211service.com
Moedermachines
Een fabrieksarbeider bestuurt een vorkheftruck met een vier-tons metalen gietstuk over een gepolijste betonnen vloer. Omringd door opdoemende robotapparatuur, is hij de enige mens in zicht in de glanzende machinefabriek van DMG Mori Seiki in Noord-Californië.
Drie rijen torenhoge, grommende machines snijden precisiecomponenten uit ruwe metalen gietstukken met een gewicht van enkele ponden tot enkele tonnen. Het is het soort bijna verlaten uitzicht dat je zou verwachten in geavanceerde productie.
Dit is de geautomatiseerde helft van de fabriek, maar aan de andere kant van een muur met ramen wemelt het van de lopende band met mensen in witte helmen en marine-uniformen. Daar bouwen 40 arbeiders met de hand machines ter grootte van een slaapkamer, waarbij ze 2.000 onderdelen assembleren om de computergestuurde instrumenten te creëren die de harten zullen vormen van auto-, vliegtuig- en elektronicafabrieken in heel Amerika.
De Japanners noemen ze moedermachines, omdat ze andere machines mogelijk maken. Ze worden ook wel freesmachines genoemd en gebruiken spingereedschappen om complexe vormen uit ruw gegoten stukken metaal te snijden. De resultaten omvatten matrijzen voor spuitgieten, tandwielen voor transmissies en hoesjes voor smartphones.
14
Dagen nodig om een DMG Mori Seiki freesmachine te maken
De fabriek in Davis bouwt enkele van de meest geavanceerde computer-numeriek gestuurde (CNC) freesmachines ter wereld. Ze zijn snel, duurzaam en tot op de micrometer nauwkeurig in staat om zowel de snij-inrichtingen als de onderdelen die ze vormen in meerdere richtingen te verplaatsen. Fabrikanten kunnen DMG Mori-tools gebruiken om meer producten te maken, ze sneller te maken en gedurende langere tijd minder energie te gebruiken.
De kwaliteit en productiviteit van de Davis-machines plaatsen ze aan de bovenkant van de industrie, zegt David Dornfeld, voorzitter van de afdeling werktuigbouwkunde aan de University of California, Berkeley.
Het besluit van DMG Mori om de fabriek van $ 50 miljoen in Davis te bouwen, zegt volgens Dornfeld belangrijke dingen over de toekomst van de Amerikaanse productie. Omdat automatisering arbeidskosten minder belangrijk maakt, kunnen producenten van alles, van smartphones tot kunstmatige knieën tot elektrische auto's, steeds vaker kiezen voor lokale productie, zegt hij.
Een van de belangrijkste voordelen van vestiging in Californië: de fabriek is dichter bij de klanten - niet triviaal bij het verzenden van producten die tienduizenden ponden wegen - en bij het innovatiecentrum van het bedrijf en de plaatselijke universitaire onderzoekspartners. Het bouwen van een aantal van zijn machines in de Verenigde Staten isoleert het bedrijf ook tegen verliezen op het wisselen van valuta en heeft geholpen om zijn verkoop, winst en aandeel op de Amerikaanse markt te verbeteren. De Verenigde Staten zijn nu goed voor 25 procent van de wereldwijde verkoop van DMG Mori.
De opgeruimde wit-grijze fabriek van DMG Mori staat onopvallend naast de Interstate 80. Vrachtwagens met een laadbak die hun producten van 20.000 tot 40.000 pond vervoeren, kunnen de weg naar het westen naar Silicon Valley of naar het oosten naar fabrieken voor auto-, vliegtuig- en olieveldapparatuur rijden. Op een kaart in de aula verschijnen kleine witte, gele, marineblauwe en oranje vlaggetjes die de bestemmingen van de producten vertegenwoordigen.
De fabriek is ontstaan uit een relatie tussen het bedrijf en de technische school van de University of California, Davis, volgens Zachary Piner, algemeen directeur van de technologieafdeling van de fabriek. Het bedrijf vestigde zijn Digital Technology Laboratory in Davis in 2000. Piner en de directeur van de fabriek, Adam Hansel, waren net afgestudeerd toen ze als twee van de eerste vier werknemers werden aangenomen.
