サプライヤー連携アプリでセットアップ時間を劇的短縮

サプライヤーとの強固な関係は、ショップの成功にとって重要な要素です。双方が協力してショップフロアの重要な懸念に取り組むとき、解決はより迅速に、そして結果は通常より効果的で長続きします。カリフォルニア州サンノゼ地域のあるショップは、最近、工作機械サプライヤーの一人に頼って、セットアップ時間短縮とプロセス合理化の戦略実装を支援してもらい、大きな成果を上げています。

課題への取り組み

マイクロ・メカニクスは、半導体やその他のハイテク産業におけるプロセスクリティカルな用途向けの高精度部品と工具を設計・製造・販売しています。CEOのクリス・ボーチ氏が1983年、友人の帽子縫製工場の裏で600ドルの元手で創業しました。半導体製造に使用される高精度工具のニーズに偶然気づき、旋盤とフライス盤を購入して、チップ組立に使用される非常に小さな部品の製造を開始したのです。

その後35年間で、同社はシンガポール、マレーシア、中国、フィリピン、米国の5つの製造拠点と、台湾とヨーロッパでの直販プレゼンスを通じて、世界中の顧客ベースにサービスを提供するまでに成長しました。ここからカリフォルニア州モーガンヒル拠点の話につながります。ここは米国顧客専用で、約50名が航空宇宙、レーザー、半導体産業向け部品を生産しています。これらの産業は加工仕様に関して特に厳しく、一般的に少量生産を要求します。そのためマイクロ・メカニクスは、ハイミックスをうまく管理する方法を見つけることに必死です。

もちろん、ハイミックス・ローボリュームワークは珍しくなく、日々より多くの米国メーカーが直面しています。しかしマイクロ・メカニクスには、特にコストの高い地域に立地しているという課題もあり、それをより競争力を高めるための新しい方法を見つける動機としています。

機敏な効率化

同社の包括的な哲学の一つは、オフラインプロセスを多く取り入れることでセットアップ時間を可能な限り排除する、非常にリーンな生産です。生産フロアは直接労働に対する高い稼働率を誇ります。同社はサプライヤーと協力して、セットアップ時間から非付加価値スキルを剥ぎ取っています。

生産フロアでは、数台のフライス盤から離れた場所に、2台のオークマLB4000 EXII 2軸ターニングセンタが設置されています。これらのマシンは、実証済みの部品とプロセスに特化した本番旋削操作専用です。同社が加工するほとんどの部品には大量のフライス加工も必要ですが、セットアッププロセスを簡素化するため、その作業は向かいのフライス盤で行うことにしています。

冗長な本番マシンを持つことに加え、マイクロ・メカニクスにはプロトタイプエンジニアリング部門もあり、本番マシンと同じ構成のフライス・旋削設備を使用して、本番ジョブに影響を与えることなくプロセスを開発・実証しています。プロセス最適化はプロトタイプマシンから始まり、そこで改善を開発してから本番ジョブに送ります。

明確な方向性

ボーチ氏によると、オークママシンでの成功の大きな部分はツールプリセッティングにあります。プログラマーがツール要件をプリセッティング部門に送り、そこでツールデータが追跡・維持されます。同社は工具摩耗と工具寿命予測に細心の注意を払い、将来の作業における工具性能予測に経験を活かしています。高精度測定システムでプリセッティングジオメトリを測定。直径、工具先端、工具寿命などの情報を、キャプト工具ホルダーに埋め込まれたRFIDチップに書き込みます。ツーリングがマシンに到着する頃には、オペレーターの唯一の関心事は、準備されたスクリプトに従って正しいタレットポジションに配置することだけです。すべての工具データがオークマ制御装置によって自動的に読み取られ、取得されるからです。

