Sukces obróbki skrawaniem wymaga zrównoważonej produktywności

Carl BECHEM
Reklama
Reklama

 

Do produkcji szerokiego asortymentu elementów obrabianych wykonanych z różnych materiałów stosuje się szereg procesów obróbki skrawaniem. Jednakże wspólnym celem wszystkich producentów jest wytwarzanie określonej liczby przedmiotów o pożądanej jakości, w określonym czasie i za odpowiednią cenę.

Wielu producentów osiąga ten cel, postępując według zawężonego modelu, który obejmuje wybór i zastosowanie narzędzia oraz rozwiązywanie pojawiających się problemów w sposób reaktywny. Zmiana tego podejścia może zaowocować obniżeniem kosztów i wzrostem wydajności. Zamiast czekać, aż pojawią się problemy, a następnie korygować poszczególne operacje wykonywane podczas obróbki, producenci w pierwszej kolejności powinni skupić się na proaktywnym planowaniu wstępnym, którego celem jest wyeliminowanie wadliwych części i nieplanowanych przestojów. Po wprowadzeniu stabilnego i niezawodnego procesu należy przeprowadzić analizę ekonomiki produkcji, aby zrównoważyć jej tempo w stosunku do kosztów. Następnie, w oparciu o bezpieczne, sprawdzone ekonomicznie założenia, producenci powinni wybrać odpowiednie narzędzia i warunki skrawania, aby w pełni zoptymalizować proces obróbki.

Reklama

Ekonomika produkcji
Ważne jest, aby przed podjęciem kroków mających na celu optymalizację operacji skrawania metali, zapewnić bezpieczeństwo i niezawodność procesów obróbki polegających na wyeliminowaniu wadliwych części czy nieplanowanych przestojów. Zapewnienie bezpieczeństwa wymaga stworzenia stabilnego środowiska produkcyjnego. Kwestie, na które producenci powinni zwrócić szczególną uwagę obejmują konserwację obrabiarek, programowanie CAM, systemy oprawek narzędziowych i podawanie cieczy chłodząco-smarującej. Należy także sprawdzić elementy automatycznej obsługi elementów obrabianych, takie jak systemy załadowywania/rozładowywania palet lub elementów obrabianych.

Teoria i praktyka ekonomiki produkcji skupia się na zapewnieniu maksymalnego bezpieczeństwa i przewidywalności procesu produkcyjnego, dążąc przy tym do zachowania najwyższej zdolności produkcyjnej przy najniższych kosztach. Po spełnieniu warunków bezpieczeństwa i przewidywalności procesu obróbki skrawaniem metali i środowiska produkcyjnego ekonomika produkcji ogranicza się już tylko do dwóch czynników: znalezienia równowagi pomiędzy zdolnością produkcyjną a kosztami wytwarzania w odniesieniu do konkretnych warunków produkcji. Na przykład w produkcji masowej prostych części należy dążyć do maksymalizacji zdolności produkcyjnej przy minimalnych kosztach. Z drugiej strony przy wielu wariantach skomplikowanych części produkowanych w krótkich seriach należy przede wszystkim kłaść nacisk na zapewnienie całkowitej niezawodności i dokładności, licząc się z dużymi kosztami wytwarzania.

Powiązane firmy

Reklama

Minimalizowanie nieplanowanych przestojów
Maksymalne wykorzystanie zasobów w produkcji wymaga zminimalizowania przestojów, czyli, mówiąc prosto, okresów, w których obrabiarka nie wykonuje skrawania. Niektóre przestoje są wymagane i zaplanowane, a wśród nich są przerwy poświęcone na programowanie i konserwację obrabiarki, montowanie osprzętu, ładowanie i wyładowanie obrabianych przedmiotów oraz wymiana narzędzi.

Producenci wliczają spodziewane przestoje do planów produkcyjnych, ale wytwarzanie wybrakowanych części skutkuje przestojami niespodziewanymi. Kiedy wybrakowany przedmiot musi zostać ponownie obrobiony, czas przeznaczony na pierwotną obróbkę uznaje się za niezaplanowany przestój, a tym samym stratę.

