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Sep 02, 2023

Texas Shop va au-delà du bac à sable de fabrication sous contrat

Un travailleur tire un tiroir Eurostorage, conçu pour contenir jusqu'à 1 tonne de matériel.

Un travailleur tire un tiroir Eurostorage, conçu pour contenir jusqu'à 1 tonne de matériel. Les tiroirs peuvent être conçus pour contenir jusqu'à 3 tonnes chacun.

Le 1er novembre, Athena Manufacturing a fêté ses 20 ans et l'entreprise a considérablement évolué depuis ses débuts en tant que petit atelier d'usinage à Austin, au Texas. C'est maintenant un fabricant de métal de plus de 200 employés : atelier d'usinage de pièces, fabricant de pièces de tôlerie sur mesure, fabricant de pièces de tubes, pièce OEM.

L'histoire d'Athena montre à quel point une entreprise de fabrication peut être adaptable. Ce n'est pas parce qu'un fabricant commence comme un atelier d'usinage qu'il doit rester dans ce bac à sable. De même, ce n'est pas parce qu'une entreprise est un atelier de travail qu'elle ne peut pas être un équipementier.

À la fin de 1998, deux entrepreneurs, Bill Johnson et John Newman, ont vendu une opération d'usinage et de fabrication, et en novembre 2000, ils ont remis leurs jetons sur la table et ont lancé Athena en tant qu'atelier d'usinage. Un an plus tard, l'entreprise a ajouté la fabrication de tôles. Viennent ensuite le soudage, le revêtement en poudre et la sérigraphie. La société est au cœur de l'industrie des semi-conducteurs du Texas, à laquelle Athena a ajouté un large éventail de clients de l'aérospatiale, de l'armée et de l'industrie générale.

Pour la découpe de feuilles à plat, l'entreprise dispose d'un combo poinçon/laser Amada avec chargement et empilage automatiques de pièces, d'un laser Amada 4 kW avec index rotatif et d'une toupie à plat ShopSabre.

Pourquoi adapter d'emblée un mélange de processus aussi diversifié ? "En raison de l'activité des semi-conducteurs à Austin et dans les environs, il existe de nombreuses opportunités de fabrication qui nécessitent la fabrication, le soudage et l'usinage, c'est donc un modèle commercial adapté par de nombreux sous-traitants de la région", a déclaré Johnson, président d'Athena. (Newman, le partenaire commercial de Johnson, est directeur financier.) Il a ajouté que parmi ses principaux "clients" d'usinage se trouve Athena elle-même. En d'autres termes, de nombreuses pièces usinées entrent dans la tôlerie et les assemblages tubulaires.

Déjà lourde dans la fabrication de cadres tubulaires, la société a augmenté sa capacité en décembre 2018 lorsqu'elle a ouvert une usine de 10 000 pieds carrés. bâtiment sur la même propriété. Au printemps suivant, un nouveau laser à tube 5 axes TRUMPF découpait des pièces d'un diamètre extérieur allant jusqu'à 6,00 pouces.

La machine accepte des tubes jusqu'à 25 pieds de long. Néanmoins, la gestion d'une matière première aussi longue nécessite une planification minutieuse. Comment le tube sera-t-il déchargé et stocké avant d'être placé sur l'unité d'alimentation de la machine ? Le processus peut être long et fastidieux, surtout si le tube doit tourner après avoir été déchargé du camion de livraison.

Chez Athena, cependant, les responsables des opérations ne reculent probablement pas lorsqu'ils ont besoin de manipuler un 25 pieds. bâton de tube. C'est parce que l'ensemble du bâtiment a été conçu avec une manutention efficace des matériaux à l'esprit. La remorque de livraison recule dans l'atelier et un pont roulant décharge les tubes sur un système de rayonnage parallèle à la remorque. Le laser à tube est, de manière pratique, également parallèle au support de matériau : il n'est pas nécessaire de faire pivoter les tubes de 90 degrés.

Au cours des prochains mois, l'entreprise prévoit de remplacer son système de rayonnage à tubes existant par un rayonnage en porte-à-faux avec des tiroirs extensibles individuellement qui peuvent être déplacés par un seul opérateur. Le concept vient d'une société appelée Eurostorage, une opération belge qui entretient une relation étroite avec Athena. Cette relation est la raison pour laquelle Athena n'est pas seulement un atelier de travail et un sous-traitant. C'est aussi un OEM.

