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Sep 02, 2023

La tienda de Texas va más allá de la caja de arena de fabricación por contrato

Un trabajador tira de un cajón Eurostorage, clasificado para contener hasta 1 tonelada de material.

Un trabajador tira de un cajón Eurostorage, clasificado para contener hasta 1 tonelada de material. Los cajones se pueden diseñar para contener hasta 3 toneladas cada uno.

El 1 de noviembre, Athena Manufacturing celebró su vigésimo año y el negocio ha evolucionado significativamente desde sus comienzos como un pequeño taller mecánico en Austin, Texas. Ahora es un fabricante de metal con más de 200 empleados: taller de máquinas de piezas, fabricante de chapas a medida, fabricante de tubos, OEM.

La historia de Athena muestra cuán adaptable puede ser un negocio de manufactura. El hecho de que un fabricante comience como un taller mecánico no significa que deba permanecer en esa caja de arena. Del mismo modo, el hecho de que una empresa sea un taller de trabajo no significa que no pueda ser un OEM.

A fines de 1998, dos empresarios, Bill Johnson y John Newman, vendieron una operación de mecanizado y fabricación, y en noviembre de 2000 volvieron a poner sus fichas sobre la mesa y lanzaron Athena como un taller de maquinaria. Un año más tarde, la empresa agregó la fabricación de láminas de metal. Después de eso vino la soldadura, el recubrimiento en polvo y la serigrafía. La empresa se encuentra en el corazón de la industria de semiconductores de Texas, desde la cual Athena agregó una amplia gama de clientes de la industria aeroespacial, militar y general.

Para el corte de láminas planas, la compañía tiene una combinación de punzonadora/láser Amada con carga automática y apilamiento de piezas, un láser Amada de 4 kW con índice giratorio y una fresadora de superficie plana ShopSabre.

¿Por qué adaptar una combinación de procesos tan diversa desde el principio? "Debido al negocio de semiconductores en Austin y sus alrededores, hay muchas oportunidades de fabricación que requieren fabricación, soldadura y mecanizado, por lo que es un modelo comercial adaptado por muchos fabricantes por contrato en el área", dijo Johnson, presidente de Athena. (Newman, el socio comercial de Johnson, es el director financiero). Agregó que entre sus principales "clientes" de mecanizado se encuentra la propia Athena. En otras palabras, muchas piezas mecanizadas entran en conjuntos de láminas de metal y tubulares.

La empresa, que ya estaba involucrada en la fabricación de armazones tubulares, aumentó su capacidad en diciembre de 2018 cuando abrió una planta de 10,000 pies cuadrados. edificio en la misma propiedad. Para la primavera siguiente, un nuevo láser de tubo de 5 ejes TRUMPF estaba cortando piezas de trabajo con diámetros exteriores de hasta 6,00 pulg.

La máquina acepta tubos de hasta 25 pies de largo. Aún así, la gestión de una materia prima tan larga requiere una planificación cuidadosa. ¿Cómo se descargará y almacenará el tubo antes de colocarlo en la unidad de alimentación de la máquina? El proceso puede ser largo y engorroso, especialmente si el tubo debe girar después de descargarlo del camión de reparto.

Sin embargo, en Athena, los gerentes de operaciones probablemente no se estremecen cuando necesitan manipular un camión de 25 pies. palo de tubería. Esto se debe a que todo el edificio se diseñó teniendo en cuenta el manejo eficiente de materiales. El tráiler de entrega regresa al taller y una grúa puente descarga la tubería en un sistema de estanterías paralelo al tráiler. Convenientemente, el láser de tubos también está paralelo al bastidor de material: no es necesario girar los tubos 90 grados.

Dentro de los próximos meses, la compañía planea reemplazar su sistema de estanterías de tubos existente con una estantería cantilever con cajones extensibles individualmente que pueden ser movidos por un solo operador. El concepto proviene de una empresa llamada Eurostorage, una operación belga que tiene una estrecha relación con Athena. Esa relación es la razón por la cual Athena no es solo un taller de trabajo y un fabricante por contrato. También es un OEM.

