パンデミックのさなか、カスタム金属加工業者が収益を倍増させた方法

経験豊富なオペレーターは、複雑なゲージとマーキングを避けるためにウレタンテープを使用するセットアップを使用して、外観上重要な部品を成形します。

「板金ビジネスには自動化と賢い人材が必要です。両方が必要です。」

ダラスに本拠を置くカスタム金属加工会社、エッジ・ファブリケーション社のゼネラルマネージャー、デビッド・コーエン氏はそう語った。同社はパンデミック、サプライチェーンの課題、ジェットコースターの材料価格、労働力不足を経て、2019年以来、その規模が2倍に拡大した。この記事の執筆時点では、成長は鈍化していない。コーエンさんによると、この店は７画専門店だという。インフラ投資の増加とリショアリングの恩恵を受けています。

同運営は再投資にも臆病ではない。同社はアマダ ATC (自動工具交換) プレスブレーキを 2 台所有しており、そのうちの 1 台にはシートフォロアが付いています。そして、タワーと部品除去を備えた新しいアマダパンチ/レーザーコンボ、および 200 個を超えるパンチツールを保持するツールチェンジャーも備えています。

とはいえ、コーエン氏はこれらを単独で考えているわけではありません。 Edge のゼネラルマネージャーとして、彼は 10 年前に家族のビジネスに加わり、特にデータ分析のバックグラウンドという新たな視点をもたらしました。本質的に、カスタム金属製造は時間をかけて研究することです。見積、注文入力から出荷までの各ジョブルーティングには、作業の流れの速さに影響を与えるデータポイントの網が存在します。材料の曲げや切断のサイクルタイムだけでなく、外部サービスプロバイダーの信頼性は言うまでもなく、材料や購入したコンポーネントのタイムリーな到着も同様です。これらすべてのデータポイントと健全な常識を最大限に活用することで、Edge は最悪のパンデミックの中でも衰えることのない需要の波に乗ることができました。

2011 年、コーエンの家族は、産業用エンクロージャー環境制御システムのメーカーである Thermal Edge を立ち上げました。 2 年後、彼らはダラス地区の別の板金加工工場の資産を購入し、Edge Fabrication を立ち上げ、Thermal Edge の板金製造部門として運営しました。現在、Edge Fabrication のカスタムファブ作業は、そのビジネスの大部分を占めています。 Thermal Edge は多くの顧客のうちの 1 つにすぎません。とはいえ、カスタムビジネスが一夜にして今日のようなビジネスに成長したわけではありません。

コーエンはくすくすと笑った。「これは板金です。どのくらい硬いでしょうか? そうですね、結局のところ、かなり硬かったです。」

製品メーカーが板金を社内に導入している場合、このような失礼な目覚めは珍しいことではありません。確かに、板金部品は非常に単純に見えますが、効果的な製造作業の構築は、特に複数レベルの部品表が関係する場合、たとえば、適切なタイミングで購入したコンポーネントを使用してエンクロージャを組み立てる必要がある場合など、非常に複雑になる可能性があります。そしてそれはすべて、現場で行われる何百もの異なる仕事とやりくりしなければなりません。

データとシステムをうまく活用することで、エッジファブリケーションに優位性がもたらされました。それには魔法はありません。その多くは、どの部品に何が起こったのか、そして材料がどこから来たのかを正確に把握する、トレーサビリティに集約されます。残りは、見積もりから出荷までのすべてのプロセスを精査する必要があります。

しかしコーエン氏は、データのほかに健全な常識も重要な役割を果たすと強調した。彼は休憩室にある新鮮な豆を挽くエスプレッソマシンを指さした。それから彼は、明るく清潔な工場の床を指さした。そして彼は気温について指摘した。テキサス州の夏の熱波の中でも快適な74度だ。データ分析は業務を合理化する際には役に立ちましたが、従業員の勤務時間をより良くするために、管理者はいくつかの常識的な決定を下しただけでした。

「清潔さの観点から、（2019年初めに）ここに引っ越してきたとき、2つのことが起こらなければならないことは分かっていました」とコーエン氏は語った。まず、空気がきれいでなければなりませんでした。店の上に青いもやが漂っているのを見つけることはできません。ブース内でヒュームが収集され、バリ取りや研削が行われます。工場で処理される材料の範囲を考慮すると、品質と安全性の点で優れています。作業中に流れる材料の約 40% は、何らかのグレードのステンレス鋼です。残りは炭素鋼とアルミニウムの混合物です。

ダラスに拠点を置く Edge Fabrication は、パンデミック、サプライチェーンの課題、深刻な労働力不足の中、2019 年から 2022 年にかけて収益を 2 倍にしました。

