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Nov 03, 2023

Wie ein kundenspezifischer Metallhersteller seinen Umsatz inmitten der Pandemie verdoppelte

Ein erfahrener Bediener formt mithilfe eines Aufbaus ein kosmetisch kritisches Teil

Ein erfahrener Bediener formt ein kosmetisch kritisches Teil mithilfe eines Aufbaus, der komplexe Messungen und Urethanband zur Vermeidung von Markierungen umfasst.

„Das Blechgeschäft erfordert Automatisierung und kluge Köpfe. Sie brauchen beides.“

Das sagte David Cohen, General Manager bei Edge Fabrication, einem in Dallas ansässigen Hersteller von kundenspezifischen Metallen, dessen Größe sich seit 2019 – durch eine Pandemie, Herausforderungen in der Lieferkette, Achterbahn-Materialpreise und Arbeitskräftemangel – verdoppelt hat. Zum Zeitpunkt dieses Schreibens: Das Wachstum hat sich nicht verlangsamt. Laut Cohen ist das auf 7-ga spezialisierte Geschäft. und dünneren Materialien, hat von erhöhten Infrastrukturinvestitionen und der Neuverlagerung profitiert.

Auch bei Reinvestitionen war das Unternehmen nicht zurückhaltend. Das Unternehmen verfügt über zwei AMADA ATC-Abkantpressen (automatischer Werkzeugwechsel), eine davon mit Blechfolgern; und eine neue AMADA-Stanz-/Laser-Kombination mit Turm und Teileentnahme sowie einem Werkzeugwechsler, der mehr als 200 Stanzwerkzeuge fasst.

Abgesehen davon betrachtet Cohen nichts davon isoliert. Als Geschäftsführer von Edge trat er vor zehn Jahren in das Unternehmen seiner Familie ein und brachte eine neue Perspektive mit: insbesondere einen Hintergrund in der Datenanalyse. Im Wesentlichen ist die kundenspezifische Metallfertigung eine Studie über die Zeit. Jede Auftragsweiterleitung, von der Angebotserstellung über die Auftragseingabe bis hin zum Versand, verfügt über ein Netz von Datenpunkten, die sich auf die Geschwindigkeit des Arbeitsablaufs auswirken. Zykluszeiten beim Biegen und Schneiden sind wichtig, aber auch die pünktliche Ankunft von Materialien und Zukaufteilen, ganz zu schweigen von der Zuverlässigkeit externer Dienstleister. Durch die optimale Nutzung all dieser Datenpunkte und einer gesunden Portion gesundem Menschenverstand konnte Edge die Nachfragewelle überstehen, die selbst in der schlimmsten Phase der Pandemie nie nachließ.

Im Jahr 2011 gründete Cohens Familie Thermal Edge, einen Hersteller von Klimatisierungssystemen für Industriegehäuse. Zwei Jahre später kauften sie die Vermögenswerte eines anderen Blechbearbeitungsbetriebes im Raum Dallas und gründeten Edge Fabrication, das sie als Blechbearbeitungsabteilung von Thermal Edge weiterführten. Heute macht die kundenspezifische Fertigung von Edge Fabrication den Löwenanteil seines Geschäfts aus; Thermal Edge ist nur einer von vielen Kunden. Allerdings hat sich das Custom-Business nicht über Nacht zu dem entwickelt, was es heute ist.

Cohen kicherte. „Es ist Blech. Wie hart könnte es sein? Na ja, wie sich herausstellte, ziemlich hart.“

Ein solch böses Erwachen ist nicht ungewöhnlich, wenn Produkthersteller Bleche ins eigene Haus bringen. Sicher, ein Blechteil sieht einfach aus, aber der Aufbau eines effektiven Fertigungsvorgangs kann äußerst komplex werden, insbesondere wenn es um mehrstufige Stücklisten geht – wenn beispielsweise ein Gehäuse genau zum richtigen Zeitpunkt mit einer gekauften Komponente zusammengebaut werden muss, und das alles muss mit Hunderten verschiedener Aufgaben auf dem Boden unter einen Hut gebracht werden.

