نویسنده: : ارنست رادرمن، هارلورد بوونکرک
مترجم: حبیب الله علیخانی
به بیان ساده، باید گفت که هدف استفاده از ساینده های ابر سخت در فرایند تولید، بهبود تولید، کاهش هزینه ها و افزایش کیفیت است. این فرهنگ تولید متداول است که بر روی کنترل هزینه های ابزارهای گران قیمت تمرکز شود و ابزارهای مورد استفاده قرار گیرد که هزینه ای 10 تا 20 برابر کمتر نسبت به ابزارهای متداول، دارند. یک تغییر جزئی در هزینه ها، نمی تواند تغییر قابل توجهی در هزینه های کلی داشته باشد. یک تغییر کامل در استراتژی محاسبه نیز به منظور ارزیابی ابر سخت ها، ضروری می باشد. اگر دو درصد قطعه بیشتر بتواند بوسیله ی چرخ ها، تولید شود که میزان کاهش هزینه ها در آنها 5 % باشد، بهبود حاشیه ای قابل توجهی در قیمت و بهره وری، مشاهده می شود. همین اصل برای انتخاب ابزارهای فولاد تند بر، ابزارهای کاربید سمنته و ابزارهای سرامیکی، مورد استفاده قرار می گیرد. بیشتر سیستم های محاسبه برای در نظر گرفتن اثر هزینه های تکنولوژی های فرایندی جدید، طراحی نشده اند. در حقیقت ارزیابی کامل و دقیق مربوط به مزیت ها، مشکل است و برخی اوقات، این مورد در سیستم های محاسبه ی هزینه های سنتی، قابل انجام نمی باشد. تشخیص هزینه های سایش معمولاً پیچیده تر از تقسیم قیمت پرداختی برای یک چرخ ساینده نسبت به کل هزینه های فرایندی نیست. به طور مشابه، ارزیابی هزینه های ماشین کاری موجود شامل تقسیم کردن پول پرداختی برای سری ابزار به تعداد قطعاتی است که تولید می شود.
مهندسین فرایند تشخیص داده اند که این مسئله موجب ساده سازی محاسبات مربوط به هزینه های ماشین کاری، می شود. بدبختانه، این اصول موجب بروز پیچیدگی های فرایندی در سایر بخش ها، می شود.
برخی اساس برای استفاده از یک چنین اصولی، وجود دارد. ساینده های متداول مانند اکسید آلومینیوم و سیلیکون کاربید می توانند از لحاظ فرایند کوره ی الکتریکی و فرایند تولید چرخ ها، متمایز باشند . حال گستره ی مربوط به قیمت تجاری و کارایی این ابزارها، می تواند در یک گستره ی محدود باشد. در جاهایی که یک چنین تفاومت های حاشیه ای در قیمت و کارایی تمام ابزارها، وجود داشته باشد، آنالیز هزینه های سایش می تواند به المان های اولیه بازگشت کند. اگر دو درصد قطعه بیشتر بتواند بوسیله ی چرخ ها، تولید شود که میزان کاهش هزینه ها در آنها 5 % باشد، بهبود حاشیه ای قابل توجهی در قیمت و بهره وری، مشاهده می شود. همین اصل برای انتخاب ابزارهای فولاد تند بر، ابزارهای کاربید سمنته و ابزارهای سرامیکی، مورد استفاده قرار می گیرد. هر گروه از محصول ها در یک گستره ی باریک از قیمت و کارایی قرار دارند. این سیستم آنالیز هزینه ای ساده سازی شده، وقتی در مورد سیستم های حاوی ابر سخت ها، استفاده می شود، با مشکل مواجه می شود. مواد ابر سخت ممکن است هزینه ای 10 تا 20 برابر بیشتر از ابزارهای متداول داشته باشند اما میزان کارکرد آنها نیز 10 تا 300 برابر بیشتر است. فرمول ساده سازی شده ی قیمت بر بخش هایی تقسیم می شود که عموماً هزینه های پنهان مربوط به استفاده از ابرسخت ها را در نظر نگرفته است.
بیایید یک سری مثال تئوری ساده در نظر بگیریم. فرض کنید که یک ابزار PCBN در عملیات ماشین کاری، جایگزین یک ابزار کاربیده شده است. هزینه ی ابزار PCBN 15 برابر ابزار کاربیده است اما این لبه ها می توانند قطعاتی 15 برابری تولید کنند. مدل آنالیز قیمت ساده ی ما می گوید که ابزارهای PCBN هیچ مزیت قیمتی ندارند. اما استفاده از PCBN موجب کاهش 12 تا 1 % ضایعات تولیدی می شود. سرعت برش نیز 20 % افزایش می یابد. در حقیقت زمان تعویض 15 ابزار در زمان استفاده از PCBN کاهش می یابد. این مسئله مزیت های قابل توجهی ایجاد می کند.
در موردی دیگر، ابزارهای PCD امکان تولید چرخ های آلومینیومی تولیدی از یک چرخ تراش را در هر روز، دو برابر می کند. علاوه بر این، سطح نهایی وخارجی این چرخ ها، بوسیله ی مراحل نهایی ماشین کاری با PCD تعیین می شود. برای مسئله با ابزارهای معمولی، قابل انجام نیست. در مورد ساینده های ابر سخت، مشتری ها ، نیازمند یک گستره از سطوح نهایی برای این چرخ ها، می باشند. بنابراین، استفاده از ابر سخت ها، نه تنها موجب دو برابر شدن بهره وری می شود، بلکه همچنین بر روی ظاهر و قابلیت موفقیت محصول در بازار نیز، مؤثر می باشد. بنابراین، چگونه این موارد در آنالیز سنتی هزینه ها، مشخص می شوند؟
این مثال ها موجب می شود تا این واضح شود که اثر هزینه ها و تجارت ابر سخت ها، ممکن است خارج از قابلیت هر سیستم آنالیز سنتی باشد. ویژگی های مربوط به تکنولوژی های تولید پیشرفته و به طور خاص در تکنولوژی ابر سخت ها، ضرورت استفاده از فرایند تولید مجتمع با کامپیوتر (CIM) نمود پیدا می کند.
یک بلوک ماشین در حقیقت بوسیله ی سری های مته زنی خاصی پرداخت می شوند. این کار در حالت خشک انجام می شود. بعد از پرداخت اولیه، یک ابزار منفرد از سری چرخنده بر روی سطح بلوک اعمال می شود و پرداخت نهایی در سوراخ های بلوک سیلندر، انجام می شود. در واقع 12 سری برای کامل کردن این فرایند بر روی موتور V-6 از جنس چدن خاکستری، مورد نیاز است.
دقت گردی بدست آمده بوسیله ی ابزارهای سیلیکون نیتریدی بر روی این قطعات، در حدود 0.0006 اینچ است. وقتی کار با سری های PCBN انجام می شود، متوسط این دقت گردی به 0.0004 کاهش می یابد. از آنجایی که سری های PCBN حرارت را از قطعه ی کاری خارج می کنند، شرینکیج حرارتی کمتری در حفرات ایجاد می شود و بدین صورت بهبود قابل توجهی در سوراخ سیلندر، ایجاد می شود.
اثر کامل مربوط به مواد ابر سخت بر روی عملیات می تواند با در نظر گرفتن هزینه های ابزاری مورد انتظار و مقایسه ی این هزینه ها در صرفه جویی نهایی، تعیین شود.
