2007年的年度装配厂每年建造200万个住宅负荷中心。
典型的负载中心是一个普通的金属盒子，除非他们的电视、电脑、冰箱或空调突然停止工作，否则大多数人都不会想到它。然而，北美各地数以百万计的家庭都有这些灰色的小盒子，而且绝大多数盒子都在一个正方形里有一个大大的“D”。这些盒子里装着各种各样的母线和其他铝、铜和塑料组件，用来分配和控制低压电力。
承包商和建筑商购买这些盒子，电工根据不同的应用，在盒子里装上不同类型的断路器。例如，一栋2000平方英尺的牧场式住宅与一栋4000平方英尺的三层殖民式住宅需要的保护力度是不同的。
没有负载中心，家庭不会免受电气过载和短路的影响。这是一个潜在致命问题的简单解决方案。虽然大多数负载中心看起来都是一样的，但它们不是。提供各种选择。事实上，Lexington Plant的装配者构建了200种不同类型的负载中心。
自德怀特·d·艾森豪威尔(Dwight D. Eisenhower)任总统以来，列克星敦核电站就一直在生产负荷中心和安全开关。该工厂最近刚刚庆祝了它的金色周年庆，是ASSEMBLY杂志第四届年度装配工厂奖的获得者。
莱克星顿工厂拥有最先进的生产设备，如智能零件箱，扭矩监测系统和机器人托盘机。但是，说到制造理念，这家工厂是老式的。垂直整合依然存在。事实上，除了包装，所有的注塑、金属冲压、电镀和喷漆都是内部完成的。
与精益制造计划相结合，这种独特的方法正在获得回报。从2002年到2006年，该工厂的产量增长了20%。
“与我们的竞争对手相比，这家工厂的着陆成本非常低，”施耐德电气(Schneider Electric)北美运营部门负责制造卓越和战略的副总裁肯·恩格尔(Ken Engel)说。恩格尔曾担任莱克星顿工厂的工厂经理。“垂直整合有助于保持我们的生产周期和低成本。由于我们高度关注持续改进，所以我们高度关注设备的整体效能。”
在过去的7年里，这家工厂的劳动生产率每年提高了6.7%。由于在20世纪90年代中期安装的自动化项目，Square D负载中心和开关通常被视为行业中质量最高的产品。
“这使我们的列克星敦工厂继续保持竞争力，并使我们的制造更接近我们的客户，”Engel说。“取得成功的主要原因是我们专注于通过施耐德生产系统的工具和流程进行持续改进。”
这使得拥有50年历史的Square D工厂保持以安全为导向，以客户为中心，以质量为驱动，以生产力为目标，努力实现施耐德电气的使命:“在任何地方，任何时间，把最好的新电气世界带给每个人。”
一个骄傲的遗产
Square D这个名字已经有100多年的历史了。它的历史可以追溯到底特律保险丝制造公司(Detroit Fuse and Manufacturing Co.)，该公司生产了一款封面印有字母“D”的广受欢迎的安全开关。1936年，Square D推出了第一个家用断路器面板，消除了恼人的保险丝盒。1991年，该公司由Groupe Schneider（法国）收购，广场D在美国市场成为其品牌名称。如今，Schneider Electric是世界上最大的设备供应商，用于住宅，工业和商业建筑的电力分布。该公司也是工业自动化和控制的领先供应商。
施耐德电气成立于1836年，是一家市值170亿美元的公司，业务遍及全球130个国家。北美运营部门占母公司总收入的27%。
尽管施耐德电气在中国有17家工厂，但该公司仍能够继续在靠近客户的地方生产。恩格尔表示，公司的理念是“尽可能贴近客户生产，以提高服务质量和响应能力。”
一些竞争对手已经将生产转移到海外，但该公司继续投资于国内工厂。例如，施耐德电气目前正斥资900万美元升级列克星敦的工厂。
自1957年该厂投产以来，情况发生了巨大变化。该工厂已经扩大了四倍，增加了超过30万平方英尺，成为square D最大的工厂之一。
如果50年前被时间冻结的制造工程师或操作员今天突然出现，他们可能认不出这个工厂。斯宾塞解释说:“50年前，一些安全措施并不像今天这样受到重视。“整个建筑都允许吸烟，产品是大批量生产的，工人们在长凳上建立了一个完整的装载中心，长凳周围有很多库存。