「第二に、完全な気候制御が必要であることはわかっていました」とコーエン氏は語った。「当社には、航空機の格納庫で使用されている種類の空気回転ユニットが 2 台あり、巨大なフィルターが取り付けられています。施設全体の 2 台のエアコンだけで、一年中素晴らしい 74 度を保てます。」

コーエンは、これらすべてを、Edge が才能を引き付け、維持するのに役立つ 1 つの構成要素であると説明しました。「十分な福利厚生と公正な賃金が必要です。安全で質の高い労働条件が必要です。また、人々に適切な訓練と機会を提供する必要があります。」

エッジは業界の人手不足の影響を免れない。その店はまだ良い人材を見つけるのに苦労している。ただ、人は一度参加すると、そのまま残る傾向があります。「通常、人を失うことはありません」とコーエン氏は言う。「もしそうだとしても、毎年数人以上の人が失われることはないと思います。」

また、優秀な人材を惹きつけて維持するには、空調や清潔な店舗だけでは不十分だとも付け加えた。代表的な例として、彼はシートフォロアとインプロセス角度測定用のベンドインジケータを備えたアマダ ATC ブレーキを指摘しました。「彼らは工具を持ち上げる必要がなく、腰を痛めることもありません。」

ベンドインジケーターは最初の部品、良好な部品のセットアップを保証し、シートフォロワーはオペレーターの作業をより簡単かつ安全にし、手動操作のばらつきを排除することで品質を保証します。特に大きなシートのフランジを曲げる場合、シートが上方に振れるため、重力の影響が大きくなります。シートフォロワーはその変動を取り除くのに役立ちます。

コーエン氏にとって、カスタムファブにおける自動化は実際にはスピードを重視するものではありません。高出力レーザーを購入すれば、誰でもその切断速度と早送り速度に驚くことができます。しかし、プログラミング、マイクロタブ、そしてチームの作業を楽にすることについてはどうでしょうか? 部品のエッジを検査し、どの部品を平坦部品のバリ取りシステムにかける必要があるかを判断する場合はどうでしょうか? 曲げプログラムが最初から正しく実行されることを確認するにはどうすればよいでしょうか?

コーエン氏が説明したように、Edge の戦略は、自動化を使用して製造現場の人材を補完し、強化することです。コンセプトを説明するために、彼はショップでのオフライン曲げプログラミングの使用について説明しました。 Edge で最も経験豊富なブレーキオペレーター 2 人 (50 年以上の曲げ経験がある) が現在、オフラインでブレーキをプログラムしています。この取り組みは、工場全体のセットアップの標準化に役立ち、最も重要なこととして、利用可能な工具を中心に設計されていない作業の処理という、ブレーキオペレーターの仕事の中で最も日常的でイライラする部分の自動化に役立ちました。オフライン曲げシミュレーションを通じて送信されたジョブは、ワークに適した金型幅を使用します。特に ATC の場合、ツールはブレーキベッド上または隣接する機械ラック上にすでに存在しており、いつでも所定の位置に移動できます。

これらすべてにより、ショップのブレーキ専門家は最も困難な仕事に集中することができます。「ソフトウェアは素晴らしいですが、本当に複雑な作業には人間が介入します」とコーエン氏は言う。「そこで、20～30年の経験を持つ当社のスタッフが登場し、より良い方法を見つけます。」これらには、複雑な曲げシーケンスを持つ部品が含まれる場合があり、適切に実行しないと、工具の衝突が発生する可能性があります。他の部品の場合、オペレータはフランジを部分的に形成し、最初の曲げの残りを完了する前に別のフランジに移動する場合があります。コーエン氏が言うように、「ブレーキの前で真剣に時間を費やさなければ、気づかなかったようなものです」。

手戻りも面倒なことで、仕事を素晴らしいものとは言えません。ハードウェアの置き忘れなどの単純な問題である可能性があります。おそらく、間違った部品のリビジョンがフロアに伝わったか、顧客とのコミュニケーションミスが原因である可能性があります。大まかに言えば、手戻りは、ビジネス全体で醜い頭をもたげる可能性がある数多くの予期せぬ変動のうちの 1 つにすぎません。それらの数が多すぎると、カスタムファブショップのアキレス腱になる可能性があります。

このような変動性を特定して軽減するために、コーエン氏と彼のチームは、単にハイテク測定システムに頼ったり、複雑な分析に頼ったりするだけではありませんでした。代わりに、彼は会議を招集し、ポストイットの山を持ってきました。

シートフォロアは、オペレータが同社の 2 台の ATC プレスブレーキの 1 つを使用して、複雑な部品にエッジフランジを形成するのに役立ちます。曲げインジケーターは、プロセス中の角度を測定するためにプローブを使用します。

