Mengubah Tantangan Sulit menjadi Kemitraan Sukses: Pendekatan Teruji Gentz Industries
Gentz Industries, di Warren, Michigan, adalah salah satu bengkel yang beberapa pemasok suka memiliki sebagai pelanggan sementara yang lainnya tidak. Memiliki Gentz sebagai pelanggan yang baik akan membuat pemasok lebih baik—dan semua pelanggan lainnya juga akan mendapat manfaat.
Gentz mungkin disebut “menantang.” Namun, menghadapi tantangan adalah cara terbaik untuk menjadi lebih kuat. Bukan karena perusahaan “sulit” atau “demanding” atau “selalu mengecilkan harga.” Sebaliknya, perusahaan ini sangat terbuka, kooperatif, dan adil. Masalahnya adalah Gentz berdedikasi pada beberapa persyaratan produksi yang unik dan menantang di penerbangan dan pembangkit listrik. Pembuatan komponen mesin turbin kompleks untuk pasar komersial dan militer adalah bagian besar dari bisnisnya. Komponen ini termasuk kasus pembakaran, perabot turbin tekanan tinggi, dan kasus pembuang. Selain proses pemesinan CNC seperti turning, milling, dan electrical discharge machining, bengkel memiliki keahlian luas dalam forming lembaran logam menggunakan press hidrolik, laser cutting, waterjet cutting, hydro-forming, dan proses lain. Mungkin kemampuan terunggulnya adalah merakit berbagai potongan yang dipesan dan dibentuk menjadi produk jadi menggunakan TIG welding, electron beam welding, vacuum furnace brazing, dan teknik joining canggih lainnya.
Tidak perlu dikatakan, persyaratan kualitas untuk komponen mesin jet sangat ketat, dan memenuhi persyaratan ini adalah prioritas utama Gentz—reputasi bengkel di industri bergantung padanya. Khawatir utama lainnya adalah efisiensi dan pengendalian biaya, yang menentukan keuntungan bengkel.
Perlu dicatat bahwa dalam beberapa tahun terakhir, Gentz telah mengubah pendekatannya dalam membeli alat pemotongan. Pada periode yang sama, mereka juga mengubah filosofi tentang investasi dalam mesin perkakas. Perubahan ini adalah salah satu alasan mengapa perusahaan berhasil terus-menerus memotong waktu pemesinan, mengurangi setup, dan meminimalkan penanganan bagian sambil secara konsisten mencapai target kualitas dan biaya. Menariknya, Gentz lebih banyak mengeluarkan uang pada insert yang dikembangkan secara khusus dan gaya toolholder yang disesuaikan, sementara mereka telah beralih dari membeli mesin perkakas high-end yang mahal. Dalam kedua kasus, ini mencerminkan bahwa perusahaan telah menjadi lebih peduli pada nilai.
Peduli pada nilai ketika berbicara tentang pengeluaran alat pemotongan serta investasi dalam mesin perkakas membuat perbedaan besar. Perusahaan ini membeli banyak alat pemotongan. Menurut Mark McWilliams, manajer pembelian, bengkel menghabiskan sekitar $1,25 juta setahun pada insert karbida. Gentz juga telah membeli cukup banyak mesin perkakas, terutama dalam setahun terakhir saat mereka meningkatkan produksi untuk kasus turbin untuk mesin jet Pratt & Whitney 150. Sejak awal 2007, perusahaan telah memasang 10 mesin CNC perkakas baru.
Untuk mendapatkan manfaat maksir dari pengeluaran pada insert karbida dan produk alat pemotongan terkait, Gentz telah mengembangkan pendekatan yang sangat tidak biasa dalam bekerja dengan pemasok alat pemotongan utama mereka, Seco Tools (Troy, Michigan), dan distributor lokal Seco, E & R Industrial. Bengkel mengadakan forum bulanan di mana mereka menyajikan tantangan pemesinan yang paling mendesak kepada pemasok ini. Forum ini telah berhasil secara signifikan dalam aplikasi turning, meskipun milling juga mendapat manfaat.
