Η τιμολόγηση που βασίζεται μόνο στον χρόνο κοπής με λέιζερ μπορεί να οδηγήσει σε παραγγελίες παραγωγής, αλλά μπορεί επίσης να είναι μια ζημιογόνος επιχείρηση, ειδικά όταν τα περιθώρια κέρδους του κατασκευαστή λαμαρίνας είναι χαμηλά.
Όσον αφορά την προμήθεια στη βιομηχανία εργαλειομηχανών, συνήθως μιλάμε για την παραγωγικότητα των εργαλειομηχανών. Πόσο γρήγορα κόβει το άζωτο τον χάλυβα μισή ίντσα; Πόσο χρόνο χρειάζεται για μια διάτρηση; Ρυθμό επιτάχυνσης; Ας κάνουμε μια μελέτη χρόνου και ας δούμε πώς μοιάζει ο χρόνος εκτέλεσης! Ενώ αυτά είναι εξαιρετικά σημεία εκκίνησης, είναι πραγματικά μεταβλητές που πρέπει να λάβουμε υπόψη όταν σκεφτόμαστε τη φόρμουλα επιτυχίας;
Ο χρόνος λειτουργίας είναι θεμελιώδης για την οικοδόμηση μιας καλής επιχείρησης λέιζερ, αλλά πρέπει να σκεφτούμε κάτι περισσότερο από το πόσο χρόνο χρειάζεται για να μειωθεί η εργασία. Μια προσφορά που βασίζεται αποκλειστικά στη μείωση του χρόνου μπορεί να σας ραγίσει την καρδιά, ειδικά αν το κέρδος είναι μικρό.
Για να αποκαλύψουμε τυχόν κρυφά κόστη στην κοπή με λέιζερ, πρέπει να εξετάσουμε τη χρήση εργασίας, τον χρόνο λειτουργίας του μηχανήματος, τη συνέπεια στον χρόνο παράδοσης και την ποιότητα των εξαρτημάτων, τυχόν πιθανές επαναλήψεις και χρήση υλικών. Γενικά, το κόστος των εξαρτημάτων εμπίπτει σε τρεις κατηγορίες: κόστος εξοπλισμού, κόστος εργασίας (όπως αγορασμένα υλικά ή χρησιμοποιημένο βοηθητικό αέριο) και εργασία. Από εδώ, το κόστος μπορεί να αναλυθεί σε πιο λεπτομερή στοιχεία (βλ. Σχήμα 1).
Όταν υπολογίζουμε το κόστος μιας εργασίας ή το κόστος ενός εξαρτήματος, όλα τα στοιχεία στο σχήμα 1 θα αποτελούν μέρος του συνολικού κόστους. Τα πράγματα γίνονται λίγο μπερδεμένα όταν λαμβάνουμε υπόψη το κόστος σε μία στήλη χωρίς να λαμβάνουμε σωστά υπόψη τον αντίκτυπο στο κόστος σε μια άλλη στήλη.
Η ιδέα της μέγιστης αξιοποίησης των υλικών μπορεί να μην εμπνέει κανέναν, αλλά πρέπει να σταθμίσουμε τα οφέλη της με άλλες παραμέτρους. Κατά τον υπολογισμό του κόστους ενός εξαρτήματος, διαπιστώνουμε ότι στις περισσότερες περιπτώσεις, το υλικό καταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος.
Για να αξιοποιήσουμε στο έπακρο το υλικό, μπορούμε να εφαρμόσουμε στρατηγικές όπως η Συγγραμμική Κοπή (CLC). Η CLC εξοικονομεί υλικό και χρόνο κοπής, καθώς δύο άκρες του εξαρτήματος δημιουργούνται ταυτόχρονα με μία κοπή. Αλλά αυτή η τεχνική έχει ορισμένους περιορισμούς. Εξαρτάται πολύ από τη γεωμετρία. Σε κάθε περίπτωση, τα μικρά εξαρτήματα που είναι επιρρεπή σε ανατροπή πρέπει να συναρμολογηθούν για να διασφαλιστεί η σταθερότητα της διαδικασίας και κάποιος πρέπει να τα αποσυναρμολογήσει και ενδεχομένως να τα αφαιρέσει από τα γρέζια. Προσθέτει χρόνο και εργασία που δεν είναι δωρεάν.
