El taller de Texas va más allá del entorno limitado de fabricación por contrato

Un trabajador tira de un cajón Eurostorage, con capacidad 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 aniversario y el negocio ha evolucionado significativamente desde sus inicios como un pequeño taller de maquinaria en Austin, Texas. Ahora es un fabricante de metales con más de 200 empleados: parte taller de máquinas, parte fabricante de chapa metálica personalizada, parte fabricante de tubos y parte OEM.

La historia de Athena muestra cuán adaptable puede ser una empresa manufacturera. El hecho de que un fabricante comience como un taller mecánico no significa que deba permanecer en esa zona de pruebas. De manera similar, el hecho de que una empresa sea un taller de trabajo no significa que no pueda ser un OEM.

A finales 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 después, la empresa añadió la fabricación de chapa. Después vino la soldadura, el recubrimiento en polvo y la serigrafía. La empresa está en el corazón de la industria de semiconductores de Texas, a la que Athena añadió una amplia gama de clientes de la industria aeroespacial, militar y en general.

Para el corte de láminas planas, la empresa cuenta con una combinación de punzón/láser Amada con carga automática y apilado 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 de negocio adaptado por muchos fabricantes subcontratados en el área", dijo Johnson, presidente de Athena. (Newman, socio comercial de Johnson, es el director financiero). Añadió que entre sus principales “clientes” de mecanizado se encuentra la propia Athena. En otras palabras, muchas piezas mecanizadas se integran en conjuntos tubulares y de chapa metálica.

La compañía, que ya se dedicaba intensamente a la fabricación de estructuras tubulares, aumentó su capacidad en diciembre de 2018 cuando abrió una planta de 10,000 pies cuadrados. edificio en la misma propiedad. La primavera siguiente, un nuevo láser para tubos de 5 ejes de TRUMPF cortaba piezas con diámetros exteriores de hasta 6,00 pulgadas.

La máquina acepta tubos de hasta 25 pies de largo. Aún así, gestionar 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 ser descargado del camión de reparto.

Sin embargo, en Athena, los gerentes de operaciones probablemente no se avergüencen cuando necesitan manipular un avión de 25 pies. palo de tubo. Esto se debe a que todo el edificio fue diseñado teniendo en mente el manejo eficiente de materiales. El remolque de entrega regresa al taller y un puente grúa descarga los tubos en un sistema de estanterías paralelo al remolque. Convenientemente, el láser de tubos también está paralelo al bastidor de material: no es necesario girar los tubos 90 grados.

En los próximos meses, la empresa planea sustituir su actual sistema de estanterías tubulares por una estantería cantilever con cajones extensibles individualmente que puede mover 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 que Athena no es sólo un taller de trabajo y un fabricante por contrato. También es un OEM.

No es inusual que los fabricantes subcontratados profundicen en algún nivel de fabricación de líneas de productos: no sólo piezas o subconjuntos, sino productos completos entregados directamente al usuario final. Algunos podrían fabricar productos de marca privada cuyos clientes se encargan del marketing, las ventas, tal vez algún nivel de distribución y el diseño del producto. El cliente también puede trabajar con el fabricante contratado 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 tubos en Athena Manufacturing.

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

Durante aproximadamente 10 años, Athena ha fabricado una familia de gabinetes de aviónica y distribución de energía para un OEM de aviones grandes. La línea de trabajo se encuentra en el medio del espectro. Es como un acuerdo de marca privada en el sentido de 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 control del diseño requiere un departamento de ingeniería mucho más sólido. "Es muy diferente del mundo de la construcción para imprimir", dijo Johnson. "Cuando tienes el control del diseño, tu departamento de ingeniería tiene mayores responsabilidades y una carga de trabajo mucho mayor".

Hace varios años, Johnson y Newman necesitaban encontrar una mejor manera de manipular láminas de metal, placas y tubos. En ese momento, Athena ya había invertido significativamente en automatización. En el taller mecánico, un robot cuida 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 combo punzón/láser está equipado con carga de hojas y apilado de piezas automatizado. Y una estación de soldadura robótica Miller/Panasonic genera un flujo constante de soldaduras a través de sus dos estaciones de trabajo.

Para almacenar láminas y placas en bruto, Johnson no quería dedicar el espacio a un amplio sistema automatizado de almacenamiento y recuperación, 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 espesores de materiales, y Athena tiene más de 50 tipos de láminas en el suelo. También fue importante la gestión de restos, principalmente de material caro. La empresa necesitaba una forma confiable y organizada de almacenar (e ingresar correctamente en el sistema ERP) los restos sin interrumpir la producción.

