Ціноутворення, що базується лише на часі лазерного різання, може призвести до виробничих замовлень, але також може бути збитковою операцією, особливо коли маржа виробника листового металу низька.
Коли йдеться про постачання у верстатобудівній промисловості, ми зазвичай говоримо про продуктивність верстатів. Як швидко азот ріже сталь товщиною півдюйма? Скільки часу займає прошивка? Швидкість прискорення? Давайте проведемо дослідження часу та подивимося, як виглядає час виконання! Хоча це чудові відправні точки, чи справді це змінні, які нам потрібно враховувати, обмірковуючи формулу успіху?
Безвідмовна робота є основоположною для побудови успішного лазерного бізнесу, але нам потрібно думати не лише про те, скільки часу потрібно, щоб скоротити обсяг роботи. Пропозиція, що базується виключно на скороченні часу, може розбити вам серце, особливо якщо прибуток невеликий.
Щоб виявити будь-які потенційні приховані витрати на лазерне різання, нам потрібно врахувати використання робочої сили, час безвідмовної роботи верстата, стабільність часу виконання замовлень та якості деталей, будь-яку потенційну переробку та використання матеріалів. Загалом, витрати на деталі поділяються на три категорії: витрати на обладнання, витрати на робочу силу (такі як придбані матеріали або використаний допоміжний газ) та робоча сила. Звідси витрати можна розбити на більш детальні елементи (див. Рисунок 1).
Коли ми розраховуємо вартість робочої сили або вартість деталі, усі елементи на рисунку 1 будуть частиною загальної вартості. Ситуація дещо заплутується, коли ми враховуємо витрати в одному стовпці, не враховуючи належним чином вплив на витрати в іншому стовпці.
Ідея максимального використання матеріалів може нікого не надихнути, але ми повинні зважити її переваги з іншими міркуваннями. Під час розрахунку вартості деталі ми виявляємо, що в більшості випадків матеріал займає найбільшу частину.
Щоб отримати максимальну віддачу від матеріалу, ми можемо впроваджувати такі стратегії, як колінеарне різання (CLC). CLC економить матеріал і час різання, оскільки два краї деталі створюються одночасно за допомогою одного різу. Але ця техніка має деякі обмеження. Вона дуже залежить від геометрії. У будь-якому випадку, дрібні деталі, які схильні до перекидання, необхідно зібрати разом, щоб забезпечити стабільність процесу, і комусь потрібно розібрати ці деталі та, можливо, видалити задирки. Це додає часу та праці, які не даються безкоштовно.
Розділення деталей особливо складне при роботі з товстішими матеріалами, а технологія лазерного різання допомагає створювати «нано»-етикетки товщиною понад половину товщини різу. Їх створення не впливає на час виконання, оскільки балки залишаються в різі; після створення вкладок немає потреби повторно вводити матеріали (див. рис. 2). Такі методи працюють лише на певних верстатах. Однак це лише один із прикладів нещодавніх досягнень, які більше не обмежуються уповільненням роботи.
Знову ж таки, CLC дуже залежить від геометрії, тому в більшості випадків ми прагнемо зменшити ширину полотна в гнізді, а не зробити його повним зникненням. Мережа стискається. Це нормально, але що робити, якщо деталь нахиляється і спричиняє зіткнення? Виробники верстатів пропонують різні рішення, але один підхід, доступний кожному, - це додавання зміщення сопла.
Тенденцією останніх кількох років було зменшення відстані від сопла до заготовки. Причина проста: волоконні лазери швидкі, а великі волоконні лазери справді швидкі. Значне підвищення продуктивності вимагає одночасного збільшення потоку азоту. Потужні волоконні лазери випаровують і плавлять метал всередині різу набагато швидше, ніж CO2-лазери.
Замість того, щоб уповільнювати машину (що було б контрпродуктивно), ми налаштовуємо сопло відповідно до заготовки. Це збільшує потік допоміжного газу через виріз без збільшення тиску. Звучить як переможець, за винятком того, що лазер все ще рухається дуже швидко, і нахил стає більшою проблемою.
