Ценообразование, основанное только на времени лазерной резки, может привести к получению производственных заказов, но также может оказаться убыточным, особенно если маржа производителя листового металла низкая.
Когда речь идёт о поставках в станкостроении, мы обычно говорим о производительности станков. С какой скоростью азот режет сталь толщиной в полдюйма? Сколько времени занимает пробивка? Скорость ускорения? Давайте проведём анализ времени и посмотрим, как выглядит время выполнения! Хотя это отличные отправные точки, действительно ли они являются переменными, которые нужно учитывать при размышлении о формуле успеха?
Время безотказной работы — основополагающий фактор для построения успешного бизнеса в сфере лазерной техники, но нам нужно думать не только о том, сколько времени потребуется для сокращения работ. Предложение, основанное исключительно на сокращении времени, может разбить вам сердце, особенно если прибыль невелика.
Чтобы выявить потенциальные скрытые затраты на лазерную резку, необходимо оценить трудозатраты, время безотказной работы оборудования, стабильность сроков выполнения заказа и качества деталей, а также возможные доработки и расход материалов. В целом, затраты на детали делятся на три категории: стоимость оборудования, затраты на оплату труда (например, закупка материалов или использование вспомогательного газа) и затраты на оплату труда. Далее затраты можно разбить на более подробные составляющие (см. рисунок 1).
При расчёте стоимости труда или детали все элементы, представленные на рисунке 1, входят в общую стоимость. Ситуация становится немного запутанной, когда мы учитываем затраты в одном столбце, не учитывая должным образом их влияние на затраты в другом столбце.
Идея максимально эффективного использования материалов может никого не вдохновлять, но мы должны взвесить её преимущества и другие факторы. При расчёте стоимости детали мы обнаруживаем, что в большинстве случаев материал занимает большую часть.
Чтобы максимально эффективно использовать материал, можно использовать такие стратегии, как коллинеарная резка (CLC). CLC экономит материал и время резки, поскольку две кромки детали формируются одновременно одним резом. Но у этого метода есть некоторые ограничения. Он сильно зависит от геометрии. В любом случае, небольшие детали, склонные к опрокидыванию, необходимо собирать вместе для обеспечения стабильности процесса, и кто-то должен разбирать эти детали и, возможно, зачищать их от заусенцев. Это требует времени и труда, которые не даются даром.
Разделение деталей особенно затруднено при работе с толстыми материалами, и технология лазерной резки позволяет создавать «нано»-этикетки толщиной более половины толщины реза. Их создание не влияет на время выполнения, поскольку лучи остаются в разрезе; после создания выступов нет необходимости повторно вводить материалы (см. рис. 2). Такие методы работают только на некоторых станках. Однако это лишь один пример недавних достижений, которые больше не ограничиваются замедлением работы.
Опять же, CLC сильно зависит от геометрии, поэтому в большинстве случаев мы стремимся уменьшить ширину сетки в раскрое, а не полностью её устранить. Сеть сжимается. Это нормально, но что, если деталь наклонится и вызовет столкновение? Производители станков предлагают различные решения, но один из доступных всем подходов — это добавление смещения сопла.
Тенденция последних лет — сокращение расстояния от сопла до заготовки. Причина проста: волоконные лазеры быстрые, а большие волоконные лазеры — действительно быстрые. Для значительного повышения производительности требуется одновременное увеличение подачи азота. Мощные волоконные лазеры испаряют и плавят металл в зоне реза гораздо быстрее, чем CO2-лазеры.
Вместо того, чтобы замедлять работу станка (что было бы контрпродуктивно), мы подгоняем сопло под заготовку. Это увеличивает поток вспомогательного газа через надрез, не увеличивая давления. Звучит заманчиво, но лазер всё равно движется очень быстро, и наклон становится более серьёзной проблемой.
Рисунок 1. Три ключевых фактора, влияющих на стоимость детали: оборудование, эксплуатационные расходы (включая используемые материалы и вспомогательный газ) и трудозатраты. Эти три фактора составляют часть общей стоимости.
Если ваша программа испытывает особые трудности с переворотом детали, имеет смысл выбрать метод резки с большим смещением сопла. Целесообразность такой стратегии зависит от области применения. Необходимо сбалансировать требования к стабильности программы с увеличением расхода вспомогательного газа, связанным с увеличением смещения сопла.
Другим вариантом предотвращения опрокидывания деталей является уничтожение боеголовки, создаваемое вручную или автоматически с помощью программного обеспечения. И здесь мы снова сталкиваемся с выбором. Операции по уничтожению заголовков секций повышают надежность процесса, но также увеличивают расходы на расходные материалы и замедляют выполнение программ.
Самый логичный способ решить, использовать ли разрушение слизняками, — рассмотреть возможность падения деталей. Если это возможно и мы не можем безопасно запрограммировать предотвращение потенциального столкновения, у нас есть несколько вариантов. Мы можем закрепить детали микрозащёлками или отрезать куски металла и позволить им безопасно упасть.
Если проблемный профиль – это вся деталь целиком, то у нас нет другого выбора, нам нужно его маркировать. Если же проблема связана с внутренним профилем, то нужно сравнить время и стоимость ремонта и поломки всего металлического блока.
Теперь возникает вопрос стоимости. Затрудняет ли добавление микрометок извлечение детали или блока из гнезда? Если мы уничтожим боеголовку, время работы лазера увеличится. Что дешевле: добавить дополнительную рабочую силу для разделения деталей или добавить рабочее время к почасовой ставке станка? Учитывая высокую почасовую производительность станка, всё, вероятно, сводится к тому, сколько деталей нужно разрезать на небольшие, безопасные части.
