Progettare per integrare

Con oltre 80 anni di esperienza nell’industria delle macchine utensili e lo sguardo puntato verso il futuro, la statunitense Liberty Precision Industries supera la concorrenza offrendo soluzioni integrate, innovative ed economiche per soddisfare le severe specifiche dei clienti con alti volumi di produzione.Per Mark Wiktorski, responsabile dello sviluppo aziendale della Liberty Precision Industries, il vantaggio strategico che la sua azienda ha rispetto ai concorrenti nei settori automobilistico, delle apparecchiature, dei piccoli motori e dei componenti industriali, è come un supermercato.

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Sintesi

Un elemento essenziale del progetto elaborato dalla Liberty per la DaimlerChrysler è la necessità di includere mandrini da taglio e moduli di lavorazione di alta precisione e alta velocità a due, tre e quattro assi.

La Russell T. Gilman, una divisione della SKF USA Inc, è un fornitore di componenti e sistemi di lavorazione specializzato in prodotti per movimento lineare e mandrini a movimento rotativo. L’azienda ha realizzato tre diversi moduli multi-assi per il progetto della Liberty destinato alla DaimlerChrysler: un modulo a due assi, un modulo a tre assi a doppio mandrino ed un modulo a quattro assi con doppio mandrino ribaltabile. Il mandrino
Gilman HSK 100 da 19,5 kW può essere utilizzato in qualsiasi modulo a tre o a quattro assi.

Inizialmente, spiega il vicedirettore della produzione della Gilman Craig Zacher, Liberty e Gilman avevano l’intenzione di standardizzare le slitte inferiori ed i montanti di corsa verticale da utilizzare in tutte le 21 macchine. Per il cliente il vantaggio consiste nella velocità di progettazione, nel minore costo di produzione e nella facile reperibilità dei pezzi di ricambio come viti a sfere, cuscinetti, cilindri e barre profilate.

Il mandrino ribaltabile a quattro assi si avvale della tecnologia del motore a magneti permanenti, feedback diretto dell’encoder di posizionamento e bloccaggio idraulico per ottenere la necessaria rigidezza durante il ciclo di taglio. I componenti e l’assemblaggio sono stati realizzati presso la Gilman.

Va anche notato che, nell’applicazione DaimlerChrysler, la macchina a doppio mandrino deve produrre una precisione di posizionamento entro +/- .005 micron.

La Liberty si era assunta determinati impegni con il cliente. Per rendere possibile il rispetto dei tempi richiesti, la Gilman doveva progettare e costruire la prima macchina in 12 settimane e le macchine successive al ritmo di 2-3 unità alla settimana. La spedizione dei mandrini ha avuto inizio dopo 11 settimane, inclusa la fase di progettazione.

«Per la Gilman si è trattato di una sfida notevole; l’intera azienda (ed i suoi fornitori) si è impegnata a fondo per soddisfare i requisiti di fornitura», dice Zacher, che elogia la Liberty per avere saputo mantenere invariato l’impegno assunto con la DaimlerChrysler.

Con oltre 80 anni di esperienza nell’industria delle macchine utensili e lo sguardo puntato verso il futuro, la statunitense Liberty Precision Industries supera la concorrenza offrendo soluzioni integrate, innovative ed economiche per soddisfare le severe specifiche dei clienti con alti volumi di produzione.Per Mark Wiktorski, responsabile dello sviluppo aziendale della Liberty Precision Industries, il vantaggio strategico che la sua azienda ha rispetto ai concorrenti nei settori automobilistico, delle apparecchiature, dei piccoli motori e dei componenti industriali, è come un supermercato.

I clienti, spiega Wiktorski, non sono più costretti a trattare con numerosi fornitori diversi: «A tutto questo ci pensa la Liberty».