Die gute Nutzung von Daten und Systemen hat Edge Fabrication einen Vorsprung verschafft. Da ist keine Magie dabei. Vieles davon läuft auf die Rückverfolgbarkeit hinaus, also darauf, genau zu wissen, was wo an welchem ​​Teil passiert ist und zu wissen, woher das Material stammt. Der Rest besteht in der Prüfung aller Prozesse, vom Angebot bis zum Versand.

Cohen betonte jedoch, dass neben Daten auch eine gesunde Portion gesunder Menschenverstand eine Rolle spiele. Er zeigte auf die Espressomaschine im Pausenraum, die frische Bohnen mahlt. Dann zeigte er auf die gut beleuchtete, saubere Werkstatt. Und er wies auf die Temperatur hin: angenehme 74 Grad, selbst während einer sommerlichen Hitzewelle in Texas. Datenanalysen halfen bei der Rationalisierung der Abläufe, aber um den Arbeitsalltag für die Mitarbeiter zu verbessern, trafen die Manager einfach ein paar vernünftige Entscheidungen.

„Aus Sicht der Sauberkeit wussten wir, dass zwei Dinge passieren mussten, als wir hier [Anfang 2019] einzogen“, sagte Cohen. Zuerst musste die Luft sauber sein. Sie werden keinen blauen Dunst finden, der über dem Laden schwebt. Dämpfe werden gesammelt, Entgraten und Schleifen erfolgen in Kabinen – gut für Qualität und Sicherheit, wenn man die Bandbreite der in der Werkstatt verarbeiteten Materialien bedenkt. Etwa 40 % des Materials, das durch den Betrieb fließt, besteht aus Edelstahl irgendeiner Güte; Der Rest ist eine Mischung aus Kohlenstoffstahl und Aluminium.

Das in Dallas ansässige Unternehmen Edge Fabrication verdoppelte seinen Umsatz zwischen 2019 und 2022 während einer Pandemie, Herausforderungen in der Lieferkette und einem akuten Arbeitskräftemangel.

„Zweitens wussten wir, dass wir eine vollständige Klimakontrolle brauchten“, sagte Cohen. „Wir haben zwei Luftrotationseinheiten, wie sie in Flugzeughangars verwendet werden, und wir haben riesige Filter darauf. Nur zwei Klimaanlagen für die gesamte Anlage sorgen dafür, dass wir das ganze Jahr über angenehme 24 Grad haben.“

Cohen beschrieb dies alles als einen Baustein, der Edge hilft, Talente anzuziehen und zu halten. „Man braucht gute Sozialleistungen und eine faire Bezahlung. Man braucht sichere und hochwertige Arbeitsbedingungen. Und man muss den Menschen Zugang zu guter Ausbildung und Chancen ermöglichen.“

Edge ist nicht immun gegen den Arbeitskräftemangel in der Branche. Der Laden hat immer noch Schwierigkeiten, gute Leute zu finden. Es ist nur so, dass Menschen, die beitreten, tendenziell bleiben. „Normalerweise verlieren wir keine Menschen“, sagte Cohen. „Ich glaube nicht, dass wir mehr als ein paar Leute pro Jahr verlieren, wenn überhaupt.“

Er fügte hinzu, dass es mehr als nur eine Klimaanlage und einen sauberen Laden brauche, um gute Leute anzuziehen und zu halten. Als Paradebeispiel nannte er eine AMADA ATC-Bremse mit Blechfolgern und einem Biegeindikator für die Winkelmessung im Prozess. „Sie müssen keine Werkzeuge heben, und sie brechen sich nicht den Rücken.“

Der Biegeindikator sorgt für die Einrichtung des ersten und guten Teils, während der Blechfolger die Arbeit des Bedieners einfacher und sicherer macht und die Qualität sicherstellt, indem er die Variabilität des manuellen Betriebs aus der Gleichung eliminiert. Besonders beim Biegen von Flanschen an großen Blechen wirkt sich die Schwerkraft aus, da das Blech nach oben schwingt; Ein Blattfolger hilft, diese Variabilität zu beseitigen.