Il n'est pas inhabituel pour les sous-traitants de se plonger dans un certain niveau de fabrication de la gamme de produits, pas seulement des pièces ou des sous-ensembles, mais des produits finis livrés directement à l'utilisateur final. Certains peuvent fabriquer des produits de marque maison pour lesquels le client gère le marketing, les ventes, peut-être un certain niveau de distribution et la conception du produit. Le client peut également travailler avec le sous-traitant sur la fabricabilité, mais lorsqu'il s'agit de la conception du produit, le client a le dernier mot.

Un ouvrier rectifie une armature tubulaire chez Athena Manufacturing.

À l'autre extrémité du spectre, un magasin d'emplois pourrait lancer son propre produit. Il a une totale liberté de conception; détient la propriété intellectuelle ; et gère les ventes, le marketing, la distribution et, bien sûr, toute la fabrication.

Pendant environ 10 ans, Athena a fabriqué une famille de boîtiers d'avionique et de distribution d'énergie pour un équipementier d'avions de grande taille. La ligne de travail se situe au milieu du spectre. C'est comme un accord de marque privée en ce sens qu'Athena achète des composants, fabrique, assemble et expédie les produits directement à l'utilisateur final. Mais contrairement au travail typique de marque de distributeur, Athena contrôle la conception du produit, au moins dans le cadre d'un ensemble de spécifications préétablies. Athena entretient également une relation similaire avec un équipementier d'exercice local.

Avoir le contrôle de la conception nécessite un département d'ingénierie beaucoup plus robuste. "C'est très différent du monde de la construction à l'impression", a déclaré Johnson. "Lorsque vous avez le contrôle de la conception, votre service d'ingénierie a des responsabilités élargies et une charge de travail beaucoup plus élevée."

Il y a plusieurs années, Johnson et Newman avaient besoin de trouver une meilleure façon de manipuler les tôles, les plaques et les tubes. À ce moment-là, Athena avait déjà beaucoup investi dans l'automatisation. Dans l'atelier d'usinage, un robot s'occupe d'une fraiseuse 5 axes DMG ; un système à 24 palettes alimente une cellule d'usinage Makino sans éclairage ; et un autre système à 10 palettes alimente deux broyeurs Grob à 5 axes. Ses lasers ont des systèmes de chargement/déchargement, et son combo poinçonnage/laser est équipé d'un chargement de feuilles et d'un empilage de pièces automatisés. Et une station de soudage robotisée Miller/Panasonic génère un flux constant de soudures à travers ses deux postes de travail.

Pour stocker les tôles brutes et les plaques, Johnson ne voulait pas dédier l'espace au sol à un vaste système de stockage et de récupération automatisé, mais les rayonnages conventionnels de l'atelier n'étaient toujours pas très efficaces. Travailler dans les secteurs de l'aérospatiale et des semi-conducteurs nécessite une large gamme de types et d'épaisseurs de matériaux, et Athena conserve plus de 50 types de feuilles sur le sol. La gestion des restes était également importante, principalement pour les matériaux coûteux. L'entreprise avait besoin d'un moyen fiable et organisé pour stocker (et entrer correctement dans le système ERP) les restes sans perturber la production.

Si un programmeur imbrique un groupe de pièces, puis constate qu'il ne peut pas remplir une feuille, il peut remplir le reste de la feuille en ajoutant des pièces régulièrement planifiées ou des pièces nécessaires pour de futurs travaux plus loin dans le calendrier. Alternativement, le reste peut être envoyé à la corbeille. Et bien sûr, cette stratégie pourrait bien fonctionner pour l'acier au carbone mince peu coûteux, mais pas pour l'acier inoxydable ou le titane aérospatial. Couper des pièces de remplissage supplémentaires pour une utilisation ultérieure n'est tout simplement pas une option, et même un petit reste est trop cher pour être jeté dans la corbeille.

À la recherche d'une alternative, l'entreprise a trouvé Eurostorage. Les racks permettent à une personne de sortir un tiroir lourdement chargé, orienté horizontalement ou verticalement, rempli de tôle, de tube, de plaque, de barre ou d'autres formes. Après l'extension du tiroir, la même personne peut récupérer le matériel nécessaire avec une grue, le placer sur une machine de production ou le poser directement sur la table de la machine.

Voyant tout cela, Johnson a appelé le siège social d'Eurostorage en Belgique, à l'extérieur de Gand. L'appel aurait pu être très court. Oui, les systèmes de stockage étaient excellents ; malheureusement, ils coûtaient cher à expédier à travers l'étang.

Mais l'appel n'a pas été court. En fait, peu de temps après, Johnson parlait avec le fondateur d'Eurostorage, Geert Desmedt. Il s'est avéré qu'Eurostorage cherchait un partenaire nord-américain pour le marketing, les ventes et la fabrication.