No es inusual que los fabricantes por contrato profundicen en algún nivel de fabricación de líneas de productos, no solo piezas o subensamblajes, sino productos completos entregados directamente al usuario final. Algunos pueden fabricar productos de marca privada para los cuales el cliente maneja el marketing, las ventas, quizás algún nivel de distribución y el diseño del producto. El cliente también puede trabajar con el fabricante por contrato sobre la capacidad de fabricación, pero cuando se trata del diseño del producto, el cliente tiene la última palabra.

Un trabajador pule una estructura de tubo en Athena Manufacturing.

En el otro extremo del espectro, un taller de trabajo podría lanzar su propio producto. Tiene completa libertad de diseño; posee la propiedad intelectual; y maneja las ventas, el marketing, la distribución y, por supuesto, toda la fabricación.

Durante aproximadamente 10 años, Athena ha fabricado una familia de gabinetes de distribución de energía y aviónica para un OEM de aviones grandes. La línea de trabajo cae en el medio del espectro. Es como un acuerdo de marca privada en el que Athena compra componentes, fabrica, ensambla y envía productos directamente al usuario final. Pero a diferencia del trabajo típico de marca privada, Athena tiene control sobre el diseño del producto, al menos dentro de un conjunto de especificaciones preestablecidas. Athena también tiene una relación similar con un OEM local de equipos de ejercicio.

Tener el control del diseño requiere un departamento de ingeniería mucho más sólido. "Es muy diferente del mundo de la construcción para imprimir", dijo Johnson. "Cuando tiene el control del diseño, su departamento de ingeniería tiene mayores responsabilidades y una carga de trabajo mucho mayor".

Hace varios años, Johnson y Newman necesitaban encontrar una mejor forma de manipular láminas de metal, placas y tubos. En ese momento, Athena ya había invertido significativamente en la automatización. En el taller de máquinas, un robot atiende una fresadora de 5 ejes DMG; un sistema de 24 paletas alimenta una celda de mecanizado Makino sin luces; y otro sistema de 10 paletas alimenta dos molinos Grob de 5 ejes. Sus láseres tienen sistemas de carga/descarga, y su combinación de punzonado/láser está equipada con carga automática de hojas y apilamiento de piezas. Y una estación de soldadura robótica de Miller/Panasonic genera un flujo constante de piezas soldadas a través de sus dos estaciones de trabajo.

Para almacenar láminas y placas en bruto, Johnson no quería dedicar el espacio del piso a un sistema de almacenamiento y recuperación automatizado expansivo, pero las estanterías convencionales del taller aún no eran muy eficientes. Trabajar tanto en el sector aeroespacial como en el de semiconductores requiere una amplia gama de tipos y grosores de materiales, y Athena mantiene más de 50 tipos de láminas en el suelo. La gestión de remanentes también fue importante, principalmente para material caro. La empresa necesitaba una forma confiable y organizada de almacenar (e ingresar correctamente en el sistema ERP) los remanentes sin interrumpir la producción.

Si un programador anida un grupo de piezas y luego descubre que no puede llenar una hoja, puede llenar el resto de la hoja agregando piezas programadas regularmente o piezas necesarias para trabajos futuros más adelante en la programación. Alternativamente, el remanente podría enviarse a la papelera de reciclaje. Y claro, esta estrategia podría funcionar bien para el acero al carbono delgado y económico, pero no para el acero inoxidable aeroespacial o el titanio. Cortar piezas de relleno adicionales para su uso posterior simplemente no es una opción, e incluso un pequeño remanente es demasiado costoso para tirarlo a la papelera de reciclaje.

Buscando una alternativa, la empresa encontró Eurostorage. Los bastidores permiten que una persona saque un cajón muy cargado, orientado horizontal o verticalmente, lleno de láminas de metal, tubos, placas, barras u otras formas. Después de extender el cajón, la misma persona puede recuperar el material necesario con una grúa, colocarlo en una máquina de producción o colocarlo directamente en la mesa de la máquina.

Al ver todo esto, Johnson llamó a la sede de Eurostorage en Bélgica, en las afueras de Gante. La llamada podría haber sido muy corta. Sí, los sistemas de almacenamiento eran geniales; desafortunadamente, eran costosos de enviar al otro lado del charco.

Pero la llamada no fue corta. De hecho, en poco tiempo, Johnson estaba hablando con el fundador de Eurostorage, Geert Desmedt. Resultó que Eurostorage estaba buscando un socio norteamericano de marketing, ventas y fabricación.