“没有电脑可以帮助调度和材料管理，”威慑。“员工比今天明显更多，员工在整个工厂的压力和油漆气味噪音下工作。”
在过去，在制品(WIP)分布在整个工厂。斯宾塞说:“来过这里的一些人说，很难走到过道上去。”“我们曾经有超过1600名员工，而现在只有400名左右。
斯宾塞补充道:“我们现在的效率要高得多，因为我们400名员工的产品产量要比1000名员工的产品产量高得多。”“今天，我们仍然在战略位置有一些智能的在制品，但材料是有组织的。而且，由于有5S，我们的员工很容易找到所有东西。”
在1995年之前，负荷中心和安全开关是大批量建造的，这增加了交货时间，降低了效率。在过去的12年里，该工厂在制造和装配的所有领域都进行了投资，从而减少了大约113分钟的流程交付时间。
2007年度最佳装配厂平均每天建造8000个负荷中心和3500个安全开关，采用两班倒。安全开关主要用于工业和商业设置，而负载中心用于住宅应用。
操作人员组装了两种主要的负荷中心。QO (Qwik-Open)是该工厂的优质产品。它由铜母线和屏蔽母线组成。另一种负荷中心叫做Homeline。这是一种成本较低的产品，使用铝制巴士条，以保持价格更有竞争力。
对负荷中心的需求是由新建住宅驱动的，这使得配电产品行业极具竞争力。例如，最近美国房地产市场的低迷影响了需求。
恩格尔说:“最近的经济放缓使得持续改善的需求上升到了一个更高的水平。”“因此，列克星敦工厂(必须)继续追求完美，寻找新的方法，以实现下一个水平的卓越制造。
“负载中心和安全开关市场的竞争比过去更加激烈，”Engel补充道。“消费者喜欢美国制造的产品，但他们仍然会购买性价比最高的产品。我们的竞争对手一直在寻求提高成本。让我们在这些产品的竞争中脱颖而出的是卓越的质量和客户服务。”
客户包括承包商、改造商、建筑商和房主。传统上，Square D将产品运往电气供应分销商，后者将产品销售给电工和建筑承包商。然而，近年来，它越来越多地通过零售渠道销售，比如家居装修中心和家得宝(home Depot)、劳氏(Lowe 's)和梅纳德(Menards)等大型零售商。
精益制造有助于保持施耐德电气/广场D Lexington在美国的竞争力，其中一些竞争对手已搬迁运营。
垂直整合
如今，许多制造商已经将尽可能多的上游生产流程外包出去。但是，施耐德电气/莱克星顿的情况并非如此。这家工厂几乎自给自足。虽然耳片、夹片和紧固件需要购买，但几乎所有进入负载中心或安全开关的其他东西都是内部生产的。事实上，这家工厂甚至生产零部件，然后运往生产断路器和其他类型配电产品的姊妹工厂。斯宾塞说:“很少有生产设施能像这家工厂那样进行垂直整合。”“我们的核心竞争力包括金属制造和焊接、电镀喷漆、镀锡、热塑性成型和半自动化装配。这些能力使我们能够以每7.5秒一个单元的惊人速度将原材料转换成最终组件。”
列克星敦工厂的金属制造开始于每天向柔性制造机器交付的卷料加工，将原材料转换为用于最终组装的关键部件。例如，一个典型的电气外壳一开始是一个18000磅的线圈。在几秒钟内，冲压和自动化焊接过程将原材料转换成焊接盒组件。客户需求的变化可以通过改变外壳的尺寸来满足。通过使用plc和可编程工具，这在几秒钟内就能实现。
在制造和焊接外壳后，通过电沉积涂料浴加工。涂装系统由多级预处理系统组成，然后是滤浴和随后的烘烤操作。
高级制造工程经理Bruce Molinar解释说:“我们不断改进的工作使得处理时间更快，从而降低了水、电和天然气等能源消耗。”“2006年，我们的能源消耗比预算少了大约20万美元。”平均每年油漆面积达4900万平方米。莫里纳曾在福特汽车公司(Ford Motor Co.， Dearborn, MI)担任工程师，他表示，在汽车行业之外，这代表着一个重要的油漆量。
