Bagaimana Produsen Punch & Die Memanfaatkan IIoT untuk Produksi Pendek, Just-in-Time
American Punch Co. (Euclid, Ohio), pemasok punch dan die untuk pasar stempel tebal berat seperti konstruksi dan pasar tebal lebih kecil seperti otomotif, harus tetap sejajar dengan basis pelanggannya. Ini telah berarti beralih dari produksi volume besar untuk memesin batch kecil secara efektif dengan waktuDelivery yang lebih pendek untuk memenuhi pesanan pengiriman just-in-time yang diminta oleh pelanggan implementasi strategi lean. Seperti yang dapat Anda duga, menyesuaikan dengan permintaan ini telah menciptakan serangkaian tantangan sendiri, termasuk menemukan cara untuk menjaga biaya tetap rendah meski potensi keterlibatan tenaga kerja yang meningkat.
Di hadapkan pada masalah ini, insinyur produksi Brian Cain mulai mengevaluasi ulang proses manufaktur perusahaan pada 2012. Kunjungan ke Pameran Teknologi Manufaktur Internasional (IMTS) tahun itu menghubungkan Mr. Cain dengan LNS, yang memperkenalkan American Punch pada Industrial Internet of Things (IIoT) serta cara untuk mengotomatisasi perpindahan program antara pengisi bar dan mesin bubut.
Mencari Cara untuk Beralih ke Produksi Batch Pendek
Sementara punch dan die presisi tinggi American Punch diterima baik oleh pelanggannya, proses manufakturnya dikembangkan untuk praktik produksi standar yang menghasilkan ratusan bagian tunggal, bukan batch kecil lima, 10, atau 20 potongan yang semakin diminta oleh pelanggan.
"Batch pendek seperti ini memerlukan beberapa pengaturan dan perhatian tambahan dari operator mesin yang, tentu saja, menambah waktu dan biaya tenaga kerja pada bagian," kata Mr. Cain. "Alternatif adalah membuat batch lebih lama dan menimbun produk jadi sampai pelanggan menginginkannya. Meskipun kami menimbang sejumlah bagian yang beredar tinggi untuk pelanggan tertentu, menambahkan banyak bagian volume rendah ini mengikat modal kerja tambahan, memerlukan lebih banyak ruang lantai dan meningkatkan pekerjaan dalam proses. Jadi, saya mulai mencari cara untuk membuat batch volume kecil ini lebih efisien. Kami sudah menggunakan pengisi bar otomatis untuk memuat bahan ke dalam mesin CNC kami, yang berfungsi baik untuk produksi volume tinggi tetapi tidak untuk batch lebih pendek yang diinginkan pelanggan kami. Setiap kali kami beralih ke bagian baru berarti memanggil program lain pada baik mesin penggerusan maupun pengisi bar."
Bertemu Solusi di IMTS
Mr. Cain telah memutuskan bahwa solusi ideal akan melibatkan penggabungan keluarga bagian serupa yang memiliki berbagai panjang dan karakteristik, lalu menjalankan semuanya secara bersamaan dengan satu pengaturan. Namun, tidak ada yang dia bicarakan di pameran yang dapat mencari cara yang baik untuk menjalankan banyak bagian dari baku bar dalam satu pengaturan.
Kemudian dia mengunjungi stand LNS America Inc. dan membicarakan kebutuhannya dengan manajer perangkat lunak dan kontrol sistem Randy Lewis. Mereka membicarakan sistem komunikasi ethernet e-Connect, yang memungkinkan pengisi bar dan kontrol mesin CNC untuk berbagi data.
Ketika e-Connect dan CNC mesin perkakas "berbicara" satu sama lain, yang pertama dapat melihat jadwal produksi setelah selesai batch bagian untuk memilih bagian berikutnya yang akan diproduksi, lalu menyerahkan data ini ke pengisi bar. Pengisi bar memeriksa perpustakaan bagian internalnya yang menyimpan semua parameter pengisi bar untuk hingga 500 program bagian, memilih program yang cocok dengan yang dipilih oleh jadwal utama, lalu menyesuaikan dirinya secara otomatis ke program baru.
