制作迈进，以最大限度地提高工作效率

一家从1966年就开始生产芯片的工厂拥有在当前全球市场上取得成功所必需的制造思维。它的一些商业做法，比如把培养自己的熟练劳动力作为优先事项，实际上是在第一天就灌输的。其他的，包括在关键加工过程中增加机器人自动化，最近也在努力增加灵活性、吞吐量和交付时间，以满足(主要)航空航天客户。

商店C＆S机器 - 在过去的40年里进化了它目前的指出

• 通过4年的学徒计划培训和发展自己的员工;
• 通过应用精益制造方法来消除浪费流程;
• 擅长高效生产小批量产品;
• 如有必要，随时更改工作计划，以适应不断变化的客户需求;
• 不断努力将必要的制造能力引入内部，以降低对外部供应商的依赖;和
• 从事精密加工工作，而让其他商店担心商品工作赚钱。

自早期重建史蒂贝克(Studebaker)发动机模块以来，这家店已经走过了漫长的道路。在20世纪80年代中期，C&S将其重点转向加工精密航空航天部件，然后开始增加数控磨削、冲压和电火花线切割等能力。最近，该公司投入了大量的精力来研究如何使其机器在相互配合和操作人员的配合下工作得最好。

一旦除以加工操作类型，密歇根州武坎安的C＆S设施（其中一家公司的两个地点之一），现在将分为热后处理处理区域。通常在工作细胞中混合的轧机和车床构成了大部分预热设备。研磨和EDM填充商店的热处理部分。

目标是让原材料通过预热处理区域，然后将加工好的工件送到热处理供应商，将它们运送到客户或运输到装配区域，这取决于应用程序。以这种方式重新安排设备，减少了车间“接触”零件的次数，以及零件在车间内移动的距离。

在与C&S副总裁多米尼克·萨拉托雷(Dominick Saratore)一起参观车间时，很明显，这些做法都是为了追求一个总体目标——提高车间工人的工作效率。技术工人越来越难找，现有的劳动力也很昂贵。该商店的认证学徒计划有助于解决前一个问题。对于后者，C&S不断努力寻找最大化现有员工效率的方法，以便在未来几年取得成功。

虽然C&S还没有正式制定出以下内容的咒语，但该公司将其铭记于心，以便最大限度地提高车间工人的效率。值得注意的是，该工厂生产的许多部件大多是不锈钢合金，非常复杂。例如，配套的涡轮活塞和套筒被加工;热处理;地面;经过珩磨，套管与活塞之间的间隙为800万分之一英寸;组装;和激光蚀刻成匹配的一套，然后交付给客户。然而，除了复杂的零部件，该公司最大限度提高劳动效率的方法可以应用于几乎任何产品的制造。

C&S的学徒计划并不是什么新鲜事。在早期，该公司根本负担不起技术人员的时薪(听起来很熟悉?)因此，这家商店制定了一项政策，培训自己的车间工人，并利用免费教育来吸引人们来这里工作。今天，C&S认为培训计划是必要的，因为公司使用先进的数控设备加工精密零件。

学徒接受所有车间设备的培训，在特定的工作领域花费6到12个月的时间。如果他们决定留在公司，交叉培训可以让他们最终被部署到最需要的地方。这也让他们有机会找到自己感兴趣的领域，或者在训练期间表现出色的领域。

每个学徒必须完成总共8000小时的课程，并通过季度评审和年度项目才能毕业。多米尼克的父亲、公司总裁约瑟夫·萨拉托雷(Joseph Saratore)把这个项目比作大学学士学位。在前一页，他正在给刚毕业的格雷格·皮尔森颁发项目完成证书。该项目是由密歇根州当地社区大学认证的。

虽然这对公司来说是一项投资——需要技巧来确保培训不会严重影响生产——但这是公司愿意做出的妥协，因为培训是公司的首要任务。该公司目前大约80%的制造员工都是该项目的毕业生。每年至少有一个人加入这个项目。

工作场所组织通常是企业开始精益生产之旅的第一步。设备越有组织，整个制造过程就越有效率。C&S在这方面的努力在其维护良好的设施中是显而易见的。工具的阴影板比比皆是，所有东西都被清楚地标记了。在地板、工作台和其他区域使用胶带来勾勒出特定商店物品的位置。设备也被放置在它将被使用的地方，使它在可到达的距离内，而不是步行的距离。注意，机器在对页上已经标注了喷瓶、六角扳手和其他手工工具的位置。这台机器上甚至还有个计算器。然而，工人们需要勤奋，以保持他们的区域整洁。

这些努力的美妙之处在于，它们不必昂贵。在上一页所示的单元格中，工作人员使用硬纸板作为工具布局模板。这名工人谦逊地开玩笑说，这只是一个原型设计，另一个版本可能是用木头做的。然而，正如萨拉托雷指出的那样，硬纸板起到了作用，而且比用木头做的更容易改变。

该公司的许多机器都被组织成单元，以加工形状相似的工件。因为许多工件是重复出现的零件家族的一部分，车间能够更精确地为每个单元选择设备。然而，在这些家庭中存在差异，批次规模相对较小(通常为50至200件批次)。

