James Schuler pełni funkcję dyrektora ds. operacyjnych w firmie Paragon Space Development Corporation w Tucson w stanie Arizona. Firma Paragon zajmuje się projektowaniem, opracowywaniem i produkcją systemów podtrzymywania życia oraz systemów kontroli termicznej przeznaczonych do załogowych misji kosmicznych.

Rozmawialiśmy z Jamesem o wyzwaniach związanych z produkcją lotniczą, o tym, jak firma Paragon wykorzystuje CAM w swoim procesie pracy, oraz o tym, dlaczego uważa on, AI kluczową rolę w przyszłości obróbki skrawaniem.

• Kim jesteś i gdzie mieszkasz?

Nazywam się James Schuler. Pełnię funkcję dyrektora operacyjnego w firmie Paragon Space Development Corporation, której siedziba znajduje się w Tucson w Arizonie.

• Kim są Twoi klienci i co dla nich robisz?

Firma Paragon Space zajmuje się produkcją, opracowywaniem i projektowaniem systemów podtrzymywania życia oraz systemów zarządzania kontrolą termiczną przeznaczonych do załogowych misji kosmicznych.

Wśród naszych klientów współpracujemy z NASA przy wielu różnych projektach, a ponadto wchodzimy w skład zespołu Northrop odpowiedzialnego za projekt HALO(Habitation and Logistics Outpost). Będzie to nasza nowa księżycowa stacja kosmiczna, która, miejmy nadzieję, wejdzie na orbitę mniej więcej w przyszłym roku.

Częścią załogowych lotów kosmicznych jest nie tylko zapewnienie astronautom warunków niezbędnych do życia, ale także komfortu. Wyprodukowaliśmy elementy do naszych systemów regulacji wilgotności, które utrzymują odpowiedni poziom wilgotności w kabinie, zapewniając astronautom komfort. System ten służy również do odprowadzania cieczy, tak aby można ją było usunąć ze statku kosmicznego lub wykorzystać do innych celów, takich jak eksperymenty, oczyszczanie wody pitnej czy inne niezbędne zadania.

Przez cały okres mojej pracy tutaj brałem udział w naszym programie dotyczącym radiatorów. Zajmowałem się radiatorami montowanymi na kadłubie, służącymi do odprowadzania ciepła z układów elektronicznych statków kosmicznych. Wraz z firmą Sierra Space wchodzimy w skład zespołu Dream Chaser, a prawdopodobnie tym, z czego najbardziej słynie firma Paragon, jest nasza technologia odzyskiwania moczu. Obecnie na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej znajduje się nasz zespół przetwarzający, który odzyskuje 98% wody z moczu na stacji do późniejszego wykorzystania jako woda pitna.

• Jakie wyzwania stoją obecnie przed Twoją firmą?

Szybki rozwój komponentów wiąże się z ciągłymi zmianami w każdym środowisku, a zwłaszcza w przemyśle lotniczym. W naszym przypadku chodzi o nieustanne zmiany wymagań, które mogą pojawić się z dnia na dzień. Pytanie brzmi więc: jak się do tego dostosować? Jak wprowadzić odpowiednie zmiany?

Mamy zespół ds. zarządzania cyklem życia produktu, który nieustannie śledzi zmiany, wprowadza poprawki, by sprostać tym wysokim wymaganiom, a następnie zastanawia się, jak przekazać te informacje pracownikom na hali produkcyjnej. Kiedy ta informacja do nas dociera, to jest tak: „OK, super, ale teraz będziemy mieli przestój i musimy przeprogramować tę część, która jest obecnie w trakcie produkcji. Jest teraz na maszynie, dzisiaj w nocy uruchomimy tryb bezobsługowy, co zamierzacie zrobić?”

Zanim zaczęliśmy korzystać z CAM , realizacja projektów stanowiła dla nas ogromne utrudnienie. Potrafimy zaprogramować elementy i je wykonać, ale jak mamy je wprowadzić do produkcji? Co kwartał produkujemy 500, 600, 700 części, ale są to niewielkie partie po trzy sztuki, o dużej różnorodności i bardzo ciasne, bardzo [precyzyjne] części. Ciągłe wahania w ich produkcji również się zmieniają. Jak więc zarządzać tym wszystkim i śledzić to? W przeszłości było to dla nas bardzo duże wyzwanie i wąskie gardło.

• Kiedy zacząłeś korzystać z CAM ?

Zaczęliśmy korzystać z CAM mniej więcej rok temu, więc zbliżają się nasze „urodziny” z tym oprogramowaniem.

• Jak z niego korzystać? W jaki sposób CAM może Ci pomóc i jak wpasowuje się w Twój proces pracy?

