Как производитель получает больше прибыли от своей продукции за счет снижения затрат

По мере того, как предприятие превращается из стартапа в устоявшегося производителя и контрактного поставщика, в нем многое меняется, в том числе и подход к использованию материалов. Независимо от того, является ли ваш бизнес малым, средним или большим, стратегия оптимального использования материалов должна увеличить прибыль, снизить затраты и облегчить жизнь сотрудников.

Запуск производства

Представьте, что вы открыли цех по изготовлению изделий из листового металла. Поскольку ваш бизнес находится в зачаточном состоянии, вы действительно не знаете, каким будет следующий заказ. На этом этапе дорогостоящие вложения в оборудование сопряжены с риском, поэтому вы полагаетесь на ручные процессы, включая раскрой деталей, резку и отслеживание расхода материала.

Вы тратите время на поиск лучшего целого листа или его части для работы, оптимальную разметку и выполнение вторичной очистки, которая обычно не требуется при автоматической резке. Однако даже на этом раннем этапе вы начинаете закладывать фундамент для лучшего использования материала.

Вы начинаете с эффективного хранения материалов. Если ваш материал будет набросан в кучу без какого-либо порядка, у вас может не быть доступа к тому, что находится внизу. Поэтому вы используете стеллажи с системой визуальной маркировки, которая упрощает выбор нужной заготовки для работы и делает этот процесс безопасным.

Растущее производство

Вы установили свой первый небольшой станок для резки с ЧПУ с соответствующим программным обеспечением для раскроя деталей, что позволяет выполнять более объемные работы с деталями различной толщины. На своем небольшом столе плазменной резки вы продолжаете выполнять раскрой вручную, но теперь уже используете для этого соответствующее программное обеспечение. По мере роста вашего бизнеса вы добавляете все более крупные и мощные станки и переходите к автоматическому раскрою.

Вы полагаетесь в основном на статический раскрой, то есть вы устанавливаете схему раскроя, состоящую только из одной или нескольких частей, и запускаете ее многократно. Это хорошо работает для предсказуемых заказов с большим количеством одинаковых изделий, но не дает большой гибкости, когда дело доходит до приоритетного порядка изготовления деталей или изменения дизайна деталей.

Программное обеспечение для раскроя металла включает в себя некоторые дополнительные параметры процесса и методы резки, добавляя стили и длину входов и выходов, а также оптимальное пространство между деталями. Качество деталей также улучшается за счет повышения качества кромок, более острых углов и однородности реза.

По мере роста вашего бизнеса вы определяете для себя, что считается плохим, приемлемым и хорошим использованием материала. На самом деле не существует единого определения «хорошего» использования материала, подходящего для любой ситуации. Важно быть хорошо осведомленным о производительности, чтобы по возможности увеличить её.

Вы ведете регулярную отчетность для измерения результатов с помощью программного обеспечения CAM, а также взвешиваете отходы, прежде чем они будут отправлены на переработку. Все это может дать вам данные, которые подскажут, какие операции можно улучшить. Программа с цветовой кодировкой, позволяющей определить, какие детали соответствуют определенному рабочему заданию, включает в себя различные стратегии раскроя. Одни детали вкладываются в вырезы других деталей. Пространство между деталями сводится к минимуму. 

Тяжелая механизированная резка

По мере того, как вы становитесь признанным игроком в производстве изделий из листового металла, ваши возможности расширяются. У вас уже есть несколько полноразмерных раскройных столов, а производство работает в три смены. Вы используете расширенное программное обеспечение для программирования заданий по раскрою деталей, которое дает вам множество возможностей для оптимизации использования материала, сокращения брака и увеличения прибыли.

Ваш цех использует функции автоматического раскроя, которые дают вам ряд разнообразных настраиваемых стратегий, применимых к деталям различной геометрии. Выкройки создаются путем применения наиболее эффективной стратегии к различным группам деталей на листе. Кроме того, вы можете использовать более широкий диапазон типов и мест размещения входов и выходов, а также различное расстояние между деталями или между деталью и кромкой листа.

Стратегии разделения ценностей. Широкая перегородка каркаса (большее значение раздела) между деталями увеличивает жесткость выкройки, чтобы противодействовать тепловому перемещению, возникающему при обработке толстого листа. Это также дает вам место для более длинных проходов и разных стилей прохода. Если для стабильности процесса требуется более широкий каркас, пусть будет так. Но если большое расстояние между деталями нужно вам только для размещения прохода по умолчанию, ваши программисты могут отредактировать этот параметр с помощью программного обеспечения для раскроя. Возможно, вы сможете добиться более узкого раздела деталей и, следовательно, более высокого выхода материала. Поскольку редактирование этих значений по умолчанию может повлиять на стабильность процесса, убедитесь, что эти изменения вносятся опытными программистами.

