Automobiļu štampēšanas izmaksu samazināšanas stratēģijas: ieguldījumu atdeves maksimizēšana

TL;DR

Efektīvs stratēģijas automobilu stampēšanas izmaksu samazināšanai balstās uz trīs pamatprincipiem: rūpīgu konstruēšanu ražošanai (DFM), stratēģisku materiālu izmantošanu un procesu izvēli atbilstoši apjomiem. Iesaistot inženierus jau agrīnā stadijā, lai vienkāršotu detaļu ģeometriju un atvieglotu nekritiskas pieļaujamās novirzes, ražotāji var ievērojami samazināt veidņu izmaksas un biežumu. Turklāt, balstoties uz precīziem ražošanas apjomiem, izvēloties progresīvo, pārnešanas vai hibrīdo stampēšanu, tiek nodrošināts, ka kapitāla ieguldījumi saskan ar ilgtermiņa ROI, minimizējot kopējās ekspluatācijas izmaksas (TCO) stampētajām montāžām.

Konstruēšana ražošanai (DFM): Pirmā aizsardzības līnija

Lielākie izmaksu ietaupījumi automobilu stampēšanā rodas daudz agrāk par pirmo reizi, kad loksne nonāk presē. Izstrāde ražošanai (DFM) ir inženierzinātņu nozare, kas nodarbojas ar detaļas dizaina optimizāciju, lai vienkāršotu tās ražošanu, veidojot galveno rīku izmaksu kontrolei. Sakarā ar štampēšanu tas nozīmē ģeometrijas analīzi, lai samazinātu instrumentu sarežģītību un materiālu atkritumus, nekompromitējot detaļas darbību.

Svarīga DFM taktika ir simetrijas iekļaušana detaļas dizainā. Kā norāda nozares eksperti, simetriskas detaļas bieži ļauj līdzsvarot spēkus matricā, kas samazina nolietojumu un pagarināt instrumentu kalpošanas laiku. Turklāt standartizēta caurumu izmēru un liekšanas rādiusu lietošana visā transportlīdzekļa montāžā ļauj ražotājiem izmantot standarta, gatavus instrumentu komponentus, nevis individuālus triecieniekārtas, kas ievērojami samazina sākotnējās uzstādīšanas izmaksas. Inženieri arī rūpīgi jāpārbauda pieļaujamās novirzes; prasības pēc šaurām pieļaujamajām novirzēm (piemēram, ±0,001”) neuzmavēm virsmām nevajadzīgi palielina izmaksas, jo tiek prasīts precīzs slīpēšana vai papildu operācijas.

Lai to efektīvi īstenotu, automašīnu ražotājiem (OEM) jāveic DFM pārskati pirms CAD modeļu galīgas apstiprināšanas. Šis pārskata process ietver veidošanas procesa simulēšanu, lai prognozētu atteices punktus, piemēram, plīsumus vai rievu veidošanos. Identificējot šīs problēmas digitāli, inženieri var pielāgot rādiusus vai sienas leņķus atbilstoši materiāla formējamībai, izvairīties no dārgām fiziskajām matricu modificēšanām mēģinājumu fāzē.

Procesa izvēles stratēģija: Tehnikas saknes ar apjomu

Pareizas stampēšanas metodoloģijas izvēle — Progresīvā, Pārnešanas vai Hibrīdā — ir tīri ekonomisks lēmums, ko nosaka ražošanas apjoms un detaļas sarežģītība. Izmantojot augstsaimniecisko progresīvo matricu zemam apjomam, rodas neatgūstamas instrumentu amortizācijas izmaksas, savukārt izmantojot manuālu pārnešanas procesu lieliem apjomiem, tas iznīcina peļņas maržas dēļ pārmērīga darbaspēka patēriņa.

Paaugstošā spiešana ir zelta standarts lielā apjoma maziem līdz vidējiem piederumiem. Tas automātiski ievada metāla lentu caur vairākām stacijām, ražojot gatavu daļu ar katru slēdzienu. Lai gan sākotnējās rīku izmaksas ir augstas, vienības cena ir minimizēta dēļ ātruma. Savukārt, Pārvietošanas formēšana ir nepieciešams lieliem automašīnu komponentiem, piemēram, apakšrāmjiem vai durvju paneļiem, kuriem nepieciešama pārvietošanās starp atsevišķām veidņu stacijām. Lēnāks, taču tas ļauj apstrādāt sarežģītas ģeometrijas, kuras progresīvās veidnes nevar apstrādāt.

Ražotājiem, kuriem jāpārvar pāreja no izstrādes uz masveida ražošanu, ir būtiski izvēlēties partneri ar daudzpusīgām spējām. Piegādātāji, kas spēj paplašināt darbības, piemēram, Shaoyi Metal Technology , izmanto preses iespējas līdz 600 tonnām, lai nodrošinātu kritisku pāreju no ātras prototipēšanas (50 daļas) uz liela apjoma ražošanu (miljoniem daļu), nodrošinot, ka process efektīvi attīstās, pieaugot pieprasījumam.