Johnson deliberó, pero el momento no era el adecuado. "En ese momento, simplemente no teníamos los recursos para abordar un proyecto como este".

Athena inauguró su planta de corte de tubos en 2018. Al viajar desde la plataforma del camión hasta el bastidor y el cargador láser de tubos, el material permanece en la misma orientación.

Era 2017. Athena estaba a punto de construir una instalación adicional para su láser de tubo. Además, dicho acuerdo de licencia llevaría a Athena a un nuevo territorio: marketing y ventas directas de OEM.

A finales de 2018 la situación había cambiado. El láser para tubos pronto estaría listo y funcionando, lo que agilizaría la fabricación de tubos con taladrado/roscado integrado, montaje de lengüeta y ranura y grabado del número de pieza. Era el momento adecuado para dar el salto.

Johnson y Newman se dirigieron a Bélgica y, durante los meses siguientes, la empresa negoció un acuerdo. Eurostorage poseería la propiedad intelectual, incluidos los componentes de diseño únicos que hacen que un estante de almacenamiento de material sea un estante "Eurostorage", en otras palabras, "cómo se presenta el material al ser humano", dijo Johnson. Fuera de esto, y siempre que el producto cumpla con los estrictos estándares de seguridad, el equipo de ingeniería de Athena tendría la libertad de adaptar los diseños para el mercado norteamericano.

"El proceso de venta es único. Se necesita un análisis significativo y mucha investigación".

Eso dijo Kyle Boatright, gerente de ventas y marketing de Athena para la línea de productos Eurostorage. El enfoque de venta consultiva involucra factores como la mezcla de material, sus dimensiones y peso; la altura del techo; los dispositivos de manipulación de materiales utilizados (como una grúa puente o una grúa giratoria), sus capacidades de elevación y sus efectores finales (ganchos, cadenas, ventosas, elevadores magnéticos, etc.); el espacio disponible; tráfico de carretillas elevadoras (incluido el tráfico que podría eliminarse); y, no menos importante, dónde estará el bastidor en relación con el destino del material.

Los bastidores en sí son simples, pero integrarlos en un proceso eficiente y sin errores no es tan sencillo. Boatright lo describió como una especie de "ballet de manejo de materiales", donde cada movimiento puede conducir a menos tiempo antes de que se lleve a cabo la siguiente operación de valor agregado (como el corte por láser).

El "transporte" es un desperdicio clásico en la manufactura esbelta. En lenguaje Lean, cada desperdicio tiene componentes necesarios e innecesarios. Es "necesario" que el material sea transportado desde el estante a la máquina, pero ¿qué componentes de ese ballet de manejo de materiales podrían, con una determinada configuración del estante, hacerse innecesarios y, por lo tanto, eliminarse? Athena ha realizado este "análisis de ballet" muchas veces durante sus 20 años de historia, y esa experiencia ha ayudado a Boatright a comunicar estrategias de manejo de materiales a varios fabricantes con desafíos dispares.

"Cuando hablamos de bastidores de carretillas elevadoras de casete horizontal, incluso entramos en detalles sobre las carretillas elevadoras", dijo Johnson. "¿Qué altura tiene su carretilla elevadora más alta y qué altura tiene su techo? La altura máxima de un bastidor de casetes Eurostorage a menudo está determinada por la carretilla elevadora, no por la altura del techo".

Durante tiempos normales, una inversión en rack requeriría una visita a la planta. Por supuesto, cuando llegó la pandemia y se produjo el cierre, las visitas a las plantas no han sido factibles. Aún así, Boatright ha hecho un buen uso de Zoom y ha realizado muchos recorridos en video por el taller.

Pero hay un lado positivo: la situación ha obligado a la empresa a buscar una forma alternativa de vender que, incluso después de la pandemia, podría hacer que todo el proceso sea más eficiente. Boatright utiliza una matriz de decisión, con entradas como las dimensiones de la materia prima, la aleación y la cantidad; el método actual de carga/descarga de materiales; flujo de fábrica (incluido el tipo y la disponibilidad de puentes grúa); espacio disponible para almacenamiento de material; y altura bajo gancho disponible.

