Hirsh Precision 信任系统

在 Hirsh Precision Products，文化基于以诚信和信任、信心和承诺的核心价值观开展业务

从一个简单的定位销到一个复杂的流体歧管，每个制造的零件都是从一个想法开始的。科罗拉多州的一家商店将先进的制造技术、细致的流程和数据管理与以团队为中心的公司文化和近 40 年的经验相结合，将客户的概念变为现实。

机械师 Steve Hirsh 于 1979 年在科罗拉多州博尔德创立了 Hirsh Precision Products Inc.。Hirsh 用一台 Bridgeport 铣床为各种客户加工小批量生产以及工具和夹具组件。他的兄弟 Mike 加入了公司，车间增加了一台 LC-10 Okuma 车床和一台带手动换刀的 CNC Wells Index 立式铣床。

随着业务的增长，这家商店搬进了其中一位客户的工厂，这是一家汽车专业工具制造商，38 年后仍然是客户。 1993 年，Hirsh Precision Products 建造了自己的 24,000 平方英尺（2230 平方米）的大楼。如今，该公司有大约 70 名员工，每周工作五天，两班倒。该店约三分之二的产出与医疗行业相关，其中大部分涉及血液处理设备组件等设备。

产品质量，团队性格

纵观其历史，Hirsh Precision Products 的指导格言一直是“按时交付优质工作”。现任公司工程总监的 Steve Hirsh 说：“高质量的工作是诚信​​经营的结果，也是我们公司文化的基础。”

据 Hirsh 称，公司专注于员工团队成员之间的持续改进、学习和信任。 Hirsh Precision Products 与其团队成员的关系堪称独一无二。

公司的招聘理念旨在确保公司和团队成员都适合。与初始技能水平相比，重点是个性、正直和能力。 “你不能教基本的性格或如何按时出现或承认错误，”赫什说。他补充说，如果员工充满热情、兴趣和好奇，技术技能是可以传授的。

公司积极文化的证明是在工作场所拥有多名成员的家庭数量。赫什说：“我统计了大约 13 个不同的家庭，其中不止一名成员在这里工作。在某些情况下，有三四个来自同一个家庭。”事实上，该团队包括 Hirsh 家族的三名成员：Steve、CEO Mike 和 CFO Kent。

培训学院

随着时间的推移，该公司对持续学习的重视程度越来越高。在早期，培训包括机器上的实时指导。添加了工艺步骤和设置的文档，以减少设置时间并确保可重复性。多年来，还开展了其他培训计划，包括聘请当地的机械行业讲师在现场培训员工。在过去的一年里，公司聘请了一名培训和发展经理来正式记录和跟踪培训。

现在所有的培训工作都归于一个叫做赫什培训学院的伞下。该计划提供标准化、可扩展的课程，员工可以在工作或在家中登录。基本要素包括定向材料、安全性和测量技巧。

新课程不断增加，该系统还有助于跟踪外部培训课程，例如由 NTMA（国家工具和加工协会）提供的课程。每个团队成员都是 Hirsh 培训学院的成员，可以确定与他或她的职业道路相一致的学习方向。团队成员每年与主管会面，探索他们自己感兴趣的领域、确定培训主题、设定目标并回顾上一年的进度。

投资技术

自成立以来，Hirsh Precision Products 不断投资于先进的制造技术。 “我们试图了解某些新功能或特性的回报，并确保以聪明的方式利用这些创新，”首席运营官 Peter Doyle 说。

如今，该公司拥有 22 台 CNC 机床，几乎均匀分布在铣床和车床之间。有六个生产单元，每个单元有三到四台机器。五轴机床突出，用于定位，实现一次加工。

定位精度在医疗制造中对于保持零件配准、公差和特征相互关系至关重要。这家商店生产的零件尺寸从 1 毫米车削部件到 3 英尺大的部件，但“我们 80% 的工作将尽在您的手掌中，”Hirsh 说。除电镀外，其他操作均在内部进行。工件材料从医疗级塑料延伸到可热处理不锈钢。

产量一般不大。 “每年，我们可能会生产 100 个或多达 10,000 个其他的东西。一个典型的批量可能是 200 件左右，”Hirsh 说。

自动化的演变

Hirsh Precision Products 一直在寻找实现流程自动化的方法。例如，即使在最初的五年里，该公司就投资了气动机器人来装载卡盘车床。在该车间购买了第一台更换托盘的轧机后，管理层承认更换托盘所提供的灵活性和生产力，并决定未来的每台轧机都将配备这种方式。

该车间首次涉足 FMS（柔性制造系统）技术是使用四轴 12 托盘 Tsugami FMA，其第一台采用 FMS 概念的五轴机床是配备十工位托盘更换装置的 DMG Mori。

