תחום הייצור כל הזמן מספק החלטות כדי ליישב את היכולת הטכנית עם המציאות הפיננסית.התחנה בקנה מידה גדול היא דוגמה עיקרית של תהליך שבו ההשקעה מעלה יכולה להיות מרתיעה, אבל הרווחים התפעוליים לטווח ארוך לעתים קרובות להצדיק את ההוצאות. מאמר זה שובר את הכלכלה של פעולות בקנה מידה גדול - מהעלות האמיתית של בעלות על היתרונות הקוונטיים - כך מהנדסים, מנהלי צמחיים, ומבצעים פיננסיים מתאימים כדי לבצע ניתוח קפדני של עלויות.

הבנה של רב-המרכז

Broaching הוא תהליך מכונן כי מסיר חומר באמצעות כלי חיתוך רב-tooth הנקרא broach. בקנה מידה גדול broaching את חתיכות העבודה הם בדרך כלל כבד, המכונות הן משמעותיות, ואת הכוחות המעורבים הם משמעותיים. יישומים נפוצים כוללים חיתוך קווי הפנימי בהילוך שידור רכב, יצירת דרכי מפתח בפירים גדולים, ו aching ird-squareshreperrerererepers ב- Gas-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-a-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-atric, הוא לעתים קרובות דורש שבץ מרובים של פעילות עיצוב של חומר שבץ, כלומר, כלומר, כלומר, כדי ליצור משימות מורכבות, כדי ליצור משימות מורכבות, כדי ליצור משימות גירוד, כדי ליצור משימות מורכבות, כדי ליצור משימות שבץ, כדי ליצור משימות שבץ חלק מרכזי בלחמה, כדי ליצור משימות גירודפים ב-tretras-tretratretratrepertretratretratretratretratretraspertretratretraspertre

סוגים של רב-המכרה

  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ :0) , broach הוא משך או דחף דרך חור לפני-דור או מחץ כדי ליצור צורות פנימיות (splines, חורים רבועים, hexagons) בשימוש נרחב ברכיבי כוח רכב.
  • (FLT:0)External (surface) broachingsFLT 1:1 - הברוק עובר על פני השטח החיצוני של החפץ ליצירת פרופילים, חריצים, או צורות מרופפות. Common בייצור שורשים אש-עץ עבור טורבינות להבים ותבניות מורכבות עובש מת-דחפוכות.
  • (ב) ⁇ :0) , ⁇ ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) ,ברכת הברכות (הבשורה הראשונה) – ה"היצירה" מוזן מעל לברוכי נייח (או הברוקר עובר על החלק) באופן קו הייצור.

כל סוג נושא מבנה עלות משלו ופרופיל תועלת.התחנה הפנימית, למשל, דורש לעתים קרובות מכונת משיכה ייעודית או דחיפה עם שבץ ארוך, בעוד שחתימה חיצונית עשויה להשתמש בעיתונות אנכית או אופקית עם אזור שולחן גדול.

תעשיות שמרוויחות הכי הרבה

  • (FLT:0)AerospaceveFLT:1 - דיסקים טורבינות, שורשי להב, רכיבי גלאר נחיתה; חומרים בעלי ערך גבוה (טיtanium, Superalloys) דורשים דיוק ובזבוז מינימלי.
  • (FLT:0) מנוע מנועים (AutomotiveFLT:1) - ציוד שידור, חלקי מערכת ההיגוי, רכיבי מנוע; כרכים גבוהים וסובלנות איכותית קפדנית לעשות ריבאונדיזציה כלכלית.
  • (ב) ⁇ :0) מכונות כבדות ואמפ; ציוד מחוץ לכביש: 1:1 - פירים גדולים, רכיבים הידראוליים, חלקי דלי.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ניתוח עלויות מפורט של גדול-Scale Broaching

כדי לבצע ניתוח בעלות משמעותית, יש לפרק את העלות הכוללת של הבעלות (TCO) לרכיבים העיקריים שלה.קטגוריות הבאות הן המשמעותיות ביותר כאשר בוחנים מתקן גדול.

עלויות ציוד

ההוצאה היחידה הגדולה ביותר היא מכונת החיתוך עצמה.עיתונות אנכית גבוהה המסוגלת לטפל בחלקים עד 2 מ' באורך יכול בקלות לעלות על 500 אלף דולר.הורינטל פנימי עם 3-6 מ"מ שבץ יכול לעלות למעלה מ -800 אלף דולר ל-1.2 מיליון דולר בהתאם לרמת אוטומציה ולשליטה בנתוני ה תחכום.

