Chỉ dựa vào thời gian cắt laser để định giá có thể dẫn đến đơn đặt hàng sản xuất, nhưng cũng có thể là hoạt động gây thua lỗ, đặc biệt là khi lợi nhuận của nhà sản xuất tấm kim loại thấp.
Khi nói đến nguồn cung trong ngành công nghiệp máy công cụ, chúng ta thường nói về năng suất của máy công cụ. Nitơ cắt thép nửa inch nhanh như thế nào? Một lần đục lỗ mất bao lâu? Tốc độ gia tốc? Hãy cùng nghiên cứu thời gian và xem thời gian thực hiện trông như thế nào! Mặc dù đây là những điểm khởi đầu tuyệt vời, nhưng liệu chúng có thực sự là những biến số cần cân nhắc khi nghĩ về công thức thành công?
Thời gian hoạt động là nền tảng cơ bản để xây dựng một doanh nghiệp laser tốt, nhưng chúng ta cần cân nhắc nhiều hơn là chỉ xem xét thời gian cần thiết để cắt giảm công việc. Một lời đề nghị chỉ dựa trên việc giảm thời gian có thể khiến bạn đau lòng, đặc biệt nếu lợi nhuận thấp.
Để phát hiện bất kỳ chi phí ẩn tiềm ẩn nào trong quá trình cắt laser, chúng ta cần xem xét mức sử dụng lao động, thời gian hoạt động của máy móc, tính nhất quán về thời gian giao hàng và chất lượng linh kiện, bất kỳ khả năng gia công lại và sử dụng vật liệu nào. Nhìn chung, chi phí linh kiện được chia thành ba loại: chi phí thiết bị, chi phí nhân công (chẳng hạn như vật liệu mua hoặc khí phụ trợ đã qua sử dụng) và chi phí nhân công. Từ đó, chi phí có thể được chia nhỏ thành các yếu tố chi tiết hơn (xem Hình 1).
Khi tính toán chi phí nhân công hoặc chi phí một bộ phận, tất cả các mục trong hình 1 sẽ được tính vào tổng chi phí. Mọi thứ sẽ trở nên hơi khó hiểu khi chúng ta tính chi phí vào một cột mà không tính đến tác động của chúng lên chi phí ở cột khác.
Ý tưởng tận dụng tối đa vật liệu có thể không hấp dẫn bất kỳ ai, nhưng chúng ta phải cân nhắc lợi ích của nó so với những cân nhắc khác. Khi tính toán chi phí của một bộ phận, chúng ta thấy rằng trong hầu hết các trường hợp, vật liệu chiếm phần lớn nhất.
Để tận dụng tối đa vật liệu, chúng ta có thể áp dụng các chiến lược như Cắt Đồng Tuyến (CLC). CLC giúp tiết kiệm vật liệu và thời gian cắt, vì hai cạnh của chi tiết được tạo ra cùng lúc chỉ với một lần cắt. Tuy nhiên, kỹ thuật này có một số hạn chế. Nó phụ thuộc rất nhiều vào hình học. Trong mọi trường hợp, các chi tiết nhỏ dễ bị đổ cần được ghép lại với nhau để đảm bảo quy trình ổn định, và cần phải có người tháo rời các chi tiết này và có thể cần phải loại bỏ bavia. Phương pháp này làm tăng thêm thời gian và công sức, vốn dĩ không phải lúc nào cũng miễn phí.
Việc tách rời các chi tiết đặc biệt khó khăn khi làm việc với vật liệu dày hơn, và công nghệ cắt laser giúp tạo ra các nhãn "nano" có độ dày lớn hơn một nửa độ dày của vết cắt. Việc tạo nhãn này không ảnh hưởng đến thời gian chạy vì các thanh kim loại vẫn nằm trong vết cắt; sau khi tạo các tab, không cần phải nhập lại vật liệu (xem Hình 2). Các phương pháp này chỉ hiệu quả trên một số máy nhất định. Tuy nhiên, đây chỉ là một ví dụ về những tiến bộ gần đây không còn giới hạn ở việc làm chậm quá trình.