Für Cohen geht es bei der Automatisierung in der kundenspezifischen Fertigung nicht wirklich um Geschwindigkeit. Jeder kann einen Hochleistungslaser kaufen und über die Schnitt- und Eilganggeschwindigkeiten staunen. Aber was ist mit der Programmierung, dem Microtabbing und der Vereinfachung des Lebens für das Team? Wie wäre es mit der Inspektion der Teilekanten und der Entscheidung, welche Teile das Entgratungssystem für flache Teile durchlaufen müssen? Wie wäre es, sicherzustellen, dass Biegeprogramme gleich beim ersten Mal korrekt ausgeführt werden?

Wie Cohen beschrieb, besteht die Strategie von Edge darin, Automatisierung zu nutzen, um die Talente in der Werkstatt zu ergänzen und zu fördern. Um das Konzept zu veranschaulichen, beschrieb er den Einsatz der Offline-Biegeprogrammierung in der Werkstatt. Zwei der erfahrensten Bremsbediener von Edge (die zusammen über mehr als 50 Jahre Biegeerfahrung verfügen) programmieren die Bremsen jetzt offline. Die Bemühungen haben dazu beigetragen, die Einstellungen in der gesamten Werkstatt zu standardisieren und, was am wichtigsten ist, dazu beigetragen, die banalsten und lästigsten Teile der Arbeit eines Bremsenbedieners zu automatisieren: die Erledigung von Arbeiten, die nicht auf die verfügbaren Werkzeuge abgestimmt sind. Über die Offline-Biegesimulation gesendete Aufträge verwenden für die Arbeit geeignete Matrizenbreiten. Und insbesondere für die ATCs sind die Werkzeuge bereits vorhanden, entweder auf dem Bremsbett oder auf angrenzenden mechanisierten Gestellen, bereit zum Transport.

All dies ermöglicht es den Bremsexperten der Werkstatt, sich auf die anspruchsvollsten Aufgaben zu konzentrieren. „Software ist großartig, aber bei wirklich komplexen Arbeiten greift der Mensch ein“, sagte Cohen. „Hier kommen unsere Jungs mit 20 bis 30 Jahren Erfahrung ins Spiel und finden einen besseren Weg.“ Dabei kann es sich um Teile mit komplizierten Biegefolgen handeln, die, wenn sie nicht richtig ausgeführt werden, zu Werkzeugkollisionen führen können. Bei anderen Teilen könnte ein Bediener einen Flansch teilweise formen und dann zu einem anderen Flansch übergehen, bevor er den Rest der ersten Biegung fertigstellt. Wie Cohen es ausdrückte: „Es ist so etwas, bei dem man es einfach nicht sehen würde, wenn man nicht viel Zeit vor einer Bremse verbringen würde.“

Nacharbeit ist ein weiteres Ärgernis, das die Arbeit weniger als herausragend macht. Es könnte so etwas Einfaches wie verlegte Hardware sein. Vielleicht ist die falsche Teilerevision ans Licht gekommen, oder eine Fehlkommunikation mit dem Kunden ist schuld. Im Großen und Ganzen ist Nacharbeit nur eine von zahlreichen unerwarteten Schwankungen, die im gesamten Unternehmen auftreten können. Der Umgang mit zu vielen davon kann die Achillesferse eines Custom-Fab-Shops sein.

Um solche Schwankungen zu identifizieren und zu mildern, griffen Cohen und sein Team nicht nur auf High-Tech-Messsysteme zurück oder verließen sich auf komplexe Analysen. Stattdessen berief er eine Besprechung ein und brachte einen Stapel Haftnotizen mit.

Ein Blechfolger hilft einem Bediener, mithilfe einer der beiden ATC-Abkantpressen des Unternehmens einen Kantenflansch an einem komplizierten Teil zu formen. Biegeindikatoren verwenden Sonden, um den Winkel während des Prozesses zu messen.

