制造数据收集和管理改变了 Swiss Shop

数字数据管理越来越多地推动当代制造公司的制造战略、运营和资产分配，但是，以统一的方式收集和比较加工数据对于拥有新技术和旧设备的工厂来说可能是一个挑战。 Dan Villemaire 是 C&M Machine Products 的所有者和总裁。 40 年前，他的祖父和父亲在新罕布什尔州哈德逊市成立了一家 Brown &Sharpe 螺丝机加工厂，该公司已发展到拥有约 100 台机器，包括 73 多台 CNC 瑞士型车床和 19 台更大的 CNC 车削中心。 C&M 服务于从航空航天和国防到铜耗材、流体处理、医疗、机器人和光学等行业，其精密加工产品的生产量高达 1,000,000 件或更多。

Villemaire 先生认为，详细的制造数据管理和分析将有助于通过更有效地调度和使用制造资源来促进新市场的增长。 “我们一直努力做的一件事是用数据推动决策，”他说。但由于该店机器的使用年限和操作方式大相径庭，很难收集到准确、一致和可比的数据。 “我们希望更好地了解我们的机器在做什么。我们知道我们的一些机器能够与我们交谈并以仪表板类型的格式向我们提供信息，但不是以统一的方式。”

C&M 通过 DNC（分布式数控）系统将 CNC 程序发送到其机器，但该车间传统上使用手工填写的时间卡记录机器输出。操作员手动记录他们的工作时间和他们生产的零件，然后提交卡片进入车间的 ERP 系统。该过程无法很好地处理多个错误机会。

C&M 从 Macdac Engineering 旗下的 WireFreeCNC 收购了其 DNC 系统。 Macdac 提供制造软件和硬件产品，包括 Mastercam、Catia 和各种网络设备。软件提供商建议在 C&M 安装 Excellerant MDC（制造数据收集）。 Excellerant 是一种通用解码器，可连接机器并在生成 CNC 数据时对其进行捕获。该产品使制造商能够连接其所有的 CNC 机床和控制器（无论品牌），并实时监控和管理每台机器的数据，并将该数据传输到公司的 ERP 系统。

DNC 优势

Excellerant MDC 建立在 MTConnect、FANUC Focas、OPC-UA、Haas MNET Q-Codes 和其他机器控制连接协议之上，它​​还与传统 CNC 机器进行通信。该软件包由软件许可证和硬件组成，硬件包括位于每个机器控制器上的图形显示板。系统在创建零件时对其进行计数。每班结束时，操作员对完成的良品件数进行确认，总数自动录入ERP系统。

有了准确的数据，商店能够更好地了解其真实产量。 “我们之前真的没有很好的数据来观察这些事情，”维尔迈尔先生说。 “这个系统允许我们这样做。这很有帮助。我们不依赖手写的考勤卡，也不依赖我们的操作员来推动 C&M 的产量和吞吐量计算。”

C&M 的持续改进负责人 Shawn Bergeron 说：“进入我们 ERP 系统的信息的准确性比以前要好得多。从调度的角度来看，它改进了很多东西。”

Bergeron 先生强调，过去常见的错误输出数字并不是机器操作员欺骗的结果。 “他们根本不知道，”他说。 “我们有时会丢失零件。比如我们跑了 1000 个零件，但操作员手头有 700 个，所以他以为他做了 700 个。实际上，缺少的 300 个零件没有被正确地夹在机器中，它们掉到了芯片箱中。”

此类事件影响了盈利能力。 “当零件在机器中丢失时，我们的产量会受到影响。我们花费了周期时间，我们消耗了材料和劳动力来制造我们无法转身并出售给客户的东西。无论是否在机器中，它都是废料，需要以这种方式进行核算。现在，通过可靠的数据收集和根本原因分析，我们知道需要纠正的问题，”Bergeron 先生说。

实施 Excellerant 软件包最明显的好处是消除了考勤卡。 C&M 还在尝试删除额外的文档——通过多个班次跟踪每日零件计数的计数表。系统会自动执行此操作，让操作员了解他们相对于作业的制造数量的位置，从而防止超支。该信息还可以确认手头的材料量足以完成所需的零件体积。 “自动记录为操作员节省了 15 或 20 分钟，他们可以重新利用这些时间来清理机器并为下一个班次做好准备，”Villemaire 先生说。

目标是尽可能地自动化数据收集。然后管理层可以开始分析数据并找到处理产量问题的方法。 “从客户满意度的角度来看，使用该系统还可以增加价值，因为我们能够提高成本的准确性并增加我们对客户的价值，”Bergeron 先生说。

