Merevolusi Implan Ortopedi:Alur Kerja Satu Bagian Otomatis Memangkas Biaya
Perusahaan implan ortopedi menghadapi banyak tantangan, namun salah satu tantangan terbesarnya adalah manajemen inventaris. Perusahaan-perusahaan ini (dan perusahaan yang memproduksi produk yang mereka jual) harus menavigasi cara memproduksi berbagai jenis, varian, dan ukuran implan dengan biaya yang efektif, dan kemudian mengelola inventaris tersebut saat berpindah-pindah antara gudang dan rumah sakit. Hal ini setara dengan kebutuhan inventaris yang tinggi yang dapat menguras sumber daya perusahaan.
Mach Medical adalah produsen kontrak implan ortopedi yang didirikan untuk mengatasi beberapa tantangan yang dihadapi OEM implan ortopedi, termasuk inventaris, penggunaan manufaktur dan otomatisasi canggih.
Konten Unggulan
Kontrol Inventaris
Berdasarkan sifat pekerjaannya, perusahaan implan ortopedi umumnya memiliki persediaan selama 12 bulan untuk melayani pelanggan, jelas Dave Anderson, salah satu pendiri dan pemimpin pengembangan bisnis di Mach Medical. “Suatu produk digunakan dalam operasi dan rumah sakit membutuhkan pengisian segera, atau mereka mungkin memerlukan enam produk dengan ukuran yang sama di rak jika ada dua atau tiga atau empat pasien yang menumpuk pada hari itu dan semuanya memerlukan lutut untuk sisi kiri di Ukuran 5.”
Masalah yang lebih rumit adalah persediaan selalu bergerak. Menurut Co-Founder dan General Manager Mach Medical Steve Rozow, implan ortopedi itu seperti sepatu — tersedia dalam berbagai jenis dan ukuran. Saat orang menginginkan sepasang sepatu baru, mereka mungkin pergi ke toko sepatu, yang menyediakan setiap model sepatu dalam berbagai ukuran untuk dicoba oleh pelanggan. Namun pasien yang membutuhkan implan ortopedi tidak dapat pergi ke toko untuk mencoba implan lain. Toko (atau bagian yang telah ditentukan sebelumnya) perlu mendatangi pasien di ruang operasi rumah sakit. Ahli bedah mempunyai gambaran tentang ukuran implan yang dibutuhkan pasien sebelum operasi, namun mereka sering kali memiliki banyak pilihan yang tersedia di ruang operasi sehingga mereka dapat memilih yang paling sesuai pada saat operasi, atau menggandakannya jika implan terkontaminasi. Kemudian inventaris yang tidak terpakai dikirim kembali, dan stok yang terpakai diisi ulang. “Persediaan tersebut terus berpindah-pindah dan mendukung operasi, atau mungkin disimpan di rumah sakit, jika rumah sakit tersebut adalah rumah sakit dengan volume tinggi,” katanya. Setidaknya 50% inventaris produsen berada di rumah sakit atau dalam perjalanan pada waktu tertentu. “Agar produsen ortopedi dapat menambah pelanggan, sering kali mereka harus menambah jejak inventaris agar dapat melayani pelanggan tersebut,” lanjutnya.
Tantangan dalam kelompok manufaktur suku cadang membuat manajemen inventaris menjadi lebih kompleks. “Ada jumlah pesanan minimum yang terkait dengan produksi yang sebagian besar didorong oleh waktu penyiapan mesin,” kata Anderson. "Misalnya Anda memerlukan waktu delapan jam untuk menyiapkan mesin untuk menjalankan satu SKU. Anda ingin menjalankan sebanyak mungkin komponen tersebut sehingga Anda bisa mendapatkan biaya per unit yang layak sebelum Anda menghancurkan mesin tersebut." Namun SKU tertentu lebih sering digunakan dibandingkan SKU lainnya. Untuk ukuran yang berada di ujung kurva lonceng ukuran manusia yang lebih besar dan lebih kecil, jika produsen “membuat 20 atau 50 SKU individu, itu mungkin bernilai persediaan selama lima hingga 10 tahun,” jelasnya. “Itu akan berhasil.”
Memulai Dengan Standardisasi
Salah satu cara Mach Medical mengatasi tantangan ini adalah dengan melakukan standarisasi proses produksi sebanyak mungkin. Misalnya, alih-alih melakukan pengadaan coran yang berbeda untuk implan dan ukuran yang berbeda, perusahaan memulai dengan casting yang lebih umum untuk setiap jenis implan. “Hampir tidak ada pengembangan alat, dan alat tersebut hanya tersedia,” kata Rozow. Meskipun hal ini mungkin berarti implan menghabiskan lebih banyak waktu pada mesin dan membutuhkan lebih banyak material yang dibuang dibandingkan pengecoran yang lebih disesuaikan, fleksibilitasnya sepadan dengan pengorbanannya. “Jika ada perubahan desain, atau pelanggan ingin mengubah sana-sini, biasanya perubahan programnya cukup sederhana,” lanjutnya. “Untuk mengakomodasi hal tersebut, kami tidak perlu melakukan perubahan peralatan, yang akan menambah biaya yang lebih besar.” Ia menambahkan bahwa seiring dengan meningkatnya produksi implan oleh pelanggan, Mach Medical dapat beralih ke pengecoran khusus yang lebih efisien terhadap mesin dan lebih hemat biaya.
