垂直統合が製造と納期を加速: Innovative Controlsの事例

Innovative Controlsの社内製造能力により、ゲージベゼル（消防車用）などのアセンブリを、アウトソーシングより速く設計・組立・出荷可能。

Innovative Controlsの垂直統合への取り組みはデジタルシルクスクリーンから始まりましたが、独自の機械ショップ（CNCスイス型自動盤を含む）の創設がすぐに続きました。

数年間の産業販売経験後、Mike Michna氏（Innovative Controls社長）は製造ニッチを提供する会社を作るため他の道を模索。80年代後半、消防車のポンプパネルが、火災現場というストレスフルな状況で消防士が効率的に制御・操作する上で、機能・レイアウトの両面でユーザーフレンドリーではないことに気づきました。

ペンシルベニア州ピッツバーグの同社（現在は巨大な元Westinghouseタービン製造施設の複数ベイを占有）は、以来、消防車OEM向けポンプパネル制御、診断、識別製品の市場リーダーに成長。タンクレベルモニター、バルブ制御アセンブリ、圧力計、製品識別ベゼル、安全メッセージベゼル、関連グラフィック、配管製品などを設計・製造・販売。医療など他業界向け受託製造サービスも提供。

受託メーカーとしての目標は、この医療用エアモジュールのようなアセンブリを提供する場合のみビジネスを引き受けること。

Michna氏によれば、目標は顧客に個別部品を提供するのではなく、完成アセンブリを提供すること。ダイカストと射出成形を除き、ほぼ必要なすべての機械加工・製造能力を社内に保有することで、それらのアセンブリをよりコスト効率よく、より高品質で製造し、すべてのプロセスを自社管理下に置くことで顧客ニーズにより速く対応可能になりました。

シルクスクリーンから開始

Innovative Controlsは、社内製造能力の面から見れば、私が訪問した中で最も能力の高い操業の一つかもしれません。ただし、カスタムベゼル（色分け・識別用リセス付き）などの部品の大量射出成形とダイカストはアウトソーシング。Michna氏は、新技術導入に「なんとかする」アプローチを取り、業界専門家の力を借りてきました。デジタルシルクスクリーンが最初に内製化した技術です。

デジタルシルクスクリーンがInnovative Controlsが最初に内製化した能力。

Michna氏によれば、初期のポンプパネル部品は低グレードプラスチックとペイント/ビニールラベルを部品識別と指示に使用しており、経年で色褪せや剥がれが発生していました。ガソリンスタンドで使用されるポリカーボネートがUV耐性が高く長寿命であることを発見。当初は従来のシルクスクリーン技術（スキージ使用）でラベルを1枚ずつ着色・コーディング。その後、デジタルシルクスクリーン設備を導入し、より高ボリュームで柔軟な印刷を実現。コツはインクをポリカーボネート材料に定着させる方法を学ぶこと。これを効果的に行うには、デジタルシルクスクリーン機（現在は2台）が設置されている部屋の湿度と静電気を精密に制御する必要があります。この能力を内製化したことで、ラベルの設計・印刷・出荷を24時間で完結できます。

以来、同社は多数の他プロセスを追加。CNCナイフ切断とパネルルーティング、ポリドーム、自動基板実装、機械・電気組立。最新設備はTrumpf TruPunchパンチプレスで、キャビネットなどの板金部品の完全な製缶・塗装ショップ構築を目的に導入。

機械技師Matthew Resnick氏がこのスイス型自動盤を復活させた。最初の生産ジョブは医療部品の50万個ラン。

CNC機械加工も同社が成長させ続ける重要能力で、以前はアウトソーシングしていました。例えば数年前、ミネソタ州のベンダーに「バーブ」と呼ばれる小さな医療部品をアセンブリ用に加工してもらっていました。ベンダーの価格は良かったが、Michna氏が望むほど競争力はありませんでした。そこでInnovative Controlsは思い切って、バー供給装置付きTsugami S206スイス型自動盤を購入し、初のCNC工作機械を導入。機械技師がいなかったため、当初はサブ契約者に時々その機械でジョブを走らせてもらっていました。Michna氏はスイス型加工を本当には理解しておらず、特に大量生産向けにそのプラットフォームが提供する能力を最初は活用できていませんでした。

