Dans la communauté interne de notre entreprise, les gens ont des problèmes personnels ou des événements dans leur vie où ils ont besoin de soutien et nous prenons cela très au sérieux. Nous nous considérons comme une famille. Nous sommes là pour notre peuple; nous sommes là pour les soutenir.”

Concernant la communauté locale à l'extérieur de l'entreprise, M. Villemaire ajoute :« Nous faisons des guignolées, nous adoptons des familles pour Noël, nous commanditons le Club Garçons et Filles et de nombreux autres organismes à but non lucratif. En 2019, notre objectif est que chacun de nos employés effectue huit heures, soit une journée rémunérée, de travail d'intérêt général hors site. Nous intégrons de plus en plus cette attitude dans notre façon de faire les choses ici. Nous faisons beaucoup de choses que les gens ne connaissent pas. J'essaie d'inscrire la reddition dans notre politique publique auprès de nos employés et de nos clients. Nous redonnons. C'est important pour nous."

Produits de machines C&M | 603-889-1330 | cm-machineproducts.com

Macdac Ingénierie Inc. | 860-749-5544 | macdac.com