„Wir haben 15 Leute aus dem gesamten Unternehmen hinzugezogen“, sagte Cohen. Das Team erstellte eine Prozesslandkarte, in der die Aufgaben jeder Geschäftsfunktion und der Ablauf einer Bestellung durch das Unternehmen vom Angebot bis zum Versand detailliert beschrieben wurden. „Dann machten wir eine meiner Lieblingsbeschäftigungen – das stille Brainstorming. 20 Minuten lang saßen wir schweigend da und schrieben unsere Ideen auf, eine Idee pro Post-It-Zettel. Anschließend gruppierten wir diese Notizen nach Funktionsbereichen.“ Angebotserstellung, Konstruktion, Einkauf, Auftragserfassung, Terminplanung, Qualität, Schneiden, Biegen, Schweißen, Endbearbeitung, Montage – jede Gruppe hatte Ideen, um ihre Arbeit zu erleichtern. „Darauf aufbauend haben wir einen Plan entwickelt, um diese Ideen zu integrieren und eine Plattform zu schaffen, die für uns funktioniert.“

Dieses und ähnliche Treffen fanden vor etwa vier Jahren statt. Sein Ziel war es, Edge Fabrication auszubauen und es von einer Abteilung, die Thermal Edge bediente, in ein eigenständiges Unternehmen umzuwandeln. Cohen und sein Team wussten, dass Dallas ein wachsendes Gebiet war, und sie wollten es erschließen. „Talentierte Leute ziehen hierher“, sagte Cohen, „und sie kommen hierher, um zu arbeiten.“

Cohen wusste auch, dass sie in die Automatisierung investieren mussten, und zwar nicht nur in die „harte“ Variante. Der automatische Werkzeugwechsel beim Biegen und die Teileauswahl beim Stanzen sind großartige Technologien, aber sie werden kein Unternehmen mit ineffizienten Prozessen anderswo wachsen lassen. Dazu gehören Bürofunktionen wie Angebotserstellung und Einkauf. Dies veranlasste Cohen dazu, das Enterprise-Resource-Planning-System (ERP) von Edge zu aktualisieren und sich für die Visual-Plattform von Infor zu entscheiden. Dabei spielten die stillen Brainstormings voller Post-It-Notizen eine entscheidende Rolle.

„So oft haben wir Post-Its mit identischen Prozessschritten gesehen“, erinnert sich Cohen und erklärt, dass zwei Personen in verschiedenen Bereichen des Unternehmens im Grunde das Gleiche erledigten. „Und das Beste war, als wir Prozessschritte sahen, die unter dem neuen System gar nicht gelten würden.“ Dazu gehörte eine maßgeschneiderte Software für die Einkaufsfunktion. „Vor der Pandemie gingen wir zu zwei bis drei Lieferanten, um Angebote für Bleche zu machen. Jetzt kommt die Pandemie und einige Lieferanten haben nicht einmal Materialien und andere haben unverschämte Preise. Also haben wir ein automatisiertes RFQ-System aufgebaut, das dreimal E-Mails verschickt die Anzahl der Lieferanten. Sie füllen ein Formular aus, senden es zurück und unser System lädt alles in ein Dashboard für den Einkaufsmanager. Die ganze Verwirrung, zufällige E-Mails [von verschiedenen Lieferanten] zu durchforsten, ist also einfach weg.“ Das Dashboard organisiert die Angebote nach Preis und Lieferzeit und berücksichtigt dabei Faktoren im Zusammenhang mit der Lieferantenleistung.

Die Transformation im Einkauf war nur ein Teil einer detaillierten Analyse aller Prozessschritte im Geschäft von Edge. Im Mittelpunkt des Unternehmens steht die Rückverfolgbarkeit – die Fähigkeit, nachzuverfolgen, was genau mit welchem ​​Teil oder Material, wo und wann passiert ist, und diese Daten dann zu nutzen, um Entscheidungen über den nächsten Auftrag oder die nächste Maschinen- oder Softwareinvestition zu treffen.