Ο διαχωρισμός των εξαρτημάτων είναι ιδιαίτερα δύσκολος όταν εργάζεστε με παχύτερα υλικά, και η τεχνολογία κοπής με λέιζερ βοηθά στη δημιουργία «νανο» ετικετών με πάχος μεγαλύτερο από το μισό του πάχους της κοπής. Η δημιουργία τους δεν επηρεάζει τον χρόνο εκτέλεσης επειδή οι δοκοί παραμένουν στην κοπή. Μετά τη δημιουργία γλωττίδων, δεν χρειάζεται να εισαχθούν ξανά υλικά (βλ. Σχήμα 2). Τέτοιες μέθοδοι λειτουργούν μόνο σε ορισμένα μηχανήματα. Ωστόσο, αυτό είναι μόνο ένα παράδειγμα πρόσφατων εξελίξεων που δεν περιορίζονται πλέον στην επιβράδυνση των πραγμάτων.
Και πάλι, η CLC εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη γεωμετρία, επομένως στις περισσότερες περιπτώσεις προσπαθούμε να μειώσουμε το πλάτος του ιστού στη φωλιά αντί να τον εξαφανίσουμε εντελώς. Το δίκτυο συρρικνώνεται. Αυτό είναι καλό, αλλά τι γίνεται αν το εξάρτημα γέρνει και προκαλέσει σύγκρουση; Οι κατασκευαστές εργαλειομηχανών προσφέρουν διάφορες λύσεις, αλλά μια προσέγγιση που είναι διαθέσιμη σε όλους είναι η προσθήκη μετατόπισης ακροφυσίου.
Η τάση των τελευταίων ετών είναι η μείωση της απόστασης από το ακροφύσιο έως το τεμάχιο εργασίας. Ο λόγος είναι απλός: τα λέιζερ οπτικών ινών είναι γρήγορα, και τα λέιζερ μεγάλων οπτικών ινών είναι πραγματικά γρήγορα. Μια σημαντική αύξηση στην παραγωγικότητα απαιτεί ταυτόχρονη αύξηση της ροής αζώτου. Τα ισχυρά λέιζερ οπτικών ινών εξατμίζουν και λιώνουν το μέταλλο μέσα στην τομή πολύ πιο γρήγορα από τα λέιζερ CO2.
Αντί να επιβραδύνουμε το μηχάνημα (κάτι που θα ήταν αντιπαραγωγικό), ρυθμίζουμε το ακροφύσιο ώστε να ταιριάζει στο τεμάχιο εργασίας. Αυτό αυξάνει τη ροή του βοηθητικού αερίου μέσω της εγκοπής χωρίς να αυξάνει την πίεση. Ακούγεται σαν μια νίκη, εκτός από το ότι το λέιζερ εξακολουθεί να κινείται πολύ γρήγορα και η κλίση γίνεται μεγαλύτερο πρόβλημα.
Σχήμα 1. Τρεις βασικοί τομείς που επηρεάζουν το κόστος ενός εξαρτήματος: εξοπλισμός, λειτουργικό κόστος (συμπεριλαμβανομένων των χρησιμοποιούμενων υλικών και του βοηθητικού αερίου) και εργασία. Αυτοί οι τρεις τομείς θα ευθύνονται για ένα μέρος του συνολικού κόστους.
Εάν το πρόγραμμά σας αντιμετωπίζει ιδιαίτερη δυσκολία στην αναστροφή του εξαρτήματος, είναι λογικό να επιλέξετε μια τεχνική κοπής που χρησιμοποιεί μεγαλύτερη μετατόπιση ακροφυσίου. Το αν αυτή η στρατηγική έχει νόημα εξαρτάται από την εφαρμογή. Πρέπει να εξισορροπήσουμε την ανάγκη για σταθερότητα του προγράμματος με την αύξηση της κατανάλωσης βοηθητικού αερίου που συνοδεύει την αυξανόμενη μετατόπιση του ακροφυσίου.