Рисунок 1. Три ключові аспекти, що впливають на вартість деталі: обладнання, експлуатаційні витрати (включаючи використані матеріали та допоміжний газ) та робоча сила. Ці три фактори відповідатимуть за частину загальної вартості.
Якщо ваша програма має особливі труднощі з перевертанням деталі, має сенс обрати техніку різання, яка використовує більше зміщення сопла. Чи має сенс ця стратегія, залежить від застосування. Ми повинні збалансувати потребу в стабільності програми зі збільшенням споживання допоміжного газу, яке виникає зі збільшенням зміщення сопла.
Ще одним варіантом запобігання перекиданню деталей є знищення бойової частини, створене вручну або автоматично за допомогою програмного забезпечення. І тут ми знову стикаємося з вибором. Операції знищення секційного заголовка підвищують надійність процесу, але також збільшують витрати на витратні матеріали та уповільнюють роботу програм.
Найлогічніший спосіб вирішити, чи використовувати руйнування за допомогою слизьких ударів, – це розглянути можливість скидання деталей. Якщо це можливо, і ми не можемо безпечно запрограмувати, щоб уникнути потенційного зіткнення, у нас є кілька варіантів. Ми можемо закріпити деталі за допомогою мікрозасувок або відрізати шматки металу та дозволити їм безпечно падати.
Якщо проблемний профіль — це вся деталь, то у нас дійсно немає іншого вибору, нам потрібно її позначити. Якщо проблема пов'язана з внутрішнім профілем, то потрібно порівняти час і вартість ремонту та розбиття металевого блоку.
Тепер питання переходить у вартість. Чи ускладнює додавання мікроміток вилучення деталі або блоку з гнізда? Якщо ми знищимо боєголовку, ми збільшимо час роботи лазера. Чи дешевше додавати додаткову робочу силу для розділення деталей, чи дешевше додавати робочий час до погодинної ставки машини? Враховуючи високу погодинну продуктивність машини, все, ймовірно, зводиться до того, скільки деталей потрібно розрізати на дрібні, безпечні шматки.
Праця є величезним фактором витрат, і важливо керувати ним, намагаючись конкурувати на ринку з низькою вартістю робочої сили. Лазерне різання вимагає праці, пов'язаної з початковим програмуванням (хоча витрати зменшуються при наступних замовленнях), а також праці, пов'язаної з експлуатацією верстатів. Чим більше автоматизовані верстати, тим менше ми можемо отримати від погодинної заробітної плати оператора лазера.
«Автоматизація» в лазерному різанні зазвичай стосується обробки та сортування матеріалів, але сучасні лазери також мають набагато більше видів автоматизації. Сучасні верстати оснащені автоматичною зміною сопел, активним контролем якості різання та контролем швидкості подачі. Це інвестиція, але економія робочої сили може виправдати витрати.
Погодинна оплата лазерних верстатів залежить від продуктивності. Уявіть собі верстат, який може виконувати за одну зміну те, що раніше працювало за дві зміни. У цьому випадку перехід з двох змін на одну може подвоїти погодинну продуктивність верстату. Оскільки кожен верстат виробляє більше, ми зменшуємо кількість верстатів, необхідних для виконання того самого обсягу роботи. Зменшивши вдвічі кількість лазерів, ми вдвічі зменшимо витрати на оплату праці.
Звичайно, ця економія зникне даремно, якщо наше обладнання виявиться ненадійним. Різноманітні технології обробки допомагають забезпечити безперебійну роботу лазерного різання, включаючи моніторинг стану машини, автоматичну перевірку сопел і датчики навколишнього освітлення, які виявляють бруд на захисному склі ріжучої головки. Сьогодні ми можемо використовувати інтелект сучасних машинних інтерфейсів, щоб показати, скільки часу залишилося до наступного ремонту.