  • בסיס המכונה, מסגרת, הידראולי או מכני מערכת כונן.
  • בקרות CNC וציר servo-actuated (בדרך כלל 3-5 צירים למרכזי הברונכה מודרניים).
  • התאמות עבודה - לעתים קרובות מותאם אישית למשפחה הספציפית.
  • ממשקי אוטומציה (robot לטעון/unload, תחנות מבט חלקי, מערכות שבב-conveyor).
  • התקנה, הכנת בסיס, השקיה ומינוי (בדרך כלל 10-15% ממחיר המכונה).

מחירות (Broaches)

כלים ברונצ'ים מיוחדים, לעתים קרובות עשויים פלדה מהירה (HSS) או Carbide, עם התקדמות של שיניים כי עלייה בגובה. broach אחד גדול יכול לעלות בין 5,000 $ ל $50,000, בהתאם למורכבות, אורך וחומר. עבור ייצור בנפח גבוה, חברה עשויה לדרוש כמה כאבי גב למכונה (למשל, אחד על המכונה, אחד בחזרות אחד, אחד, אחד, חסימת תשלום אחד, כמו נהג אחד).

  • (ב) [ב]] [ה]]: [ה], [ה]], [ה], [ה], [ה]]], [ה], [ה]]ה']'[ב[[המאה ה-20], ה[[המאה ה-20]], הוא לעתים קרובות חובה.
  • (ב) ,0) ,Broach Longer broaches יקרים יותר לייצור ולחדד.
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) בתנאי תדירות ההרחבה 1:1 - כל regrind מסיר כמות קטנה של חומר מהברנץ ', broach טיפוסי עשוי להיות reground 10–20 פעמים לפני שהוא מגיע לקצה הטוב של החיים.

מחיר כלי לחלק הוא מדד קריטי.לדוגמה, אם עלות broach עולה $20,000 ומייצרת 50,000 חלקים לפני שגורש (כולל regrinds), העלות של כלי עבור חלק היא $ 40 - ניתן לקבל עבור רכיבים רבים ערכיים גבוהים.אבל אם נפח הייצור נמוך, אותו כלי הופך להיות אסרטיבי.

הוצאות תפעול

צריכת האנרגיה של FLT:0 (FLT:1) מכונות גדולות שואבות כוח הידראולי וחשמלי משמעותי. משאבה הידראולית של 75-kW פועל שתי שינויים יכול לצרוך $5,000 $ $ 25,000 חשמל בשנה (בהתאם לשיעורים מקומיים) דחף סרבו-אלקטרי יכול להפחית את השימוש באנרגיה ב- 30-40 אחוזים בהשוואה למערכות הידראוליות קונבנציונליות.

(FLT:0)Consumables.FLT:1 Coolant, סינון אמצעי, חיתוך נוזל להוסיף עלויות חוזרות. Broaching לייצר כמויות גדולות של שבבים (במיוחד כאשר חיתוך חומרים דוקטריליים) כי יש לסנן או סנטימכור כדי לשמור על איכות קרירה.

(FLT:0) שימור וחלקי חילוף.FLT:1 מכונות איסוף דורשות תחליף תקופתי של חותמות, משאבות, מסלולים הידראוליים, ושסתום הידראוליים. מכונה מבוססת היטב עשוי להתרחש 3-5 אחוזים ממחיר הרכישה שלה בתחזוקה שנתית. התמוטטות בלתי צפויה על קו ביקורתי-חלקית יכולה לעלות בקלות 10,000 דולר לשעה בייצור אבוד.

(FLT:0) מרחב פרילואור ולמעלה.FIRLT:1 מכונות גדולות תופסות טביעת רגל משמעותית - לעתים קרובות 100-300 רגל2 למכונה - ודורשות יסודות חזקים לספוג רטט.שכר או שהוקצה מעל הראש לכף רגל רבוע יכול לרוץ $ 50-200 לשנה בסביבה תעשייתית.

דרישות עבודה וסקי

בעוד מכונות ריגול מודרניות הן מאוד אוטומטיות, הם עדיין דורשים טכנאים מיומנים עבור כלי שינוי, היערכות תיקון, ותהליך ניטור. מפעיל טיפוסי יכול לרוץ 2 או שלוש מכונות במקביל, אבל העלות של עבודה שעה (כולל הטבות) היא לעתים קרובות $ 35- $ 55. עבור מבצע בעל שלוש, עלויות עבודה שנתיות עבור תא יכול לגשת $ 250,000-400,000 $ אוטומציה יכול להפחית את זה, אבל עלות של רובוטים חזון חייב להיות גורם.