Materiālu izmantojums un atkritumu samazināšana

Nevajadzīgie materiāli bieži veido lielāko mainīgo izmaksu posteni automašīnu stempēšanā, parasti pārsniedzot 50–60% no kopējās detaļas izmaksas. Tāpēc stratēģijas, kas koncentrējas uz atkritumu samazināšana un materiālu optimizāciju, dod tūlītējus finansiālus ieguvumus. Galvenais šāda mērķa sasniegšanas paņēmiens ir „stipru optimizācija”, kur detaļu izkārtojums ruļļa joslā tiek projektēts tā, lai minimizētu joslas platumu (neizmantoto metālu starp detaļām).

Izstrādāta stipru programmatūra var pagriezt un savienot detaļas, lai maksimāli palielinātu vienību skaitu uz katras kastes. Piemēram, trapecveida vai L formas detaļas bieži var stiprot vienu aiz otras, lai izmantotu kopīgu griezuma līniju, efektīvi samazinot atkritumus par divciparu procentiem. Turklāt inženieriem vajadzētu novērtēt iespēju izmantot „atgriezes” — stempēšanas procesā radušos metāla atkritumus no lieliem lodziņiem durvīs vai caurumiem jumtā — maziem stiprinājumiem vai uzgaliem. Šī prakse faktiski nodrošina bezmaksas materiālu sekundārām detaļām.

Vēl viens veids ir materiāla aizstāšana. Sadarbojoties ar metalurgiem, inženieri var izmantot smalku, augstu izturību un zemu sakausējumu (HSLA) tēraudu, kas saglabā konstrukcijas integritāti, samazinot svara līmeni. Lai gan HSLA materiāliem var būt augstākas izmaksas par kilogramu, vajadzīgā kopējā tilpuma samazināšana bieži izraisa neto ietaupījumus, kas atbilst mērķim par vieglumu degvielas efektivitātes jomā.

Iekārtu stratēģija un dzīves cikla pārvaldība

Uzskatīt rīkles tikai kā sākotnējo izdevumu ir stratēģiska kļūda; tās ir jāskatās, ņemot vērā kopējo īpašumtiesību izmaksas (TCO). Ieguldījumi augstākās kvalitātes instrumentu tērauda un specializētu pārklājumu (piemēram, titāna karbonitrīda) ražošanā augstās notekūdeņu temperatūras zonās var ievērojami samazināt uzturēšanas pārtraukšanas laiku. Dzīves cikla pārvaldība stratēģijas liecina, ka, izmantojot 15-20% vairāk uz ilgtspējīgu formēšanas konstrukciju, var ietaupīt 50% ilgtermiņa uzturēšanas un kvalitātes noraidīšanas izmaksās.

Modulārie rīku konstrukcijas nodrošina vēl vienu efektivitātes slāni. Izstrādājot matricas ar savstarpēji nomaināmām ieliknēm, lai nodrošinātu mainīgas īpašības (piemēram, atšķirīgus caurumu modeļus dažādām automašīnu modeļiem), ražotāji var izmantot vienu pamatmatricisko bāzi vairākām SKU. Tas ievērojami samazina uzglabāšanas un instrumentu ieguldījumus. Turklāt, īstenojot profilaktiskās tehniskās apkopes grafiku, kura pamatā ir triecienu skaits, nevis neveiksme, tiek nodrošināta, ka griezuma griezumi paliek stingri, samazinot presē nepieciešamo enerģiju un novēršot griezumus, kas rada skrāpēšanu.

Augsta efektivitāte: automatizācija un sekundārās darbības

Lai vēl vairāk samazinātu izmaksas, mūsdienu štancēšanas līnijas aizvien biežāk integrē sekundārās operācijas tieši primārajā matricā. Tehnoloģijas, piemēram, iekšējās vītņošanas veidošana, armatūras ievietošana un pat iekšējās sensores sistēmas, ļauj pabeigt gatavos komplektus bez manuālas pēcapstrādes nepieciešamības. Sekundāro darbību eliminācija samazina darbaspēka izmaksas un pusfabrikātu (WIP) krājumus.

Aizsardzības sensori matricā ir īpaši vērtīgi, lai novērstu katastrofālus rīku bojājumus. Reāllaikā atklājot nepareizu materiāla padoti vai slug izraušanu, šie sensori aptur presi pirms sadursmes, ietaupot desmitiem tūkstošu dolāru remontā un nedēļas ilgu ražošanas pārtraukumu. Kā norādīts pētījumā, ko veica MIT , šo ražošanas plūsmu optimizēšana ir būtiska OEM ražotājiem, lai uzturētu konkurētspēju pret globālajiem izmaksu spiedieniem.

Secinājums: maksimāli palielināt inženierijas ieguldījumu atdevi

Ilgtspējīgas izmaksu samazināšanas sasniegšana automašīnu štampēšanā nenozīmē stūru griešanu, bet gan precizitātes inženieriju. Prioritāri pievēršoties ražošanai orientētam dizainam, optimizējot materiālu izmantošanu, izmantojot uzlabotas iekļaušanas metodes, un izvēloties atbilstošu procesu apjomam, ražotāji var aizsargāt savas peļņas robežas. Augstas kvalitātes instrumentu un automatizācijas integrācija vēl vairāk nodrošina ilgtermiņa efektivitāti, pārvēršot štampēšanas presi no izmaksu centra par konkurētspējīgu aktīvu.