マイクロ・メカニクスはデジタル製造の考え方に駆られ、データ入力を排除してユーザーエラーを減らす機会を常に模索しています。埋め込みRFIDハードウェアとオークマ制御ソフトウェアによる工具オフセットとジオメトリデータの自動確立は、最も一般的なエラー源の一つを大幅に削減します。同社はまた、オークマと協力して、従来の紙チケットから適切なプログラムを呼び出す際のエラーを排除するプロセスを開発しました。オークマのソフトウェアチームが開発したアプリ「マイクロ・メカニクス・プログラム管理インターフェース」は、バーコードスキャナーとQRコードを使用して、適切なプログラム情報を自動的に呼び出します。追加の保護として、QRコードは部品、ツーリング、ワークホールディングの3Dモデルをオークマの衝突回避システム（CAS）に自動的にインポートします。CASは手動・自動両操作モードでマシン位置を監視し、クラッシュを防止します。

各ジョブの初品はエンジニアリング部門で処理され、他のジョブが本番マシンで稼働中でもセットアップと生産プロセスを改善できます。トラベラーが作成され、ジョブと共に施設を移動する原材料と、完成品になるまで適用されるすべての操作を伝達します。このトラベラーのトップには、製造中の部品を特定するためのQRコードがあります。

ジョブが本番環境で実行する準備が整うと、オペレーターはQRコードをスキャンして会社のネットワークにアクセスし、その部品に関連するすべてのセットアップドキュメントとモデリングを見つけます。インポートされる情報には、部品プログラム、衝突回避モデルデータ、タレット内のツーリング、検査すべきフィーチャー、オペレーターが必要とする追加ドキュメントが含まれます。オペレーターは、オークマ制御装置の側面に取り付けられた外部モニターで情報を確認でき、より広い表示領域を提供します。

最新版のセットアップデータが自動的にロードされることで、CASは加工サイクル開始時に衝突が発生しないことを仮想的にチェックできます。

このアプリは構想通りに機能し、セットアッププロセスを簡素化し、潜在的なユーザーエラーを排除しています。ボーチ氏は説明します。「デジタルの観点から言えば、アプリ導入前はツールをそれらのポジションに手動でアタッチする必要がありました。今ではQRコードをスキャンするだけで完了します。物理的にツールを配置するのを模倣しています。ライン上のセットアップ時間を排除することを目指しています。」

旋盤工具はセットアップが難しいため、空きポジションがあればタレットに残しておく傾向があります。しかし、不要な工具をモデリングするのは非現実的で、それらが残っていると衝突のリスクが急速に高まります。

マイクロ・メカニクスの方針は、新しいジョブをセットアップするたびに、マシンからすべてのワークホールディングとタレットからすべての工具を取り外し、制御装置に保持されているすべての工具データと衝突回避データをクリアすることです。このプロセスにより、次のジョブに必要なものだけがその後のセットアップに存在することが保証されます。次のジョブのQRコードをスキャンすると、前のジョブのすべてのデータが自動的にクリアされ、新しいジョブのすべてのデータが制御装置にロードされます。

結果が物語る

このアプリはセットアップエラーを大幅に削減するだけでなく、セットアップ時間も大幅に短縮しました。ボーチ氏によると、過去には数時間かかっていたジョブのセットアップが、わずか10分で完如するようになりました。

同社がオークマ旋削センターを追加するにつれ、アプリを新しいマシンに簡単にロードできます。ケイシー・クロッソア氏（オークマ上級ソフトウェアエンジニア）によると、マシニングセンタにも拡張可能だそうです。「マイクロ・メカニクスのアーキテクチャに合わせて書かれているため、そのまま箱詰めして販売することはできませんが、同じテクノロジーをほぼあらゆるアプリケーションや顧客に、ケースバイケースで開発して適用できます。」

マイクロ・メカニクスは、オークマとそのインテグレーターであるゴシガーと強力な協力関係を維持し、コスト削減と生産プロセスの合理化を図っています。さらに自動化を進め、効率を高め、エラーを最小限に抑える方法を探し続けています。同社が拡大し能力を追加し続ける中、この戦略が重要な役割を果たし続けるでしょう。