„Das Wichtigste für uns ist die Chargenrückverfolgbarkeit unserer Bleche“, erklärte Cohen. „Wir geben also eine bestimmte Menge Material für einen bestimmten Auftrag aus. Wenn wir jemals ein Problem haben, können wir zurückgehen und fragen: ‚Wer hat es ausgegeben? Von welchem ​​Lieferanten kam es? An welchem ​​Tag ist es angekommen?‘“

Gute Daten helfen auch bei der Auftragsplanung. Bei der Auftragsfreigabe verfügt die Werkstatt möglicherweise über alles, was sie zum Starten eines Auftrags benötigt, bis auf beispielsweise eine gekaufte Komponente – aber es besteht kein Grund zur Panik. Die Bestellung für diese Komponente wurde mehrere Wochen zuvor aufgegeben, und die Auftragsfreigabe an die Produktionsstätte wurde sorgfältig so geplant, dass sie mit der Ankunft der gekauften Komponente zusammenfiel. Die Bestellung läuft über den Shop und das eine fehlende Bauteil kommt genau zum richtigen Zeitpunkt.

Bei der ersten Bearbeitung der Bestellung wusste der Einkäufer, dass es mehrere Wochen dauern würde, bis die Kaufkomponente eintrifft. Er verfügt außerdem über historische Daten, die zeigen, wie lange der Lieferant zuvor gebraucht hat, sowie über die Lieferzuverlässigkeit dieses Lieferanten.

Wie Cohen erklärte, ist Edge nicht immun gegen Pannen in der Lieferkette. Aber gute Daten minimieren ihre Auswirkungen auf die Produktion. Edge möchte weder eine Bestellung freigeben und dann nach fehlendem Material suchen, noch möchte es die Auftragsfreigabe verzögern, bis alles im eigenen Haus ist. Die Gesamtvorlaufzeit wäre zu lang. Stattdessen soll der Einkauf mit dem Rest des Betriebs synchronisiert werden und Spezialmaterial oder zugekaufte Komponenten genau zum richtigen Zeitpunkt bestellt werden.

Gehen Sie in die Werkstatt von Walk Edge Fabrication und es wird leichter zu verstehen, wie diese Werkstatt mit 50 Mitarbeitern in den letzten turbulenten Jahren so schnell gewachsen ist. Es sind die kleinen Dinge.

Die Bremsenabteilung von Edge beschäftigt eine Mischung aus Bedienern, von denen, die sich gerade mit den ATC-Bremsen vertraut machen, bis hin zu erfahrenen Mitarbeitern, die offline programmieren und einige der anspruchsvollsten Teile des Unternehmens abarbeiten.

Bei der Hardware scannen Bediener QR-Codes in Behältern mit Befestigungselementen, um sicherzustellen, dass die eingesetzte Mutter mit der auf dem Ausdruck übereinstimmt. Gehen Sie an der Stanz-/Laser-Kombination vorbei zum Lagerbereich für Stanzwerkzeuge und Sie werden eine scheinbar alltägliche Tätigkeit sehen: das Nachschleifen von Stanzen. Da ist nichts Ungewöhnliches, außer dass die einst mühsame Aufgabe der Stanzwerkzeugverwaltung nun weitgehend automatisiert ist. Jedes der 220 Stanzwerkzeuge von Edge im Magazin verfügt über einen QR-Code, der seine genaue Verwendung verfolgt. Natürlich ist weiterhin eine manuelle Inspektion erforderlich, um unerwarteten Werkzeugverschleiß zu berücksichtigen. Aber die Automatisierung des Werkzeugmanagements bietet eine große Hilfe, indem sie eine Datenbank mit Werkzeugnutzungs- und Verschleißtrends erstellt.