Резка по общей линии. Поскольку некоторые детали имеют по крайней мере одну общую линию реза, расход материала уменьшается, а длина реза в каждой программе резко падает вместе с количеством прожигов, что значительно уменьшает потребление расходных материалов для плазменной резки (электроды, сопла и др.) Добавьте другие стратегии, такие как цепное резание, когда режущая головка заканчивает одну деталь, прорезает полотно, а затем начинает следующую деталь - и вы еще больше уменьшите количество прожигов. Вы сокращаете время цикла резки и получаете экономию эксплуатационных расходов.

В зависимости от используемого вами процесса резания вы можете увидеть небольшую угловатость края на одной стороне общего пропила. Поэтому, прежде чем использовать общие линии, необходимо понять, повлияет ли эта угловатость на последующие операции или на конечное применение детали.

Как только вы определили, для каких заданий можно использовать резку по общей линии, вы приступаете к реализации стратегии раскроя. Вы начинаете вырезать по общей линии вложенные пары, затем выполняете квадратную резку, при которой четыре детали имеют общие линии разреза в сетке 2×2, затем реализуете массивы с деталями, вырезанными по общей линии, в сетке из рядов и столбцов. Затем вы применяете продвинутые методы с использованием двух или более разнородных деталей, каждая из которых имеет хотя бы одну прямую кромку, вложенных вместе на смежных общих прямых кромках. А когда это позволяют требования к качеству кромки, кромку листа можно использовать как кромку детали.

Продвинутое управление материалами

По мере роста вашего бизнеса стратегия управления материалами становится важной как никогда.

Незавершенное производство. Ваше производство нарезает ряд повторяющихся заказов, которые вы группируете в статические раскрои. Для заданий, заказываемых реже, предсказуемо и в меньших количествах, вы используете динамическое размещение, при котором программное обеспечение заполняет лист деталями, которые удовлетворяют немедленный спрос.

Большинство ваших статических выкроек состоит из частей одного или нескольких заданий, заказанных в течение аналогичного периода времени. То есть большинство деталей разрезаются и вскоре отправляются дальше по потоку. Они не проводят дни или недели в незавершенном производстве. Однако некоторые статические раскрои состоят из смеси различных деталей, только некоторые из которых необходимы ниже по потоку. Остальное идет в инвентарь незавершенного производства, который нужно отсортировать и систематизировать. По мере роста запасов незавершенного производства возникают проблемы. Детали перемещаются и теряются, а некоторые запасы становятся устаревшими. Стоимость повторной нарезки утерянных или устаревших деталей сводит на нет любую экономию материала, которую вы первоначально достигли при резке на столе.

Итак, ваша стратегия раскроя развивается. Ваши статические выкройки можно усовершенствовать для достижения чрезвычайно высокого коэффициента использования материала и удовлетворения потребностей в оптимальном потоке деталей. Но потребительский спрос на такие заказы должен быть предсказуемым. Если это не так, иногда вы обнаруживаете, что они лучше подходят для динамического раскроя.

Стратегии использования остатков. Независимо от того, используете ли вы статический или динамический раскрой, вы заполняете каждый лист металла, когда это возможно. Если список нужных деталей недостаточно велик, чтобы заполнить лист, и при этом ваш запас незавершенного производства не слишком велик, вы добавляете на лист детали-заполнители, которые можно будет использовать позже. Если у вас нет таких заполнителей, или если вы достигли предела запасов незавершенного производства, вы используете в программном обеспечении для раскроя технику обрезки, при которой остается кусок той формы, которую можно использовать позже (например, прямоугольник или квадрат). Остатки могут быть обрезанными листами или внутренними кусками, оставшимися от деталей с большими окнами или отверстиями.

Управление запасами. Для управления остатками вы обращаетесь к передовому программному обеспечению для управления материальными запасами, интегрированному с вашей платформой для раскроя, которое не только хранит список полных листов, но и данные об остатках, которые есть у вас на складе. Точная электронная инвентаризация гарантирует, что неполные листы будут израсходованы, и ваш оборотный капитал не увязнет в устаревших запасах.

Вы также разработали методы укладки и хранения материалов, которые позволяют сотрудникам легко добраться до нужного листа для работы. Вы определили процесс идентификации листов и их расположения на стеллаже, обучили своих сотрудников и убедились, что в этом достигнуто согласие.