Усі ці функції допомагають автоматизувати деякі аспекти технічного обслуговування машин. Незалежно від того, чи володіємо ми машинами з такими можливостями, чи обслуговуємо обладнання старомодним способом (наполеглива праця та позитивний настрій), ми повинні забезпечити ефективне та своєчасне виконання завдань з технічного обслуговування.
Рисунок 2. Досягнення в лазерному різанні все ще зосереджені на загальній картині, а не лише на швидкості різання. Наприклад, цей метод наноз'єднання (з'єднання двох заготовок, розрізаних по спільній лінії) полегшує розділення товстіших деталей.
Причина проста: машини повинні бути в ідеальному робочому стані, щоб підтримувати високу загальну ефективність обладнання (OEE): доступність x продуктивність x якість. Або, як зазначено на веб-сайті oee.com: «[OEE] визначає відсоток дійсно ефективного часу виробництва. OEE 100% означає 100% якість (лише якісні деталі), 100% продуктивність (найшвидша продуктивність) та 100% доступність (без простоїв)». Досягти 100% OEE у більшості випадків неможливо. Галузевий стандарт наближається до 60%, хоча типова OEE залежить від застосування, кількості машин та складності експлуатації. У будь-якому випадку, досконалість OEE – це ідеал, до якого варто прагнути.
Уявіть, що ми отримуємо запит на цінову пропозицію на 25 000 деталей від великого та відомого клієнта. Забезпечення безперебійного виконання цієї роботи може суттєво вплинути на майбутнє зростання нашої компанії. Тож ми пропонуємо 100 000 доларів, і клієнт погоджується. Це гарна новина. Погана новина полягає в тому, що наша рентабельність невелика. Тому ми повинні забезпечити максимально можливий рівень OEE. Щоб заробляти гроші, ми повинні докласти всіх зусиль, щоб збільшити синю область та зменшити помаранчеву область на рисунку 3.
Коли маржа низька, будь-які несподіванки можуть підірвати або навіть звести прибуток нанівець. Чи зіпсує неправильне програмування мою форсунку? Чи забруднить поганий калібр моє захисне скло? У мене стався незапланований простій, і мені довелося перервати виробництво для профілактичного обслуговування. Як це вплине на виробництво?
Неправильне програмування або технічне обслуговування може призвести до зменшення очікуваної швидкості подачі (і швидкості подачі, що використовується для розрахунку загального часу обробки). Це зменшує OEE та збільшує загальний час виробництва – навіть без необхідності переривання виробництва оператором для налаштування параметрів верстата. Попрощайтеся з доступністю автомобіля.
Також, чи справді виготовлені нами деталі відправляються клієнтам, чи деякі з них викидаються у сміттєвий кошик? Низькі показники якості в розрахунках OEE можуть дійсно зашкодити.
Витрати на лазерне різання розглядаються набагато детальніше, ніж просто виставлення рахунків за прямий час лазерної обробки. Сучасні верстати пропонують багато опцій, які допомагають виробникам досягти високого рівня прозорості, необхідного для збереження конкурентоспроможності. Щоб залишатися прибутковими, нам просто потрібно знати та розуміти всі приховані витрати, які ми сплачуємо, продаючи віджети.
Зображення 3. Особливо, коли ми використовуємо дуже тонкі поля, нам потрібно мінімізувати помаранчевий колір та максимізувати синій.
FABRICATOR – провідний журнал з обробки металу тиском та металообробки в Північній Америці. Журнал публікує новини, технічні статті та приклади з практики, які дозволяють виробникам виконувати свою роботу ефективніше. FABRICATOR обслуговує галузь з 1970 року.
Повний цифровий доступ до The FABRICATOR тепер доступний, що надає вам легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Тепер доступний повний цифровий доступ до журналу Tubing Magazine, що забезпечує вам легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Тепер доступний повний цифровий доступ до The Fabricator en Español, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Майрон Елкінс приєднується до подкасту The Maker, щоб розповісти про свій шлях від маленького містечка до зварювальника на заводі…
Час публікації: 28 серпня 2023 р.