最初から自動化

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ガントリー搭載旋盤の動画

ジョブショップが現在自動化を検討している理由はたくさんあります。一部の人々にとっては、低コスト地域からの圧力の高まりにより、直接労働コストを削減せざるを得なくなっています。他の人にとっては、熟練労働者の不足は、機械の積み下ろしにロボットを使用することを奨励しています。自動化する理由は、労働とはまったく関係がないのかもしれません。たとえば、品質の問題により、ロボット工学に固有の再現性が魅力的になる可能性があります。ゼロから始める場合でも、従来の製造から移行する場合でも、多くのショップは自動化の恩恵を受けることができます。ただし、その方法についての誤解は依然として広まっています。

多くのショップオーナーは、自動化を実装するために安全で段階的なアプローチを取ることを好みます。彼らは、部品のファミリーに適したシステムを購入し、これらの部品をセル内で一度に1つずつ完成させる方がよいと考えています。このアプローチにより、ショップは自動化の概念と、部品の配置、プレゼンテーション、プログラミングなどの完璧な問題を本番環境に移行する前にテストできます。自動化技術を開発および改良することができ、ショップが収益源に貢献するためにセルに依存する前に、セルの機能を決定することができます。

C.N.C. Machine Productsは、移動の少ない道路を選択し、自動化に全面的なアプローチを取りました。急な学習曲線に直面しており、問題を迅速に解決する必要があることに気付いたにもかかわらず、ショップは最初から部品の自動処理に依存していました。

社長のグレッグ・シューリッヒが率いるこのショップは、世界中のほぼすべての業界の顧客のために、インナーベアリングとアウターベアリングのレースを行っています。 Fuji Machine America（イリノイ州ヴァーノンヒルズ）からのツインスピンドルのロボット搭載旋盤の最近の設置は、同社が外国メーカーと競争することにより、リーン生産方式の目標を達成するのに役立っています。また、ショップの自動化への取り組みの別のラウンドも完了します。

ビジネスにおいて、自動的に

Scheurich氏の主な事業は、地域全体で工具を売買する工具販売代理店でした。地元のお店を回っていると、いろいろな部品を加工できると思ったお店をすすめてもらえるとのことでした。仲介者として、シューリッヒ氏は顧客をベンダーと接触させました。ある日、この地域の大手ベアリングサプライヤーは、シューリッヒ氏がいくつかの機械を購入し、自分でベアリングレースを開始することを提案しました。したがって、C.N.C。はツールディストリビューターとの関係を通じてです。機械製品は1988年に生まれました

ミズーリ州ジョプリンのショップは、1つのスピンドルの自動旋盤から始まりました。最初の2台のCNCチャッカーマシンを購入する最初の正当性を思い出させるために、元のマシンリストがショップの会議室の壁に掛けられています。

Scheurich氏は当初から、機能するために自動化された戦略を見つけなければならないことは明らかだと感じていました。 「これは2番目のビジネスだったので、私たちは本当にそれが私たちの主要なビジネスから気を散らすことを望んでいませんでした」と彼は説明します。 「プロセスは、自動的に実行するのに十分なものでなければなりませんでした。」 1988年以来、同社はいくつかの拡大を経験してきました。シューリッヒ氏の最初の店はわずか5,000平方フィートでした。 2番目の建物は約10,000平方フィートでした。 3つ目は現在50,000平方フィートを超えています。

1988年から2000年にかけて、ビジネスは非常に急速に成長し、多くの成長痛を経験しました。 2000年に、同社は成長を抑制し、より予測可能にするのに役立つポリシーを採用しました。 Scheurich氏は、早い段階で自動化の課題のいくつかに備えることができず、いくつかの誤解に対処しなければならなかったことを認めています。ここに3つあります：

誤解1-自動化は高額です。 C.N.C. Machine Productsは、最初のロボットセルを購入したとき、ほんの2、3年しか営業していませんでした。シューリッヒ氏は、部品の積み下ろしのためにガントリースタイルのロボットを備えた水平対向のダブルスピンドル旋盤を提供することをしばらくの間彼に求めていたセールスマンを思い出します。シングルスピンドルCNC旋盤を約80,000ドルで購入できた当時、自動旋盤に320,000ドルを支払うことは手が届かないようでした。 （スピンドルの2倍だけで4倍の価格になります。）潜在的な顧客が電話をかけたとき、そのセールスマンはたまたま店にいて、シューリッヒ氏はセールスマンに関係する数量に基づいて部品を見積もることを許可しました。価格は競争力があり、機械は5年で支払うことができると判断されました。