改变文化

对于一家拥有 40 年历史的企业而言，大规模采用自动化数据收集代表着重大的文化转变。 Villemaire 先生正在让 C&M 摆脱旧的做事方式，用新鲜的资源和想法包围自己。 Bergeron 先生解释说：“我们最近聘请了一名运营经理和一名质量经理，他们的技能与我们以前不同。我们还聘请了一位财务经理。丹正试图让自己的核心团队围绕在自己身边，以根据事实和数据将这个组织带到需要去的地方，而不是基于情感和“我们在 30 年前就这样做了”的态度。如果我们继续这样做，30年后我们将无处可去。”该公司计划在未来三到四年内招聘 55 名员工。

更好的买入

员工，尤其是运营商，比 Bergeron 先生预期的更公开地接受了 Excellerant 系统的实施。 “我让运营商注意到我们正在更好地跟踪信息，”他说。 “他们看到了价值。它不是谴责人们的工具。这是我们最不想做的事情。我们宁愿将其用作根本原因分析以及未来采取纠正和预防措施的工具。未来的好处是巨大的。”

无纸化环境

采用自动化数据管理的目标之一是实现无纸化环境，尤其是在车间。这项工作的一个关键要素是安装在每台机床上的图形显示板。在平板电脑上，它显示了一个简单的用户界面，旨在实现清晰的逻辑功能，机床由图形图标表示。

操作员登录时，机器通常处于空闲状态。操作员输入员工编号后，机器图标变为红色，表示处于设置模式。设置完成后，图标从红色变为橙色。在操作员完成设置（包括提交第一件的标称尺寸）后，系统会建立零件计数。当第一件被确认为合格零件时，操作员将该件合格投入生产并开始生产运行。在运行期间，操作员可以登录并检查机器输出与生产计划和所需零件总数的比较。在运行结束时，操作员告诉系统制造了多少合格零件。图形平板显示器也可用于商店办公室的台式计算机以及移动设备。

减少文书工作也有助于遵守法规。例如，Bergeron 先生说，Excellerant 系统的使用有助于遵守 NIST（美国国家标准与技术研究院）标准，尤其是网络安全标准 SP800-171。如果发生数据泄露，可能会面临巨额罚款。 “这要求我们非常小心我们的客户知识产权，例如规格和图纸，”他说。 “在许多情况下，我们对客户的合同义务的一部分是控制他们的信息并保证它不会落入坏人之手。”在机器上的平板电脑上存储信息会限制车间中客户打印的数量和规格。 “在某些情况下，网络安全标准在某种程度上是其他商店进入市场的障碍，”Bergeron 先生继续说道。 “我们的很多客户，特别是国防领域的客户，都在询问我们是否以及何时会合规。”

各种机床

C&M 拥有超过 73 台瑞士型 CNC 车床，包括 Star、Citizen 和 Tsugami 的机床。较大的 CNC 车削中心包括 Miyano、Eurotech 和 Hardinge 的机床。机器控制来自发那科和三菱。 Bergeron 先生说，C&M 商店中机器的数量和种类对​​收集和标准化数据提出了挑战。 “每个都与下一个略有不同，而且我们有很多旧机器。在较新的机器上，实施 Excellerant 非常简单快捷。这是一种即插即用的方式。为了设置系统，与旧机器进行了更多的交互。但现在它几乎安装在我们拥有的每台机器上，而且我们还有六台新的 Citizen CNC Swiss 车床，我们正在将它添加到其中。”

该车间在其瑞士自动车床上生产直径从 0.03125 英寸到 1.5 英寸不等的零件，在较大的车削中心上生产直径高达 4 英寸的零件。 “因此，我们可以根据不同的机器能力完成的工作规模有很大差异。我们可以查看我们不同机器的能力并相应地安排时间，”Bergeron 先生说。公司做了大量工作，为每项工作找出最佳的机器平台，Excellerant 系统正在帮助他们更好地理解这些选择。

Bergeron 先生说，使用该系统的意见主要来自车间。 “它不是来自我或管理层的任何人；它来自每天使用该系统的员工。这就是成功的所在——员工采用它并看到系统的好处，”他解释道。他们中的一些人可以深入研究零件数量问题并进行根本原因分析。对于其他人来说，一旦它启动并运行它就可以工作，只要人们遵循指示。 “员工信任该系统至关重要。所需要的只是微调和注意细节。我们的机械师非常注重细节，生产公差极小的零件。我知道他们可以做到。”

重要功能

Bergeron 先生指出，该系统的一个重要功能称为鹰眼视图，它提供完整的作业详细信息，例如客户信息、零件编号、印刷编号、修订、作业状态、零件订购时间、到期日期和更新订单数量。

