Det europeiska HTEC-nätverket

Partnersamarbete – konceptet
för inspirerande CNC-utbildning

Search

Flera, prisvärda CNC-verktygsmaskiner billigare än exklusiva specialmaskiner

''Zaventem, Belgien. 20 oktober 2014: En ny rapport från Technische Universität (TU) Darmstadt i Tyskland visar att användning av flera CNC-verktygsmaskiner i en moderat prisklass som konfigurerats i celler kan ge betydande fördelar jämfört med dyrare specialmaskiner som är konfigurerade för allt-i-ett-bruk. I den cellkonfiguration som studerades vid universitetet återfinns två Haas Super Mini Mill 2 CNC-fleroperationsmaskiner och en Haas SL-10 CNC-svarv.

Rapporten från TU Darmstadt heter ”Cellular Manufacturing to enable Lean Machining” (Celltillverkning möjliggör slimmad maskinbearbetning) och togs fram av Stefan Seifermann, Jörg Böllhoff, Eberhard Abele och Joachim Metternich vid universitetets institut för produktionsstyrning, teknik och verktygsmaskiner (PTW). Dr Sven Bechtloff, som sedermera har lämnat universitetet, var också en central medlem i teamet som utförde studien.

Idén bakom forskningsprojektet uppstod av att det uppfattades som att principerna för slimmad tillverkning inte tillämpades i maskinbearbetningsåtgärder inom tillverkningsföretag av alla storlekar. Principerna om flöde som ett centralt element i slimmad tillverkning används i stor utsträckning i monterings- och processteknikmiljöer (ofta vid volymtillverkning av bilar) men överförs sällan till maskinbearbetningsområdet och återfinns ofta inte överhuvudtaget i Europa.

Celltillverkning avser enkelt uttryckt en gruppering av heterogen utrustning (i detta fall CNC-verktygsmaskiner) för tillverkning av en serie eller grupp av liknande detaljer. Konceptet omfattar normalt att maskiner ställs upp i en U-formation för att underlätta flödet och uppnå balans mellan det pågående arbetet och takttiden (den genomsnittliga enhetsproduktionstid som krävs för att uppfylla kundens efterfrågan).

För att påvisa de potentiella fördelarna skapades en cellulär referensproduktionslinje på PTW:s processinlärningsfabrik (CiP). Linjen med allt-i-ett-maskiner omfattar två avancerade verktygsmaskiner: en fyraxlig horisontell CNC-fleroperationsmaskin med Tombstone-fixtur, och en fleraxlig automatisk CNC-svarv. Den konkurrerande linjen, en maskinbearbetningscell, består av två treaxliga Haas Super Mini Mill 2-fleroperationsmaskiner, en tvåaxlig Haas SL-10 CNC-svarv samt två CNC-fleroperationsmaskiner av universaltyp och en CNC-svarv från en annan verktygsmaskintillverkare. I rapporten konstateras att investeringen i de två maskinerna i allt-i-ett-linjen uppgick till 780 000 euro, medan motsvarande siffra för de sex CNC-verktygsmaskinerna i cellkonfigurationen endast var 340 000 euro.

En ekonomisk jämförelse mellan de två olika typerna av maskinbearbetningslinje (baserat på 2 000 detaljer per vecka och en arbetare vid varje linje) gav ett häpnadsväckande resultat. I allt-i-ett-linjen krävdes 15 skift för att färdigställa de 2 000 detaljerna. Installationstiden var 35 minuter, och styckkostnaden för varje detalj (utan material) beräknades till 3,95 euro. Med maskinbearbetning i en cellkonfiguration tog det emellertid bara 12,6 skift att färdigställa de 2 000 komponenterna till samma specifikation. Installationstiden minskade till 10 minuter och styckpriset till endast 2,55 euro.

I ett alternativt scenario användes två arbetare i maskinbearbetningslinjen av celltyp. Detta gjorde att styckpriset ökade något till 3,10 euro till följd av de ökade arbetskraftskostnaderna (men förblev långt billigare än styckpriset på 3,95 euro för allt-i-ett-linjen), att 12,6 skift minskades till 9,8 och att installationstiden förkortades från 10 till endast 7 minuter.

Vid kapacitetsjämförelse baserad på 15 skift färdigställer allt-i-ett-linjen 2 000 detaljer, cellen med en arbetare 2 377 detaljer (en ökning med 19 %) och cellen med två arbetare 3 064 detaljer (en ökning med 29 %).

I studien säkerställdes att detaljnoggrannhet och kvalitetsstandarder hela tiden upprätthölls, och att de billigare universalmaskinerna klarade av att tillverka till samma höga standard som specialmaskinerna.

Framtida kostnader kan också tas med i beräkningen när de olika metoderna jämförs. Om produktionslinjen behöver utökas blir det betydligt billigare att införa en ny maskin i cellen än att införa en ny maskin i allt-i-ett-linjen, beroende på den stora skillnaden i individuellt inköpspris.

 

AMB_2014_-_Wirtschaftlichkeit_Sequenzfertigung_vs_Komplettbearbeitung.pdf