Μια άλλη επιλογή για την αποτροπή της ανατροπής εξαρτημάτων είναι η καταστροφή της κεφαλής, η οποία δημιουργείται χειροκίνητα ή αυτόματα με τη χρήση λογισμικού. Και εδώ βρισκόμαστε ξανά αντιμέτωποι με μια επιλογή. Οι λειτουργίες καταστροφής κεφαλίδας τμήματος βελτιώνουν την αξιοπιστία της διαδικασίας, αλλά αυξάνουν επίσης το κόστος αναλώσιμων και επιβραδύνουν τα προγράμματα.
Ο πιο λογικός τρόπος για να αποφασίσετε αν θα χρησιμοποιήσετε καταστροφές σαλιγκαριών είναι να εξετάσετε το ενδεχόμενο να ρίξετε λεπτομέρειες. Εάν αυτό είναι δυνατό και δεν μπορούμε να προγραμματίσουμε με ασφάλεια για να αποφύγουμε μια πιθανή σύγκρουση, έχουμε αρκετές επιλογές. Μπορούμε να στερεώσουμε εξαρτήματα με μικρο-μάνδαλα ή να κόψουμε κομμάτια μετάλλου και να τα αφήσουμε να πέσουν με ασφάλεια.
Αν το προφίλ προβλήματος είναι ολόκληρη η λεπτομέρεια, τότε δεν έχουμε άλλη επιλογή, πρέπει να το επισημάνουμε. Αν το πρόβλημα σχετίζεται με το εσωτερικό προφίλ, τότε πρέπει να συγκρίνετε τον χρόνο και το κόστος επισκευής και σπασίματος του μεταλλικού μπλοκ.
Τώρα το ερώτημα γίνεται κόστος. Μήπως η προσθήκη μικροετικετών δυσκολεύει την εξαγωγή ενός εξαρτήματος ή ενός μπλοκ από μια φωλιά; Αν καταστρέψουμε την κεφαλή, θα παρατείνουμε τον χρόνο λειτουργίας του λέιζερ. Είναι φθηνότερο να προσθέσουμε επιπλέον εργασία σε ξεχωριστά εξαρτήματα ή είναι φθηνότερο να προσθέσουμε χρόνο εργασίας στην ωριαία χρέωση ενός μηχανήματος; Δεδομένης της υψηλής ωριαίας απόδοσης του μηχανήματος, πιθανότατα εξαρτάται από το πόσα κομμάτια πρέπει να κοπούν σε μικρά, ασφαλή κομμάτια.
Η εργασία είναι ένας τεράστιος παράγοντας κόστους και είναι σημαντικό να τη διαχειριζόμαστε όταν προσπαθείτε να ανταγωνιστείτε σε μια αγορά χαμηλού κόστους εργασίας. Η κοπή με λέιζερ απαιτεί εργασία που σχετίζεται με τον αρχικό προγραμματισμό (αν και το κόστος μειώνεται στις επόμενες παραγγελίες), καθώς και εργασία που σχετίζεται με τη λειτουργία της μηχανής. Όσο πιο αυτοματοποιημένες είναι οι μηχανές, τόσο λιγότερα μπορούμε να πάρουμε από τον ωριαίο μισθό του χειριστή λέιζερ.
Ο όρος «αυτοματοποίηση» στην κοπή με λέιζερ αναφέρεται συνήθως στην επεξεργασία και τη διαλογή υλικών, αλλά τα σύγχρονα λέιζερ διαθέτουν και πολλούς περισσότερους τύπους αυτοματισμού. Τα σύγχρονα μηχανήματα είναι εξοπλισμένα με αυτόματη αλλαγή ακροφυσίων, ενεργό έλεγχο ποιότητας κοπής και έλεγχο ρυθμού τροφοδοσίας. Είναι μια επένδυση, αλλά η εξοικονόμηση εργασίας που προκύπτει μπορεί να δικαιολογεί το κόστος.