为了扩大其 FMS 应用，该公司研究了多机 FMS 系统中可用的选项。 “我们作为一个团队每两年去一次 IMTS，以了解与我们的客户及其零件相关的技术，”Hirsh 说。经过深入的展前研究，在 IMTS 2016 上，该公司购买了一个 FMS 系统，该系统由 Okuma MU-4000 耳轴式五轴 CNC 立式加工中心组成，具有 740 mm x 460 mm x 460 mm X-Y-Z 工作范围，服务于FMS 供应商 Fastems LLC 的 MDR-750 FMS ONE 制造系统。

此后，该车间在 Fastems 系统上购买并安装了第二台 MU-4000 轧机，该轧机具有 36 400 毫米直径的托盘、三层托盘存储和一个 LSC 装载站。该系统可扩展为在现有设施内处理 5 台机床和 120 个托盘。

Fastems 的制造管理软件 (MMS) 是该系统的运行基础。 MMS 根据人员、工具、机器时间和原材料的可用性做出生产优先级决策。它设计一个时间表，将托盘移入和移出托盘架，并自主指导零件的加工。

Doyle 说：“我们传达了交货日期和所需数量，然后 MMS 可以‘下棋’，查看已安排的工作，并提出一个能够满足交付日期的计划，利用可用资源，并最大化主轴时间。这导致了出色的主轴利用率。”

车间输入其人员调度，系统在团队成员可以卸载时检索完成的零件。 “操作 Fastems 系统向我们的团队强调了保持主轴运行的重要性。我们的工作是组织任何必要的先决条件，例如固定，”Doyle 说。

多托盘系统与大多数 Hirsh 零件的重复性非常匹配。 “设置对我们来说是更大的变量之一，”赫什说。通过将夹具完好无损地留在托盘上，该车间实际上可以消除设置时间。 “有了 36 个托盘，我们就可以完成工作。更换托盘使我们能够最大限度地缩短交货时间，同时最大限度地提高利用率，”Hirsh 说。在一项研究中，该车间执行了三种典型的零件制造工艺，设置时间减少了 72%、54% 和 92%，平均减少了 73%。

Hirsh 强调了充分了解系统功能的重要性。 “Fastems 告诉我们，该系统不仅仅是一个大型、精美的托盘更换器。他们敦促我们相信系统，输入我们的工作，让系统安排工作并确定零件何时运行。”

物超所值

Doyle 说：“如果我们努力购买这项技术，我们希望能充分利用它！”因此，Hirsh Precision Products 组织了一个专门的 Fastems 团队，并为其挑战发现 FMS 系统可以做的所有事情。

也许对商店来说最重要的是，FMS 系统可以在晚上、周末和节假日进行熄灯操作。 “目标是每天 24 小时运行主轴，”Hirsh 说。

托盘化工作夹具还允许增加零件密度。 “这有助于我们进行熄灯生产，”Doyle 说。 “以 5 分钟的周期工作，36 个托盘不会持续很长时间。但如果你有一个一小时或两小时的周期，那么你可以熬过晚上和周末。 Fastems 系统允许充分利用无人值守的时间。我们可以让系统关闭并在一夜之间运行，而不是每 15 分钟就派人来一次，然后我们第二天就更换零件。”

他继续说道，“我们可以为许多客户的订单并行生产，而不是以串行方式生产。对于每月需要交付 100 件的零件，我们每周可以运行 25 个，这样一天大约可以运行 5 个。我们可以每天在装载站出现一次工作，而不是在移动到下一个部件之前只运行 100 件该物品。”跨多台机器集成托盘管理还可以使零件在多台机器上运行。

一个需要五轴定位来加工其所有特征的零件以前是在兄弟五轴铣床上一次性加工的。工作范围仅足够一次处理一个零件。 “借助 Fastems 系统，我们可以在更大的机床上加工零件，并且我们可以在一个托盘上同时处理 18 个零件，”Hirsh 说。

该零件大约 60 平方毫米，分三个顺序加工，每个顺序六个零件在同一个托盘上。第一个序列涉及在毛坯上加工燕尾榫。序列 2 包括零件五个侧面的加工。在序列三中，加工出燕尾榫并完成零件。每个循环产生六个成品。 Hirsh 说：“我们可以在零件满足我们的构建计划时将它们分批通过，而不是批量处理。”

Hirsh Precision Products 应用 Fastems FMS 技术的两大挑战涉及工具管理和 ERP（企业资源规划）系统兼容性。

车间工作的小批量、多品种、严格公差的特点需要使用各种各样的切削工具。当 Hirsh Precision Products 最初为两台 Okuma VMC 安装 Fastems 系统时，该车间将系统的工具管理功能包括在内在经济上并不可行。目前每台大隈机床可存储 166 把刀具，刀具容量尚无限制。

然而，由于该车间打算将该系统扩展到总共五个加工中心，因此它正在开发自己的系统，以便在 166 把工具不足以满足每台机器上生产的零件的混合时将工具移入和移出机器。 “当 FMS 的工作量超出可用工具箱的容量时，我们将以自动化方式将工具移入和移出工具矩阵。防错工具移动即将到来，”Doyle 说。

