工業製造
産業用モノのインターネット | 工業材料 | 機器のメンテナンスと修理 | 産業プログラミング |
home  MfgRobots >> 工業製造 >  >> Manufacturing Equipment >> 産業機器

生産合理化:初日から自動化を導入せよ

ジョブショップが自動化を検討する理由は多数。低コスト地域からの圧力で直接労務費削減迫られるケース、熟練労働者不足でロボット搬送活用ケース、労働無関係の理由(品質問題でロボット固有の繰り返し精度魅力)も。ゼロから始めるか従来製造から移行かにかかわらず、多くのショップが自動化メリット享受可能。しかし「どう自動化するか」の誤解は依然広範囲に存在。

段階的アプローチの誤解

多くのショップオーナーは安全な段階的アプローチを好む。「部品ファミリーに適したシステム購入し、セル内で1品目ずつ完璧にする」と信じる。自動化概念テスト、部品配置/プレゼンテーション/プログラミング問題解決、本番依存前の能力確認が可能。自動化技術開発・洗練、セル能力決定後に収益貢献依存開始。

C.N.C.マシンプロダクツは異なる道を選択:全面的自動化アプローチ。開始から自動化部品処理に依存、急峻な学習曲線と迅速問題解決必要と認識しながら。

自動化からのスタート

グレッグ・シャウリック社長率いる同社は、世界ほぼ全業界向け内/外輪ベアリングレース製造。最近導入したフジマシンアメリカ(イリノイ州バーノンヒルズ)製ツインスピンドル・ロボット搭載旋盤ペアが、外国メーカーと競争可能なリーン製造目標達成と自動化コミットメント新たなラウンド完了に貢献。

ビジネス、自動的に

シャウリック氏主力は工具ディストリビューター。巡回中、顧客から「適格ショップ紹介して」と依頼され仲介役に。ある日、大手ベアリングサプライヤーが「機械買ってベアリングレース自社生産したら?」と提案。ツールディストリビューター関係からC.N.C.マシンプロダクツが1988年誕生。

ミズーリ州ジョプリン工場、最初は単一スピンドル自動旋盤2台のみ。オリジナル機械リストが会議室壁に掲示、最初の2台CNCチャッカー購入正当化のリマインダー。

最初から「自動化戦略でなければならない」とシャウリック氏。「副業なので主力ビジネス気を散らしたくない。プロセスは自動運転できるレベルでなければ」。1988年以来数回拡張。初工場5,000平方フィート、第2約10,000平方フィート、現第3工場50,000平方フィート超。

1988-2000年急成長と成長痛経験。2000年成長制御・予測可能化ポリシー採用。シャウリック氏認める:初期自動化課題/誤解に未対応。3つの誤解:

誤解1:自動化は高コスト

創業数年で初ロボットセル購入。水平対向二重スピンドル旋盤+ガントリー式ロボットを長期間提案していたセールスマン。単一スピンドルCNC旋盤約8万ドル時代に、自動化旋盤32万ドルは手が届かない(2倍スピンドルで4倍価格)。そのセールスマンが来訪中に潜在顧客から電話、シャウリック氏が数量ベースで見積依頼。競争力価格で5年回収可能と判明。

シャウリック氏「スプレッドシート上では回収可能だが、勘では無理だと思った。多くの問題発生可能性」。現実:5年より遥かに速く回収。初号機稼働後数ヶ月で2号機導入。自動化機は初期コスト高いが、獲得能力/生産性向上で長期的に利益/スループット増大。

誤解2:自動化で雇用喪失

一部ショップは直接労務費削減で自動化。ロボット使用は直接労務削減助けるが、C.N.C.マシンプロダクツは主に能力増大目的。「ロボット自動化でレイオフなし」とシャウリック氏。「一時人余りも、需要すぐ追いついた」。自動化でオペレーターは寸法検査、インサート刃先管理、機械メンテナンスにより多く時間割ける。

副社長/製造マネージャーゲイリー・フーフネイグル氏:自動化で成長可能も、献身的人材なしでは不可能。自動化は人を助け、人は自動化を助ける。人は変化条件適応に機械より長け、機械は反復作業に人より適切。両者適切に融合すれば成功する効率的自動化。

誤解3:自動化は大量生産のみ適応

初自動化機購入は安定サプライヤー2契約、年間250,000ベアリングレース。しかし自動化経験年数で、年間約5,000個のみの高品種少量受注でも利益可能に。現在に至るまで新機械正当化で変わったのは、シャウリック氏が単一部品番号大量から、より少量の部品ファミリーとトレードオフする意思があることのみ。自動化活用改善で、3年契約・5,000〜100,000個ボリュームでも採算可能。