Η ωριαία πληρωμή των μηχανών λέιζερ εξαρτάται από την παραγωγικότητα. Φανταστείτε μια μηχανή που μπορεί να κάνει σε μία βάρδια αυτό που παλαιότερα χρειαζόταν δύο βάρδιες. Σε αυτήν την περίπτωση, η μετάβαση από δύο βάρδιες σε μία μπορεί να διπλασιάσει την ωριαία απόδοση της μηχανής. Καθώς κάθε μηχανή παράγει περισσότερο, μειώνουμε τον αριθμό των μηχανών που απαιτούνται για την ίδια ποσότητα εργασίας. Μειώνοντας στο μισό τον αριθμό των λέιζερ, θα μειώσουμε στο μισό το κόστος εργασίας.
Φυσικά, αυτές οι εξοικονομήσεις θα πάνε χαμένες αν ο εξοπλισμός μας αποδειχθεί αναξιόπιστος. Μια ποικιλία τεχνολογιών επεξεργασίας συμβάλλει στην ομαλή λειτουργία της κοπής με λέιζερ, συμπεριλαμβανομένης της παρακολούθησης της κατάστασης του μηχανήματος, της αυτόματης επιθεώρησης ακροφυσίων και των αισθητήρων περιβάλλοντος φωτός που ανιχνεύουν βρωμιά στο προστατευτικό γυαλί της κεφαλής κοπής. Σήμερα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την ευφυΐα των σύγχρονων διεπαφών μηχανής για να δείξουμε πόσος χρόνος απομένει μέχρι την επόμενη επισκευή.
Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά βοηθούν στην αυτοματοποίηση ορισμένων πτυχών της συντήρησης μηχανημάτων. Είτε έχουμε μηχανήματα με αυτές τις δυνατότητες είτε συντηρούμε τον εξοπλισμό με τον παραδοσιακό τρόπο (σκληρή δουλειά και θετική στάση), πρέπει να διασφαλίσουμε ότι οι εργασίες συντήρησης ολοκληρώνονται αποτελεσματικά και εγκαίρως.
Σχήμα 2. Οι εξελίξεις στην κοπή με λέιζερ εξακολουθούν να επικεντρώνονται στη συνολική εικόνα, όχι μόνο στην ταχύτητα κοπής. Για παράδειγμα, αυτή η μέθοδος νανοσύνδεσης (ένωση δύο τεμαχίων εργασίας κομμένων κατά μήκος μιας κοινής γραμμής) διευκολύνει τον διαχωρισμό παχύτερων τμημάτων.
Ο λόγος είναι απλός: τα μηχανήματα πρέπει να βρίσκονται σε άριστη λειτουργική κατάσταση για να διατηρούν υψηλή συνολική αποτελεσματικότητα εξοπλισμού (OEE): διαθεσιμότητα x παραγωγικότητα x ποιότητα. Ή, όπως αναφέρει ο ιστότοπος oee.com: «[OEE] ορίζει το ποσοστό του πραγματικά αποτελεσματικού χρόνου παραγωγής. Ένα OEE 100% σημαίνει 100% ποιότητα (μόνο ποιοτικά ανταλλακτικά), 100% απόδοση (ταχύτερη απόδοση) και 100% διαθεσιμότητα (χωρίς χρόνο διακοπής λειτουργίας).» Η επίτευξη 100% OEE είναι αδύνατη στις περισσότερες περιπτώσεις. Το βιομηχανικό πρότυπο προσεγγίζει το 60%, αν και η τυπική OEE ποικίλλει ανάλογα με την εφαρμογή, τον αριθμό των μηχανημάτων και την πολυπλοκότητα της λειτουργίας. Σε κάθε περίπτωση, η αριστεία στο OEE είναι ένα ιδανικό για το οποίο αξίζει να αγωνιστούμε.
Φανταστείτε ότι λαμβάνουμε ένα αίτημα προσφοράς για 25.000 ανταλλακτικά από έναν μεγάλο και γνωστό πελάτη. Η διασφάλιση της ομαλής λειτουργίας αυτού του έργου μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στη μελλοντική ανάπτυξη της εταιρείας μας. Προσφέρουμε λοιπόν 100.000 δολάρια και ο πελάτης δέχεται. Αυτά είναι καλά νέα. Τα κακά νέα είναι ότι τα περιθώρια κέρδους μας είναι μικρά. Επομένως, πρέπει να διασφαλίσουμε το υψηλότερο δυνατό επίπεδο ΟΗΕ. Για να βγάλουμε χρήματα, πρέπει να κάνουμε το καλύτερο δυνατό για να αυξήσουμε την μπλε περιοχή και να μειώσουμε την πορτοκαλί περιοχή στο σχήμα 3.