קביעת היתרונות של גדול-הסקר

היתרונות של broaching אינם רק איכותניים - הם יכולים להיות מתורגם ישירות לחיסכון בעלויות והזדמנויות הכנסות. להלן קטגוריות היתרון העיקריות עם מדדים משוערים.

אחריות ואיכות

הציד מייצר סובלנות חוזרת מאוד (בדרך כלל ±0.0005 ב או 0.013 מ"מ) עם משטח מצוין לסיים (16-32 Ra) זה מבטל את הצורך בביצוע פעולות משניות כגון deburring, שחיקה או honing. במקרה שבו הילוך דחוס דרש בעבר 10 דקות מגרה כי עלות 15 דולר לחלק, ובכך מבטלת את הצעד הזה חוסך 15 דולר לכל חלק - אלפי חלקים.

שיעורי סאנס ועבודת מחדש הם בדרך כלל נמוכים יותר עם broaching כי הכלי מדריך את הקיצוץ במדויק; ברונכי בעל היטב יכול לייצר אלפי חלקים ללא פגם לפני צורך resharpening. הפחתה של 20% עד 0.2% על קו גבוה בנפח יכול לחסוך עשרות אלפי דולרים בשנה.

זמן מחזור ופנים

היתרון הבסיסי של הברחת הוא שהוא משלים את הצורה כולה במעבר אחד (או מספר קטן מאוד של חולות) בהשוואה למחזור טיפוסי של 30-60 שניות עבור ספירה פנימית מול מחזור מעבורת שעשויה לדרוש 5-10 דקות עם מספר רב של לוחות.10x הפחתה בזמן באופן ישיר מתורגמת לתוך גבוה יותר באמצעות מחשב, לעתים קרובות המאפשרת סנטימטר אחד להחליף 5-10 כלים קונבנציונליים.

בייצור רכב בנפח גבוה, ההפחתה של זמן מחזורי לכל חלק היא הנהג הכלכלי העיקרי.לדוגמה, הובלת קו הפנים על מרכז מצמד השידור עשויה לעלות 030 / חלק במכונה ועלויות כלי, לעומת $ 0.185 / חלק עבור תהליך מנקה עם פחות באמצעות ערכת כלים ולבוש גבוה יותר.

צמצום פעולות שניות

מכיוון ש- broaching מייצרת משטחים איכותיים ומדמים מדויקים ב-מעבד, חלקים לעתים קרובות ללכת ישירות להתאספות או טיפול חום ללא מאצ'ינג ביניים.זה מקטין את המלאי של עבודה-במעבד (WIP), דרישות שטח הרצפה, עלויות מתפתלות חומריות.הפחתה טיפוסית של 3-5 ימים של WIP יכולה לשחרר מזומנים משמעותיים.

גמישות ופוטנציאל אוטומציה

מכונות CNC מודרניות מאפשרות שינוי מהיר בין משפחות חלק (עם דקות אם מערכת תיקון שינוי מהיר משמש) בשילוב עם תחנת טעינה רובוטית, תא רוטן יכול להתמודד עם מספר רב של מספר חלק בסביבה של אורות.

ניתוח עלויות-Benefit Analysis

ניתוח בעלות מלאה מחייב השוואת העלות הכוללת לכל חלק עבור broaching נגד החלופה הטובה ביותר (מרווחה קדחתנית, עיצוב או חיתוך הילוכים) את הגורמים הבאים יש מודל:

  • (FLT:0) סך ההשקעה של ההרחבה: Machinery, Tooling, Install, Automation, Structures.
  • (ב) ויקרא י"א): "העלות ה'" (במדבר כ"ד)" (במדבר, כ"ד).
  • (ב) ,0) הוצאות לשנה: 1 (FLT) - תחזוקה, שטח הרצפה, פחת, עניין בבירה.
  • (ב) ,0 באמצעות חישוב נפח 1 (ב כרכים נמוכים (מאות חלקים), כלי עלות שולטים ותהליכי חלופיים עשויים להיות זולים יותר.

חברות רבות מצאו כי השקעה מלאה משלמת עבור עצמה בתוך 18-36 חודשים כאשר נפח שנתי עולה על 10,000-20,000 יחידות.