Używamy tego przede wszystkim do inżynierii odwrotnej miękkich szczęk. To nasza ulubiona funkcja tego oprogramowania. Rozmawiałem dzisiaj z naszym operatorem i zastanawialiśmy się, jak zamocować ten element na etapie obróbki nr 3. Odpowiedział: „Wycinamy kilka miękkich szczęk. Za pięć minut będę miał gotowy program. Możesz od razu zacząć je wycinać. Jeszcze dziś wieczorem będziemy mieli to gotowe do pracy w trybie bezobsługowym”.

Dzięki temu mogą płynnie przechodzić od elastycznego podejścia do pracy do kreatywnego. Zwykle mielibyśmy przed sobą kolejkę trzech, czterech, pięciu projektów. Gdybyśmy powiedzieli: „O rany, na dziś to już koniec. Stracimy czas pracy wrzeciona”, to odpowiedź brzmiała: „Nie, nie stracimy. Zmieńmy kierunek. Ujednolicmy oprzyrządowanie. Ujednolicmy to, co robimy, i sposób mocowania detali”. CAM pomógł nam w tym oraz w obróbce zgrubnej.

Nawet jeśli nie możemy ukończyć obróbki danej części, a mamy możliwość uruchomienia jej w trybie bezobsługowym w cyklu zgrubnym, CAM zapewnia nam elastyczność w zakresie regulacji suwaka [w oknie Cutting Parameters Explorer], dzięki czemu możemy dowolnie dostosowywać agresywność ścieżki narzędzia. Gdy nikogo nie ma na miejscu, stosujemy bardzo ostrożne ścieżki narzędzia. Zwiększa to żywotność narzędzia. Kiedy rano przychodzimy do pracy, część jest już gotowa w 60, 70, 80%.

Korzystamy z [CAM ] przy wszystkim – od niestandardowych profili, przez kęsy, aż po obróbkę ogromnych blach. Mamy tutaj kilka frezarek bramowych typu GRT 510, których używamy do produkcji naszych chłodnic – są to duże, otwarte frezarki bramowe z płaskimi końcami. Zajmują one po prostu ogromną powierzchnię. Dlatego możliwość oczekiwania na szybką ścieżkę zgrubnego frezowania, a nawet po prostu wyfrezowania kilku otworów, możliwość wykonania tego szybko, ustawienia parametrów, wykonania tego raz, a następnie powtórzenia tego w całym oprogramowaniu, jest po prostu fantastyczna.

W tej chwili z CAM korzysta tylko jedna osoba. Nasz główny programista obsługuje wszystkie nasze maszyny. W fabryce mamy sześć maszyn CNC. Jesteśmy niewielką firmą, ale stawiamy przede wszystkim na wszechstronność. Dysponujemy różnorodnym zestawem maszyn o zróżnicowanych profilach, a nie skupiamy się na maksymalnej wydajności. Zależy nam na możliwości wytwarzania szerokiej gamy produktów, a nie na zdolności do wypuszczania z fabryki 10 000 sztuk.

• Jak CAM wpłynął na Twoją działalność? Jakie korzyści odniosłeś?

To zdecydowanie pozwoliło nam zwiększyć wydajność. Powiedziałbym, że chodzi o większą efektywność i skuteczność.

Korzystamy z oprogramowania do walidacji narzędzi w połączeniu z CAM , więc możliwość sprawdzenia wyników pracy przez niezależną stronę pozwoliła nam nabrać większego zaufania do tego oprogramowania. Dzięki temu moi pracownicy nie muszą już siedzieć i obserwować obracającego się wrzeciona przez całe dwie, trzy godziny trwania cyklu. Z radością mówią: „OK, sprawdziłem położenie narzędzi. Nic się nie zawiesiło. Mogę ustawić minutnik, wiedząc, że to potrwa 30–40 minut, a potem wrócić” – i mają pewność co do ścieżki narzędzia oraz tego, co wygenerowało oprogramowanie.

To ogromna pewność siebie. Oznacza to, że możemy utrzymać wydajność wrzecion na wysokim poziomie, zapewnić ciągłość pracy w trybie bezobsługowym i osiągnąć większą wydajność przy pomocy niewielkiego zespołu.

Bez wątpienia same miękkie szczęki już się zwróciły. Gdybyśmy używali go wyłącznie do tego celu, to moim zdaniem oprogramowanie Paragon i tak by się opłaciło.

• Jaki wpływ ma korzystanie z CAM na Twoich klientów?

Czasami klienci zwracają się do nas z pytaniem: „Hej, wszyscy w naszym łańcuchu dostaw mają pełne ręce roboty. Czy macie jeszcze jakieś wolne moce produkcyjne?”. Spotykamy się z tym zarówno w przypadku niektórych naszych dostawców, jak i osób, które mówią: „Hej, teraz sytuacja się odwróciła. Mamy zaległości. Czy możecie nam pomóc w tej trudnej sytuacji?”.

Jeśli mamy wolny czas na tokarce, to oczywiście chętnie ją udostępnimy, żeby wykonać programowanie poza maszyną, a nawet sami obrobić te elementy.