Scheurich氏は、うまくいかなかった可能性のあることがたくさんあったので、店がそれを支払うのに十分な時間マシンを稼働させるとは本当に思っていなかったことを認めています。 「スプレッドシートが言ったこととは別に、私の腸はそうではないと私に言った」と彼は指摘する。実際、シューリッヒ氏の現実は、機械の支払いが5年よりもはるかに早いということでした。さらに、最初のマシンがインストールされて実行された後、最初のマシンから数か月以内に2番目のマシンがインストールされました。自動化されたマシンは、自動化されていないマシンよりも初期コストが高くなりましたが、容量の増加と生産性の向上によるメリットにより、長期的には利益とスループットが向上しました。

誤解2-自動化により、労働者は職を失うことになります。一部のショップは、部品コストの直接労働部分を削減するために自動化に目を向けています。ロボットの使用は直接労働を減らすのに役立ちますが、C.N.C。機械製品は、主に容量を増やすために自動化に目を向けました。 「旋盤のロボットによる自動化は一時解雇を引き起こしていません」とScheurich氏は言います。 「かつては十分に利用できるよりも多くの人がいましたが、需要はすぐに追いつきました。」ショップでの自動化は、オペレーターが部品を測定し、インサートを鋭く保ち、機械が確実に維持されるようにするためのより多くの時間を持っていることを意味します。

ショップのバイスプレジデント兼製造マネージャーであるGaryHoofnagleは、自動化によってショップの成長は可能になったものの、熱心な人材がいなければ成長は実現できなかったと考えています。 Hoofnagle氏は、自動化は人々を助け、人々は自動化を助けると感じています。彼は、さまざまな条件に適応する上で、人々は機械よりも巧妙であると信じていますが、反復的なタスクには機械が人々よりも適しています。彼は、2つが適切に結合されている場合、結果は成功した効率的な自動化であると言います。

誤解3-自動化は大量の場合にのみ適切です。 C.N.C. Machine Productsは、安定したサプライヤーから2、3の契約で最初の自動化されたマシンを購入し、年間合計25万回のベアリングレースを行いました。ただし、自動化に関する長年の経験により、同社は、年間約5,000パーツしかない、大量の少量の注文で利益を上げています。それから現在まで、新しい機械を正当化する際に何も変わっていません。ただし、シューリッヒ氏は、単一の部品番号から大量の部品を少量の部品ファミリーと交換する用意があります。自動化の使用が改善されたことで、彼は3年契約で5,000から100,000のボリュームの注文を受け入れることができ、それでも収益性を維持できます。
一部の店は、機械が完済するために機械を保持しようとしますが、C.N.C。機械製品には異なるアプローチがあります。シューリッヒ氏は当初から、この機械を5年間だけ使用することを計画していました。現在、機械的および電気的設計の開発により機械の信頼性が向上したため、彼は期間を7年または8年に延長することができます。同社は、機械の残存価値を最大化し、精度を維持するために、定期的に古いモデルを新しいモデルに交換しています。これはまた、プロセスを定期的にレビューし、担当者を現在のテクノロジーに関与させ続ける機会を提供します。このショップでは、方程式の人的側面を開発することが、自動化を柔軟で収益性の高いものにするための重要なステップです。

メリット

このショップが最初から自動化を採用することで恩恵を受けた1つの方法は、生産性の全面的な向​​上です。 Hoofnagle氏は、1人のオペレーターが自動化を行っていないシングルスピンドル旋盤のペアは、オペレーターによって異なりますが、スピンドルの使用率が50〜65％であると推定しています。一方、2台の自動化されたマシン（4つのスピンドル）を配置すると、スピンドルの使用率は80〜90％になります。

この場合、マシンはオペレーターのペースを調整しますが、その逆ではありません。ロボットは、スラグまたはリングをワークストッカーから旋盤のチャックにロードします。処理が完了すると、ロボットは完成した部品をチャックから取り出し、機械のもう一方の端にある小さなコンベヤーに落とします。形成される部品のラインは、完成した部品を整然と保ちます。これは、プロセスの変更を完成させるときに役立ち、オペレーターのキューとして機能し、熱処理部門に送られる前にすべての部品をチェックできるようにします。オペレーターは、荷積みテーブルがいっぱいになり、荷降ろしランプが空になることに誇りを持っています。これは、Hoofnagle氏が、ガントリーを搭載した旋盤が使用されている場所に気付いたと述べています。