操作说明是另一个有价值的功能，可实现办公室和楼层之间的双向通信。操作员或办公室人员都可以键入一条消息，该消息将出现在机器上的平板电脑上以及幕后的仪表板上。 “这可能很简单，比如前一天晚上工作的运行情况，如果有任何问题，与即将到来的班次分享信息，”伯杰龙先生说。车间运行第一班和修改后的第二班；从晚上到早上的交接班之间可能有三到四个小时的间隔。 “借助 Macdac，我们正在开发使用零件号保存操作说明的功能，以便下次安排工作时，操作员或其他员工可以查询说明并了解以前的工作运行情况。”

可访问数据的价值

可靠、可访问的数据突出问题并将其置于最前沿。 “如果它不在你面前，而且你不注意也不试图对此做点什么，你就永远不会好起来，”伯杰龙先生说。 “现在我们有了良好的数据，我们可以查询产量数据并分析其趋势或模式，或者查看是否有某台机器一直存在问题。有了准确的数据，我们可以理解和使用许多不同的因素来更好地运营我们的设施。现在的重大转变是让中层管理团队开始利用该系统做出决策。”

这些数据使作业能够被安排在正确的平台上。 C&M 过去曾发生过将作业安排在不可用的机器上的事件。 Excellerant 系统显示每项工作的进展情况，并深入了解当前正在发生的事情。它可以用来引导流量和做出决策。

采用自动化数据管理技术

考虑采用自动化数据管理技术的商店会发现，使他们的流程尽可能全面一致很有帮助。例如，如果可能，零件计数的标准应该标准化。考虑到 C&M 零件和机床的性质，零件数量通常基于切断操作。当零件被转动时

棒料库存，截止表示零件已完成。在这种情况下，它实际上是一个操作计数，而不是实际的零件计数。 “至于什么会给你带来零件数量，这并不一定是一成不变的，”伯杰龙先生说。 “你只需要确保加工程序中有某些代码或变量，并且团队中需要有人理解代码——在这种情况下是程序员。尽可能标准化也可以更轻松地进行故障排除。”

在为自动数据收集的变化做准备时，指定项目负责人或拥护者对于确保工作按计划进行以及有明确定义的负责人就任何延误或其他事件进行沟通至关重要。与数据管理系统的供应商保持良好的关系是必不可少的。

Bergeron 先生强调甚至在签署数据管理合同之前就需要组建一个多学科团队。 “团队应该由来自运营、IT 的代表和来自车间的拥护者组成，但它确实涉及来自车间所有不同学科的很多人，”他说。 “关键是事先了解系统将如何工作。那些讨论可以开始，种子可以播种，所以当系统实施时，它并不是全新的。它要求组织中的每个人都有一定程度的参与。”

自动化数据收集的未来

Bergeron 先生说：“Excellerant 可以用于制造过程中的每一个操作，但目前我们还没有充分利用该系统。我们将其用于机床的设置和生产，但尚未用于最终检查、运输或流程的其他方面。将来，我们将进一步利用该技术并最大限度地利用它。重点是收集数据并将其反馈回系统供我们的员工使用。他们比任何人都清楚发生了什么。”

C&M的“四个C”

在采用自动数据收集和管理技术的同时，C&M 还寻求阐明组织身份和目的的方法。 Dan Villemaire 说：“我们在过去两年半的大部分时间里都在定义 C&M 的价值观。我们达到了‘C&M 的四个 C’，即以客户为中心、持续改进、协作和社区。”

“显然，以客户为中心是我们的首要目标；让我们的客户满意，并确保我们做他们需要我们做的事情，”Villemaire 先生说。 “协作与持续改进齐头并进；团队合作对于前进至关重要。持续改进是一个被过度使用的术语，但我们始终努力做得更好。 Excellerant 系统使我们能够收集我们需要能够衡量改进的数据。以前我们不知道我们是否做得更好，因为我们没有数据可以这么说。”

关于第四个“C”社区，“它是双重的，”Villemaire 先生说。 “我们致力于互相支持并回馈当地社区。在我们公司的内部社区中，人们在生活中遇到需要支持的个人问题或事件，我们对此非常重视。我们认为自己是一个家庭。我们为我们的人民而存在；我们在那里为他们提供支持。”

关于公司以外的当地社区，Villemaire 先生补充说：“我们举办食品活动，我们在圣诞节收养家庭，我们是 Boys and Girls Club 和许多其他非营利组织的赞助商。 2019 年，我们的目标是让每位员工完成 8 小时（一天有薪）的异地社区服务工作。我们越来越多地将这种态度融入我们在这里做事的方式中。我们做了很多人们不知道的事情。我试图让我们的员工和客户回馈成为我们公共政策的一部分。我们正在回馈。这对我们很重要。”

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