Tradycyjną metodą stosowaną przez firmy jest reakcyjne podejście do redukcji nieplanowanych przestojów — kiedy pojawia się problem wstrzymujący produkcję, rozpoczyna się poszukiwanie rozwiązania. Lepszym sposobem od czekania na niekorzystną sytuację jest profilaktyczne planowanie, które pozwala określić kluczowe cele operacji i skupić wokół nich cały proces od samego początku. W większości przedsiębiorstw spędza się 20% czasu na przygotowanie i 80% na wprowadzanie oraz testowanie, ale lepszym wyjściem jest wykorzystanie 80% czasu na przygotowanie, a reszty na wdrożenie i modyfikacje — o ile okażą się potrzebne.

Przygotowując się do operacji skrawania, firma powinna przeanalizować swoje cele i opracować procesy niezbędne do osiągnięcia ich. Zwiększenie tempa produkcji nie zawsze jest podstawowym celem. Mimo że w niektórych branżach, jak w produkcji części motoryzacyjnych, zachowały się przykłady wysokiej jakości produkcji masowej, zwykle procesy produkcyjne kierują się w stronę większego zakresu wariantów i mniejszej liczby wytwarzanych egzemplarzy (ang. high-mix, low-volume; HMLV).

W masowej produkcji utrata 50 czy 100 sztuk produktu w procesie skrawania staje się niewielkim procentem, niezauważalnym pośród setek tysięcy wytwarzanych egzemplarzy. W przypadku gdy stosuje się metodę HMLV, cały proces musi zostać w pełni opracowany jeszcze przed rozpoczęciem produkcji. W metodzie HMLV produkuje się krótkie serie, małe zestawy, pojedyncze partie, a nawet pojedyncze egzemplarze dostosowane pod zamówienie. W tej sytuacji klika wybrakowanych części może oznaczać stratę.

Model mikro czy makro
Tradycyjne podejście mające na celu uzyskanie maksymalnej zdolności obróbki skrawaniem metali polega na przyjęciu zawężonego modelu mikro opartego na optymalizacji 1:1 jednego narzędzia w jednej operacji. Z drugiej strony, modele makro ujmują produkcję z szerszej perspektywy. W przypadku tych modeli całkowity czas jednostkowy wymagany do wyprodukowania danego elementu obrabianego odgrywa ważniejszą rolę.

Zależność pomiędzy modelami ekonomicznymi mikro i makro można porównać do perspektywy artysty tworzącego obraz. Model mikro skupia się na konkretnych danych, podobnie jak artysta, który koncentruje się na pojedynczych pociągnięciach pędzla. Model makro obejmuje całościowe postrzeganie procesu wytwarzania części, tak samo jak oglądanie całego obrazu. Jest oczywiste, że liczy się dbałość o szczegóły, ale nie za cenę ignorowania ogólnego celu procesu.

Koszty ukryte
Przesadne skupianie się na szczegółach może odwrócić uwagę od ostatecznego wyniku procesu. Na przykład niekorzystne jest skrócenie czasu skrawania o dziesięć sekund dzięki zastosowaniu dodatkowego narzędzia, którego ustawianie i indeksowanie trwa dziesięć minut. To samo dotyczy skupianiu się na osiągnięciu wyższej jakości produktów niż wymagana przez klienta — prowadzi to do zwiększenia kosztów i czasu produkcji. Całkiem poważnie można potraktować pytanie: „Jak długo potrwa i ile będzie kosztować wyprodukowanie najgorszego z możliwych elementu, którego funkcjonalność jest jeszcze do zaakceptowania?”.

Koszty operacyjne
Modele kosztów obróbki można także postrzegać z perspektywy mikro i makro. Modele mikro rozważają procesy obróbki skrawaniem z zawężonego punktu widzenia, łącząc warunki obróbki skrawaniem z obniżaniem kosztów. Modele ekonomiczne makro o szerszej perspektywie uwzględniają całkowity czas potrzebny do wytworzenia elementu obrabianego.

Reklama

O Autorze

MM Magazyn Przemysłowy jest tytułem branżowym typu business to business, w którym poruszana jest tematyka z różnych najważniejszych sektorów przemysłowych. Redakcja online MM Magazynu Przemysłowego  przygotowuje i publikuje na stronie artykuły techniczne, nowości produktowe oraz inne ciekawe informacje ze świata przemysłu i nie tylko.

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama