211service.com
Maszyny-matki
Pracownik fabryki jeździ wózkiem widłowym z czterotonowym odlewem metalu po wypolerowanej betonowej podłodze. Otoczony przez zbliżający się zrobotyzowany sprzęt, jest jedynym człowiekiem w zasięgu wzroku w lśniącej fabryce obrabiarek DMG Mori Seiki w północnej Kalifornii.
Trzy rzędy wysokich, warczących maszyn wycinają precyzyjne komponenty z surowych odlewów metalowych ważących od kilku funtów do kilku ton. Jest to rodzaj prawie opustoszałego widoku, którego można się spodziewać po zaawansowanej produkcji.
To zautomatyzowana połowa zakładu, ale po drugiej stronie ściany z oknami na liniach montażowych roi się od ludzi w białych hełmach i granatowych mundurach. Tam 40 pracowników ręcznie buduje maszyny wielkości sypialni, składając 2000 części, aby stworzyć sterowane komputerowo instrumenty, które będą stanowić serca fabryk samochodów, samolotów i elektroniki w całej Ameryce.
Japończycy nazywają je maszynami-matkami, ponieważ umożliwiają tworzenie innych maszyn. Znane również jako frezarki, używają narzędzi przędzalniczych do wycinania skomplikowanych kształtów z grubo odlanych kawałków metalu. Wśród wyników znalazły się formy do odlewania ciśnieniowego, koła zębate do skrzyń biegów i obudowy do smartfonów.
14
Dni potrzebne do wykonania frezarki DMG Mori Seiki
Fabryka Davisa buduje jedne z najbardziej zaawansowanych frezarek sterowanych komputerowo (CNC) na świecie. Szybkie, trwałe i dokładne z dokładnością do mikrometra, są w stanie przesuwać zarówno urządzenia tnące, jak i kształtowane części w wielu kierunkach. Producenci mogą używać narzędzi DMG Mori, aby wytwarzać więcej produktów, czynić je szybszymi i zużywać mniej energii przez dłuższy czas.
Jakość i wydajność maszyn Davis plasują je w górnej części branży, mówi David Dornfeld, przewodniczący wydziału inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley.
Według Dornfelda decyzja DMG Mori o budowie wartej 50 milionów dolarów fabryki w Davis mówi ważne rzeczy o przyszłości amerykańskiej produkcji. Ponieważ automatyzacja sprawia, że koszty pracy są mniej ważne, producenci wszystkiego, od smartfonów przez sztuczne kolana po samochody elektryczne, coraz częściej mogą wybierać lokalną produkcję.
Wśród kluczowych zalet lokalizacji w Kalifornii: fabryka jest bliżej klientów — co nie jest trywialne w przypadku wysyłki produktów ważących dziesiątki tysięcy funtów — oraz centrum innowacji firmy i partnerów badawczych na lokalnym uniwersytecie. Budowa niektórych maszyn w Stanach Zjednoczonych chroni również firmę przed stratami na wymianie walut i pomogła poprawić jej sprzedaż, zyski i udział w rynku amerykańskim. Stany Zjednoczone odpowiadają obecnie za 25 procent globalnej sprzedaży DMG Mori.
Schludny biało-szary zakład DMG Mori znajduje się dyskretnie obok autostrady międzystanowej 80. Ciężarówki z platformą przewożące produkty o wadze od 20 000 do 40 000 funtów mogą pojechać na zachód do Doliny Krzemowej lub na wschód do fabryk samochodów, samolotów i sprzętu naftowego. Mapa w hali montażowej wypuszcza maleńkie białe, żółte, granatowe i pomarańczowe flagi przedstawiające miejsca docelowe produktów.
Według Zachary'ego Pinera, dyrektora generalnego działu technologicznego zakładu, fabryka wyrosła z relacji między firmą a szkołą inżynierską Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis. Firma założyła Laboratorium Technologii Cyfrowych w Davis w 2000 roku. Piner i dyrektor zarządzający fabryki, Adam Hansel, kończyli studia magisterskie, kiedy zostali zatrudnieni jako dwaj z pierwszych czterech pracowników.