そのため、2020年初めにInnovative Controlsは機械技師Matthew Resnick氏を雇い、より正式な社内機械ショップを確立。Resnick氏はCNCチャッカー旋盤と小型VMCの追加を提案し、同社は実際にそれらを既に発注済み。これらもTsugamiモデル: MQBSY-II旋盤（FMBバー供給装置付き）とVA2高速フライス盤（その後第2のVA2も追加）。

チャッカー旋盤は主に、消防車ポンプパネル用プッシュ/プルハンドルを作るための様々な長さのアルミニウム押出ロッドファミリーを加工。

それらの設備納入待ちの間、Resnick氏にはスイス型を再稼働させる数ヶ月の時間がありました。機械は基本的に徹底的な清掃が必要だったといい、Tsugamiがスイス型向けに無料提供するAbile CAMプログラミングソフトウェアの学習を開始。Innovative Controlsは機械にFiretrace火災抑制システムも追加し、無人運転の自信を確保。3ヶ月で、医療部品の50万個生産ランをわずかな微調整のみで完了。元のサイクルタイムは3工具で14秒/個だったが、2工具を1本のカスタム成形工具に置き換えることで9秒に短縮し、より管理しやすいチップも生成できるようになりました。

スイス型で生産されるこれらの医療部品、サイクルタイムがカスタム成形工具で2工具を1本に置き換えたことで14秒から9秒/個に短縮。

チャッカーは主に、消防車ポンプパネル用プッシュ/プルハンドルを作る様々な長さのアルミニウム押出ロッドファミリーを加工。Universal Robots製協働ロボット（ProCobots統合）を最近追加し、長時間の無人運転を実現。以下の動画の通り、完成部品はサブスピンドルを通って押し出され、コボットが掴んでトレイへ移送。トレイが満杯になると、コボットが空トレイを上に乗せ、次のロードを開始。トレイスタックを簡単に箱詰めしてアルマイト処理へ送れます。

VA2フライス盤は、医療アセンブリ用プレートや、振動・湿気から電子部品を守るためのポッティング用金型など、多様な部品を作成。これらの機械は35,000rpmスピンドル、Saunders Machine Works製クイックチェンジ工具プレート、Renishawタッチプローブ、Metrol工具折損検知器（工具測定も可能）を装備。Resnick氏が1人で機械ショップを運営しているため、彼が不在でも他の誰かがジョブを走らせやすいこれらのデバイスが役立ちます。

Innovative Controls、クイックチェンジ治具で高速フライス盤の利用可能ワークエンベロープを最大活用し、段取り替えを高速化。

第2のスイス型？

同様に、Innovative Controlsはこの（現時点で）4台構成の機械ショップに、顧客対応力向上以上の価値を見出しています。Resnick氏は設計者のニーズに速く対応でき、設計見直し、公差緩和などを提案し、同社新製品の部品加工を高速化・簡素化・低コスト化できます。

機械加工技術の面では、医療部品需要が増えれば第2のスイス型追加も検討。Michna氏は消防車業界がどこへ向かうかは不明だが、それらの車両には常に収納キャビネット、正確なポンプ制御、ポンプシステムとエンジンコンピュータの効果的な通信が必要。その点で同社はその業界での将来の成功に向けて準備ができており、多くの分野での実質的な製造能力が他業界へのビジネス成長の可能性を提供します。Michna氏は、テクノロジーで決して遅れを取らず、投資し、学び、それをより効果的に活用する方法を見つけ続けることが鍵だと語ります。