Gehen Sie dann zum Biegen und Sie werden erleben, wie tiefgreifend der automatische Werkzeugwechsel die Welt der Abkantpressen verändert hat. Cohen schüttelte den Kopf und lächelte. „Früher haben wir zwei bis drei Setups pro Tag durchgeführt, wobei jeder Setup zwischen 30 und 45 Minuten gedauert hat. Jetzt haben wir jeden Setup auf jeweils nur wenige Minuten reduziert.“

Heutzutage werden bei einem Bremsvorgang im Laufe einer Schicht buchstäblich Dutzende Einstellungen vorgenommen, sodass kleine Teilemengen schnell zur Montage gelangen können. Cohen verwies auf einen Vorgesetzten, der mit einem Bediener an einem komplizierten Demoteil mit 11 Biegungen für einen Kunden arbeitete.

„Früher haben wir das nie gemacht“, sagte er und erklärte, dass die Aufnahme der Produktion eines komplizierten Prototyps wirtschaftlich einfach keinen Sinn mache. Mit dem automatischen Werkzeugwechsel hat sich die Geschichte geändert.

„Wenn ein potenzieller Kunde hereinkommt und er ein kompliziertes Teil hat, können wir diesen Auftrag mit diesen Maschinen in etwa drei Minuten einrichten“, sagte Cohen und erklärte, dass der Aufbau bereits offline entwickelt und simuliert wurde. „Wir biegen das Teil und dann, fünf Minuten später, kehrt der Bediener zu dem vorherigen Auftrag zurück, an dem er gearbeitet hat. Dadurch waren wir sehr flexibel.“

Das Biegen ist nach wie vor der Herzschlag vieler Präzisionsblechbearbeitungsbetriebe, und Edge bildet da keine Ausnahme. Aus dem offenen CO2-Laser des Unternehmens entstehen große Werkstücke. Komplizierte Teile mit gestanzten Formen entstehen aus der Stanz-/Laser-Kombination mit einem Turm und einer Teileaufnahmeautomatisierung. Mit automatisiertem Be- und Entladen kommen Teile mit konturierten Kanten aus dem Faserlaser. Für einen Auftrag sind möglicherweise Teile aus allen drei Stanzzentren erforderlich.

„Stellen Sie sich vor, dass Chargen von fünf verschiedenen, komplizierten Teilen an der Bremse ankommen“, sagte Cohen. „Traditionell hätte jemand den ganzen Tag an einer normalen Abkantpresse gearbeitet, um diese Teile zu bearbeiten. Jetzt [mit automatischem Werkzeugwechsel] können wir die gesamte Arbeit in zwei Stunden erledigen. In bestimmten Fällen können wir den Durchsatz um bis zu steigern 75 %, insbesondere wenn wir Werkzeugschienen haben, die sich über das 14-Fuß-Bett erstrecken. Ein Bediener hätte bis zu 40 Minuten gebraucht, um diese Werkzeuge manuell zu laden. Jetzt sind die Werkzeuge in 90 Sekunden ausgewechselt, und wir sind ein paar Minuten später betriebsbereit.

Die Mitarbeiter des ATC wenden sich immer noch an die Biegeexperten der Werkstatt. Einige Gurus verbringen den größten Teil ihres Tages mit Programmieren, während andere Bediener schulen und einen Teil ihres Tages anspruchsvollen Aufgaben widmen. Die Automatisierung hat das Wissen nicht aus der Werkstatt verdrängt; Es hat lediglich die Art und Weise verändert, wie neue Bediener den Prozess erlernen.

Am wichtigsten ist vielleicht, dass jeder im Shop durch gute Informationen unterstützt wird. Kunden verlangen immer noch Eilbestellungen, aber mit der Automatisierung beim Zuschneiden und Biegen müssen Manager nicht alles tun, um sie durch die Werkstatt zu schieben. Die Bediener betrachten sie lediglich als die nächste Bestellung auf der Liste.

Dennoch sind Daten allein noch kein nachhaltiges Geschäft. Cohen zeigte auf die Schweißabteilung des Unternehmens. Edge verfügt über einen Roboter, der Gas-Metalllichtbogenschweißen ausführt, aber fast jeder in den manuellen Kabinen beherrscht den Umgang mit einem Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißbrenner und erzielt so oft ein makelloses, stapelweises Aussehen. „Wie sind wir wirklich gewachsen? Gute Leute, gute Leute und gute Leute.“