Όταν τα περιθώρια κέρδους είναι χαμηλά, τυχόν εκπλήξεις μπορούν να υπονομεύσουν ή ακόμη και να ακυρώσουν τα κέρδη. Θα καταστρέψει ο κακός προγραμματισμός το ακροφύσιό μου; Θα μολύνει το γυαλί ασφαλείας μου ένας κακός μετρητής κοπής; Έχω μια μη προγραμματισμένη διακοπή λειτουργίας και έπρεπε να διακόψω την παραγωγή για προληπτική συντήρηση. Πώς θα επηρεάσει αυτό την παραγωγή;
Ο κακός προγραμματισμός ή η κακή συντήρηση μπορούν να μειώσουν τον αναμενόμενο ρυθμό τροφοδοσίας (και τον ρυθμό τροφοδοσίας που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του συνολικού χρόνου επεξεργασίας). Αυτό μειώνει τον ΟΗΕ και αυξάνει τον συνολικό χρόνο παραγωγής – ακόμη και χωρίς να χρειάζεται ο χειριστής να διακόψει την παραγωγή για να προσαρμόσει τις παραμέτρους του μηχανήματος. Πείτε αντίο στη διαθεσιμότητα του αυτοκινήτου.
Επίσης, τα εξαρτήματα που κατασκευάζουμε αποστέλλονται όντως στους πελάτες ή κάποια εξαρτήματα πετιούνται στον κάδο απορριμμάτων; Οι χαμηλές βαθμολογίες ποιότητας στους υπολογισμούς του εργοστασιακού εξοπλισμού (OEE) μπορούν πραγματικά να βλάψουν.
Το κόστος παραγωγής κοπής με λέιζερ εξετάζεται πολύ πιο λεπτομερώς από την απλή χρέωση για τον άμεσο χρόνο λέιζερ. Οι σημερινές εργαλειομηχανές προσφέρουν πολλές επιλογές για να βοηθήσουν τους κατασκευαστές να επιτύχουν το υψηλό επίπεδο διαφάνειας που χρειάζονται για να παραμείνουν ανταγωνιστικοί. Για να παραμείνουμε κερδοφόροι, απλώς πρέπει να γνωρίζουμε και να κατανοούμε όλα τα κρυφά κόστη που πληρώνουμε όταν πουλάμε widgets.
Εικόνα 3 Ειδικά όταν χρησιμοποιούμε πολύ λεπτά περιθώρια, πρέπει να ελαχιστοποιήσουμε το πορτοκαλί και να μεγιστοποιήσουμε το μπλε.
Το FABRICATOR είναι το κορυφαίο περιοδικό διαμόρφωσης και κατεργασίας μετάλλων στη Βόρεια Αμερική. Το περιοδικό δημοσιεύει νέα, τεχνικά άρθρα και ιστορικά περιστατικών που επιτρέπουν στους κατασκευαστές να κάνουν τη δουλειά τους πιο αποτελεσματικά. Το FABRICATOR εξυπηρετεί τον κλάδο από το 1970.
Πλήρης ψηφιακή πρόσβαση στο The FABRICATOR είναι πλέον διαθέσιμη, παρέχοντάς σας εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Πλήρης ψηφιακή πρόσβαση στο περιοδικό Tubing είναι πλέον διαθέσιμη, παρέχοντάς σας εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Πλήρης ψηφιακή πρόσβαση στο The Fabricator en Español είναι πλέον διαθέσιμη, παρέχοντας εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Ο Μάιρον Έλκινς συμμετέχει στο podcast The Maker για να μιλήσει για το ταξίδι του από μια μικρή πόλη σε συγκολλητή εργοστασίων...
Ώρα δημοσίευσης: 28 Αυγούστου 2023