Voor deze combinatie van software, hardware en precisiefabricage hebben bedrijven nabijheid van onderwijsinfrastructuur nodig, zegt Enrique Lavernia, decaan van de technische school van Davis. Deze hoogwaardige fabricage van geavanceerde technologie is een kans voor ons in dit land.
Een reden om de fabriek op dezelfde locatie te plaatsen was om van dit talent te profiteren, zegt Hans. Met meer dan 60 ingenieurs ontwerpt het centrum werktuigmachines en software voor DMG Mori wereldwijd. Eén smartphone-app die ze hebben ontworpen, stelt klanten in staat hun machines in de gaten te houden door rode, gele en groene lampjes weer te geven naast kleine afbeeldingen van de apparaten om hun bedrijfsstatus te tonen.
De ingenieurs van het laboratorium hielpen ook bij het ontwerpen en opzetten van de fabriek zelf, het uitvinden van armaturen voor gebruik bij productassemblage en het ontwikkelen van software voor de geautomatiseerde lijnen. Nu gebruikt het laboratorium de fabriek om prototypes van de volgende generatie te testen.
Binnen in de fabriek zijn met staal versterkte vloeren 40 inch dik om trillingen te voorkomen. De lucht is bijna geurloos en vrij van stof, een vijand van precisie en ook een gevaar voor de veiligheid. Er is zo weinig lawaai dat mensen kunnen praten zonder hun stem te verheffen.
Twee arbeiders bedienen een kraan om gietstukken op het bewerkingssysteem te laden. Zes uur later komen de onderdelen tevoorschijn met precieze groeven, sporen, boutgaten met schroefdraad en andere vormen die erin zijn uitgehouwen. Een systeem ontworpen door het Digital Technology Laboratory gebruikt gele robotarmen om metaalspaanders en spanen op te zuigen.
Machines controleren de kwaliteit bij elke stap. Als onderdelen de montagehal binnenkomen, gaan ze door een coördinatenmeetstation van $ 1 miljoen dat tot op vier micrometer nauwkeurig is.
De fabriek draait maanden zonder kwaliteitsproblemen, zegt Hans. De helft van de producten van de fabriek gaat naar kleine onderdelenfabrieken met 50 werknemers of minder. Ze kunnen zich geen storingen veroorloven aan machines die hun productie verankeren en die $ 120.000 tot $ 500.000 kosten. Kwaliteitsgarantiemedewerkers in witte overhemden voeren 100 uur strenge tests uit in verschillende stadia van de montage, zegt Hansel.
Beginnend met het gieten van de fundering, bevestigen werknemers grote subassemblages die de bewegende delen vasthouden. Ze voegen elektrische bedieningselementen en bedrading, hydraulische pompen en leidingen en plaatmetalen afdekkingen toe. Van begin tot eind duurt het hele proces 14 dagen. Er zijn meestal 30 machines tegelijk in aanbouw.
Op de ene machine installeert Jeff Gagne een glanzende draaitafel die aan de andere kant van de fabriek is bewerkt. Hij sluit de elektrische bedieningselementen aan en gebruikt sensoren om te controleren of de tafel haaks staat op de spindel van de machine, die snijgereedschappen laat draaien.
Net als de andere monteurs rolt Gagne een kar met een rek met handgereedschappen van machine naar machine. Er zijn momentsleutels, ringsleutels, dopsleutels en inbussleutels. Er zijn ook kleine schurende stenen die kleine laagjes metaal kunnen afscheren. Ongeveer 20 slagen zullen een micron verwijderen, zegt Hans. Er is een kunst aan.
De fabriek van DMG Mori heeft ongeveer de juiste balans tussen automatisering en handmatige montage, meent David Dornfeld van UC Berkeley.
Het zou gek zijn om te proberen een werktuigmachine met robots te bouwen, zegt hij. Dit is instrumenten maken en elke machine heeft zijn eigen persoonlijkheid.