Johnson a délibéré, mais le moment n'était pas propice. « À l'époque, nous n'avions tout simplement pas les ressources nécessaires pour nous attaquer à un projet comme celui-ci.

Athena a ouvert son usine de découpe de tubes en 2018. En passant de la plate-forme du camion au rack jusqu'au magasin laser à tubes, le matériau reste dans la même orientation.

C'était en 2017. Athena était sur le point de construire une installation supplémentaire pour son tube laser. De plus, un tel accord de licence déplacerait Athena vers un nouveau territoire : les ventes directes et le marketing OEM.

Fin 2018, la situation avait changé. Le laser à tube serait bientôt opérationnel, ce qui rationaliserait la fabrication tubulaire avec un perçage/taraudage intégré, un assemblage de languettes et de fentes et une gravure de numéro de pièce. Le moment était venu de sauter le pas.

Johnson et Newman se sont rendus en Belgique et, au cours des mois suivants, l'entreprise a négocié un accord. Eurostorage serait propriétaire de la propriété intellectuelle, y compris des composants de conception uniques qui font effectivement d'un rack de stockage de matériel un rack "Eurostorage" - en d'autres termes, "comment le matériel est présenté à l'homme", a déclaré Johnson. En dehors de cela, et tant que le produit répond à des normes de sécurité strictes, l'équipe d'ingénierie d'Athena aurait la liberté d'adapter les conceptions au marché nord-américain.

"Le processus de vente est unique. Il nécessite une analyse approfondie et de nombreuses recherches."

C'est ce qu'a déclaré Kyle Boatright, directeur des ventes et du marketing d'Athena pour la gamme de produits Eurostorage. L'approche de vente consultative implique des facteurs tels que le mélange de matériaux, ses dimensions et son poids ; la hauteur sous plafond; les dispositifs de manutention utilisés (tels qu'un pont roulant ou une potence), leurs capacités de levage et leurs effecteurs terminaux (crochets, chaînes, ventouses, élévateurs magnétiques, etc.) ; l'espace disponible; la circulation des chariots élévateurs (y compris la circulation qui pourrait être éliminée) ; et, non des moindres, où se trouvera le rack par rapport à la destination du matériau.

Les racks eux-mêmes sont simples, mais les intégrer dans un processus efficace et sans erreur n'est pas aussi simple. Boatright l'a décrit comme une sorte de "ballet de manutention", où chaque mouvement peut réduire le temps avant que la prochaine opération à valeur ajoutée (comme la découpe au laser) n'ait lieu.

Le "transport" est un déchet classique dans le lean manufacturing. En langage lean, chaque déchet a des composants nécessaires et inutiles. Il est « nécessaire » que le matériau soit transporté du rack à la machine, mais quels composants de ce ballet de manutention de matériaux pourraient, avec une certaine configuration de rack, être rendus inutiles et, par conséquent, éliminés ? Athena a effectué cette « analyse de ballet » plusieurs fois au cours de ses 20 ans d'histoire, et cette expérience a aidé Boatright à communiquer des stratégies de manutention de matériaux à divers fabricants aux défis disparates.

"Lorsque nous parlons de chariots élévateurs à cassettes horizontaux, nous entrons même dans les détails concernant les chariots élévateurs", a déclaré Johnson. "Quelle est la hauteur de votre chariot élévateur le plus haut et quelle est la hauteur de votre plafond ? La hauteur maximale d'un rack à cassettes Eurostorage est souvent déterminée par le chariot élévateur, et non par la hauteur du plafond."

En temps normal, un investissement en rack nécessiterait une visite d'usine. Bien sûr, lorsque la pandémie a frappé et que le confinement s'est ensuivi, les visites d'usine n'ont pas été possibles. Pourtant, Boatright a fait bon usage de Zoom et a organisé de nombreuses visites vidéo en atelier.

Mais il y a un côté positif : la situation a obligé l'entreprise à rechercher une autre façon de vendre qui, même après la pandémie, pourrait rendre l'ensemble du processus plus efficace. Boatright utilise une matrice de décision, avec des entrées telles que les dimensions de la matière première, l'alliage et la quantité ; la méthode actuelle de chargement/déchargement des matériaux ; flux d'usine (y compris le type et la disponibilité des ponts roulants); espace disponible pour le stockage du matériel ; et hauteur sous crochet disponible.

Bill Johnson, président d'Athena, a lancé le fabricant de métal d'Austin en 2000.