  • מחיר המכונה: 750,000
  • התקנת + 100,000 $
  • השקעה מלאה: $50,000
  • נפח שנתי: 40,000 חלקים
  • חיסכון בעלויות לחלק לעומת חלופה: $ 12, (כולל גרוטציה מופחתת, חיסול, חיסכון בזמן מחזור)
  • חיסכון שנתי: 480,000
  • Payback: 1.77 שנים

חישובים אלה צריכים גם לקחת בחשבון את תמריצים מס, להעניק מימון (למשל, עבור ייצור מתקדם), ופוטנציאל גדל בהכנסות ממשלוחים מהירים יותר.

מחקרים אמיתיים

רכב Transmission Splines

ספק רכב גדול Tier 1 החליף את צי של ארבעה מכונות ריגול אופקי עם שני תאים פנימיים אנכיים מודרניים, כל אחד מצויד רובוטיקה חלקה.המכונה הישנה הייתה גבוהה ירידה (150%) ונדרש שינויים תכופים.התאים החדשים הפחיתו את העלות חלקית על ידי 22 אחוזים, גדל עד 96 אחוזים, והותר למפעל לספוג עלייה של 30 אחוזים בייצור ללא תוספת שטח 14 חודשים.

כורכום אווירי

יצרן של רכיבים דמויי גז עבור אווירל נתקל בשיעורי גרוטאות גבוהות (80%) כאשר broaching דלי-עץ חרטות ב-Inconel-718 דיסקים באמצעות כאבי ראש קונבנציונליים HSS. Switching to carbide-tipped broaches ומימוש מערכת עיכובים קפדניים של כלי רכב (תיקון קירור ושעון אמיתי) מופחת ל- 07% בלבד עבור ירידה של 07% בלבד.

שיקולים אסטרטגיים להטמעה

פריסה מוצלחת של broaching בקנה מידה גדול דורש יותר מגליון.חברות חייבות לטפל:

  • (ב) ,0) מוכנות של פרייליות (FLT:1) – יסודות קונקרטיים כפויים, טיהור יתר על המידה, מערכות של השבבים, ויכולות טיפול קרירות.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) ניהול טוול (Tool ManagementFLT:1) - לוח זמנים של התחדשות פרואקטיבי, מעקב אחר כלי-השדה ושותפויות עם ספקים רבי-בור אמין.
  • (FLT:0Part-Family רציונליזציה 1) - קביעת חלקים דומים כדי למקסם את השימוש של תא הסגירה.
  • (FLT:0) ,FLT:1 - בחירת מכונות CNC broaching עם אוטומציה מודולרית ובקרות אנרכיטקטורה פתוחה כדי לאפשר שילוב עם מערכות IoT למפעל.

מסקנה

רחב היקף רחב של broaching אינו תהליך של סחורות; הכלכלה שלה רגישה מאוד נפח, מורכבות חלקית, חומר, ואת תשתית הייצור הקיימת.עם זאת, כאשר חלים על משפחות חלק הנכון, התהליך מספק החזרות משכנעות דרך זמני מחזור מופחתים באופן דרמטי, איכות גבוהה יותר כי מבטלת פעולות משניות, ונמוכת יותר לכלי רכב בקנה מידה. ניתוח עלות יסודית הכוללת עלות בעלות השוואתית, תהליך יעיל, כלומר, עם עלויות פוטנציאליות, עם עלויות השקעה משמעותיות, עם עלויות לטווח ארוך, עם עלויות השקעה, כלומר, עם עלויות השקעה גבוהה יותר, כלומר, עם עלויות חישוביות, כלומר, כלומר, עם עלויות השקעה גבוהה יותר, עם עלויות השקעה גבוהה יותר, עם עלויות חישוביות, עם עלויות סבירות, עם עלויות השקעה גבוהה יותר, עם עלויות השקעה גבוהה יותר, עם עלויות השקעה גבוהה יותר, עם עלויות השקעה גבוהה יותר, עם עלויות סבירות, עם עלויות חישובית, עם עלויות לטווח ארוך טווח, עם עלויות לטווח ארוך טווח, עם עלויות מסחרר דיוק גבוה יותר, עם עלויות תפעול תחרותיות, עם עלויות תפעול, עם עלויות תפעול, עם עלויות תפעול, עם עלויות תפעול, עם עלויות תפעול, עם עלויות תפעול, עם עלויות תפעול, עם עלויות מדידה, עם עלויות מדידה, יכול להיות יתרון משמעותי, עם עלויות מסחר

(ב) לעיין בדוגמניות ובמחקרי מקרה, המתייחס לסקירה של הסקירה של ה-UVikipedia:0Wikipedia של broachingFLT:1, theFLT:2Society of Manufacturing Engineers's Cost Analysis FrameworksFLT 3: ו-FLT:4Modern Machine Shop's Graaching BasicsLT5:55