Si un programador anida un grupo de piezas y luego descubre que no puede completar una hoja, podría llenar el resto de la hoja agregando piezas programadas regularmente o piezas necesarias para trabajos futuros más adelante en el cronograma. Alternativamente, el resto 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 o el titanio aeroespacial. 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 estantes 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 ampliar el cajón, la misma persona puede recuperar el material necesario con una grúa, colocarlo en una máquina de producción o colocarlo directamente sobre la mesa de la máquina.

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

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

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

Athena abrió sus instalaciones de corte de tubos en 2018. Desde la plataforma del camión hasta el bastidor y el cargador de tubos láser, el material permanece en la misma orientación.

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

A finales de 2018 la situación había cambiado. El láser de tubos pronto estaría en funcionamiento, lo que agilizaría la fabricación de tubos con perforación/roscado integrado, ensamblaje de lengüetas y ranuras y grabado de números de piezas. 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 sería propietario de la propiedad intelectual, incluidos los componentes de diseño únicos que efectivamente hacen de un estante de almacenamiento de materiales 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 estrictos estándares de seguridad, el equipo de ingeniería de Athena tendría la libertad de adaptar los diseños al 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 combinación de materiales, sus dimensiones y peso; la altura del techo; los dispositivos de manipulación de materiales utilizados (como un puente grúa o una grúa de bandera), 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 estante 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 llevar 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 fabricación ajustada. En lenguaje sencillo, 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, volverse innecesarios y, por lo tanto, eliminarse? Athena ha realizado este “análisis de ballet” muchas veces a lo largo de 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 horizontales para montacargas tipo casete, incluso entramos en detalles sobre los montacargas", dijo Johnson. “¿Qué altura tiene su montacargas más alto y qué altura tiene su techo? La altura máxima de un portacasetes de Eurostorage suele estar determinada por la carretilla elevadora, no por la altura del techo”.

En épocas 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 la planta no fueron factibles. Aún así, Boatright ha hecho un buen uso de Zoom y ha realizado muchos recorridos en vídeo 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 datos como dimensiones de la materia prima, aleación y cantidad; el método actual de carga/descarga de material; flujo de fábrica (incluido el tipo y disponibilidad de puentes grúa); espacio disponible para almacenamiento de materiales; y altura disponible debajo del gancho.

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 en planta y el cliente verá su almacén o fábrica", dijo Johnson, y agregó que la matriz ayudará a responder varias preguntas. “¿Cómo vas a meter el material adentro? Para tubos largos, ¿se puede evitar la rotación del material en el eje vertical? ¿Funciona mejor el almacenamiento vertical u horizontal, o ambos? ¿Hay restos y, de ser así, cómo se devuelven al 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 una demanda relativamente predecible. Cuando los tiempos son lentos, el fabricante puede producir su línea de productos según el stock (hasta cierto nivel). Y en la operación de corte, los componentes del producto pueden ser piezas de relleno útiles cuando el programador necesita llenar un nido.

La situación de Atenas, sin embargo, es diferente. La línea Eurostorage se compone principalmente de productos configurados bajo pedido. Algunos elementos comunes más pequeños, como casquillos mecanizados y ruedas de rodillos, se pueden fabricar en stock. Pero así como cada tienda es diferente, cada estantería también lo es. Por 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 consume más tiempo. Pero una vez que Athena tiene la información que necesita, se pone manos a la obra. Los componentes de Eurostorage se pueden diseñar rápidamente basándose en una estructura modular. Y, por supuesto, cada componente está fabricado para facilitar su fabricación, teniendo en cuenta los equipos y herramientas de la empresa.

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

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

Aunque Athena ofrece sugerencias de fabricación a sus clientes contractuales, la mayoría exige que la pieza se fabrique según lo diseñado, generalmente debido a todas las aprobaciones de ingeniería requeridas. Entonces el diseño está fijo y la pieza se construye para imprimir.

"La esfera de influencia abarca únicamente 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 de herramientas", dijo Johnson. "Si bien las ideas de mejora continua de los trabajadores del taller no pueden incluir cambios en el diseño de las piezas, sus ideas pueden, no obstante, lograr mejoras significativas en la calidad y el costo de las piezas".

Para la línea Eurostorage y, de hecho, cualquier cliente que le dé a Athena el control del diseño, "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 y se adaptan 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. "Ahora el equipo de diseño obtiene la perspectiva del taller en tiempo real, lo que lleva la mejora continua y la creatividad a un nuevo nivel".

De Athena, el fabricante contratado, los clientes compran capacidad y experiencia en fabricación. De Athena, el OEM, los clientes compran el producto. Tener ambos aporta diversidad no sólo en los mercados a los que sirve la empresa, sino también en la propia jornada laboral. En Atenas, aquellos que disfrutan de la monotonía no necesitan postularse.