Meskipun filosofi baru yang diikuti Gentz dalam investasi mesin perkakas mungkin tidak se revolusioner, ia layak mendapatkan perhatian yang sama. Hingga 2 atau 3 tahun terakhir, bengkel memiliki mentalitas “dapat apa yang dibayar” yang meluas dalam pembelian mesin baru. Ini mendorong bengkel untuk memperoleh sebagian besar mesin mahal, banyak dari Jepang. Meskipun mesin ini masih sangat dihargai sebagai aset yang sangat produktif, perusahaan telah mengambil arah yang berbeda. Untuk aplikasi turning yang paling sulit di Inconel dan alloy eksotis lainnya, Gentz telah memperoleh sejumlah mesin Taiwan seperti horizontal lathe dan VMC dari Johnford dan vertical lathe dari You Ji. Perubahan pemikiran ini sebagian besar karena upaya Absolute Machine Tools (Lorain, Ohio), impor AS, dan distributor mereka, Single Source Technologies. Mesin ini memenuhi kriteria performa yang mendesak Gentz dan mewakili “lebih banyak mesin untuk uang.” Menurut Roger Bartolemei, COO Gentz, beralih ke mesin buatan Taiwan memungkinkan bengkel untuk memperoleh baik kemampuan maupun kapasitas yang dibutuhkan untuk mengejar permintaan yang meningkat untuk komponen mesin jet mereka.
AN OEM AND REPAIR JOB SHOP
Meskipun pendekatan Gentz terhadap hubungan pemasok tertentu mungkin tidak biasa, bengkel ini menonjol dalam hal lain. Mereka memproduksi run panjang bagian kompleks dalam volume rendah. Produk OEM mencakup sekitar 80 hingga 85 persen penjualannya. 15 hingga 20 persen penjualan adalah pekerjaan “overhaul”—memperbaiki, merenovasi, dan meningkatkan bagian mesin jet kritis. Karena pekerjaan overhaul seringkali harus diselesaikan segera untuk membawa pesawat kembali ke udara, Gentz mengikuti prinsip “quick response manufacturing,” variasi teknik lean manufacturing yang cocok untuk lingkungan job shop. Mesin perkakas diatur dalam sel yang mandiri dalam menyelesaikan serangkaian operasi. Quick changeover, tooling yang terstandarisasi, dan visual manufacturing (menjaga semua terlihat dan ditandai dengan jelas untuk identifikasi yang tidak gagal) diterapkan di seluruh area bengkel.
Perusahaan telah berkembang sejalan dengan garis ini selama bertahun-tahun tetapi tetap setia pada akarnya sebagai bengkel job penerbangan sejak pendiriannya pada tahun 1949. Lokasi saat ini perusahaan di Warren adalah jarak pendek dari lokasi aslinya. Ekspansi terbarunya, selesai pada Desember 2007, membawa total ruang manufaktur sekitar 132.000 kaki persegi. Gentz juga memiliki tenaga kerja yang bertumbuh, yang mendekati 300 orang.
Pendekatan perusahaan terhadap manufaktur sungguh komprehensif. Insinyurnya bekerja dengan desainer pelanggan untuk meningkatkan tidak hanya manufacturability komponen tetapi juga repairability mereka. Gentz dapat mengembangkan manual perbaikan dan pemeliharaan saat mengembangkan proses produksi OEM dan menyediakan paket perbaikan dengan pengiriman komponen yang selesai. Namun, proses produksi tidak tetap setelah mulai. Pemikiran tentang cara untuk menyederhanakan operasi dan mengurangi biaya dimulai segera.
Seperti yang tampaknya paradoks, perusahaan pada saat yang sama hati-hati dan agresif dalam upaya untuk meningkatkan proses manufaktur mereka. Sebuah komponen dapat mewakili puluhan ribu dolar nilai tambah ketika mencapai operasi tertentu. Jika operasi tersebut stabil dan dapat diprediksi, bengkel mengerti waspada terhadap perubahan yang mungkin mengganggu status quo. Ketika status quo mewakili bottleneck, konsumsi cutter berlebihan, resistensi terhadap otomatisasi, atau tingkat performa mesin yang kurang dari ideal, bengkel secara aktif mencari cara yang lebih baik.
Ini adalah salah satu alasan mengapa interaksi dengan pemasok mesin perkakas dan produsen alat pemotongan membuat perbedaan besar bagi Gentz.
TOOLING FORUMS
Forum “tooling” bulanan adalah contoh bagaimana Gentz membawa interaksi dengan pemasok ke level baru dan bermanfaat. Peserta termasuk personel Gentz yang mewakili departemen pemrograman CNC, engineering, dan pembelian. Tuan Bartolomei dan Jim Stevens, manajer manufaktur OEM, biasanya menjadi bagian dari tim Gentz di rapat ini, menunjukkan tingkat dukungan manajemen atas atas untuk proses ini.
