Cómo trasladar la mentalidad de creación de prototipos a la producción

Cuando fue calificado como un Modern Machine Shop Top Shop en 2011, BDE Manufacturing Technologies (entonces conocido como Bob’s Design Engineering) era un taller de prototipado que apenas comenzaba a moverse hacia el trabajo de producción. A partir de enero de 2023 esta dinámica ha cambiado por completo: Rick Hale, dueño de la segunda generación, afirma que el 90 % de los trabajos de la planta son de producción repetida, mientras que el 10 % procede de nuevos clientes.

La clave de este cambio ha sido una fuerte inversión en tecnología automatizada y máquinas compatibles con la automatización. ¿Igualmente esencial? El taller de prototipos adaptable de BDE y su voluntad de contratar y capacitar a las personas por su mentalidad, no necesariamente por su experiencia previa.

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El sistema de manufactura flexible Fastems de 64 pallets de BDE está conectado actualmente a dos fresadoras Okuma de cuatro ejes. El taller prevé combinar este sistema automatizado con una tercera fresadora Okuma de cuatro ejes más reciente, pero el proceso requerirá importantes actualizaciones del sistema.

Automatización adaptable

La automatización se ha convertido en un elemento central de las operaciones de producción de BDE. El equipo automatizado de la empresa incluye una máquina multitarea Mazak Integrex i100 con alimentador de barras, un torno de doble husillo Mazak Nexus 250 MSY con herramientas vivas, una fresadora horizontal Okuma MA400 HA con cambiador de pallets, un centro de mecanizado vertical de alta velocidad Okuma MF-46 de doble pallet y un sistema de manufactura flexible Fastems, de 64 pallets.

El sistema Fastems actualmente está emparejado con dos máquinas horizontales de cuatro ejes Okuma MB-5000H. Cada máquina tiene su propia colmena de 326 herramientas, con administración de las herramientas simplificada mediante controles que pueden crear informes de mantenimiento preventivo.

Aunque esta configuración permite la automatización 24/6, no ha sido suficiente para gestionar el creciente volumen de pedidos. Con el propósito de facilitar las cosas, BDE ha adquirido una tercera Okuma MB-5000H de cuatro ejes.

A pesar del mismo nombre de modelo, esta tercera máquina es mucho más nueva que las máquinas originales emparejadas con el FMS —una máquina de 2018 en lugar de las de 2010 y 2011— y cuenta con un nuevo software actualmente incompatible con el controlador del FMS. El taller utiliza esta máquina más nueva de forma independiente hasta que Fastems pueda actualizar el FMS. Rick Hale afirma que la actualización de la célula significará un esfuerzo costoso, pero que los cambios serán profundos.

Aunque muchas de las actualizaciones estarán relacionadas con el software que ejecuta el FMS, Fastems también cambiará algunos componentes del sistema original que ya no están en producción, lo que simplificará las posibles reparaciones.

El sistema de control general que constituye el núcleo del FMS (que Fastems denomina “plan de operación”) envía los pallets y sus programas asociados a las máquinas, que adoptan las compensaciones almacenadas en sus controles. Este sistema proporciona a BDE flexibilidad para responder a los cambios en la demanda, ya que puede reasignar pallets a los trabajos sin mayor problema.

Sin embargo, BDE no puede confiar inmediatamente en este proceso cuando cambian las especificaciones de las piezas, lo que ocurre con cierta regularidad. El taller tiene como principal cliente a un fabricante de impresoras convencionales que actualiza periódicamente sus líneas de productos y las especificaciones de las piezas.

Hale calcula que el taller ha trabajado hasta ahora en media docena de iteraciones de impresoras de tamaño normal y tres versiones de impresoras industriales más grandes. En cada revisión el taller debe probar de nuevo los diseños de las piezas y revisar sus programas de automatización. Para ello, confía en la experiencia de sus operarios en la creación de prototipos y en la capacidad de su departamento de prototipos.

Es posible que el centro de mecanizado vertical Okuma MF-46, de BDE, solo sea capaz de mecanizar una cara por operación, pero la capacidad de cargar el cambiador de pallets con piezas en bruto y hacer funcionar la máquina sin luz aumenta su productividad en comparación con la mayoría de las fresadoras verticales.

Creación de prototipos

El departamento de prototipado rápido de BDE alberga las fresadoras y tornos manuales que quedan en el taller, así como varias máquinas de electroerosión, sierras de cinta y una fresadora de bancada de tres ejes. Aquí, los operarios de prototipos del taller crean versiones de prueba de las piezas antes de finalizar los diseños y enviarlos a producción.

Aunque este trabajo le da a BDE una ventaja para atraer a sus clientes, la carga de trabajo es lo suficientemente irregular como para que el departamento no pueda justificar su existencia solo con el trabajo de prototipado. Puede hacerlo, sin embargo, al colaborar también en la realización de pequeñas tiradas de componentes que faltan en las listas de materiales de los grandes trabajos.