「全社から15人を招聘した」とコーエン氏は語った。チームは、各ビジネス機能の職務と、見積から出荷までの注文の流れを詳細に記したプロセスマップを作成しました。「その後、私たちは私のお気に入りのアクティビティの 1 つである、サイレントブレインストーミングを行いました。20 分間、私たちは黙って座って、ポストイット 1 枚につき 1 つずつアイデアを書き留めました。その後、それらのメモを機能分野ごとにグループ化しました。」見積もり、エンジニアリング、購買、注文入力、スケジュール、品質、切断、曲げ、溶接、仕上げ、組み立て - 各グループは、仕事を楽にするためのアイデアを持っていました。「そこから、私たちはそれらのアイデアを包含する計画を立て、私たちにとって役立つプラットフォームを作成しました。」

この会議と同様の会議は約 4 年前に開催されました。彼の目標は、エッジファブリケーションを強化し、サーマルエッジにサービスを提供する部門から独立した企業に変革することでした。コーエンと彼のチームは、ダラスが成長している地域であることを知っており、そこを活用したいと考えていました。コーエン氏は、「才能ある人々がここに移住しており、彼らは働くためにここに来ている」と語った。

コーエン氏はまた、「ハード」な種類の自動化だけでなく、自動化にも投資する必要があることも認識していました。曲げ加工における自動工具交換やブランキング加工における部品ピッキングは優れたテクノロジーですが、他の場所で非効率なプロセスを使用するとビジネスは成長しません。これには、見積や購入などの事務機能が含まれます。このため、コーエン氏は Edge のエンタープライズリソースプランニング (ERP) システムをアップグレードし、Infor の Visual プラットフォームを選択することになりました。この間、ポストイットでいっぱいの静かなブレインストーミングが重要な役割を果たしました。

「同じプロセスステップのポストイットを何度も見ました」とコーエン氏は思い出し、会社の異なる分野の 2 人が基本的に同じことを行っていたと説明しました。「そして最高だったのは、新しいシステムでは適用されないプロセスステップを確認したときです。」これには、購入機能用にカスタマイズされたソフトウェアが含まれていました。「パンデミック前、私たちは板金の見積もりを依頼するために 2 ～ 3 社のベンダーに行きました。現在はパンデミックが発生しており、材料さえ持っていないベンダーや、法外な価格を設定しているベンダーもあります。そこで、電子メールを 3 回送信する自動 RFQ システムを構築しました。」ダッシュボードでは、ベンダーのパフォーマンスに関連する要素を組み込んで、価格とリードタイムごとに見積もりが整理されます。

購買における変革は、Edge のビジネスのあらゆるプロセス段階の詳細な分析の一部にすぎません。ビジネスの中核となるのはトレーサビリティです。これは、いつ、どこで、どの部品や材料に何が起こったのかを正確に追跡し、そのデータを使用して次の仕事や次の機械やソフトウェアへの投資に関する意思決定を行う機能です。

「私たちにとって重要なのは、シートのロット追跡可能性です」とコーエン氏は説明しました。「そのため、私たちは特定の仕事に対して特定のロットの資材を発行します。問題があれば、戻って『誰が発行したのか、どのベンダーから来たのか、何日に到着したのか』と尋ねることができます。」

適切なデータはジョブのスケジューリングにも役立ちます。注文がリリースされると、ショップには、たとえば購入した 1 つのコンポーネントを除いて、作業を開始するために必要なものがすべて揃っている可能性がありますが、パニックにはなりません。そのコンポーネントの注文は数週間前に行われ、フロアへのジョブのリリースは、購入したコンポーネントの到着と一致するように慎重にタイミングが決められました。注文はショップを通じて処理され、不足していたコンポーネントが適切なタイミングで到着します。

注文が最初に処理されたとき、購入者は、その購入コンポーネントが到着するまでに数週間かかることを知っていました。また、ベンダーが以前にかかった時間と、そのベンダーの配信の信頼性を示す履歴データも持っています。

コーエン氏が説明したように、エッジはサプライチェーンの事故を免れないわけではない。しかし、適切なデータがあれば、生産への影響は最小限に抑えられます。 Edge は、注文をリリースしてから不足している材料を奪い合うことを望んでいませんし、すべてが社内に揃うまで注文のリリースを遅らせることも望んでいません。全体的なリードタイムが長すぎます。代わりに、購買を残りの業務と同期して進め、適切なタイミングで特別な材料や購入したコンポーネントを注文することを望んでいます。