Belinda Smith, insinyur aplikasi untuk Seco, biasanya bergabung dengan rekanannya dari E & R Industrial di rapat ini. Saat ide untuk forum ini pertama kali muncul beberapa tahun yang lalu, undangan untuk berpartisipasi diperluas ke produsen alat pemotongan lain yang produknya digunakan di Gentz, tetapi Seco adalah satu-satunya yang menerima konsep dengan antusias.
Rapat biasanya berfokus pada operasi tertentu yang perlu perhatian. Pada dasarnya, forum ini memberi Gentz kesempatan untuk menantang pemasok tooling untuk menemukan cara yang lebih baik untuk melakukan operasi tersebut. Setelah mengidentifikasi area kekhawatiran atau ketidakpuasan, kelompok membahas opsi dan alternatif sebelum memutuskan proyek perbaikan spesifik yang akan diusulkan. Proyek-proyek ini diberi prioritas dan ditambahkan ke “action register,” daftar proyek berkelanjutan yang mencakup tanggal mulai, tanggal selesai yang diantisipasi, dan catatan tentang target performa spesifik yang harus dicapai. Action register adalah hasil utama dari setiap forum, yang biasanya berlangsung sekitar 90 menit.
Seringkali, Seco telah mengembangkan grade pemotongan baru, geometri insert, atau coating insert sebagai respons terhadap item action register. Ketika “Gentz specials” ini membuktikan dirinya di lantai bengkel, beberapa mungkin menjadi item standar dalam katalog Seco. Yang lain adalah solusi unik untuk kesulitan unik yang diimpos oleh desain canggih workpiece Gentz.
Tim Gentz memahami bahwa kekhawatiran biaya harus difokuskan pada biaya pemotongan, bukan biaya cutter. Alat yang dirancang khusus kemungkinan besar akan lebih mahal, kadang-kali jauh lebih mahal, dari item standar. Analisis biaya bagian membantu membuat nilai insert atau rangkaian cutter yang lebih mahal terlihat dan dapat dipertanggungjawabkan. Demikian pula, tim menyadari bahwa mereka harus terbuka terhadap konsep yang menantang anggapan mereka tentang praktik tooling. Ini mungkin berarti menjalankan alat pada kecepatan atau feed yang menyebabkan beberapa kegigihan selama uji coba pemotongan.
Contoh awal dari kooperasi sukses antara Gentz dan Seco melibatkan operasi thread milling pada kasus pembakaran Inconel. Berdasarkan input dari pemasok tooling, bengkel dapat menghemat lebih dari $60.000 setahun dengan mengurangi waktu untuk menyelesaikan 52 lubang berulir di setiap kasus dan menghilangkan hand tapping untuk menyelesaikan setiap lubang. Saat awal mengembangkan proses produksi untuk bagian ini, bengkel ingin menggunakan thread mill 0,156 inci. Sayangnya, mills dengan ukuran ini dari pemasok lain tidak dapat memotong uliran ke ukuran penuh tanpa patah. Akibatnya, bengkel harus puas dengan menggunakan thread mill yang lebih besar yang tidak selemah itu, mengambil tiga pass ringan di setiap lubang dan meninggalkan uliran yang kurang ukuran. Secara manual tapping setiap lubang ke ukuran penuh memerlukan waktu tambahan sembilan puluh menit rata-rata per kasus.
Nyonya Smith yakin bahwa bengkel masih dapat menghasilkan lubang ke ukuran dengan thread mill 0,156 inci dari seri Threadmaster Seco. Alat karvida padat ini dirancang dengan struktur karbida mikro-grain dan coating TiCN. Namun, perubahan lain juga harus dilakukan. Untuk mengoptimalkan kondisi pemotongan untuk grade ini, feedrates harus dikali dua menjadi 194 ipm dan kecepatan spindel ditingkatkan menjadi 5.000 rpm (yang paling dapat diberikan mesin). Beralih ke sistem toolholding heat-shrink juga akan diperlukan untuk meminimalkan runout pada pengaturan ini, tegasnya. Bahkan rutinitas pemrograman harus dimodifikasi. Meskipun perubahan yang diusulkan tampak ekstrim pada awalnya, logika pendekatan sistem yang menyeluruh sangat memaksa. Dalam tes, thread mill baru terbukti memiliki kekuatan dan daya tahan aus untuk menghasilkan uliran ukuran penuh dalam dua pass alih-alih tiga.