Sama seperti Mach Medical yang ingin mengurangi inventaris produk akhir bagi pelanggannya, Mach Medical juga berupaya menjaga inventaris coran dan bahan mentah lainnya tetap ramping. “Kami cenderung menyimpan persediaan dalam jumlah yang cukup rendah dan memiliki perjanjian dengan perusahaan-perusahaan tersebut untuk mengalirkannya kepada kami dengan basis JIT yang cukup ketat,” kata Rozow. Fasilitasnya di Columbia City, Indiana, cukup dekat dengan pemasok bahan mentah dan pengecoran sehingga mereka dapat melakukan “milk run” dua kali seminggu untuk mengirimkan material yang dibutuhkan Mach Medical selama beberapa hari.
Bahan baku melewati proses produksi awal. Rozow mengatakan ini biasanya mencakup dua proses pemesinan, inspeksi, pembersihan, dan pelapisan (yang dilakukan di Sites Medical, perusahaan saudara Mach Medical yang berlokasi bersama). Pada titik ini, implan ortopedi mulai terbentuk namun masih belum lengkap. Mulai saat ini, perusahaan dapat mengubah komponen menjadi beberapa SKU, seperti ukuran berbeda atau versi kanan dan kiri. Kemudian, saat pelanggan memesan, Mach Medical menyelesaikan implan tersebut melalui operasi pemesinan akhir yang memotong implan tersebut sesuai ukuran dan bentuk yang benar, proses pembersihan, inspeksi, proses penyelesaian, dan kemudian pembersihan akhir.
Sistem “pengukuran lot fleksibel” ini memberikan Mach Medical yang terbaik dari keduanya:volume yang dapat membuat pengecoran dan perlakuan panas lebih hemat biaya, serta fleksibilitas untuk menangani volume pesanan serendah satu bagian. Hal ini juga secara drastis memperpendek waktu tunggu bagi pelanggan, dari 20 minggu menjadi tiga minggu. Rozow mengatakan ukuran lot yang fleksibel dan waktu tunggu yang lebih pendek memungkinkan pelanggan Mach Medical mengurangi inventaris gudang mereka. “Mereka dapat mengisi kembali dalam siklus yang lebih singkat, dan mereka tidak perlu memesan outlier tersebut dalam jumlah yang banyak,” jelasnya.
Mengotomatiskan Alur Kerja Satu Bagian
Karena strategi Mach Medical bergantung pada pengiriman suku cadang ke pelanggan dengan cepat, otomatisasi dan permesinan padam adalah kuncinya. Namun, sistem otomasi apa pun yang diterapkan perusahaan harus mampu menangani produksi suku cadang dalam jumlah yang lebih kecil agar tidak membebani pelanggan (atau dirinya sendiri) dengan inventaris. "Kami dapat menyiapkan ukuran pesanan ekonomi sebesar 20 atau 50 femur yang semuanya merupakan SKU yang sama dan mengotomatiskannya sepanjang hari. Itu cukup mudah," kata Rozow. “Tetapi ketika Anda memuat satu SKU X, lima SKU Y, dan tiga SKU Z, di situlah keunggulan perangkat lunak di belakang layar dari Flexxbotics berperan karena mengakomodasi aliran satu bagian.”
Sel Flexxbotics dari Mach Medical mengotomatiskan pemrosesan awal implan yang telah selesai sebagian menjadi produk akhir — pemesinan akhir, inspeksi, dan proses pembersihan. Dengan ukuran lot Mach Medical yang bervariasi dan berpotensi kecil, perusahaan memerlukan jaminan bahwa sel tersebut mengambil bagian yang benar dan memuat program yang sesuai untuk bagian tersebut. “Kami harus melindungi mesin kami dan CMM agar tidak rusak,” kata Rozow. Flexxbotics menyediakan platform yang memungkinkan semua komponen sel berkomunikasi satu sama lain, termasuk sistem penglihatan. Cobot Universal Robots mengambil bagian dari rak pementasan dan membawanya ke sistem visi, yang mengonfirmasi melalui kode pada bagian tersebut bahwa peralatan mesin memiliki alat dan program yang benar. Setelah melakukan pengerjaan pada mesin lima sumbu Okuma, robot membawa komponen tersebut ke stasiun pembersihan ultrasonik untuk pembersihan dalam proses. Kemudian robot membawa bagian tersebut kembali ke sistem penglihatan, yang menggunakan punjung untuk mengonfirmasi bagian tersebut sebelum memindahkannya ke CMM untuk diperiksa. Jika CMM mendeteksi ketidaksesuaian, CMM akan memindahkan bagian tersebut ke salah satu dari enam tempat di rak pementasan yang didedikasikan untuk bagian yang tidak sesuai. Jika area tersebut terisi, sel akan mati dan memberi tahu operator. Enam slot untuk suku cadang yang tidak sesuai mungkin tampak tidak banyak, namun Rozow sebenarnya menganggap jumlah ini berlebihan mengingat tingkat ketidaksesuaian perusahaan tersebut kurang dari 1%.