在庫不足が作業スケジュールを混乱させないようにするためにシューリッヒ氏が行うことの1つは、現場で十分な在庫を維持することです。この方法は、追加の在庫としてラベルを付ける人によっては落胆する可能性があります。ただし、シューリッヒ氏は株式を独自の事業のように扱っています。彼は機会があれば購入し、必要があれば自分や他の人に売ります。これは、材料の不足がシャットダウンを意味する場合に、回線を稼働させ続けるのに役立ちました。

ワークセンターでの生産性の向上に加えて、適切に設計された自動化のもう1つの利点は、容量が増えることです。自動化されたプロセスがより自然で信頼できるものになると、シフトの終了時にマシンが無人で実行できる時間が長くなります。セルに他のマシンを追加すると、直接および間接の労働力がより多くの部品に分散し、コストが下がり始めます。最高の自動化されたジョブショップでは、1週間に40時間、さらには80時間もかかりません。彼らは168の可能な時間を見る（オペレーターのためではなく、機械のためだけに）。常に正しいことを行うようにマシンを信頼することは、このレベルのパフォーマンスを達成するための最初のステップです。

自動化には興味深い副次的な利点もあります。それは、品質メトリックの改善です。機械は毎回まったく同じことをするので、プロセスの欠陥はすぐに表面化します。機械は、人間のオペレーターが無意識のうちに行うような小さなことをして、これらの状態を緩和するように設計されていない限り、これらの状態を緩和することはできません。たとえば、チップを毎回壊すように考えなければなりません。チップバードネスティングは、人間がロードしたマシンセルが排除しようと努力しすぎないものです。それは止められないと見なされ、とにかく部品をロードするときにオペレーターがツールを掃除するので、なぜわざわざするのですか？ただし、自動セルでは、チップの形成と排出を慎重に検討する必要があります。 C.N.C.のFujiTNW-3500Rマシン最近設置された機械製品は、この状況に対して革新的なアプローチを採用しています。機械は、スピンドルを介したクーラントとプログラムされたエアブラストの組み合わせを使用して、部品を洗浄し、チャックを洗い流します。また、フリップステーションを使用して、ある操作から別の操作にパーツを数回回転させます。これにより、フリップ中に残りのチップが部品から落下します。部品を交換するために出会うスピンドルを備えた機械には、通常、この機能はありません。

労働力不足—最下位はどこですか？

これらの利点とは別に、地平線上で織機を自動化するもう1つの理由。一部の人にとっては、現在、労働力不足の問題が存在しています。必要なオペレーターと利用可能なオペレーターとの間のギャップは、日々拡大しています。 Tooling U（www.toolingu.com）のような機関は、ギャップを埋めるのに役立つオンライントレーニングリソースを提供しています。また、多くの工作機械メーカーは、ユーザーが最適なパフォーマンスを得るために人員を訓練するのを助けるために時間とお金を投資してきました。しかし、募集職種に応募する人がいない日が来たらどうなるでしょうか。最近の労働省の統計によると、推定4,000万人の「団塊の世代」が現在から2015年の間に退職しますが、市場に参入するのはわずか1,100万人です。自動化を使用して深刻な労働力不足に備えることで、この限られた労働力を将来的に目的を達成するのに十分な距離まで伸ばすことができます。

トリップしないでください

Scheurich氏とHoofnagle氏は、自動化を検討しているショップに、自動化を決定する前に手動プロセスを注意深く検討するよう警告しています。場合によっては、手動プロセスの信頼性が低く、とにかく更新する必要があります。手動プロセスが自動化に適していると思い込まないでください。必要に応じて、きれいな紙から始め、自動化のプロセスを評価してから、先に進むことを決定します。自動化が成功するための最良の機会を与えるために、機械、固定および切削工具の送りと速度で利用可能なすべての改善を調査します。工具寿命管理、冗長工具、インプロセスゲージなど、機械の制御のすべての高度な機能を利用します。 「自動化はC.N.Cでうまく機能します。部品がプロセスと一致し、プロセスが機器とうまく機能するため、製品です」とHoofnagle氏は言います。