Edge Fabrication の製造現場を歩いてみると、従業員 50 名を擁するこの店舗が過去数年間の激動の中でどのように急速に成長したのかがよくわかります。それはささいなことです。

Edge のブレーキ部門では、ATC ブレーキのコツを学んだばかりのオペレーターから、オフラインでプログラミングを行って会社の最も困難な部分に取り組む経験豊富なスタッフまで、さまざまなオペレーターが働いています。

ハードウェアでは、オペレーターがファスナーの箱にある QR コードをスキャンして、挿入されているナットが印刷上のナットと一致していることを確認する様子が見られます。パンチとレーザーのコンボを通り過ぎてパンチツールの保管エリアに行くと、一見平凡なアクティビティであるパンチの再研磨が行われているのがわかります。かつては退屈だったパンチツールの管理作業が現在では基本的に自動化されている点を除けば、何も珍しいことはありません。雑誌に掲載されている Edge の 220 種類のパンチツールには、その正確な使用方法を追跡する QR コードが付いています。もちろん、予期せぬ工具の摩耗を考慮して手動検査は依然として必要です。しかし、工具管理の自動化は、工具の使用状況と摩耗傾向のデータベースを構築することで、大きな助けとなります。

次に曲げ加工に進むと、自動工具交換がプレスブレーキの世界をいかに大きく変えたかを目の当たりにするでしょう。コーエンは首を振って微笑んだ。「以前は 1 日に 2 ～ 3 回のセットアップを行っており、各セットアップに 30 ～ 45 分かかっていました。今では、各セットアップをわずか数分に短縮しました。」

現在、ブレーキ操作では 1 シフト中に文字通り数十回のセットアップが行われるため、少量の部品を迅速に組み立てに移すことができます。コーエン氏は、顧客向けに複雑な 11 曲げのデモ部品をオペレーターと協力して作業している監督者を指摘しました。

「以前はそんなことは一度もありませんでした」と彼は言い、複雑なプロトタイプの生産に突入するのは経済的に意味がないと説明した。自動ツール変更により、話は変わりました。

「見込み顧客が来て、複雑な部品を持っている場合、これらのマシンを使用すれば、そのジョブを約 3 分でセットアップできます」とコーエン氏は述べ、セットアップはすでに開発され、オフラインでシミュレーションされていると説明しました。「部品を曲げると、5 分後にオペレーターは作業していた前の作業に戻ります。そのおかげで、非常に柔軟な対応が可能になりました。」

曲げ加工は依然として多くの精密板金加工の心臓部であり、Edge も例外ではありません。大きなワークピースは、同社のオープンベッド CO2 レーザーから出てきます。タワーと部品ピッキングの自動化を組み合わせたパンチ/レーザーの組み合わせにより、パンチングされた形状を持つ複雑な部品が生まれます。自動ロード/アンロードにより、輪郭のあるエッジを持つピースがファイバーレーザーから出てきます。 1 つのジョブで、3 つのブランキングセンターすべてからの部品が必要になる場合があります。

「5つの異なる複雑な部品がブレーキに到着するところを想像してみてください」とコーエン氏は言う。「従来、これらの部品を加工するには、誰かが定期的にプレスブレーキに立ちながら一日中かかっていたでしょう。現在では（自動工具交換により）作業全体を 2 時間で完了させることができます。場合によっては、スループットを最大 2 時間向上させることができます」特に 14 フィートのベッドにまたがるツールのレールがある場合は 75% です。オペレータがこれらのツールを手動でロードするだけでも最大 40 分かかっていたでしょう。現在では、ツールの交換は 90 秒で完了し、数分後には起動して実行できるようになります。」

ATC の従業員は今でもこの店の曲げ加工の達人に頼っています。一日のほとんどをプログラミングに費やす達人もいれば、オペレーターを訓練し、難しい仕事の実行に一日の一部を費やす人もいます。自動化によって知識が現場から排除されたわけではありません。新しいオペレーターがプロセスを学習する方法が変更されただけです。

おそらく最も重要なことは、ショップの全員が適切な情報によってサポートされていることです。顧客は依然として急ぎの注文を要求していますが、ブランキングと曲げ加工が自動化されているため、管理者は顧客を店内に押し込むために天地を動かす必要がありません。オペレーターは、それらを単に帳簿上の次の注文として見ます。

それでも、データだけでは持続可能なビジネスは実現しません。コーエン氏は同社の溶接部門を指摘した。 Edge にはガスメタルアーク溶接を実行するロボットがありますが、手動ブースのほぼ全員がガスタングステンアーク溶接トーチの扱いに熟達しており、多くの場合、純粋な、硬貨の山の外観を実現しています。「実際、私たちはどのように成長しましたか？良い人、良い人、そして良い人です。」