Трудозатраты — важный фактор стоимости, и важно контролировать их, чтобы конкурировать на рынке с низкой стоимостью труда. Лазерная резка требует затрат труда, связанных с первоначальным программированием (хотя стоимость снижается при последующих повторных заказах), а также с эксплуатацией станка. Чем выше уровень автоматизации станков, тем меньше почасовая оплата труда оператора лазера.
Под «автоматизацией» в лазерной резке обычно понимают обработку и сортировку материалов, но современные лазеры также обладают гораздо более широким спектром автоматизации. Современные станки оснащены автоматической сменой сопел, активным контролем качества резки и управлением скоростью подачи. Это требует вложений, но экономия трудозатрат может оправдать затраты.
Почасовая оплата лазерных станков зависит от производительности. Представьте себе станок, который может выполнить за одну смену то, что раньше требовало двух смен. В этом случае переход с двух смен на одну может удвоить почасовую производительность станка. Поскольку каждый станок производит больше, мы уменьшаем количество станков, необходимых для выполнения того же объёма работы. Уменьшив вдвое количество лазеров, мы вдвое снизим затраты на рабочую силу.
Конечно, эта экономия будет сведена на нет, если наше оборудование окажется ненадёжным. Разнообразные технологии обработки обеспечивают бесперебойную работу лазерной резки, включая мониторинг состояния станка, автоматическую проверку сопел и датчики освещённости, которые обнаруживают загрязнения на защитном стекле режущей головки. Сегодня мы можем использовать интеллектуальные возможности современных интерфейсов станка, чтобы узнать, сколько времени осталось до следующего ремонта.
Все эти функции помогают автоматизировать некоторые аспекты обслуживания оборудования. Независимо от того, владеем ли мы оборудованием с такими возможностями или обслуживаем его по старинке (усердный труд и позитивный настрой), мы должны гарантировать, что работы по обслуживанию выполняются эффективно и своевременно.
Рисунок 2. Достижения в области лазерной резки по-прежнему ориентированы на общую картину, а не только на скорость резки. Например, этот метод наносклеивания (соединение двух заготовок, разрезанных по общей линии) облегчает разделение более толстых деталей.
Причина проста: для поддержания высокой общей эффективности оборудования (OEE) машины должны находиться в идеальном рабочем состоянии: доступность x производительность x качество. Или, как говорится на сайте oee.com: «[OEE] определяет процент действительно эффективного производственного времени. OEE, равный 100%, означает 100% качество (только качественные детали), 100% производительность (максимальная производительность) и 100% доступность (отсутствие простоев)». Достижение 100% OEE в большинстве случаев невозможно. Отраслевой стандарт приближается к 60%, хотя типичный OEE варьируется в зависимости от области применения, количества машин и сложности эксплуатации. В любом случае, превосходный OEE — это идеал, к которому стоит стремиться.
Представьте, что мы получили запрос на коммерческое предложение на 25 000 деталей от крупного и известного клиента. Обеспечение бесперебойной работы может существенно повлиять на будущий рост нашей компании. Поэтому мы предлагаем 100 000 долларов, и клиент соглашается. Это хорошая новость. Плохая новость заключается в том, что наша рентабельность низкая. Поэтому мы должны обеспечить максимально возможный уровень общей эффективности оборудования (OEE). Чтобы заработать, мы должны сделать всё возможное, чтобы увеличить синюю область и уменьшить оранжевую область на рисунке 3.
При низкой марже любые неожиданности могут подорвать или даже свести прибыль на нет. Не повредит ли неправильное программирование сопло? Не загрязнит ли защитное стекло неисправный калибр? У меня незапланированный простой, и мне пришлось прервать производство для профилактического обслуживания. Как это повлияет на производство?
Неправильное программирование или обслуживание могут привести к снижению ожидаемой скорости подачи (и скорости подачи, используемой для расчёта общего времени обработки). Это снижает общую эффективность оборудования (OEE) и увеличивает общее время производства, даже без необходимости оператору прерывать производство для настройки параметров станка. Попрощайтесь с эксплуатационной готовностью машины.
И действительно ли производимые нами детали отправляются клиентам, или некоторые из них просто выбрасываются в мусорку? Низкие показатели качества при расчёте общей эффективности оборудования (OEE) могут серьёзно навредить.
Производственные затраты на лазерную резку рассматриваются гораздо более детально, чем просто оплата непосредственно времени лазерной обработки. Современные станки предлагают множество возможностей, помогающих производителям достичь высокого уровня прозрачности, необходимого для сохранения конкурентоспособности. Чтобы оставаться прибыльными, нам просто нужно знать и понимать все скрытые расходы, которые мы несем при продаже изделий.
Изображение 3 Особенно когда мы используем очень тонкие поля, нам нужно минимизировать оранжевый и максимально увеличить синий.
FABRICATOR — ведущий журнал по обработке металлов давлением и металлообработке в Северной Америке. Журнал публикует новости, технические статьи и примеры применения, помогающие производителям повышать эффективность своей работы. FABRICATOR работает в отрасли с 1970 года.
Теперь доступен полный цифровой доступ к The FABRICATOR, что обеспечивает вам легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Теперь доступен полный цифровой доступ к журналу Tubing Magazine, что обеспечивает вам легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Теперь доступен полный цифровой доступ к The Fabricator en Español, обеспечивающий легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Майрон Элкинс присоединяется к подкасту The Maker, чтобы рассказать о своем пути от маленького городка до сварщика на заводе…
Время публикации: 28 августа 2023 г.