关键是一个工人在一个特定的细胞中所需要的一切-固定装置，切割工具，量具，手动工具，检查设备-都位于细胞内。将所有这些设备集中起来，并在机器上发布排队工作的详细设置表，大大减少了新工作设置的时间和麻烦。手机操作员现在能够在5到10分钟内为新工作配备必要的工具。他们还可以从牢房的联网计算机中获取大量的工作信息(就像左下方照片中的约翰•蒂尔曼正在做的那样)。

有一个中央工具槽的日子已经一去不复返了——切割工具位于每个单元的标签抽屉里。补充系统已经建立，使用看板卡为每种类型的切割工具(见右下角的照片)。每张卡片列出了再订购数量，最低数量和选择的供应商。当某一工具的库存达到最低水平时，操作人员将卡挂在单元内的一块板上。一个采购员每天会去商店几次去收集卡片和订购工具。(最终，该公司将采用条形码扫描系统或类似的方式，让工人直接从每个单元的计算机订购工具。)

一些商店逐渐实现了自动化。这就是C&S的情况。如左上方照片所示，夹具可以起到关键作用，特别是在线材和冲压电火花加工设备上扩展无人操作的多件加工。自动化的元素可以在商店的Charmilles(林肯郡，伊利诺斯州)EDM设备上找到。大多数冲压机床都配备了自动更换电极的换刀装置。为了允许无人看管的线材电火花加工，这些机器具有自动穿线能力。因为一些车间的线材电火花加工会产生较大的段塞，必须移除，一些机器也有段塞清除系统。这对无人值守操作是必要的。它的工作原理是让机器在切割整个弹头的时候停止，留下一点材料来固定弹头。然后机器切割金属丝，将金属丝头移到一边，并使用排气系统上的活塞将金属丝从工件中挤出来。 Once the heads are moved back in place and the wire is rethreaded, the machine cuts away the remaining tab of material on the workpiece. Without this system, an operator would be required to ensure that the lower head wouldn’t be damaged by a falling slug.

另一个自动化元件是赫斯曼工程公司(Buffalo Grove, Illinois)的整体工作托盘系统。这个系统，显示在左下角的照片，使用夹具，保持永久安装在机器的桌子和接收工件安装在配合夹具。它允许快速转换和精确的工件定位。目前，75%的车间铣床使用托盘系统。该系统也用于许多车间的电火花加工设备。然而，在某些情况下，已经开发了特殊夹具，以适应多个工件更长的无人看管的电火花加工时间。

Dominick Saratore认为，机器人自动化是使用这种托盘工作化系统舒适的商店的逻辑下一步。但是，他没有将自动化视为替换工人的手段。相反，他认为，机器人自由工人从装载和卸载工件，让他们履行检查和装配等职责。

本公司首先，目前，机器人单元格由两个Charmilles Robofil 240cc Edm edm单元组成，由Fanuc机器人（罗切斯特山，密歇根州）的M16ib六轴机器人装载。Hirschmann Engineering是系统集成商。虽然电池目前正在运行一对专有部件，但它可以很容易地用于生产适合于系统的两个可用工件存储架的任何部分。这些专有组件以各种批量产生的，可以通过CellMaster单元控制软件实时改变。

这是第一个通过机器人实现自动化的过程，原因有很多。生产的组件是现有产品线的一部分，需要大量的人工干预。要求操作人员装卸每个工件，给某些工件标度，并在加工后清洗和涂上防锈剂。现有的托盘系统减少了执行这些手工任务的时间，但C&S决定将所有这些工作自动化。

机器人的首要任务是加载零件以最小化机器空闲时间。当机械加工完成后，机器人拆除该部件，将其递送到空气喷射装置，并将其安装在存储架位置。然后将另一个部分装入安装在机器中的气动驱动的夹具中。一旦完成，机器人就检索了刚加工的部分;将其浸入清洁溶剂中以除去多余的水;然后将其浸入一个防锈的浴中。

一些工件必须索引90度以获得额外的加工操作。而不是使用昂贵的索引设备，机器人去除并将该部件索引到第二操作的夹具中的适当角度。

在地平线上

多年来，该公司增加了许多加工能力。它目前可以进行车削，铣削，磨削（无心限），喷枪，研磨，珩磨，EDM和磨/转。该公司还增加了非加工能力。实例包括孔径和直线度检查，激光蚀刻，子组装操作等。

热处理可能是要添加的下一个显着的非加工操作。事实上，公司仍然必须外包热处理是它没有完全放弃的批量制造的主要原因，注意Dominick Saratore。这是因为热处理供应商具有设定的最低订单价格，因此可以经济地发出尽可能多的工件来接近或超过最低订单点。萨拉特先生认为，一旦热处理在屋顶下方，就会有一块流动的制造。但是，他承认还有其他与加工相关的改进领域应该先解决。热处理过程具有固有的陡峭学习曲线。至少目前，他认为最好关注商店最佳的机械加工和将热处理到专家。

这家商店还计划继续增加自动化。它可能会得到另一个机器人照料的EDM单元。至于机床，Saratore先生说，除了小型二次加工类型的设备外，他还将增加高端轧机/车床，以便在一台机器内完成许多操作。这些机器也不一定是计算机数控的。他的目的是增加廉价的设备，将提供基本的铣削，车削或研磨细胞，目前缺乏这些操作之一，使其完全加工的部分。因此，C&S将整合相对简单和先进的技术，而不是走中间道路。