Meskipun terdapat beragam SKU yang dijalankan di seluruh sel, Mach Medical telah menstandarkan komponen lain di dalam sel. “Robot ini tidak peduli dengan apa pun yang kami bawa ke sana, karena peralatannya yang standar,” kata Rozow. Bagian-bagian tersebut dipasang pada perlengkapan dengan antarmuka umum yang digunakan robot untuk memindahkannya melalui sel.
Standardisasi juga meluas ke alat pemotong, meskipun menurut Rozow ini lebih rumit. Perusahaan memulai dengan paket perkakas standar untuk peralatan mesin namun terkadang perlu menambahkan perkakas khusus untuk fitur yang kompleks. Karena perkakas merupakan faktor penentu biaya, Mach Medical terus berupaya mengoptimalkan masa pakai perkakas. Ini menggunakan analisis Pareto pada data umur pahat yang dikumpulkan secara manual untuk menentukan prioritas pengoptimalan berikutnya. Flexxbotics juga meningkatkan masa pakai alat, menjaga kualitas suku cadang tetap konsisten, dan mengurangi sisa dengan memfasilitasi penyesuaian loop tertutup pada parameter pemotongan berdasarkan data inspeksi dari CMM. “Jika terjadi keausan alat atau hal semacam itu, hal itu akan disesuaikan secara real time,” katanya.
Mach Medical masih berupaya membuktikan dan menstabilkan prosesnya sebelum memperluas pemesinan tanpa pengawasan. Saat ini, sel tersebut diatur untuk beroperasi selama 36 jam, namun perusahaan berencana untuk menyiapkan sistem rak yang lebih besar yang akan memungkinkannya beroperasi lebih lama. “Hal lain yang akan kami lakukan adalah menambahkan mesin lain,” kata Rozow. “Setelah kami memiliki kepercayaan diri tersebut, kami akan menggeser mesin tersebut.” Mesin ketiga juga dapat ditambahkan ke sel di masa depan. Perusahaan juga berencana menerapkan otomatisasi pada proses yang lebih hulu, seperti produksi implan yang sudah setengah jadi.
Sel ini tidak hanya memungkinkan penentuan ukuran lot yang fleksibel, namun juga membantu Mach Medical mempertahankan toleransi ketat secara berulang. Menurut Rozow, pelanggan umumnya mengizinkan toleransi 1 mm, namun perusahaan menggunakan kurang dari 25% dari toleransi tersebut. Ia yakin bahwa perusahaannya kemungkinan besar sudah berada di depan dalam hal toleransi ini, dan seiring dengan beralihnya ahli bedah dari persiapan tulang manual ke persiapan tulang robotik yang lebih tepat dan konsisten, toleransi terhadap implan perlu diperketat.
Bahu, Lutut, dan Jari Kaki
Mach Medical pada awalnya berfokus pada implan lutut dan pergelangan kaki, namun berencana memperluas model produksi ini ke jenis implan lainnya, seperti implan pinggul, komponen tulang belakang, atau bahkan tibia, yang menurut Rozow memiliki lebih banyak varian dibandingkan jenis implan lainnya dan kemungkinan memerlukan jumlah yang sangat sedikit atau pesanan satu unit.
Sel Flexxbotics adalah langkah menuju tujuan akhir Mach Medical dalam menciptakan model produksi implan ortopedi yang tepat waktu. "Kami dapat menerima pesanan dan mengirimkannya dalam waktu tiga minggu. Ya, itu biasanya dalam jangka waktu penjadwalan operasi untuk pasien," jelas Anderson. Kemajuan lebih lanjut dalam perangkat lunak perencanaan pra-operasi akan memungkinkan dokter atau asisten dokter untuk menentukan ukuran implan yang mungkin dibutuhkan pasien, sehingga Mach Medical dapat membuat bagian-bagian tersebut dan mengirimkannya ke rumah sakit tepat waktu untuk operasi. Sekalipun produsen mengirimkan banyak implan (misalnya, beberapa pilihan ukuran berbeda atau duplikat jika terjadi kontaminasi), Anderson yakin hal ini dapat memungkinkan perusahaan implan mengurangi inventaris mereka sebesar 85%. “Itu berarti penghematan ratusan juta dolar per tahun,” katanya.