除了绘画外，列克星敦工厂还拥有世界级电镀过程，锡板每年约100万磅铝和200万磅铜。“这一过程是环保的，是行业是独一无二的，因为我们利用无氰化物的化学品，”莫里纳斯说。“氰化物电镀占今天工业电镀过程的少于10％。”
无氰基电镀是该工厂能够维护ISO 14001认证的环境友好制造认证的一个示例。除了无氰基外镀层外，Lexington植物还从电镀过程中取出六价铬。
塑料注塑成型是Lexington设施独特的核心竞争力。这款大型内部运营由每次21小时每周21小时21小时，每周五天，每次班次，每周五小时。快速工具转换，标准化的工具和筒仓喂养材料允许该地区每年处理大约350万磅的热塑性材料。成型操作在三大洲的低成本国家提供额外的施耐德电气设施。
需求驱动的组装
莱克星顿工厂的半自动装配工艺已经从手工制造、手工装配、手工包装、批量处理、质量检验和MRP调度发展到一个由多种精益制造工艺支持的设施。恩格尔说:“在20世纪90年代早期，当管理层开始在资本设备和新的装配工艺上进行重大投资时，这种转变发生了重大转变。”例如，在过去7年里，该工厂将许多手动操作的工作站整合到更大、更快的自动化系统中。新的机器中心利用自动化将冲压、切割和焊接操作整合到一个在线流程中，减少了转换时间，提高了生产率。这些系统采用的方法包括自动换模、伺服进给钢卷加工、自动计算钢板以减少报废、机器人MIG焊接和协调轴弯曲。
目前的装配线利用各种技术来提高安全性、客户服务、质量和生产率。Spence指出:“技术路径从客户开始，并在整个过程中迁移，最终在一致的基础上达到超过97%的服务水平。
生产在六条主要装配线上进行。住宅负载中心的关键部件包括一个带有铰链门的三件式金属箱和两到三条铜或铝母线，这些母线封装或热固定在负载中心内部。
装配线活动是由客户需求驱动的。北美各地的仓库库存每90分钟更新一次，根据当前发货的实际值。软件程序允许工厂管理精确地安排每天的生产需求。在不同的库存级别上简单的目录参考颜色编码定义了正确的订单优先级。
一个最终装配计划(FAS)软件包是内部开发的。Molinar解释说:“来自客户和销售团队的订单都被输入到Q2C软件中。“我们将客户的期望纳入Q2C，如交货、数量和装运目的地。然后，FAS提取这些数据，并在特定的组装工作台水平上对目录编号进行优先级排序。
Molinar补充说:“利用FAS中的颜色编码，让小组领导和主管只构建所需的内容。”“FAS系统将客户需求信息交给产品开发人员，让他们为客户做出最佳决策，并确保客户在需要的时候得到他们想要的东西。”
一旦确定订单优先级，团队就开始安排工作的过程。在20世纪80年代实施MRP系统之后，该设施现在利用制造执行系统（FE）来支持从工厂内的制造到组装组的拉动系统。
“FAS和FES都改进了订单和补充流程，以满足客户的需求，”Molinar说。“具体的订单生产数量已经安排好，然后实际的组装过程就开始了。”
在所有的半自动装配线上，装配以类似的方式进行。输送机将零件从一个工位运送到另一个工位。电子作业指导书向操作人员提供准确的零件和方向图像，以确保最终装配的质量。照片作为一种视觉辅助，当目录编号发生变化时，照片也会发生变化。
Molinar指出:“这些工作指令的变化与电子材料清单相关联。”“最近，我们添加了获取时间计数器，根据产品路由时间，在获取时间限制的80%时，颜色变为黄色，当运营商超过该目录编号的获取时间时，颜色变为红色。”
智能箱防错装配，并根据物料清单确认每个部件正确挑选。当产品沿传送带向下移动时，仓内的灯会亮起来，表明对特定组件的需求。从正确的容器中选择失败将通过位于容器上的安插灯或LED产生错误信息。
“错误的系统功能集成到产品的设计中，并增强了装配操作，”Molinar指出。“作为示例，设计和冲压部件设计成适合特定的方向。所有模压部件都设计成易于组装。“
螺丝刀是施耐德电气/莱克星顿公司生产的关键部分。Molinar说:“组装过程需要使用多种紧固件。许多不同类型的角度，直杆和手枪手柄工具被使用。