Ini adalah solusi yang tepat yang dicari Mr. Cain. "Saya belajar bahwa kami berada di lantai dasar dari berbagi data semacam ini yang sekarang semakin meluas," katanya. Saat itu, mesin Mr. Cain belum siap untuk berbagi data, jadi LNS bekerja sama dengan pemasok mesin perkakas American Punch dan produsen peralatan asli untuk mendapatkan mereka siap.
Memanfaatkan Konektivitas Mesin Perkakas
Dalam aplikasi tersebut, sistem e-Connect tinggal di LNS Quick Load Servo 80 S2: pengisi bar servo listrik sepenuhnya otomatis sepanjang poros yang memuat bar 14 hingga 63 inci dengan diameter berkisar dari ¼ hingga 3 1/8 inci. Operator mesin American Punch akan memuat pengisi bar dengan baku bar baja gerewang 1 ½ inci dan menjalankan program macro yang memungkinkan kontrol mesin bubut dan pengisi bar untuk beralih dari satu keluarga bagian ke yang lain secara langsung.
Pengaturan typis akan melibatkan pemuatan baku bar diameter yang sesuai untuk membuat berbagai jumlah berbagai panjang bagian. Misalnya, akan menggunakan bar diameter 1 ½ inci untuk menghasilkan 50 bagian panjang 2,500 inci, 10 bagian panjang 3,025 inci, 75 bagian panjang 3,500 inci dan seterusnya. Bentuk bagian juga dapat bervariasi. Pengaturan ini memungkinkan produksi tanpa pengawasan, bahkan lights-out pada batch bagian pendek.
Saat ini, dengan empat sel kerja yang menggunakan sistem e-Connect LNS dan pengisi bar, American Punch menghasilkan lebih dari 300.000 bagian setiap bulan dan dalam proses menambahkan kapasitas tambahan untuk memenuhi permintaan pelanggan. Sel kerja terbaru terdiri dari pengisi bar LNS Quick Load Servo 80 S2 yang memuat baku bar ke dalam mesin penggerusan Doosan Puma 2100SY yang mampu frais, bor, dan tap. Selain berinteraksi dengan pengisi bar LNS, CNC mesin juga berkomunikasi dengan sistem tekanan tinggi yang dapat diprogram untuk menerapkan jumlah pendingin yang tepat untuk setiap operasi pemesinan.
Manfaat lain dari sistem e-Connect adalah pengurangan limbah baku. Selain menyimpan parameter pengisi bar untuk setiap program bagian, e-Connect melacak penggunaan bahan dan mengomunikasikan informasi ini ke mesin perkakas. Jadwal utama melihat jumlah bahan yang tersedia dan panjang bagian dalam antrian produksi untuk menentukan apakah ada cukup bahan untuk menjalankan jumlah yang diperlukan dari bagian tertentu. Jika tidak ada cukup bahan untuk seluruh batch, sistem menentukan panjang sisa bar, memanggil bagian berikutnya dalam jadwal yang cocok dengan stok yang tersisa, dan mesin bubut dan pengisi bar secara otomatis menyesuaikan untuk membuat bagian baru. Setelah bar habis, pengisi bar memuat bar berikutnya dan sistem mengulangi proses sampai membuat semua bagian yang dijadwalkan.
"Sel kerja ini telah memberikan perbaikan yang signifikan pada biaya-per-bagian kami melalui operasi tanpa pengawasan dan dengan menambahkan shift malam tanpa tenaga kerja," kata Mr. Cain, menambahkan, "Kami tidak hanya menyelesaikan masalah waktu pengiriman, kami telah memperluas kapasitas untuk mengambil pekerjaan tambahan."