La importancia de esta tarea se disparó durante la crisis de la cadena de proveedores provocada por la pandemia de COVID-19. Incluso después de varios rediseños para la consolidación de componentes, las listas de materiales de las barras de impresión, que son la pieza principal de BDE para su cliente OEM de impresoras, cuentan con unos 300 componentes diferentes. El taller tiene que subcontratar la otra mitad, a menudo a proveedores elegidos por el fabricante.

Aunque el cliente decidió esperar a recibir las placas PCA que necesitaba, de proveedores de países del este asiático, no todos los componentes eran tan especializados como para requerir esa espera. En su lugar, BDE podía, en su departamento de prototipado rápido, producir estos otros componentes en la empresa. El operario de prototipos Daniel Shaw afirma que, incluso ahora, gran parte de su trabajo consiste en mecanizar piezas para colmar lagunas en la cadena de proveedores.

La filosofía de trabajo 5S (clasificar, ordenar, lucirse, estandarizar y mantener) de BDE, no solo ayuda al taller a mantener un registro de sus herramientas manuales, sino que también le ayuda a controlar el uso de sus herramientas. El taller cuenta con un arcón de herramientas de MSC Industrial Supply Co. que asigna números de referencia a cada herramienta, lo que mejora la capacidad de los operarios para encontrar lo que necesitan en la hoja de configuración.

Transcripción de conocimientos tribales

BDE ha adaptado con éxito los programas de revisión de piezas y llenado los huecos en la cadena de proveedores gracias a una importante iniciativa para eliminar lo que el gerente de operaciones Ryan Hale llama “conocimiento tribal”.

Si bien la documentación de procesos había sido extremadamente importante para BDE en sus días de creación de prototipos, la partida de un líder de procesos clave cerca del momento en que el taller comenzó la transición a la producción alteró su política de documentación. En 2019, el taller comenzó a volver a hacer hincapié en la documentación formal de los procesos, para asegurar que el conocimiento mejorado de los procesos se transfiriera a través de las láminas de configuración.

Esto ha aumentado la agilidad del taller al permitir que los operarios ejecuten una variedad más amplia de trabajos con mayor rapidez y ha ayudado al taller a capacitar a los empleados más nuevos. La clave de esta transformación han sido las personas de programación del taller, la mayoría de las cuales trabajaba antes en talleres con una sólida tradición de documentación de procesos, que han adaptado para su uso en BDE.

El taller soporta este aumento de la documentación gracias al sistema ERP Global Shop Solutions. Las listas de expediciones elaboradas con el software proporcionan calendarios por máquina de los próximos trabajos, que la administración actualiza cada lunes para tener en cuenta cualquier cambio urgente.

Ryan Hale también atribuye al sistema la simplificación de los presupuestos de piezas y afirma que el taller lo utiliza para generar órdenes de trabajo completas, con listas de herramientas y materiales.

Además de cambiar su estrategia de contratación, BDE ha revisado sus prestaciones para retener al personal actual. El taller cuenta con una notable cobertura sanitaria, ya que BDE paga el 100 % de las primas médicas, dentales y oftalmológicas de sus empleados, así como el 50 % de las de personas a su cargo. A los empleados que tienen planes médicos de sus cónyuges o son lo bastante jóvenes para acogerse a los de sus padres, la empresa les proporciona el 50 % del pago de los costos de las primas como “prestación médica” discrecional.

Más allá de apretar botones

La documentación exhaustiva de los procesos también le ha servido a BDE para contratar personal. El taller enfrenta la misma escasez de candidatos formados que la mayoría de los fabricantes, por lo que ha decidido contratar a personas con inclinaciones mecánicas y ofrecerles oportunidades de reciclaje como operarios a personas de otros departamentos.

Rick Hale afirma que los nuevos empleados solo tienen que pulsar botones mientras dura la capacitación, ya que aprenden en el trabajo al seguir de cerca a los departamentos y consultar a empleados experimentados.

Ryan Hale dice que el objetivo es familiarizar a estos novatos con la lámina de configuración y la lista de herramientas, hasta que estén preparados para configurar herramientas y tornillos de banco ellos mismos. El taller los anima a progresar hacia aspectos más exigentes del mecanizado.

Aumentar gradualmente las responsabilidades de los operarios no solo ha atraído a gente nueva en el taller, sino que también ha convencido a empleados de otros talleres. El taller señala el ejemplo de un empleado al que su anterior empleador asignó estrictamente como cargador de piezas, sin ninguna oportunidad de crecer o progresar. Hale afirma que este empleado ha aprendido rápidamente los fundamentos del mecanizado y se destaca en el taller, un ejemplo excelente de la voluntad de adaptación de BDE, que redunda en mejores logros para su cuenta de resultados y, lo que es quizá más importante, para su gente.