一, Основная идея технологии обработки с ЧПУ заключается в том, что автоматизация приводит к революции в эффективности.
Основная идея обработки на станках с ЧПУ заключается в использовании цифровых программ для управления движением станков, чтобы сырье можно было автоматически превращать в конечные изделия. Например, обрабатывающий центр с пяти-осевым рычагом может управлять тремя линейными осями (X, Y и Z) и двумя вращающимися осями (A и B) одновременно, чтобы создавать сложные поверхности за один проход. Эта технологическая функция снижает необходимость непосредственного участия людей:
Программируемая операция: маршрут обработки, параметры резки и другие настройки определяются заранее с помощью программного обеспечения CAM. Оператору просто нужно зажать заготовку, запустить программу и следить за оборудованием. По сравнению с обычными токарными станками время, необходимое для обработки одной детали, сокращается на 40–60%.
Интеллектуальная система смены инструментов: автоматическая библиотека инструментов может содержать десятки инструментов и автоматически заменять их в соответствии с инструкциями программы. Это означает, что вам не придется менять инструменты вручную так часто, как при традиционной обработке. Время, необходимое для замены одного инструмента, составляет от 3-5 минут до 10 секунд.
Интеграция онлайн-обнаружения. Некоторые высокотехнологичные станки с ЧПУ-поставляются с лазерными датчиками или системами визуального контроля, которые могут измерять размеры в режиме реального времени во время работы станка. Это означает, что проверки качества людьми не придется проводить так часто. Например, интегрированная система тестирования на 75 % сократила необходимость в ручных проверках качества на линии по производству корпусов коробок передач.
2. Сравнение затрат на рабочую силу в различных ситуациях при обработке автозапчастей.
1. Выдумали-болевые точки старых способов обработки данных.
Например, типичная обработка блоков цилиндров двигателя требует более десяти этапов, таких как фрезерование, сверление и нарезание резьбы. Каждый шаг требует отдельного человека:
Высокая зависимость от навыков: операторам необходимо научиться пользоваться различными станками, на что может уйти до 1–2 лет обучения.
Высокая трудоемкость: выполнение одних и тех же действий снова и снова, например ручное зажимание и измерение, может утомить вас, а количество ошибок возрастает по мере увеличения отработанного времени.
Стоимость соединения нескольких процессов: до 30% времени, затрачиваемого на транспортировку и ожидание между процессами, тратится впустую, а уровень простоя рабочей силы высок.
2. Ручная оптимизация режима обработки с ЧПУ.
После перехода на обработку с ЧПУ процесс производства одного и того же корпуса цилиндра можно объединить в:
Управление несколькими станками одним человеком: один оператор может одновременно контролировать от 3 до 5 станков с ЧПУ, что увеличивает загрузку оборудования до более чем 85%.
Изменение требований к квалификации: должность оператора изменилась с «оператор станка» на «монитор программы», а срок обучения сокращен до 1-3 месяцев.
Гибкая поддержка производства: меняя программу, модели продукции можно переключать без необходимости замены оснастки, что экономит время и деньги на замену пресс-форм. Например, новый производитель энергетических транспортных средств сократил время, необходимое для замены пресс-форм, с четырех часов до двадцати минут после перехода на гибкую производственную линию с ЧПУ. Это сэкономило 60% затрат на рабочую силу.
3. Анализ основных факторов, влияющих на затраты на рабочую силу.
1. Инвестиции в оборудование и использование эффекта масштаба
Первоначальная стоимость станков с ЧПУ довольно высока (примерно 2–5 млн юаней/шт. для пяти-осевых обрабатывающих центров), но со временем трудозатраты можно разделить следующим образом:
Улучшение производительности за единицу времени: обработка с ЧПУ происходит в 2–3 раза быстрее, чем старые методы, и один станок может выполнять работу 2–3 человек.
Экономия партий: во время массового производства постоянные затраты, такие как программирование и отладка, распределяются равномерно, что делает индивидуальные затраты на рабочую силу намного ниже, чем при использовании традиционных методов. Например, если данная линия по производству трансмиссионных валов производит более 100 000 деталей в год,обработка с ЧПУстоит на 35% дешевле, чем другие методы.
2. Стоимость рабочей силы и сложность процесса
Обработка на станках с ЧПУ явно лучше подходит для изготовления высокоточных и сложных конструктивных деталей,-таких как лопатки турбокомпрессора, поскольку для этого требуется меньше затрат на наем людей.
Гарантия точности: точность обработки на станке с ЧПУ каждый раз составляет ± 0,01 мм, что сокращает количество раз, когда вам придется исправлять детали вручную. В случае обработки лезвий технология ЧПУ сократила время ручного исправления ошибок с 8 часов до 0,5 часа на каждую деталь.
Контроль уровня брака. Автоматизированная обработка снижает уровень брака с 5–8% в традиционном режиме до менее 0,5%. Это также снижает объем работы, которую необходимо выполнить повторно.
3. Затраты на обслуживание и техническую поддержку
Для поддержания работы станков с ЧПУ необходимы профессиональные технические специалисты, хотя следующие способы могут помочь улучшить этот процесс:
Профилактическое обслуживание: системы Интернета вещей, которые следят за состоянием оборудования в режиме реального времени, сокращают время незапланированных простоев на 50%.
Модульная конструкция. Современные станки с ЧПУ имеют модульную конструкцию, а это означает, что во время технического обслуживания необходимо заменять только неисправный модуль. Это сокращает время обслуживания на 70%.
4. Полезные способы экономии затрат на рабочую силу.
1. Грамотная модернизация производственной линии
Внедрение роботов для промышленности: размещение роботов между станками с ЧПУ для выполнения таких задач, как погрузка и разгрузка, очистка и т. д., создавая режим «фабрики черного света». Благодаря добавлению роботов к определенному процессу производства тормозных дисков объем необходимого физического труда снизился на 90%.
Технология цифровых двойников: использование виртуальной отладки для улучшения программ обработки и сокращения-времени отладки на месте. Цифровые двойники используются в проекте дифференциальной обработки жилья, чтобы сократить время, необходимое для отладки программы, с двух недель до трех дней.
2. Улучшение структуры человеческих ресурсов
Управление по уровням навыков: операторы разделены на базовые роли мониторинга и более высокие роли программирования. Базовые должности платят на 20% меньше, чем обычные операторы, а продвинутые позиции приносят больше пользы, обеспечивая более плавную работу.
Перекрестное-обучение: научите "работников с разной-квалификацией" работать на станках с ЧПУ, выполнять минимальное программирование и выполнять базовое обслуживание. Это сделает вашу рабочую силу более гибкой.
3. Совместная работа над снижением затрат в цепочке поставок
Централизованные закупки и совместное использование: несколько предприятий покупают станки с ЧПУ вместе, чтобы снизить стоимость использования одного станка за счет совместного использования. В районе дельты реки Янцзы группа компаний по производству автомобильных запчастей создала платформу для обмена оборудованием с ЧПУ, которая увеличила использование оборудования до 90%.
Аутсорсинг услуг после-обработки означает найм других компаний для выполнения таких операций, как полировка и гальваника, которые не являются частью основного процесса на заводе. Передавая пост-обработку на аутсорсинг, компания, производящая шатуны, сократила затраты на рабочую силу на 15 %.
