一, Cơ cấu chi phí của gia công điều khiển số trong sản xuất ô tô
Có hai loại chi phí cho gia công CNC: chi phí trực tiếp và chi phí gián tiếp.
Chi phí trực tiếp: đây là chi phí nguyên liệu thô, dụng cụ cắt, khấu hao thiết bị, sử dụng năng lượng và nhân công. Ví dụ, khi sản xuất khối xi lanh động cơ ô tô, chi phí nguyên vật liệu lớn hơn 50%, chi phí dụng cụ từ 10% đến 15%, chi phí khấu hao thiết bị và sử dụng năng lượng là 20% đến 30%.
Chi phí gián tiếp bao gồm những thứ như thiết kế quy trình, kiểm tra chất lượng, bảo quản thiết bị ở trạng thái tốt và trả tiền cho việc quản lý. Ví dụ, việc chế tạo các bộ phận phức tạp cần nhiều tài nguyên mô phỏng và lập trình CAM, đồng thời đòi hỏi các phương pháp kiểm soát chất lượng khắt khe (chẳng hạn như đo tọa độ) cũng làm tăng chi phí.
2, Những điều quan trọng quyết định giá gia công CNC
1. Chi phí mua và bảo quản thiết bị
Giá của một máy công cụ CNC (đặc biệt là trung tâm gia công liên kết năm{0} trục) có thể lên tới hàng triệu nhân dân tệ và họ cần các thiết bị khác như hệ thống xếp dỡ tự động và hệ thống quản lý công cụ. Ví dụ: để thay đổi dây chuyền cắt laze của một công ty ô tô Đức, họ sẽ cần mua phương tiện xử lý AGV, cánh tay robot sáu-trục và mô-đun định vị quang học. Chi phí cho một dây chuyền chỉ lên tới hàng chục triệu nhân dân tệ. Ngoài ra, 15% đến 20% chi phí vận hành hàng năm là dành cho việc bảo trì thiết bị, như hiệu chỉnh đường ray dẫn hướng và bảo trì trục chính.
2. Sử dụng vật liệu và vứt chúng đi
Chi phí nguyên liệu thô có thể lên tới 60% đến 70% trong ngành công nghiệp ô tô. Do hạn chế về khuôn mẫu, các phương pháp xử lý truyền thống như máy đục lỗ chỉ sử dụng 60% đến 70% nguyên liệu. Tuy nhiên, cắt laser CNC có thể sử dụng tới 93% vật liệu nhờ thuật toán phóng điện thông minh như phần mềm Radan. Ví dụ, một hãng ô tô sản xuất 100.000 ô tô mỗi năm có thể tiết kiệm 5.000 tấn thép mỗi năm và cắt giảm chi phí 25 triệu nhân dân tệ nếu sử dụng kim loại tấm hiệu quả hơn 15%.
3. Quy trình phức tạp như thế nào và mất bao lâu để hoàn thành
Cần có-gia công tích hợp nhiều quy trình cho các sản phẩm phức tạp như vỏ hộp số. Nếu kiến trúc của đường dẫn quy trình không tốt, nó có thể gây ra các vấn đề như phải định vị lại mọi thứ nhiều lần và thời gian chạy không tải dài hơn. Thống kê cho thấy các quy trình tập trung có thể cắt giảm thời gian kẹp từ 30% đến 50% và giúp các phép đo chính xác hơn như độ đồng trục tốt hơn. Ngoài ra, việc thay đổi các thông số cắt như tốc độ cắt và tốc độ tiến dao có thể khiến việc gia công mất ít thời gian hơn rất nhiều. Ví dụ, khi cắt hợp kim nhôm ở tốc độ cao (800–1500 m/phút), tốc độ loại bỏ vật liệu có thể tăng 40% và tuổi thọ của dụng cụ có thể tăng 30%.
4. Quản lý chi phí và tuổi thọ dụng cụ cắt
Dụng cụ cắt chiếm khoảng 10% đến 20% toàn bộ chi phí gia công. Giá của dụng cụ cắt hợp kim cứng rất cao, nhưng công nghệ phủ PVD có thể làm cho bề mặt cứng hơn. Các công cụ đã được sửa chữa có thể có tuổi thọ từ 70% đến 80% như các công cụ mới, nhưng chúng chỉ đắt hơn 30% đến 40%. Ví dụ: một công ty đã thiết lập cơ sở dữ liệu về tuổi thọ công cụ để theo dõi thời điểm thay thế công cụ, giúp họ tiết kiệm hơn một triệu nhân dân tệ mỗi năm chi phí sử dụng công cụ.
5. Chi phí lao động và kỹ năng cần thiết
Người vận hành máy điều khiển số cần phải rất giỏi lập trình, gỡ lỗi và giữ cho máy hoạt động tốt. Phải mất từ 3 đến 4 người để bốc dỡ hàng trên dây chuyền sản xuất truyền thống, nhưng công nghệ tự động như cánh tay robot và định vị trực quan có thể tiết kiệm 75% chi phí lao động. Ngoài ra, tùy chọn "một người, nhiều máy" có thể nâng số lượng máy công cụ mà một người có thể điều khiển từ 1-2 lên 3-5 và chi phí nhân công cho mỗi bộ phận có thể giảm hơn 50%.
