Ustalanie cen wyłącznie na podstawie czasu cięcia laserowego może skutkować zwiększeniem liczby zamówień na produkcję, ale może też być operacją przynoszącą straty, szczególnie gdy marże producenta blachy są niskie.
Mówiąc o zaopatrzeniu w branży obrabiarek, zazwyczaj mówimy o wydajności obrabiarek. Jak szybko azot tnie stal o pół cala? Jak długo trwa przebijanie? Przyspieszenie? Przeprowadźmy analizę czasową i zobaczmy, jak wygląda czas wykonania! Chociaż to świetne punkty wyjścia, czy naprawdę musimy brać je pod uwagę, myśląc o formule sukcesu?
Czas sprawności jest kluczowy dla zbudowania dobrego biznesu laserowego, ale musimy myśleć o czymś więcej niż tylko o tym, ile czasu potrzeba na skrócenie czasu pracy. Oferta oparta wyłącznie na redukcji czasu może złamać serce, zwłaszcza jeśli zysk jest niewielki.
Aby zidentyfikować potencjalne ukryte koszty cięcia laserowego, należy przeanalizować nakład pracy, czas sprawności maszyny, spójność czasu realizacji i jakości części, wszelkie potencjalne przeróbki i zużycie materiałów. Ogólnie rzecz biorąc, koszty części dzielą się na trzy kategorie: koszty sprzętu, koszty pracy (takie jak zakupione materiały lub zużyty gaz pomocniczy) oraz robocizna. Na tej podstawie koszty można rozbić na bardziej szczegółowe elementy (patrz rysunek 1).
Obliczając koszt robocizny lub koszt części, wszystkie pozycje na rysunku 1 będą częścią kosztu całkowitego. Sytuacja staje się nieco skomplikowana, gdy uwzględniamy koszty w jednej kolumnie, nie uwzględniając odpowiednio wpływu na koszty w innej kolumnie.
Pomysł maksymalnego wykorzystania materiałów może nie być dla nikogo inspiracją, ale musimy rozważyć jego korzyści w kontekście innych czynników. Obliczając koszt części, okazuje się, że w większości przypadków materiał stanowi największą część.
Aby maksymalnie wykorzystać materiał, możemy wdrożyć strategie takie jak cięcie współliniowe (CLC). CLC oszczędza materiał i czas cięcia, ponieważ dwie krawędzie elementu są tworzone jednocześnie za pomocą jednego cięcia. Ta technika ma jednak pewne ograniczenia. Jest bardzo zależna od geometrii. W każdym razie małe części podatne na przewrócenie muszą być łączone, aby zapewnić stabilność procesu, a ktoś musi je rozmontować i ewentualnie usunąć zadziory. To wydłuża czas i zwiększa nakład pracy, które są drogie.
Rozdzielanie części jest szczególnie trudne w przypadku pracy z grubszymi materiałami, a technologia cięcia laserowego pozwala tworzyć „nano” etykiety o grubości przekraczającej połowę grubości cięcia. Ich tworzenie nie wpływa na czas pracy, ponieważ belki pozostają w cięciu; po utworzeniu zakładek nie ma potrzeby ponownego wprowadzania materiałów (patrz rys. 2). Takie metody działają tylko na niektórych maszynach. Jest to jednak tylko jeden z przykładów niedawnych postępów, które nie ograniczają się już do spowalniania procesów.
Ponownie, CLC jest silnie zależne od geometrii, więc w większości przypadków dążymy do zmniejszenia szerokości sieci w gnieździe, zamiast doprowadzić do jej całkowitego zaniku. Sieć się kurczy. To w porządku, ale co, jeśli część się przechyli i spowoduje kolizję? Producenci obrabiarek oferują różne rozwiązania, ale jednym z dostępnych dla każdego jest dodanie przesunięcia dyszy.
W ostatnich latach trendem było zmniejszanie odległości między dyszą a przedmiotem obrabianym. Powód jest prosty: lasery światłowodowe są szybkie, a duże lasery światłowodowe są naprawdę szybkie. Znaczny wzrost wydajności wymaga jednoczesnego zwiększenia przepływu azotu. Mocne lasery światłowodowe odparowują i topią metal w miejscu cięcia znacznie szybciej niż lasery CO2.
Zamiast spowalniać maszynę (co byłoby nieproduktywne), dostosowujemy dyszę do obrabianego przedmiotu. Zwiększa to przepływ gazu pomocniczego przez wycięcie bez zwiększania ciśnienia. Brzmi jak zwycięzca, z wyjątkiem tego, że laser nadal porusza się bardzo szybko, a przechylenie staje się większym problemem.