该工厂采用了各种人体工程学改进，以减少操作人员的压力和应变。当装配需要很多紧固件时，全自动气动驱动器可以消除腕管综合症和其他可能随着时间积累的损伤风险。
在完全自动化过程不可行的地方，安装了符合人体工程学的驱动程序。此外，螺丝刀还可以监测紧固件的扭矩和深度。Molinar表示:“控制深度和扭矩使我们能够提高制造质量。
“关键关节由智能气动螺母驱动器管理，即监测深度，”莫里纳尔。“根据应用，电气和机械地监测扭矩。如果不满足这些参数，则拒绝这些关键关节。例如，剥离线程将被拒绝并发送到拒绝站进行处置或废料。“
制造工程师也通过按需打印标签提高了装配线的效率。在装配线的不同位置，打印机从计算机系统接收指令，并自动为当前正在组装的任何产品生成安全标签和安装说明。这节省了维护预印标签库存的成本。
Molinar解释说:“我们也使用同样的技术来生产最终装运的包装标签。”产品的条形码是为了在组装过程中提供帮助。
对负荷中心的需求是由新建住宅推动的。最近的经济放缓使该工厂对持续改善的需求上升到了更高水平。
成功的精益倡议
莱克星顿工厂是施耐德电气在北美最早采用精益生产的工厂之一。“我们的每个设施都有自己的个性，”恩格尔说。“列克星敦是一家一直努力成为第一的工厂。当他们开始在改进实现上停滞不前时，他们举行了广泛的诊断活动，为设施设置了新的未来状态。他们不满足于进化上的改进;他们正在寻求革命性的改进。”员工已经接受了施耐德生产系统(SPS)的许多元素，这是基于丰田生产系统。它由围绕三个领域的40个指导原则组成:人员承诺;产品和过程工程;以及确保质量和客户满意的工业和物流过程的管理。
SPS有一套全面的精益分类和标准，每年进行评估。这些类别及其子集在1到5的范围内打分，并关注连续流生产、材料移动、过程可靠性、需求变动性、精益供应变化和持续改进。
每个类别及其子集都由公司SPS审核员进行评估，工厂的每个区域都必须实施它们并显示出可衡量的改进。2006年，列克星敦工厂的得分比前一年提高了20%。
自2002年以来，该植物的平均年生产力提高了6.7％。“为了提供节省，进行了多种制造卓越诊断，推动了装配过程改进或资本项目以更有效地利用劳动力，”恩格尔说。
Spence补充道:“我们目前面临的挑战是控制内部部件、外部部件、设备的变化，以及操作人员之间的变化。“随着我们自动化程度的提高，上述任何微小的变化都可能对我们的制造过程造成严重破坏。我们将继续培训更多的六西格玛员工，以理解和控制我们的变化。”
工厂定期举办改善活动，由管理层和车间人员平等参与，以衡量生产力和改进装配工艺。“我们进行了几种类型的改善活动，我们称之为‘诊断’，”Spence解释道。“这些详细的事件可能会持续一到三周。
“去年，我们进行了四到三周的诊断:一个是工厂布局，一个是负荷中心，一个是安全开关，还有一个是制造，”Spence说。“这些诊断是从价值流图开始的。
斯宾塞补充说:“员工可以提出改善请求，或通过我们每个小组的改善委员会提供帮助。”“他们提出的想法或要求，会在团队环境中得到研究和实施。”
最近的一个改善事件提出了一个想法，将负载中心盖的铆接过程移到离制造部门更近的地方。Molinar说:“活动使用价值流图来减少运动、浪费和循环时间。”“今天，盖铆钉装配过程直接从大吨位压力机对面，生产盖铆钉所需的两个冲压部件。”
另一个提高生产力的精益计划涉及到可视化管理系统。工厂使用组级短间隔管理(SIM)板。例如，安全性能视觉效果的安全交叉显示没有记录的安全事故的天数。其他可视化图像描述了交叉旋转培训能力，利用A3表格和按小时计算的生产障碍日志对重复生产障碍进行根源分析。
Molinar说:“在去年实施SIM之前，生产相关问题在第二天就被检查和讨论了。“许多问题，尤其是重复性的小问题，没有被抓住。
Molinar解释说:“通过专注于一个更小的时间增量，每次一个小时，我们已经开始通过文档，捕捉阻碍我们实现获取时间的生产障碍。”“其中很多都是小问题，但加在一起可能会是大问题。在问题被捕获之后，它们将在每个价值流团队的换班开始时进行讨论，然后确定优先级并采取纠正措施。”