Beberapa pelajaran muncul dari pengalaman ini. Untuk satu, sangat penting untuk melibatkan engineering, pemrograman, dan staf lantai bengkel dalam diskusi. Untuk yang lain, penting untuk mempertimbangkan tidak hanya alat pemotongan, tetapi juga toolholder, parameter pemesinan, dan rutinitas pemrograman. Selain itu, perlu ada perwakilan produsen alat pemotongan yang hadir untuk uji coba pemesinan untuk memastikan bahwa semua rekomendasi dilakukan sepenuhnya dan uji coba pemotongan dilakukan secara adil.
RETHINKING VALUE
Meskipun belum terlambat untuk meningkatkan operasi dengan mengembangkan solusi tooling baru, jauh lebih sulit untuk mengatasi keterbatasan atau ketidakefisienan yang timbul dari keterbatasan mesin perkakas. Karena Gentz memahami workpiece mereka dengan baik, dari desain intent melalui siklus pemeliharaan dan perbaikan, perusahaan menggunakan wawasan ini untuk mengeset persyaratan untuk mesin baru dengan tegas. Namun, menjadi fleksibel dan pragmatis telah melayani bengkel dengan baik. Perubahan terbaru ke mesin “value-priced” dari Taiwan, misalnya, konsisten dengan keterbukaan khas perusahaan terhadap perubahan.
Akhir-akhir ini, bengkel berkonsentrasi pada meningkatkan produksi perabot dan kasus dinding tipis dalam alloy suhu tinggi seperti Inconel 718, bahan yang sering mereka temui. Permintaan untuk bagian ini telah lonjak, terutama sekarang bahwa Gentz memiliki kontrak baru untuk perabot turbin mesin Pratt & Whitney 150. Biasanya, baik OD maupun ID bagian ini ditandai dengan kontur dan lubang yang kompleks dengan persyaratan finishing permukaan halus. Beberapa perabot mendekati 40 inci diameter dan berdiri setinggi 30 inci. Sebagian besar dimulai sebagai forging yang mungkin berat 3 atau 4 kali lebih banyak dari bagian yang selesai. Setelah pemesinan, dinding mungkin tipis hingga 0,06 atau 0,08 inci. Toleransi dimensi pada diameter biasanya 0,001 inci. Toleransi pada lebar slot dan lubang yang rumit seringkali sama ketatnya.
Untuk memenuhi pesanan yang lonjak, Tuan Bartolomei awalnya ingin tetap pada turning center biasa. Namun, distributor Single Source Technologies mengarahkan dia ke Johnford ST model slantbed turning center yang memiliki swing yang besar secara tidak biasa untuk menangani rentang lengkap diameter kasus. Meskipun demikian, Tuan Bartolomei ragu. Apakah kita tidak seharusnya mempertimbangkan mesin yang lebih mahal yang kita kenal, pikirnya. Dalam benaknya, kekakuan, keandalan, dan akurasi mesin ini bisa diambil sebagai kebenaran.
Keith Kauzlarich, vice president sales di SST, tahu bahwa Gentz tidak compromis dalam ekspektasinya untuk mesin berkualitas tinggi yang didukung oleh tingkat layanan dan dukungan yang tinggi. Namun, ia bisa melihat bahwa Johnford dan mesin lain dari Taiwan akan cocok. Sebagai contoh, Johnford turning center tidak hanya memiliki swing ekstrim yang dicari bengkel, tetapi juga karakteristik lain yang membuatnya sangat cocok untuk pemesinan Inconel.
Pertama di antaranya adalah kekakuan. Berat dan ukuran cetakan dasar serta konstruksi boxway pada sumbu akan menyerap getaran dari gaya yang terlibat dalam pemesinan Inconel. (Sebagai bahan workpiece, Inconel sulit dipesan dan sangat sensitif terhadap getaran, jadi rentan terhadap chatter.) Motor spindel 60-hp dan bearing spindel besar pada lathe ini akan menyediakan daya untuk pemotongan ini, terutama dalam roughing ketika torsi tinggi pada rpm rendah diperlukan. Juga, sudut 60 derajat dari kemiringan tempat tidur memungkinkan operator mendekati bagian di zona kerja.