• Jak zamierzasz korzystać z CAM w przyszłości?

Myślę, że w tej chwili jest to kwestia skalowalności. Udoskonalamy nasze biblioteki narzędzi. Było to jedno z wyzwań, z jakimi musieliśmy się zmierzyć podczas wdrażania CAM .

Ta standaryzacja narzędzi i uchwytów naprawdę pomogła nam dostrzec i nakreślić plan optymalizacji w fabryce. Jak więc wygląda standardowy układ? Jakie elementy najlepiej pasują do poszczególnych maszyn? Myślę, że operatorzy i programiści zaczynają teraz skuteczniej się ze sobą komunikować, mając świadomość, że: „Hej, wcześniej obrabialiśmy to na uchwytach zerowych. Teraz wolimy jednak używać do tego uchwytu próżniowego”. Zmieńmy więc sposób, w jaki to zaprogramowaliśmy.

Dzięki temu możemy elastycznie reagować i szybko wprowadzać zmiany, nie musząc mówić: „Nie mogę sobie pozwolić na czterodniowe opóźnienie związane z przeprogramowaniem. Muszę to jak najszybciej ponownie uruchomić w maszynie”. Zdecydowanie pozwoliło to na dokładniejsze przemyślenie kwestii komunikacji i planowania zarówno z punktu widzenia APQP, jak i pod kątem operacyjnym: w jaki sposób podejdziemy do danej części i jak doprowadzimy ją do końca?

• Jak myślisz, jaki wpływ będzie miało CAM na produkcję i obróbkę skrawaniem?

Myślę, że największą przeszkodą w branży produkcyjnej jest potrzeba przełamania obaw związanych z wykorzystaniem AI. Podczas naszej pierwszej rozmowy handlowej i konsultacji padło pytanie: „Do czego zamierzacie to wykorzystać?”. Dla nas było to naturalne, logiczne posunięcie. Jakie etapy procesu jesteśmy przekonani, że to rozwiązanie może obsłużyć?

Gdybyśmy korzystali z [CAM ] wyłącznie do obróbki z użyciem szczęk miękkich i operacji zgrubnych, oszacowałbym, że w naszej codziennej pracy udało nam się odzyskać około 40–50% wydajności. A to w warunkach charakteryzujących się dużą różnorodnością asortymentu i niewielką wielkością produkcji. Powiedziałbym, że to całkiem imponujące, biorąc pod uwagę, że jeden programista obsługuje sześć maszyn.

Jeśli właśnie tego szukasz, jeśli prowadzisz small shop chcesz rozwijać swoją działalność jako samodzielny programista, a może nawet wykorzystać to jako swego rodzaju „kółka pomocnicze” dla osób, które niekoniecznie mają doświadczenie, ale potrzebujesz ożywić swój dział programistyczny, to myślę, że są tu możliwości dla wielu osób. Muszą jednak być gotowi do próbowania nowych rzeczy.

Myślę, że my, pracownicy działów operacyjnych i produkcyjnych, czasami tkwimy w utartych schematach. Wyzwaniem związanym z AI produkcji będzie więc przełamanie tych schematów – nie tylko w przypadku CAM , ale w kontekście globalnego wdrażania tej technologii.

• Czy jest jeszcze coś ważnego, czego nie uwzględniono powyżej?

Jedną z najważniejszych rzeczy dla osób, które chcą wdrożyć CAM , jest: koniecznie zadbać o to, by wszystko było dopięte na ostatni guzik. Sprawdź, co musisz zrobić, i wykonaj te przygotowawcze prace, aby w momencie rozpoczęcia wdrożenia być gotowym do natychmiastowego działania.

Brak uporządkowanych bibliotek narzędzi, zawierających te narzędzia, z których korzystasz na co dzień, może spowolnić Twoją pracę. CAM jest świetnym rozwiązaniem, ponieważ sugeruje odpowiednie narzędzia, ale jak wszyscy wiemy z doświadczenia, biblioteka ta może szybko rozrosnąć się do 10 000 różnych pozycji, a nie o to przecież chodzi. Celem jest wydajność i skuteczność.

Warto więc zabrać się do pracy, upewnić się, że wszystko dokładnie sprawdziłeś, że wszystko rozumiesz, masz plan, na co zamierzasz to wykorzystać, i zacząć od drobnych kroków. Nie próbuj obejmować całej organizacji. Działaj bardzo precyzyjnie. Wybierz jedno lub dwa stanowiska pracy, a nawet jedną maszynę lub jedno stanowisko produkcyjne i zacznij od tego, sprawdzając, co możesz zrobić, aby zbudować solidne podstawy. Gdy to zrobisz, powiel to stanowisko w pozostałej części fabryki, a będziesz zadowolony, że to zrobiłeś.

[Wywiad został skrócony i zredagowany w celu zapewnienia większej przejrzystości.]

‍