Come integratore di sistemi, la Liberty è per i suoi clienti un punto di riferimento unico per tutti i componenti ed i servizi. Ciò include la gestione dell’intero progetto, dalla progettazione del sistema alla sua costruzione e qualificazione, oltre che servizi completi di produzione e supporto.

«Il segreto sta non in ciò che facciamo ma in come lo facciamo: come produciamo, come gestiamo, come serviamo», spiega Wiktorski.

Sfide di progettazione
Al momento della nostra visita, nello stabilimento di produzione di oltre 9000 metri quadrati che la Liberty ha a Rochester (New York) si sta costruendo un grande sistema per la DaimlerChrysler, la cui fornitura è prevista per il giugno 2003. La nostra conversazione prende quindi spunto da questo progetto.

Il responsabile tecnico Al Bingeman ha sviluppato assieme alla sua équipe il concetto e le specifiche del progetto, che è valutato in 33 milioni di dollari. Esso include sei sistemi di produzione, da fornire chiavi in mano, destinati alla produzione di componenti di sospensioni per il corpo vettura LX prodotto dalla casa automobilistica.

Il sistema comprende cinque macchine transfer rotanti flessibili che incorporano 21 unità multiasse e 10 centri di lavorazione separati a doppio mandrino. Ne fanno parte anche stazioni di movimentazione materiali, ispezione e lavaggio parti, installate lungo un sistema di trasporto.

Il progetto per la DaimlerChrysler, spiega Bingeman, ha presentato svariate sfide senza precedenti per l’esperienza accumulata dalla Liberty. Un esempio è l’inserimento della tecnologia del doppio mandrino in una macchina transfer rotante, la creazione di una unità con asse di ribaltamento del doppio mandrino per sei delle stazioni e la costruzione di una unità magazzino per utensili che funzionasse in connessione con il nuovo asse di ribaltamento.

«In confronto ad una macchina a mandrino semplice, quella a doppio mandrino impone la presa in esame di molti più aspetti – dice Bingeman – Su una macchina a mandrino singolo, alcuni errori di precisione possono essere compensati per via elettronica attraverso la programmazione. Nella macchina a doppio mandrino ciò non è possibile e quindi sono necessarie tolleranze più strette».

Obiettivo velocità
Un’altra importante considerazione è stata la velocità. «Dovevamo ottenere un tempo “chip-to-chip” inferiore ai sei secondi», dice Bingeman. Si tratta del tempo che intercorre tra il momento in cui la macchina finisce un foro su un pezzo, facendo ritorno per cambiare utensile, ed il momento in cui essa comincia un nuovo foro.

Il ciclo completo di lavorazione, che dura solo 45 secondi, risulta in due pezzi finiti. In una prospettiva più ampia, si tratta di un volume annuo di produzione di 150.000 pezzi.

Ma non è tutto. Durante la produzione dei componenti, il movimento della macchina stessa è accelerato fino a sviluppare una forza G pari a 0,65. Si tratta di una velocità massima di sei metri al secondo.

«È una delle più veloci macchine di questo tipo che abbiamo mai costruito», dice Bingeman, e spiega che ciò crea un ambiente di lavoro gravoso le cui conseguenze vanno affrontate in fase di progettazione.

Fare leva sulle partnership
Il modello della Liberty è diverso da quelli di altri produttori di macchine di questo tipo perché non è integrato verticalmente. Ciò non significa che la Liberty produca in casa tutto ciò che vende.

L’azienda si allea invece ad alcuni tra i migliori fornitori di macchine e componenti presenti sul mercato dando vita alle cosiddette SIP, Strategic Integration Partnerships. La Liberty, spiega Wiktorski, sceglie deliberatamente di non competere con questi fornitori. Invece, ne utilizza le tecnologie ed i prodotti e li incorpora in soluzioni ideate su misura per i suoi clienti. Ne risultano maggiore affidabilità, ridotti tempi di fornitura e costi più bassi.