Do takiego połączenia oprogramowania, sprzętu i precyzyjnej produkcji firmy potrzebują bliskości infrastruktury edukacyjnej, mówi Enrique Lavernia, dziekan szkoły inżynierskiej w Davis. Ta wysokowartościowa produkcja wyrafinowanych technologii jest dla nas szansą w tym kraju.
Hansel mówi, że jednym z powodów umieszczenia fabryki w tym samym miejscu było wykorzystanie tego talentu. Centrum, zatrudniające ponad 60 inżynierów, projektuje obrabiarki i oprogramowanie dla DMG Mori na całym świecie. Jedna z zaprojektowanych przez nich aplikacji na smartfony umożliwia klientom monitorowanie ich maszyn, wyświetlając czerwone, żółte i zielone światła obok niewielkich obrazów urządzeń, aby pokazać ich stan pracy.
Inżynierowie laboratorium pomogli również zaprojektować i skonfigurować samą fabrykę, wymyślając mocowania do montażu produktów i rozwijając oprogramowanie dla zautomatyzowanych linii. Teraz laboratorium wykorzystuje fabrykę do testowania prototypów nowej generacji.
Wewnątrz zakładu podłogi wzmocnione stalą mają grubość 40 cali, aby zapobiec wibracjom. Powietrze jest prawie bezwonne i pozbawione kurzu, co jest wrogiem precyzji i zagrożeniem dla bezpieczeństwa. Jest tak mało hałasu, że ludzie mogą rozmawiać bez podnoszenia głosu.
Dwóch pracowników obsługuje dźwig, który ładuje odlewy do systemu obróbki. Sześć godzin później pojawiają się części z wyrzeźbionymi w nich precyzyjnymi rowkami, śladami, gwintowanymi otworami na śruby i innymi kształtami. System zaprojektowany przez Laboratorium Technologii Cyfrowych wykorzystuje żółte ramiona robota do odkurzania metalowych wiórów i wiórów.
Maszyny weryfikują jakość na każdym kroku. Gdy części trafiają do hali montażowej, przechodzą przez stację pomiaru koordynatów za milion dolarów, z dokładnością do czterech mikrometrów.
Fabryka pracuje miesiącami bez problemów z jakością, mówi Hansel. Połowa produktów fabryki trafia do małych warsztatów produkujących części, zatrudniających 50 lub mniej pracowników. Nie mogą sobie pozwolić na awarie maszyn, które zakotwiczają ich produkcję i kosztują od 120 000 do 500 000 dolarów. Jak mówi Hansel, pracownicy kontroli jakości w białych koszulach przeprowadzają 100 godzin rygorystycznych testów na różnych etapach montażu.
Zaczynając od odlewania fundamentów, pracownicy mocują główne podzespoły, które utrzymują ruchome części. Dodają sterowanie elektryczne i okablowanie, pompy hydrauliczne i orurowanie oraz blaszane osłony. Cały proces trwa od początku do końca 14 dni. W trakcie budowy jest zwykle 30 maszyn.
Na jednej maszynie Jeff Gagne instaluje lśniący stół obrotowy obrobiony po drugiej stronie zakładu. Podłącza sterowanie elektryczne i używa czujników, aby sprawdzić, czy stół jest prostopadły do wrzeciona maszyny, które obraca narzędzia skrawające.
Podobnie jak inni monterzy, Gagne toczy wózek ze stojakiem narzędzi ręcznych od maszyny do maszyny. Są klucze dynamometryczne, klucze oczkowe, klucze nasadowe i klucze imbusowe. Znajdują się tam również małe kamienie ścierne, które mogą zgolić maleńkie warstwy metalu. Jak mówi Hansel, około 20 pociągnięć usunie mikron. Jest w tym sztuka.
Według Davida Dornfelda z UC Berkeley w fabryce DMG Mori panuje prawie odpowiednia równowaga między automatyzacją a ręcznym montażem.
Jak mówi, szaleństwem byłoby próbować zbudować obrabiarkę za pomocą robotów. To jest tworzenie instrumentów, a każda maszyna ma swoją własną osobowość.