新技术工具
因为它组装大批量的标准产品，莱克星顿的工厂比其他许多Square D工厂自动化程度更高，后者往往生产更多按订单设计的产品，如中压开关设备。该工厂也是该公司最大的生产设施之一。自1995年以来，投入了大量的资金，以推动劳动生产率，提高质量，提高产能，缩短周期。由于去年的一次改善活动，该工厂目前正在安装一个价值400万美元的无动力输送系统。
Spence说:“如今，我们所有未上漆的室外装载中心和开关都必须手动托盘，并通过叉车移动到我们的油漆线。”“仅在我们排名前25位的零件数量上，这就意味着叉车每天的行驶里程超过120英里。”
当新的输送系统在1月份开始运行时，涂漆的部件将直接送到组装工作站。未涂漆的部件将在不同的装载点，沿着蜿蜒穿过工厂的一英里长的传送带进行搬运，从而消除了产品的所有人工码垛，大大减少了内部叉车的流量。斯宾塞说:“生产过程将得到改进，因为第一个工位的装配操作员将在符合人体工程学的位置上看到正确的盒子。”
在过去的三年里，通过使用机器人进行码垛、机器装载和零件重新定位，装配过程也得到了改进。Molinar解释说:“机器人一整天都在做体力紧张或可能导致工人受伤的工作。”“安全是我们的第一要务。”
机器人被用来对重达15到40磅的成品进行码垛。Molinar指出:“对于我们的住宅负载中心，我们每7.5秒码垛一个。”“个体承受的体力压力将是难以置信的，所以我们在任何可能的地方都用机器人自动化了这类任务。”
而且，2007年度最佳装配厂通常使用国产的自动化解决方案。Molinar说:“最近的一个例子是我们30/60A开关线的新型码垛机机器人。“我们的自动化和控制部门设计了这个解决方案，包括购买一个SCARA机器人，而不是去外面寻找一个交钥匙码垛机解决方案。
“使用内部劳动力设计，采购，组装和安装，采取，采购，组装和安装，采用内部劳动，”摩利达。“此方法节省了资金，通常提供比与外部供应商完成的更好的解决方案。”
随着施耐德电气/Square D莱克星顿工厂开始下半个世纪的运营，Spence相信该工厂将继续使用最新的生产技术进行自我改造。他预测:“我们将继续致力于员工安全、客户满意度和社会责任，继续提供价值。”“挑战在于持续改进;这是该设施在过去50年里取得的成就，也是未来50年的目标。”
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关于这个奖项
ASSEMBLY杂志颁发的“年度装配工厂奖”始于2004年，旨在展示美国世界级的生产设施，以及成功的人员、产品和工艺。所有在美国组装产品的制造商都被邀请提名他们的工厂。该奖项的目标是确定一个采用世界一流工艺以降低生产成本、提高生产率、缩短上市时间或提高产品质量的最先进的工厂。
今年早些时候在大会的几期刊物上印刷了一份正式的提名表格;此外，该杂志网站(www.jaquemin.com)上还刊登了网络版。提名来自不同的制造商群体，反映了该杂志的人口统计数据。
所有提名者都由一个独立专家小组和大会的编辑人员根据下列标准进行评价:
装配工艺是否通过使用新技术而得到改进?
工厂是否通过更有效地利用现有技术来改善其性能?
工厂采取措施降低生产成本了吗?
新的或改进的装配工艺是否提高了生产率?
工厂是否通过改进装配来缩短产品上市时间?
这家工厂是否提高了底线利润和竞争优势?
运营商是否在成功实施新装配策略中发挥作用？
产品是否被有效地设计为高效装配?
植物是否试图保护环境和自然资源?
作为第四届年度装配厂竞赛的获胜者，施耐德电气/Square D(莱克星顿，肯塔基)在工厂的特别颁奖仪式上获得了一个雕刻水晶奖和一个纪念横幅。
上一年奖励厂的以前的收件人是Lear Corp.2008年年度奖励厂的提名表格将于明年初提供。
如果想观看2007年颁奖典礼的录像，请收听“ASSEMBLY TV”。
