Какой мощности необходим лазерный станок для производства металлоконструкций? [Часть 2]

Давайте поговорим о ресурсах которые доступны производству, в своем распоряжении у производства есть пять категорий доступных ресурсов. Первый - это производственные мощности, которое включает в себя размер цеха, доступное неиспользуемое пространство и то, насколько эффективно используется все пространство. Также обратите внимание, что одним из наиболее упускаемых из виду аспектов здесь является обработка материалов. Можно ли обрабатывать сырье и весь поток продукции с помощью существующего оборудования?

Второй - это персонал. Каковы их наборы навыков? Как они проходят обучение и насколько хорошо документируются их знания? Кто скоро они уходят на пенсию? Насколько эффективно организация может заполнять вакансии, нанимать и развивать таланты? Насколько они опытны в лазерной резке по сравнению с сопутствующими процессами? Какими бы мощными и технологичными ни были станки для лазерной резки они требуют, чтобы ими управлял хорошо обученный персонал.

Третий ресурс, тесно связанный со вторым, доступными часами. Сколько смен работают люди, и может ли цех добавить больше смен, если это необходимо? И наоборот, может ли компания, увеличивающая производственные мощности, производить то, что ей нужно, всего за одну смену и устранять необходимость во второй смене?

Четвертый ресурс - это техника и то, как компания измеряет её эффективность, а также затраты на обслуживание.

Пятый ресурс - это внешние ресурсы. Сюда входят отношения цеха с другими производствами, которые могут выполнять избыточную работу (что влияет на то, как предприятие может справиться с пиками спроса), а также с внешними поставщиками услуг, например, порошковыми красками и т.д. Увеличение мощностей лазерной резки может быть эффективным только в том случае, если большая часть работы приходится на внешних поставщиков услуг, у которых нет возможности справиться с возросшим объемом.

Думайте о каждой из этих пяти областей ресурсов как о рычагах, которые нужно "настроить" в соответствии с требованиями заказчиков. Цех без больших площадей, но с доступной рабочей силой может инвестировать в несколько сверхмощных лазеров для обеспечения формовки, сварки и окончательной сборки, в несколько смен в периоды пикового спроса. Если дополнительные смены невозможны, эти мощные лазеры могут иметь смысл, если в цехе есть много работы по лазерной резке "только плоских деталей". При дополнительных инвестициях в автоматизацию лазеры могут работать без присмотра в выходные дни, а в понедельник утром детали будут отгружены заказчикам. С другой стороны, если спрос требует дополнительных ресурсов, которые просто недоступны, простое добавление большей мощности лазерной резки не будет эффективным использованием ресурсов.

Тем не менее, определение "эффективного использования ресурсов" зависит от типа заказчиков и бизнес-модели производства. Контрактный производитель, который режет в основном материал толщиной 3.3 мм и тоньше, может запустить 15-киловаттный волоконный лазер в понедельник утром и закончить всю работу за неделю к обеду. Это не очень эффективное использование ресурсов, по крайней мере, для контрактного производителя.

С другой стороны, эта же ситуация может открыть отличную возможность для цеха по производству изделий. Успех производственного цеха в большей степени зависит от наличия свободных мощностей и в меньшей степени от их использования. Лазер мощностью 15 кВт не может работать непрерывно в цехе. Но до тех пор, пока мощности остаются доступными - то есть система может сработать и производить детали в любой момент - этот мощный лазер может помочь цеху быстро реагировать на поступающие запросы. Это увеличивает денежный поток и в то же время делает цех более конкурентоспособным.

К ним относится цепочка производственных этапов от заказа до отгрузки - котировка, проектирование, резка, гибка, сварка, покраска, сборка и отгрузка - наряду с характером деталей и узлов, проходящих через эти этапы. Здесь помогает целостный взгляд на ситуацию. Как поступают заказы? Как система планирования ресурсов предприятия (ERP) представляет их, и какие шаги предпринимаются, чтобы отправить эти заказы на производство? Последнее, чего хочет производитель, - это операционный затор в обработке заказов и проектировании, прежде чем детали попадут на первичную операцию резки.