Một lần nữa, CLC phụ thuộc rất nhiều vào hình học, vì vậy trong hầu hết các trường hợp, chúng tôi muốn giảm chiều rộng của lưới trong tổ hợp thay vì làm nó biến mất hoàn toàn. Mạng lưới đang co lại. Điều này không sao, nhưng nếu chi tiết bị nghiêng và gây ra va chạm thì sao? Các nhà sản xuất máy công cụ cung cấp nhiều giải pháp khác nhau, nhưng một giải pháp khả thi cho tất cả mọi người là thêm độ lệch vòi phun.
Xu hướng trong vài năm gần đây là giảm khoảng cách từ vòi phun đến phôi. Lý do rất đơn giản: laser sợi quang rất nhanh, và laser sợi quang cỡ lớn thực sự rất nhanh. Việc tăng năng suất đáng kể đòi hỏi phải đồng thời tăng lưu lượng nitơ. Laser sợi quang mạnh mẽ làm bay hơi và làm nóng chảy kim loại bên trong vết cắt nhanh hơn nhiều so với laser CO2.
Thay vì làm chậm máy (điều này sẽ phản tác dụng), chúng tôi điều chỉnh vòi phun cho vừa với phôi. Điều này làm tăng lưu lượng khí phụ trợ qua rãnh mà không làm tăng áp suất. Nghe có vẻ là một giải pháp khả thi, ngoại trừ việc tia laser vẫn di chuyển rất nhanh và độ nghiêng trở thành một vấn đề lớn hơn.
Hình 1. Ba yếu tố chính ảnh hưởng đến chi phí của một bộ phận: thiết bị, chi phí vận hành (bao gồm vật liệu sử dụng và khí phụ trợ) và nhân công. Ba yếu tố này sẽ chiếm một phần tổng chi phí.
Nếu chương trình của bạn gặp khó khăn đặc biệt khi lật chi tiết, nên chọn kỹ thuật cắt sử dụng độ lệch vòi phun lớn hơn. Chiến lược này có hợp lý hay không tùy thuộc vào ứng dụng. Chúng ta phải cân bằng nhu cầu ổn định chương trình với mức tiêu thụ khí phụ trợ tăng lên do dịch chuyển vòi phun tăng.
Một lựa chọn khác để ngăn ngừa việc đổ vỡ các bộ phận là phá hủy đầu đạn, được tạo thủ công hoặc tự động bằng phần mềm. Và ở đây, một lần nữa chúng ta phải đối mặt với một lựa chọn. Hoạt động phá hủy đầu đạn cải thiện độ tin cậy của quy trình, nhưng cũng làm tăng chi phí vật tư tiêu hao và làm chậm chương trình.
Cách hợp lý nhất để quyết định có nên sử dụng phương pháp phá hủy bằng đạn hay không là cân nhắc việc thả rơi các chi tiết. Nếu điều này khả thi và chúng ta không thể lập trình an toàn để tránh va chạm tiềm ẩn, chúng ta có một số lựa chọn. Chúng ta có thể cố định các bộ phận bằng chốt siêu nhỏ hoặc cắt các mảnh kim loại và thả chúng rơi an toàn.
Nếu hồ sơ vấn đề là toàn bộ chi tiết, thì chúng ta thực sự không còn lựa chọn nào khác, chúng ta cần phải đánh dấu nó. Nếu vấn đề liên quan đến hồ sơ bên trong, thì bạn cần so sánh thời gian và chi phí sửa chữa và phá vỡ khối kim loại.
Bây giờ câu hỏi đặt ra là chi phí. Việc gắn microtag có làm cho việc tách một chi tiết hoặc khối ra khỏi tổ trở nên khó khăn hơn không? Nếu chúng ta phá hủy đầu đạn, chúng ta sẽ kéo dài thời gian hoạt động của tia laser. Liệu việc thêm nhân công để tách các chi tiết có rẻ hơn không, hay việc thêm thời gian lao động vào giá thành theo giờ của máy sẽ rẻ hơn? Với năng suất cao mỗi giờ của máy, có lẽ vấn đề nằm ở số lượng chi tiết cần được cắt thành các mảnh nhỏ, an toàn.