Rysunek 1. Trzy kluczowe obszary wpływające na koszt części: wyposażenie, koszty operacyjne (w tym zużyte materiały i gaz pomocniczy) oraz robocizna. Te trzy elementy będą stanowić część całkowitego kosztu.
Jeśli w programie występują szczególne trudności z odwracaniem części, sensowne jest wybranie techniki cięcia wykorzystującej większe przesunięcie dyszy. To, czy ta strategia ma sens, zależy od zastosowania. Musimy znaleźć równowagę między potrzebą stabilności programu a wzrostem zużycia gazu pomocniczego, który wynika ze wzrostu przesunięcia dyszy.
Innym sposobem zapobiegania przechylaniu się części jest zniszczenie głowicy, tworzone ręcznie lub automatycznie za pomocą oprogramowania. I tu znów stajemy przed wyborem. Operacje niszczenia nagłówków sekcji poprawiają niezawodność procesu, ale jednocześnie zwiększają koszty materiałów eksploatacyjnych i spowalniają programy.
Najbardziej logicznym sposobem na podjęcie decyzji o użyciu niszczenia ślimakowego jest rozważenie upuszczania detali. Jeśli jest to możliwe i nie możemy bezpiecznie zaprogramować, aby uniknąć potencjalnej kolizji, mamy kilka opcji. Możemy przymocować części mikrozatrzaskami lub odciąć kawałki metalu i pozwolić im bezpiecznie spaść.
Jeśli problem dotyczy całego detalu, to nie mamy innego wyjścia, musimy go oznaczyć. Jeśli problem dotyczy profilu wewnętrznego, należy porównać czas i koszt naprawy oraz rozbicia bloku metalu.
Teraz pojawia się pytanie o koszty. Czy dodanie mikrotagów utrudnia wydobycie części lub bloku z gniazda? Zniszczenie głowicy wydłuży czas pracy lasera. Czy tańsze jest dodanie dodatkowej siły roboczej do oddzielania części, czy też dodanie czasu pracy do stawki godzinowej maszyny? Biorąc pod uwagę wysoką wydajność godzinową maszyny, prawdopodobnie chodzi o to, ile elementów trzeba pociąć na małe, bezpieczne kawałki.
Praca stanowi ogromny czynnik kosztowy i ważne jest, aby nim zarządzać, próbując konkurować na rynku o niskich kosztach pracy. Cięcie laserowe wymaga nakładów pracy związanych z początkowym programowaniem (choć koszty maleją przy kolejnych zamówieniach), a także z obsługą maszyny. Im bardziej zautomatyzowane są maszyny, tym mniej możemy uzyskać z godzinowej stawki operatora lasera.
„Automatyzacja” w cięciu laserowym zazwyczaj odnosi się do obróbki i sortowania materiałów, ale nowoczesne lasery oferują również wiele innych rodzajów automatyzacji. Nowoczesne maszyny są wyposażone w automatyczną wymianę dysz, aktywną kontrolę jakości cięcia oraz regulację prędkości posuwu. To inwestycja, ale wynikające z niej oszczędności w zakresie siły roboczej mogą uzasadniać koszty.
Stawka godzinowa za maszyny laserowe zależy od wydajności. Wyobraź sobie maszynę, która może wykonać na jednej zmianie to, co wcześniej zajmowało dwie zmiany. W tym przypadku przejście z dwóch zmian na jedną może podwoić wydajność godzinową maszyny. Ponieważ każda maszyna produkuje więcej, zmniejszamy liczbę maszyn potrzebnych do wykonania tej samej pracy. Zmniejszając liczbę laserów o połowę, obniżamy koszty pracy o połowę.
Oczywiście, te oszczędności pójdą na marne, jeśli nasz sprzęt okaże się zawodny. Różnorodne technologie przetwarzania, takie jak monitorowanie stanu maszyny, automatyczne sprawdzanie dysz oraz czujniki światła otoczenia wykrywające zabrudzenia na szkle ochronnym głowicy tnącej, pomagają utrzymać płynność cięcia laserowego. Dziś możemy wykorzystać inteligencję nowoczesnych interfejsów maszynowych, aby pokazać, ile czasu pozostało do następnej naprawy.
Wszystkie te funkcje pomagają zautomatyzować niektóre aspekty konserwacji maszyn. Niezależnie od tego, czy posiadamy maszyny z takimi możliwościami, czy konserwujemy je w tradycyjny sposób (ciężka praca i pozytywne nastawienie), musimy zadbać o to, aby zadania konserwacyjne były wykonywane sprawnie i terminowo.