一部ショップは「減価償却済み」で機械保持傾向だが、C.N.C.マシンプロダクツは異なるアプローチ。最初から5年使用計画。今日、機械/電気設計進歩で信頼性向上し7-8年延長可能。定期的に旧モデルを新モデルに置換、残存価値最大化と精度維持。プロセス定期見直しと人材を最新技術に関与させる機会も提供。このショップでは「人の側面」開発が自動化をフレキシブルかつ利益あるものにする重要ステップ。

メリット

自動化を初日から受け入れたことで全面的生産性向上。フーフネイグル氏推計:非自動化単一スピンドル旋盤ペアを1オペレーターが担当 → スピンドル稼働率50-65%(オペレーター依存)。対照的に自動化2台(4スピンドル)配置 → スピンドル稼働率80-90%。

ここでは機械がオペレーターをペースメイク、逆ではない。ロボットがワークストッカーからスラグ/リングを旋盤チャックへロード。加工完了後、ロボットが完成部品をチャックから取り出し、機械反対側小型コンベアへドロップ。形成される部品ラインで完成品順序維持。プロセス変更検証時有用、オペレーターへのキューとして機能、全部品熱処理部門送り前検査可能。オペレーターはロードテーブル満杯、アンロードランプ空を誇りに。フーフネイグル氏がガントリーロード旋盤エリアで気づいた現象。

シャウリック氏が材料不足で作業スケジュール乱れ防ぐため実施:十分な材料在庫現場保管。一部では「過剰在庫」と批判されるが、シャウリック氏は在庫を独立ビジネスのように扱う。機会あれば購入、自社/他社需要あれば販売。材料不足でライン停止防止に貢献。

ワークセンター生産性向上に加え、よく設計された自動化は能力増大ももたらす。自動化プロセスが自然/信頼性高くなれば、シフト終了後無人稼働時間増加。セルに機械追加で直接/間接労務をより多くの部品で配分、コスト低下開始。最高の自動化ジョブショップは週40/80時間でなく、168時間(オペレーターでなく機械)を見る。機械が常に正しい動作する信頼がこのレベル到達の第一歩。

自動化の興味深い副次効果:品質指標改善。機械が毎回全く同じ動作するため、プロセス欠陥が即表面化。人間オペレーターが無意識に行う小さな緩和行動を機械は設計しない限り行わない。例:チップが毎回確実に分断されるよう思考必要。チップバードネストは手動ロードセルでは排除努力不足。「不可避」視され、オペレーターが部品ロード時に工具清掃するから「なぜ気にする?」。自動化セルではチップ形成/排出に鋭い先見性必須。最近導入フジTNW-3500R機は革新的アプローチ:スルースピンドルクーラント+プログラムエアブラストで部品洗浄/チャックフラッシュ。フリップステーションで工程間部品複数回反転、残留チップ落下。スピンドル対向交換タイプ機ではこの機能なし。

労働力不足——底はどこ?

これらメリット以外に迫る自動化理由:労働力不足問題。一部ではすでに現在進行形——必要オペレーターと利用可能オペレーターのギャップ日々拡大。Tooling U(www.toolingu.com)等機関がオンライン研修リソース提供でギャップ縮小支援。多くの工作機械メーカーもユーザー人材育成に時間/資金投資。だが「応募者ゼロ」の日が来たら?労働省統計:今〜2015年に約4,000万「ベビーブーマー」退職、代替え1,100万のみ参入。自動化活用で限定労働力を将来にわたって伸ばし、しのぐ準備可能。

つまずかないために

シャウリック氏とフーフネイグル氏、自動化検討ショップに手動プロセス慎重評価を勧告。手動プロセス自体が信頼性低く更新必要なケースも——「手動プロセスが自動化適合」と仮定せず。必要なら白紙からプロセスを自動化向け評価。機械/治具/切削工具送り速度の利用可能改善全調査、自動化成功最大化。機械コントロール先進機能(工具寿命管理、冗長工具、インプロセスゲージング)フル活用。「C.N.C.プロダクツで自動化が機能するのは、部品がプロセスに合致し、プロセスが設備に合致しているから」とフーフネイグル氏。

産業機器

  1. 初期キャリアの教訓が私の保全リーダーシップを形成
  2. メンテナンスプログラムの健全性を10秒で見抜く指標
  3. CNタワーのメンテナンス:トロントの象徴的ランドマークを支えるエンジニアリング
  4. アプリを忘れられないものにする5つの実証済みプロダクトデザイン原則
  5. Raspberry Pi で水中ドローンを自作:設計、開発、組み立てガイド
  6. 表面粗さマスター:測定と機能の包括ガイド
  7. 製造業におけるロボティクス:効率と革新の実証済み進化
  8. カナダから米国への専門機械輸送 – 信頼できる輸出サービス
  9. 金属加工旋盤の起源:歴史的概観
  10. IoTの真の進化を辿る:バズワードの先にある歴史
  11. ビーチャム「なぜIoTプロジェクトは失敗するか」ウェビナーの重要ポイント