Cette matrice de décision est en cours d'automatisation. "Le logiciel générera un dessin à l'échelle en plan et le client verra son entrepôt ou son usine", a déclaré Johnson, ajoutant que la matrice aidera à répondre à diverses questions. "Comment allez-vous faire entrer le matériau à l'intérieur ? Pour les tubes longs, pouvez-vous éviter la rotation de l'axe vertical du matériau ? Le stockage vertical ou horizontal fonctionne-t-il mieux, ou les deux ? Y a-t-il des restes, et si oui, comment sont-ils retournés au stockage et où ?"

Un fabricant sur mesure qui lance son propre produit le fait souvent pour aider à équilibrer la demande relativement imprévisible de la fabrication en sous-traitance. Pour ce faire, il choisit une gamme de produits avec peu de variation et une demande relativement prévisible. Lorsque les temps sont lents, le fabricant peut produire sa gamme de produits en stock (jusqu'à un certain niveau). Et dans l'opération de découpe, les composants du produit peuvent être des pièces de remplissage utiles lorsque le programmeur doit remplir un nid.

La situation d'Athéna, cependant, est différente. La gamme Eurostorage se compose en grande partie de produits configurés sur commande. Certains éléments plus petits et communs comme les bagues usinées et les roues à rouleaux peuvent en effet être fabriqués sur stock. Mais tout comme chaque magasin est différent, chaque rack est également différent. Par conséquent, Athena doit limiter son stock de produits finis.

Du point de vue du flux de travail, le processus de vente, y compris la prospection et la collecte d'informations, est celui qui prend le plus de temps. Mais une fois qu'Athéna a les informations dont elle a besoin, c'est parti pour les courses. Les composants d'Eurostorage peuvent être conçus rapidement sur la base d'un cadre modulaire. Et, bien sûr, chaque composant est conçu pour faciliter la fabrication, en gardant à l'esprit l'équipement et l'outillage de l'entreprise.

Athena a mis en place un programme formel d'amélioration continue depuis plus d'une décennie. En fait, ce sont les initiatives d'amélioration qui ont tout d'abord attiré l'entreprise vers les produits Eurostorage.

Comme tout praticien Lean le prêchera, la valeur se produit dans l'atelier. Donc, du point de vue du travailleur de l'atelier, qu'est-ce qui sépare le travail OEM des emplois contractuels chez Athena ? Comme Johnson l'a expliqué, "Il s'agit de la sphère d'influence. Est-ce que [le travail] inclut également la conception de la pièce ou simplement la fabrication de la pièce?"

Bien qu'Athena offre des suggestions de fabricabilité à ses clients sous contrat, la plupart exigent que la pièce soit fabriquée comme prévu, généralement en raison de toutes les approbations techniques requises. Ainsi, la conception est fixée et la pièce est conçue pour être imprimée.

"La sphère d'influence englobe uniquement le processus de fabrication, de sorte que la créativité, la conception et l'innovation pour ces emplois se produisent dans le domaine de la fabrication, ce qui se traduit par de [nouveaux] modèles de montage, d'outillage et de parcours d'outils", a déclaré Johnson. "Bien que les idées d'amélioration continue des ouvriers de l'atelier ne puissent pas inclure la modification de la conception des pièces, leurs idées peuvent néanmoins apporter des améliorations significatives en termes de qualité et de coût des pièces."

Pour la gamme Eurostorage et, d'ailleurs, tout client qui confie à Athena le contrôle de la conception, "la sphère d'influence englobe l'ensemble du cycle de vie du produit, à commencer par une collaboration étroite entre les ventes et l'ingénierie", a déclaré Johnson. Les conceptions tiennent compte de la fabricabilité dès le départ, adaptées à l'équipement et à l'expertise de l'entreprise.

"Bien que l'usinage et la fabrication réels soient intentionnellement simples, l'ouvrier de l'atelier sait que ses idées d'amélioration continue peuvent inclure des améliorations de conception possibles", a poursuivi Johnson. "Alors maintenant, l'équipe de conception obtient la perspective de l'atelier en temps réel, ce qui pousse l'amélioration continue et la créativité à un nouveau niveau."

Chez Athena, le sous-traitant, les clients achètent de la capacité et de l'expertise en matière de fabrication. D'Athena l'OEM, les clients achètent le produit. Avoir les deux apporte de la diversité non seulement sur les marchés que l'entreprise dessert, mais aussi dans la journée de travail elle-même. Chez Athéna, ceux qui aiment la monotonie n'ont pas besoin de postuler.