Rysunek 2. Postęp w cięciu laserowym wciąż koncentruje się na całościowym obrazie, a nie tylko na prędkości cięcia. Na przykład ta metoda nanowiązania (łączenia dwóch elementów ciętych wzdłuż wspólnej linii) ułatwia rozdzielanie grubszych elementów.
Powód jest prosty: maszyny muszą być w doskonałym stanie technicznym, aby utrzymać wysoką ogólną efektywność sprzętu (OEE): dostępność x wydajność x jakość. Jak podaje strona internetowa oee.com: „[OEE] definiuje procent prawdziwie efektywnego czasu produkcji. OEE na poziomie 100% oznacza 100% jakości (tylko wysokiej jakości części), 100% wydajności (najszybsza wydajność) i 100% dostępności (brak przestojów)”. Osiągnięcie 100% OEE jest w większości przypadków niemożliwe. Standard branżowy zbliża się do 60%, chociaż typowy OEE różni się w zależności od zastosowania, liczby maszyn i złożoności operacji. Tak czy inaczej, doskonałość OEE jest ideałem, do którego warto dążyć.
Wyobraźmy sobie, że otrzymujemy zapytanie ofertowe na 25 000 części od dużego i znanego klienta. Zapewnienie sprawnego przebiegu prac może mieć znaczący wpływ na przyszły rozwój naszej firmy. Oferujemy więc 100 000 USD, a klient akceptuje ofertę. To dobra wiadomość. Zła wiadomość jest taka, że nasze marże zysku są niskie. Dlatego musimy zapewnić najwyższy możliwy poziom OEE. Aby zarabiać, musimy dołożyć wszelkich starań, aby zwiększyć obszar niebieski i zmniejszyć obszar pomarańczowy na rysunku 3.
Przy niskich marżach wszelkie niespodzianki mogą zniweczyć, a nawet zniweczyć zyski. Czy złe programowanie zniszczy moją dyszę? Czy wadliwy wskaźnik cięcia zanieczyści moje szkło bezpieczne? Mam nieplanowany przestój i musiałem przerwać produkcję na konserwację zapobiegawczą. Jak to wpłynie na produkcję?
Niewłaściwe programowanie lub konserwacja mogą spowodować, że oczekiwana prędkość posuwu (i prędkość posuwu używana do obliczenia całkowitego czasu obróbki) będzie niższa. To zmniejsza całkowitą wydajność (OEE) i wydłuża całkowity czas produkcji – nawet bez konieczności przerywania produkcji w celu dostosowania parametrów maszyny. Pożegnaj się z brakiem dostępności samochodu.
Czy części, które produkujemy, są faktycznie wysyłane do klientów, czy też część z nich ląduje w koszu? Słabe wyniki jakości w obliczeniach OEE mogą naprawdę zaszkodzić.
Koszty produkcji cięcia laserowego są rozpatrywane znacznie bardziej szczegółowo niż tylko rozliczanie czasu pracy lasera. Dzisiejsze obrabiarki oferują wiele opcji, które pomagają producentom osiągnąć wysoki poziom przejrzystości, niezbędny do utrzymania konkurencyjności. Aby utrzymać rentowność, wystarczy znać i rozumieć wszystkie ukryte koszty, które ponosimy sprzedając gadżety.
Ilustracja 3 Zwłaszcza gdy używamy bardzo cienkich marginesów, musimy zminimalizować pomarańczowy i zmaksymalizować niebieski.
FABRICATOR to wiodący magazyn poświęcony obróbce plastycznej i metalurgii w Ameryce Północnej. Magazyn publikuje wiadomości, artykuły techniczne i opisy przypadków, które pozwalają producentom efektywniej wykonywać swoją pracę. FABRICATOR działa w branży od 1970 roku.
Teraz możesz w pełni korzystać z dostępu cyfrowego do The FABRICATOR, co zapewnia łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Teraz masz pełny dostęp cyfrowy do czasopisma Tubing Magazine, dzięki czemu możesz łatwo zapoznać się z cennymi zasobami branżowymi.
Teraz można uzyskać pełny dostęp cyfrowy do serwisu The Fabricator en Español, co umożliwia łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Kevin Cartwright obrał bardzo niekonwencjonalną drogę, aby zostać instruktorem spawalnictwa. Artysta multimedialny z wieloletnim doświadczeniem w Detroit…
Czas publikacji: 07.09.2023