Nhân công là một yếu tố chi phí rất lớn, và việc quản lý nhân công là rất quan trọng khi cố gắng cạnh tranh trong một thị trường chi phí nhân công thấp. Cắt laser đòi hỏi nhân công liên quan đến lập trình ban đầu (mặc dù chi phí sẽ giảm khi đặt hàng lại sau đó) cũng như nhân công liên quan đến vận hành máy. Máy móc càng tự động hóa, chúng ta càng nhận được ít tiền hơn từ tiền lương theo giờ của người vận hành laser.
"Tự động hóa" trong cắt laser thường đề cập đến việc xử lý và phân loại vật liệu, nhưng laser hiện đại còn có nhiều loại tự động hóa hơn. Máy móc hiện đại được trang bị chức năng thay đổi vòi phun tự động, kiểm soát chất lượng cắt chủ động và kiểm soát tốc độ cấp liệu. Đây là một khoản đầu tư, nhưng lợi ích tiết kiệm được từ việc cắt laser có thể bù đắp cho chi phí bỏ ra.
Việc trả lương theo giờ cho máy laser phụ thuộc vào năng suất. Hãy tưởng tượng một cỗ máy có thể hoàn thành công việc trong một ca làm việc mà trước đây phải mất hai ca. Trong trường hợp này, việc chuyển từ hai ca sang một ca có thể tăng gấp đôi sản lượng hàng giờ của máy. Khi mỗi máy sản xuất nhiều hơn, chúng ta sẽ giảm số lượng máy cần thiết để thực hiện cùng một lượng công việc. Bằng cách giảm một nửa số lượng máy laser, chúng ta sẽ giảm một nửa chi phí lao động.
Tất nhiên, những khoản tiết kiệm này sẽ bị lãng phí nếu thiết bị của chúng tôi hoạt động không đáng tin cậy. Nhiều công nghệ xử lý khác nhau giúp duy trì hoạt động cắt laser trơn tru, bao gồm theo dõi tình trạng máy, kiểm tra vòi phun tự động và cảm biến ánh sáng xung quanh phát hiện bụi bẩn trên kính bảo vệ đầu cắt. Ngày nay, chúng tôi có thể sử dụng trí thông minh của giao diện máy móc hiện đại để hiển thị thời gian còn lại cho đến lần sửa chữa tiếp theo.
Tất cả những tính năng này đều giúp tự động hóa một số khía cạnh của công tác bảo trì máy móc. Cho dù chúng ta sở hữu máy móc với những tính năng này hay bảo trì thiết bị theo cách truyền thống (làm việc chăm chỉ và thái độ tích cực), chúng ta phải đảm bảo các công việc bảo trì được hoàn thành hiệu quả và đúng hạn.
Hình 2. Những tiến bộ trong công nghệ cắt laser vẫn tập trung vào bức tranh tổng thể, chứ không chỉ tốc độ cắt. Ví dụ, phương pháp liên kết nano (kết nối hai chi tiết cắt dọc theo một đường thẳng chung) giúp tách các chi tiết dày hơn dễ dàng hơn.
Lý do rất đơn giản: máy móc cần phải ở trong tình trạng vận hành tốt nhất để duy trì hiệu suất thiết bị tổng thể (OEE) cao: tính khả dụng x năng suất x chất lượng. Hoặc, như trang web oee.com đã nêu: “[OEE] định nghĩa tỷ lệ phần trăm thời gian sản xuất thực sự hiệu quả. OEE 100% nghĩa là chất lượng 100% (chỉ linh kiện chất lượng), hiệu suất 100% (hiệu suất nhanh nhất) và khả năng sẵn sàng 100% (không có thời gian chết).” Việc đạt được OEE 100% là điều không thể trong hầu hết các trường hợp. Tiêu chuẩn ngành đang tiến gần đến 60% mặc dù OEE điển hình thay đổi tùy theo ứng dụng, số lượng máy móc và độ phức tạp của hoạt động. Dù thế nào đi nữa, sự xuất sắc của OEE là một lý tưởng đáng để phấn đấu.