3, Phương án cắt giảm chi phí gia công CNC
1. Tận dụng tối đa thiết bị của bạn và đầu tư vào nó
Lập kế hoạch sản xuất linh hoạt: sử dụng hệ thống MES để theo dõi trạng thái thiết bị theo thời gian thực, lên kế hoạch cho các hoạt động xử lý theo cách hợp lý và giảm thời gian ngừng hoạt động. Ví dụ: xử lý không có người vào ban đêm có thể khiến mức sử dụng thiết bị lên tới hơn 90%.
Thiết kế theo mô-đun: Chọn các công cụ máy CNC có thể phát triển cùng với doanh nghiệp của bạn và thêm các mô-đun tự động hóa (chẳng hạn như hệ thống thay đổi công cụ tự động) để đáp ứng các nhu cầu sản xuất khác nhau mà không cần phải mua cùng một công cụ hai lần.
2. Theo dõi chi phí nguyên vật liệu
Thiết kế cho một khoảng trống ở dạng gần như lưới: Thiết kế các khoảng trống dựa trên kích thước cuối cùng của các bộ phận để cắt giảm số lượng gia công thô cần thực hiện. Ví dụ: sử dụng vật liệu kéo nguội thay vì vật liệu cán nóng-có thể giảm lượng vật liệu sử dụng từ 15% đến 25%.
Hệ thống tái chế vật liệu dư: Thiết lập cơ sở dữ liệu về vật liệu còn sót lại để phân loại và tái chế phoi và chất thải từ vật liệu dạng thanh. Điều này có thể được thực hiện bằng cách nấu chảy lại hoặc xử lý các phần nhỏ.
3. Tối ưu hóa các tham số và đường dẫn quy trình
Điều chỉnh tham số động: Sử dụng hệ thống CNC để theo dõi việc cắt tải theo thời gian thực, tự động thay đổi tốc độ cấp liệu và ngăn chặn những thay đổi của tải gây ảnh hưởng đến hiệu quả. Ví dụ: trong khi làm việc với các bộ phận trục có đường kính khác nhau, hệ thống có thể tự động điều chỉnh cài đặt của nó để tận dụng tốt nhất những thay đổi về đường kính.
Lập kế hoạch đường dẫn CAM: Để giảm thời gian chuyển hướng dao, hãy sử dụng "cắt đường viền" thay vì "cắt song song". Để phân bổ đều tải trọng dụng cụ và làm cho dụng cụ bền hơn, hãy sử dụng phương pháp "phay móng".
4. Bảo quản và sửa chữa dụng cụ
Cơ sở dữ liệu về tuổi thọ công cụ: Theo dõi thời gian sử dụng của các công cụ khác nhau trong các trường hợp xử lý khác nhau để bạn có thể lập kế hoạch thực tế về thời điểm thay thế chúng và tránh thay thế chúng quá sớm hoặc quá muộn.
Mài và phủ cạnh cắt: Chi phí sửa chữa dụng cụ chỉ bằng 30% đến 40% giá mua dụng cụ mới vì lưỡi cắt được mài và dụng cụ được phủ PVD để chống mài mòn tốt hơn.
5. Nâng cấp thông minh và tự động hóa
Robot xếp và dỡ hàng: Thêm phương tiện xử lý AGV và cánh tay robot sáu{0}}trục để tự động hóa việc xếp và dỡ hàng. Điều này giúp giảm thiểu những sai sót về vị trí xảy ra khi mọi người thực hiện thủ công (tỷ lệ lãng phí giảm từ 5% xuống 8% xuống dưới 0,3%).
Thuật toán lồng thông minh: AI có thể giúp giảm thời gian nhàn rỗi từ 10% đến 15% bằng cách tối ưu hóa đường cắt. Kế hoạch lồng ghép cũng được thay đổi tự động dựa trên những thay đổi trong đơn hàng, do đó không cần phải đợi hai giờ để lồng ghép thủ công.
4,Một nghiên cứu điển hình về cách giảm chi phí xử lý xi lanh động cơ cho một nhà sản xuất ô tô
Một công ty ô tô cụ thể đã có thể cắt giảm chi phí gia công CNC bằng cách thực hiện như sau:
Nâng cấp thiết bị: Việc thêm một trung tâm gia công liên kết năm{0}}trục giúp giảm 40% thời gian kẹp khi quy trình được tập trung và sai số đồng trục giảm từ 0,05 mm xuống 0,02 mm.
Tối ưu hóa thông số: Đối với thân xi lanh bằng hợp kim nhôm, tốc độ cắt lên tới 1200m/phút, tốc độ tiến dao lên tới 0,3mm/r, tốc độ loại bỏ vật liệu tăng 35% và tuổi thọ dụng cụ tăng 200%.
Lập lịch vật liệu thông minh: Bằng cách sử dụng phần mềm Radan để tìm ra đường cắt tốt nhất, việc sử dụng kim loại tấm đã tăng từ 78% lên 92%, tiết kiệm 18 triệu nhân dân tệ mỗi năm cho chi phí vật liệu.
Chuyển đổi tự động hóa: Sử dụng cánh tay robot để bốc xếp, giúp cắt giảm 60% chi phí lao động và tăng công suất sản xuất dây chuyền đơn lên 50%.