«Facciamo leva sulla loro esperienza e innovazione, applicandole ai nostri prodotti senza dover spendere tempo e denaro a questo scopo – spiega Wiktorski – Il vantaggio principale di questa strategia, sia per l’azienda che per i clienti, è che mette a nostra disposizione tecnologie avanzate al momento giusto. Ciò permette alla Liberty di concentrarsi su ciò che è il suo forte, vale a dire la progettazione di sistemi di produzione e funzioni di processo da fornire chiavi in mano».

L’obiettivo è creare partnership non solo con i fornitori ma anche con i clienti e i dipendenti. Il successo della Liberty è espresso dal fatto che l’80% circa delle vendite è rappresentato dalle nuove ordinazioni di clienti già registrati.

Costi e risparmi
Per produttori di grandi volumi come la DaimlerChrysler, il costo unitario dei pezzi è una considerazione fondamentale. Per contenere il più possibile i propri costi, questi operatori tendono a cercare soluzioni sempre più snelle e cost-effective.

Per questo particolare progetto la Liberty ha eseguito calcoli del costo nel ciclo di vita, prendendo in considerazione aspetti come il consumo di energia elettrica, la manutenzione, la manodopera, il costo di attrezzaggio, il tempo di ciclo delle parti e lo smaltimento dei refrigeranti. In base all’analisi l’azienda ha determinato che le macchine a doppio mandrino (contrariamente all’alternativa ibrida a mandrino singolo) consentirebbero alla casa automobilistica di risparmiare fino a mezzo milione di dollari all’anno.

I sistemi progettati e costruiti dalla Liberty sono modulari, il che permette di smontarli e spedirli al cliente nel giro di circa tre giorni. Il riassemblaggio nello stabilimento del cliente è altrettanto veloce. Un ulteriore vantaggio è la flessibilità. Grazie al principio «plug and play» applicato nella progettazione dei sistemi Liberty, l’azienda può riconfigurare e riattrezzare le unità rotanti per la produzione di nuovi pezzi dopo che il programma di produzione originario è stato concluso.

Ma mentre i clienti cercano soluzioni nuove ed innovative, anche la Liberty è in cerca di nuovi prodotti da aggiungere alla sua gamma.

«L’innovazione non si limita alla gamma di prodotti già esistenti – dice Wiktorski – La linea dei prodotti Liberty è in continua evoluzione».

Tenere d’occhio il business
Il 95% delle attività della Liberty s’incentra sulla produzione di una gamma di componenti per l’industria automobilistica. La specialità dell’azienda è la produzione di fusi a snodo ed altri componenti delle sospensioni, oltre che di componenti dell’impianto di alimentazione .

«Vogliamo essere in grado di sviluppare per l’industria un processo veramente stabile e collaudato», dice Wiktorski.

Tra i principali clienti della Liberty figurano non solo produttori OEM come Ford, GM o DaimlerChrysler, ma anche, ed in misura sempre maggiore, fornitori secondari del settore automobilistico come Metaldyne, Delphi e TRW.

Dopo avere venduto sistemi a stabilimenti negli Stati Uniti ed ovunque in Europa, oggi l’azienda mira ad affermarsi in Cina. L’obiettivo è non solo servire i propri attuali clienti, che a loro volta si stanno espandendo sul mercato cinese, ma anche esplorare le vaste possibilità offerte a chi svolga attività commerciali in quella regione.

«A prescindere da dove la Liberty svolge la sua attività, il servizio ai clienti resterà sempre un aspetto prioritario», dice Wiktorski, aggiungendo che la fedeltà dei clienti all’azienda è motivata non solo dalla capacità delle macchine, ma anche da chi provvede alla loro gestione e manutenzione.

«Dato che vendiamo sistemi di lavorazione completi, per il cliente è sufficiente contattare un fornitore solo: la Liberty – dice Wiktorski – La reputazione di un’azienda in termini di servizio può essere decisiva per aggiudicarsi future commesse».