Bill Johnson, presidente de Athena, lanzó el fabricante de metales de Austin en 2000.

Esta matriz de decisión está siendo automatizada. "El software generará un dibujo a escala de vista en planta y el cliente verá su almacén o planta de producción", dijo Johnson, y agregó que la matriz ayudará a responder varias preguntas. "¿Cómo introducirá el material en el interior? Para tuberías largas, ¿puede evitar la rotación del material en el eje vertical? ¿Funciona mejor el almacenamiento vertical u horizontal, o ambos? ¿Hay remanentes y, de ser así, cómo se devuelven a almacenamiento y dónde?"

Un fabricante personalizado que lanza su propio producto a menudo lo hace para ayudar a equilibrar la demanda relativamente impredecible en la fabricación por contrato. Para ello, elige una línea de productos con poca variación y demanda relativamente predecible. Cuando los tiempos son lentos, el fabricante puede producir su línea de productos para almacenar (hasta cierto nivel). Y en la operación de corte, los componentes del producto pueden ser piezas de relleno útiles cuando el programador necesita rellenar un nido.

Sin embargo, la situación de Athena es diferente. La línea Eurostorage consiste en gran parte en productos configurados a pedido. Algunos elementos comunes más pequeños, como casquillos mecanizados y ruedas de rodillos, se pueden fabricar para almacenar. Pero así como cada tienda es diferente, cada estante también lo es. Por lo tanto, Athena debe limitar su inventario de productos terminados.

Desde la perspectiva del flujo de trabajo, el proceso de ventas, incluida la prospección y la recopilación de información, es el que más tiempo consume. Pero una vez que Athena tiene la información que necesita, se pone en marcha. Los componentes de Eurostorage se pueden diseñar rápidamente en función de un marco modular. Y, por supuesto, cada componente está hecho para facilitar la fabricación, teniendo en cuenta el equipo y las herramientas de la empresa.

Athena ha tenido un programa formal de mejora continua durante más de una década. De hecho, las iniciativas de mejora son lo que atrajo a la empresa a los productos de Eurostorage en primer lugar.

Como predicará cualquier practicante Lean, el valor ocurre en el piso de producción. Entonces, desde la perspectiva del trabajador de planta, ¿qué separa el trabajo de OEM de los trabajos por contrato en Athena? Como explicó Johnson, "Se trata de la esfera de influencia. ¿[El trabajo] también incluye el diseño de la pieza o solo la fabricación de la pieza?"

Si bien Athena ofrece sugerencias de capacidad de fabricación a sus clientes contratados, la mayoría requiere que la pieza se fabrique según el diseño, generalmente debido a todas las aprobaciones de ingeniería requeridas. Entonces, el diseño es fijo y la pieza se construye para imprimir.

"La esfera de influencia abarca solo el proceso de fabricación, por lo que la creatividad, el diseño y la innovación para estos trabajos ocurren en el ámbito de la fabricación, lo que da como resultado [nuevos] diseños de accesorios, herramientas y trayectorias", dijo Johnson. "Aunque las ideas de mejora continua de los trabajadores de la planta no pueden incluir cambiar el diseño de la pieza, sus ideas pueden lograr mejoras significativas en la calidad y el costo de la pieza".

Para la línea Eurostorage y, de hecho, cualquier cliente que le dé el control del diseño a Athena, "la esfera de influencia abarca todo el ciclo de vida del producto, comenzando con una estrecha colaboración entre ventas e ingeniería", dijo Johnson. Los diseños tienen en cuenta la capacidad de fabricación desde el principio, adaptados al equipo y la experiencia de la empresa.

"Si bien el mecanizado y la fabricación reales son intencionalmente sencillos, el trabajador del taller sabe que sus ideas de mejora continua pueden incluir posibles mejoras de diseño", continuó Johnson. "Así que ahora el equipo de diseño obtiene la perspectiva del taller en tiempo real, lo que impulsa la mejora continua y la creatividad a un nuevo nivel".

De Athena, el fabricante por contrato, los clientes compran capacidad y experiencia en fabricación. De Athena, el OEM, los clientes compran el producto. Tener ambos trae diversidad no solo en los mercados a los que sirve la empresa, sino también en la jornada laboral misma. En Athena, aquellos que disfrutan de la monotonía no necesitan postularse.