Hãy tưởng tượng chúng ta nhận được yêu cầu báo giá 25.000 chi tiết từ một khách hàng lớn và nổi tiếng. Việc đảm bảo hoạt động trơn tru của dự án này có thể tác động đáng kể đến sự phát triển trong tương lai của công ty. Vì vậy, chúng ta đề nghị 100.000 đô la và khách hàng chấp nhận. Đây là tin tốt. Tin xấu là biên lợi nhuận của chúng ta khá thấp. Do đó, chúng ta phải đảm bảo mức OEE cao nhất có thể. Để kiếm được lợi nhuận, chúng ta phải cố gắng hết sức để tăng diện tích màu xanh lam và giảm diện tích màu cam trong Hình 3.
Khi biên lợi nhuận thấp, bất kỳ sự cố bất ngờ nào cũng có thể làm suy yếu hoặc thậm chí vô hiệu hóa lợi nhuận. Liệu lập trình kém có làm hỏng vòi phun của tôi không? Liệu thước đo cắt kém có làm hỏng kính an toàn của tôi không? Tôi bị ngừng sản xuất ngoài kế hoạch và phải tạm dừng sản xuất để bảo trì phòng ngừa. Điều này sẽ ảnh hưởng đến sản xuất như thế nào?
Lập trình hoặc bảo trì kém có thể khiến tốc độ tiến dao dự kiến (và tốc độ tiến dao được sử dụng để tính toán tổng thời gian xử lý) bị giảm. Điều này làm giảm OEE và tăng tổng thời gian sản xuất - ngay cả khi không cần phải gián đoạn sản xuất để điều chỉnh thông số máy. Hãy nói lời tạm biệt với việc không còn xe cộ.
Ngoài ra, liệu các bộ phận chúng tôi sản xuất có thực sự được giao đến tay khách hàng hay một số bộ phận bị vứt vào thùng rác? Điểm chất lượng kém trong tính toán OEE có thể thực sự gây hại.
Chi phí sản xuất cắt laser được xem xét chi tiết hơn nhiều so với việc chỉ tính phí thời gian cắt laser trực tiếp. Máy công cụ ngày nay cung cấp nhiều lựa chọn giúp các nhà sản xuất đạt được mức độ minh bạch cao cần thiết để duy trì khả năng cạnh tranh. Để duy trì lợi nhuận, chúng ta chỉ cần biết và hiểu rõ tất cả các chi phí ẩn mà chúng ta phải trả khi bán sản phẩm.
Hình ảnh 3 Đặc biệt khi chúng ta sử dụng lề rất mỏng, chúng ta cần giảm thiểu màu cam và tăng tối đa màu xanh.
FABRICATOR là tạp chí hàng đầu về gia công kim loại và định hình kim loại tại Bắc Mỹ. Tạp chí này xuất bản tin tức, bài viết kỹ thuật và lịch sử tình huống giúp các nhà sản xuất thực hiện công việc hiệu quả hơn. FABRICATOR đã phục vụ ngành công nghiệp này từ năm 1970.
Hiện đã có quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào The FABRICATOR, giúp bạn dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị của ngành.
Hiện đã có quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào Tubing Magazine, giúp bạn dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị trong ngành.
Hiện đã có quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào The Fabricator en Español, giúp bạn dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị của ngành.
Kevin Cartwright đã chọn một con đường rất khác thường để trở thành một giảng viên hàn. Nghệ sĩ đa phương tiện với nhiều năm kinh nghiệm tại Detroit…
Thời gian đăng: 07-09-2023