另一个问题是 ERP 集成。 Hirsh 通过其长期建立的 ERP 系统管理其所有客户承诺信息，该系统并非旨在支持多托盘调度。原因是 ERP 系统评估从原材料接收到运输的整个零件路线，包括电镀或热处理等外部操作。它被设计成能够识别对专注于工作单元活动的 FMS 系统来说不明显的瓶颈。 ERP 系统优先考虑准时制制造，而 FMS 优先考虑主轴利用率。

因此，Doyle 说，“我们正在想出一种方法来结合两个系统的要求，例如，通过分段发布大部分订单，并对我们让 Fastems 系统看到的信息更具选择性。”

这不是一件容易的事。 “ERP 系统就像结婚，”赫什说，“有承诺和投资。如果没有必要，你也不想改变你的 ERP 系统。”

Doyle 说：“我喜欢 Fastems 的 FMS 的地方在于，它使我们的团队能够专注于解决技术无法解决的问题，同时让团队从技术证明非常擅长的任务中解放出来。例如，Fastems 系统非常擅长重复性动作，它的优先工作和保持主轴运行的能力非常棒。但它无法告诉我们如何设计夹具、如何考虑材料特性或如何最好地设计生产工艺。因此，它使我们能够专注于对我们公司来说最有利的领域。”

生产记分卡

Hirsh 希望公司中的每个人都知道他或她如何帮助公司实现“按时交付高质量工作”的指导格言。然而，赫什说：“我们发现我们无法每天都进行监控。所以我们开发了一个记分卡，由机械师为机械师设计。它把我们的安全、质量和生产力作为优先事项，并且在一天中的任何特定时刻都可以在我们公司的各个方面提供我们在每个优先领域的工作情况的最新信息。”

每个制造单元都有一个带有自定义记分卡的计算机屏幕，该记分卡是根据其团队成员的输入开发的。这样可以快速诊断和响应生产异常。

例如，主管可以检查一个单元的记分卡，并在设置运行时间很长时带上合适的人来提供帮助。一页快照反映了整个公司的每一个客户承诺，并显示了哪些团队成员参与了履行承诺。为了提供及时的信息，记分卡每两分钟更新一次。

在研究不同的 FMS 系统时，Hirsh 寻求的是耐用性和可靠性能，而不是领先的早期采用技术。 “我们希望在对最新技术的投资与想要经过充分测试而不是负担的东西之间取得平衡，”赫什说。 Fastems 是我们的正确选择。对我们来说，这是一项战略投资，我们希望在未来很多年都能适应我们的业务。”

了解大数据

Hirsh Precision Products 的 Peter Doyle 承认：“我喜欢数据。我们每天都看它。我们的报告涵盖了我们生产过程的各个方面。周期时间、零件编号、设置时间、材料成本、检验数据……所有数据都可用。对于数据驱动制造，我唯一的犹豫是要确保我们以正确的方式使用它。

“问题是公司经常淹没在他们的数据中，他们不知道如何处理这些数据，”Doyle 继续说道。 “数据的价值在于它有助于决策的能力。应该在收集问题之前隔离问题并确定哪些信息最有用。”

Doyle 说，今年，该公司将分析和信息管理作为实现其战略的关键组成部分。 “分析可以帮助我们发现哪些数据对我们最有意义。信息管理使我们能够在正确的时间将正确的信息传达给正确的人。”

该工厂正在开发将数据系统化的方法，以帮助做出生产决策。例如，虽然 CMM 数据很容易以电子方式捕获，但该车间目前正在实施工具和零件检测数据的电子收集，这些数据以前是在车间手工完成和记录的。 Doyle 说，随着这些举措和其他举措的推进，该商店“正在想办法将我们开发的专有流程文档软件、我们的 ERP 和 Fastems MMS 结合在一起，以便我们的数据本身就是一种资产。我们知道我们有机会改善对数据的使用，但我们仍在研究如何做。”

另一个步骤是确定基础数据的质量。更高质量的数据可以帮助更快地做出更好的决策。例如，与其每 5 个零件检查一个特征并减慢生产速度，车间可以统计确定它只需要检查 50 个零件中的一个，从而提高效率。 Doyle 还质疑一些数据的真实价值。某些数据无疑是有价值的，例如机器利用率和 OEE 数字，但有些数据集没有那么有用。

例如，他质疑有关个人绩效的详细数据的价值，例如关于人均生产力的国家基准研究。 “数据收集方式的某些方面意味着基准可能无法比较或与决策无关，我不认为这是数据驱动制造的好处。 Hirsh Precision Products 的成功和文化基于我们的核心价值观——我们诚实守信，对我们的工作充满热情，对我们的技能和能力充满信心，忠诚和承诺。有了这些基础，我们的目标是使用数据来改善我们的运营并帮助他人，而不是微观管理。”

Doyle 将 Fastems 系统视为开始进入工业 4.0 数据驱动制造之旅的一种实用的应用方式。他说，在未来，“人工智能将改变制造业的游戏规则，可能比其他任何事情都重要。它将改变我们组织和培训团队的方式。”

由制造工程总编辑 Candace Roulo 编辑。