Нисходящие процессы тоже имеют значение. Допустим, завод модернизирует свои мощности по лазерной резке и затем отправляет детали вниз по потоку. Все кажется хорошо, пока они не попадают в процесс порошковой окраски - общий ресурс и слишком частое препятствие. Чтобы действительно увеличить пропускную способность и максимально эффективно использовать инвестиции в лазерную резку и другое оборудование, расположенное выше по потоку, необходимо устранить узкие места, расположенные ниже по потоку. В данном примере непрерывная линия порошковой окраски с предварительной обработкой может стать хорошей инвестицией, если она устранит узкое место.

Но даже в этом случае не следует внимательно изучать узкие места, не рассматривая общую картину. Именно здесь в игру вступают маршрутизация заданий и диаграммы "спагетти". Скажем, у контрактного производителя есть основная производственная зона с пятью лазерами, после которых листы металла подаются на 20 листогибочных прессов и 25 сварочных постов. Это создает несколько полос для движения к финишной линии. На отдельном участке есть поток создания ценности, предназначенный для одного клиента, который требует, чтобы продукция изготавливалась и обрабатывалась определенным образом. Каждый участок имеет свои потребности в заготовках. Поток создания ценности, выделенный заказчиком, прекрасно работает с двумя маломощными центрами лазерной резки. Линия сбалансирована, и контрактное производство может поддерживать надежные поставки. Увеличение мощности лазерной резки здесь было бы пустой тратой времени.

Но как насчет основного производственного участка? Сверхмощный лазер там может обеспечить достаточную избыточную мощность, чтобы остальная часть завода никогда не испытывала недостатка в работе. В качестве альтернативы, предприятие (с учетом имеющихся ресурсов для технического обслуживания) может решить сократить количество имеющихся у него центров лазерной резки с пяти до четырех.

Предположим у вас есть тонкий лист, из которого необходимо вырезать несколько крупных прямоугольных деталей - слишком больших для того, чтобы с ними могли удобно работать отдельные люди. В этом случае маломощный лазер может резать достаточно быстро, чтобы не отставать от автоматизированного сортировщика деталей. Увеличение мощности лазера в этом случае не поможет, поскольку автоматика не сможет за ним угнаться.

При другом типе деталей ситуация полностью меняется. Рассмотрим производство, в котором в основном состоит из средних и мелких деталей. В этом случае лазеру с низкой мощностью может потребоваться значительное время для резки всех этих деталей по периметру. У раскройщиков более чем достаточно времени для сортировки деталей. Однако сверхмощный лазер может значительно сократить время обработки, например, для углеродистой стали толщиной от 0,25 до 0,5 дюйма. Ручные сортировщики деталей, конечно, будут заняты, и в этой зоне может потребоваться несколько дополнительных людей, но они, вероятно, не будут перегружены.

Здесь, наконец, в игру вступают марка материала и толщина. Допустим, 80% работы цеха приходится на резку алюминия 1,3 мм. И предприятие обнаружило, что разница в скорости между 8- и 15-киловаттной системой незначительна, так зачем же вкладывать деньги в 15-киловаттную систему?

Тем не менее, не стоит рассматривать скорость резания изолированно. Вспомогательный газ тоже имеет значение. Рассмотрим предприятие, которое режет много углеродистой стали толщиной 13 мм. Традиционно для лазерной резки такой стали использовался кислород в качестве вспомогательного газа, что означало, что детали, вероятно, придется подвергать вторичной обработке для удаления оксидного слоя. Однако сегодня мощные лазеры могут резать такие детали с использованием азота или даже ультрасухого воздуха, получая заготовки с кромкой без окислов. Резать несколько десятков мм в минуту - это хорошо, но исключить целую вторичную операцию - еще лучше.

Когда речь идет о резке очень толстого материала, от 25 до 31 мм, подумайте о рынке таких деталей. Толстый лист, вырезанный лазером, может выглядеть необычайно круто на выставочной площадке, но следует понимать, что такая резка листа - это специализированная ниша. Операции по лазерной резке толстых листов существуют, но они преуспевают за счет выхода на рынки, которые никогда не рассматривали лазерную резку как вариант. Во-первых, стол лазера должен быть рассчитан на работу с такими тяжелыми листами. Во-вторых, в большинстве случаев эта операция будет конкурировать с плазменной резкой высокой четкости, менее дорогим и зачастую более подходящим процессом.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Какой мощности необходим лазерный станок для производства металлоконструкций? [Часть 1]»‎ и «‎Как продлить срок службы оптоволоконного лазерного станка?»‎.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!