Steve Ortner, presiden Absolute Machine Tools, yakin bahwa mesin dari pembuat ini sekarang memiliki kelebihan dibandingkan model yang dapat dibandingkan dari Jepang karena Johnford tidak mengikuti tren ke desain ringan dan low-mass yang disukai pembuat Jepang untuk aplikasi pemesinan kecepatan tinggi. Sebagai contoh, ia menunjukkan bahwa cetakan Meehanite yang lebih berat pada lathe ini memberikan kekakuan ekstrimal yang diperlukan untuk memotong alloy penerbangan yang sulit yang dihadapi Gentz.
Selain turning center konvensional, Gentz juga perlu memperluas sumber daya untuk vertical turning. Namun, lead time yang panjang pada pilihan favorit mereka mengeluarkan mereka. Tuan Bartolomei diarahkan ke model VTL dari You Ji, garis lain dari Taiwan yang diimpor oleh Absolute Machine Tools. Seperti yang diungkapkan Tuan Ortner, mesin ini tidak hanya memenuhi spesifikasi, tetapi juga produk yang sangat andal dengan bukti track record di pekerjaan penerbangan. Selain itu, ukuran model yang dicari Gentz tersedia dari pabrik dengan waktu pengiriman pendek.
Satu titik yang menambah skeptisisme terhadap mesin Taiwan adalah harga. Kedua merek jauh lebih murah dari yang diharapkan Gentz untuk menginvestasikan. Ini adalah perusahaan yang tidak pernah mencari harga murah ketika berbicara tentang pembelian mesin perkakas. Mengecilkan pada peralatan manufaktur bukan gaya mereka dan bukan cara untuk memastikan pekerjaan berkualitas di industri penerbangan yang sangat menuntut.
Akhirnya, SST mengatur untuk tim Gentz bertemu di kantor pusat Absolute di Ohio untuk demonstrasi mesin Johnford dan You Ji. Kunjungan ke pelanggan di sekitar yang telah memasang merek ini dalam aplikasi penerbangan yang sangat mirip dengan yang ada di Gentz juga diatur. Keduanya memesin Inconel dengan sukses yang luar biasa. Ini cukup untuk meyakinkan bengkel untuk melanjutkan pesanan. Dua lathe Johnford pertama dipasang menghadap satu sama lain dalam sel dengan overhead crane di tengah untuk membantu pemuatan dan pembongkaran. Sel serupa dengan dua VTL You Ji dipasang tidak lama setelah itu.
Menurut Tuan Bartolomei, mesin berjalan begitu baik sehingga pesanan ulang untuk mesin dari kedua pembuat telah datang. Ini mencakup pasangan Johnford SV-41H VMC dengan rotary table empat sumbu. Seperti hampir semua mesin di Gentz, slantbed, VTL, dan VMC baru bertugas 24 jam sehari, 6 hari seminggu. Catatan keandalan untuk mesin ini telah melebihi ekspektasi, meskipun perlu dicatat bahwa Gentz memiliki program preventive maintenance yang disiplin sebagai bagian dari upaya lean manufacturing dan continuous improvement mereka.
MANUFACTURING’S FUTURE
Keberhasilan Gentz di penerbangan dilihat sebagai model untuk kelangsungan manufaktur di Michigan selatan. Banyak pengamat telah menyaksikan penurunan pabrik otomotif di area dan kehilangan pekerjaan yang menyertai, hanya untuk menyimpulkan bahwa manufaktur tidak memiliki masa depan di wilayah ini. Gentz jelas menentang pandangan ini.
Selain menciptakan pekerjaan yang bayar baik untuk tenaga kerja yang bertumbuh di fasilitasnya sendiri, Gentz mendukung perusahaan manufaktur lain di area ketika membutuhkan salah satu proses yang saat ini tidak disediakan di dalam rumah. Ini juga mendukung perusahaan pemasok lokal seperti Seco Tools dan Single Source Technologies. Namun, semua orang di Gentz memahami bahwa keberhasilan berkelanjutan tidak pernah dijamin. Perusahaan harus memperbarui kekuatannya dengan menantang dirinya sendiri, dengan menantang pemasoknya, dan dengan menjaga pelanggannya tetap kuat.