Затем вы достигаете следующего уровня использования материалов, объединив электронную инвентаризацию с передовыми технологиями раскроя. Ваше программное обеспечение циклически перебирает несколько стратегий раскроя, учитывая как полные листы, так и оставшиеся куски, а затем выбирает для элементов в списке деталей лучшую стратегию раскроя. Вы можете контролировать, как выбираются листы, какие стратегии раскроя использовать, и следует ли включать факторы затрат, такие как стоимость времени и материала, при определении наилучшего результата раскроя.

Не забывайте про скупщика металлолома. Что касается материала, который вы не можете хранить или использовать, работайте со своими скупщиками лома, чтобы понять, как вы можете максимизировать то, что они вам дадут. Вы также полагаетесь на автоматические процедуры разрезания каркаса в программном обеспечении для раскроя, чтобы сегментировать каждый каркас до размера, который лучше заполняет контейнер для отходов. Это дает вам плотно заполненный контейнер с наибольшим весом на одну загрузку. Поскольку вы предоставляете лом таким образом, скупщик (после некоторых переговоров) согласится платить вам больше за килограмм.

Раскрой при подаче заявок на тендеры. Вы также используете программное обеспечение для раскроя - и информацию об использовании материалов, которую оно дает - при подаче заявки на работу. Во многих случаях это помогает получить больше заказов и увеличить прибыль.

Расширенное управление рабочими заданиями. Такие программные инструменты могут быть интегрированы с софтом по планированию ресурсов предприятия или планированию потребности в материалах, но в вашем случае этот инструментарий является частью самого программного обеспечения для раскроя.

Интеллектуальное управление рабочими заданиями позволяет использовать масштабирование. Чем больше деталей разного размера и геометрии доступно для раскроя, тем выше потенциальная эффективность раскроя. Объединение заказов на выполнение работ и предоставление большего количества деталей для раскроя способствует увеличению использования материала. Инструментарий управления заказами группирует вместе разные детали из разных заданий и делает их доступными как рабочие задания, которые можно быстро добавить в список деталей, разметить и отправить в виде числового кода на станок для резки.

Коммуникационные стратегии

Однажды у оператора станка возникнет вопрос к программисту раскроя. Он посчитает, что расстояние между деталями на листе в выкройке, которую он часто нарезал, можно было бы сузить, чтобы на лист поместилось больше деталей. Фактически, можно ли полностью устранить этот раздел, используя край пластины в качестве края детали? Программист и оператор обсуждают особенности процесса и варианты.

Отвечает ли кромка листа требованиям к качеству кромки детали? Будет ли процесс резки стабильным? Могут ли детали быть повреждены? Имеются ли по какой-либо из этих деталей строгие ограничения по микроструктуре или из-за того, что операции сгибания дальше по потоку требует согласованности микроструктуры?

После рассмотрения всех этих переменных программист и оператор решают, что да, детали могут быть разложены полностью до края пластины, и программист обновляет задание. Такое размещение сокращает количество брака и общую длину резки. В результате вы режете больше деталей за меньшее время при меньших эксплуатационных расходах.

Несколько лет назад вы впервые назначили сотрудника ответственным за управление использованием материалов и установили четкие целевые показатели использования на месяц и год. Теперь эта работа превратилась в инструмент удержания всех на одной волне. Этот человек следит за тем, чтобы все новые сотрудники были обучены стратегии использования материалов вашей компании, а также общается с руководством, чтобы согласовать мотивацию сотрудников к успеху.

Совершенство не имеет границ

Вы продолжаете оценивать существующие задания и глубоко погружаться в параметры и методы, которые программное обеспечение для раскроя использует для каждого процесса резки. Вы подтверждаете величину разделов, а также стили и длину входов, чтобы убедиться, что они оптимизированы для процесса. Ваша стратегия использования материала развивается в соответствии с меняющимися требованиями клиентов, совершенствуя поток деталей от стола для резки до отгрузочного дока.

Итак, ваш путь к "утопии" идеального использования материалов продолжается. Сможете ли вы когда-нибудь достичь совершенства? Скорее всего, нет. Как и в случае с любыми другими постоянными усилиями по улучшению производства, путь к наиболее оптимальному использованию материалов никогда не заканчивается.

Главные советы по лучшему использованию материалов

• Обеспечьте регулярное общение программистов и операторов станков.
• По возможности используйте программное обеспечение для раскроя при оценке заданий.
• Переоценивайте компоновку раскроя для повторных заказов, включая стандарты разделения деталей (ширины каркаса полотна).
• Рассмотрите возможность резки оставшегося каркаса, чтобы упростить обработку и увеличить стоимость лома.
• Учитывайте общие линии реза между деталями и между деталью и кромкой листа.