خط آخر نتایج بیان شده در بالا، در حقیقت هزینه های کل مربوط به ابزار است که در حقیقت اندکی کاهش یافته است و یک کاهش کل به میزان 137000 دلار بر سال را برای 312000 قطعه، ایجاد می کند.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
منبع مقاله :
CERAMIC CUTTING TOOLS/ Materials, Development, and Performance/ E. Dow Whitney
مترجم: حبیب الله علیخانی
به بیان ساده، باید گفت که هدف استفاده از ساینده های ابر سخت در فرایند تولید، بهبود تولید، کاهش هزینه ها و افزایش کیفیت است. این فرهنگ تولید متداول است که بر روی کنترل هزینه های ابزارهای گران قیمت تمرکز شود و ابزارهای مورد استفاده قرار گیرد که هزینه ای 10 تا 20 برابر کمتر نسبت به ابزارهای متداول، دارند. یک تغییر جزئی در هزینه ها، نمی تواند تغییر قابل توجهی در هزینه های کلی داشته باشد. یک تغییر کامل در استراتژی محاسبه نیز به منظور ارزیابی ابر سخت ها، ضروری می باشد. اگر دو درصد قطعه بیشتر بتواند بوسیله ی چرخ ها، تولید شود که میزان کاهش هزینه ها در آنها 5 % باشد، بهبود حاشیه ای قابل توجهی در قیمت و بهره وری، مشاهده می شود. همین اصل برای انتخاب ابزارهای فولاد تند بر، ابزارهای کاربید سمنته و ابزارهای سرامیکی، مورد استفاده قرار می گیرد. بیشتر سیستم های محاسبه برای در نظر گرفتن اثر هزینه های تکنولوژی های فرایندی جدید، طراحی نشده اند. در حقیقت ارزیابی کامل و دقیق مربوط به مزیت ها، مشکل است و برخی اوقات، این مورد در سیستم های محاسبه ی هزینه های سنتی، قابل انجام نمی باشد. تشخیص هزینه های سایش معمولاً پیچیده تر از تقسیم قیمت پرداختی برای یک چرخ ساینده نسبت به کل هزینه های فرایندی نیست. به طور مشابه، ارزیابی هزینه های ماشین کاری موجود شامل تقسیم کردن پول پرداختی برای سری ابزار به تعداد قطعاتی است که تولید می شود.
مهندسین فرایند تشخیص داده اند که این مسئله موجب ساده سازی محاسبات مربوط به هزینه های ماشین کاری، می شود. بدبختانه، این اصول موجب بروز پیچیدگی های فرایندی در سایر بخش ها، می شود.
برخی اساس برای استفاده از یک چنین اصولی، وجود دارد. ساینده های متداول مانند اکسید آلومینیوم و سیلیکون کاربید می توانند از لحاظ فرایند کوره ی الکتریکی و فرایند تولید چرخ ها، متمایز باشند . حال گستره ی مربوط به قیمت تجاری و کارایی این ابزارها، می تواند در یک گستره ی محدود باشد. در جاهایی که یک چنین تفاومت های حاشیه ای در قیمت و کارایی تمام ابزارها، وجود داشته باشد، آنالیز هزینه های سایش می تواند به المان های اولیه بازگشت کند. اگر دو درصد قطعه بیشتر بتواند بوسیله ی چرخ ها، تولید شود که میزان کاهش هزینه ها در آنها 5 % باشد، بهبود حاشیه ای قابل توجهی در قیمت و بهره وری، مشاهده می شود. همین اصل برای انتخاب ابزارهای فولاد تند بر، ابزارهای کاربید سمنته و ابزارهای سرامیکی، مورد استفاده قرار می گیرد. هر گروه از محصول ها در یک گستره ی باریک از قیمت و کارایی قرار دارند. این سیستم آنالیز هزینه ای ساده سازی شده، وقتی در مورد سیستم های حاوی ابر سخت ها، استفاده می شود، با مشکل مواجه می شود. مواد ابر سخت ممکن است هزینه ای 10 تا 20 برابر بیشتر از ابزارهای متداول داشته باشند اما میزان کارکرد آنها نیز 10 تا 300 برابر بیشتر است. فرمول ساده سازی شده ی قیمت بر بخش هایی تقسیم می شود که عموماً هزینه های پنهان مربوط به استفاده از ابرسخت ها را در نظر نگرفته است.
بیایید یک سری مثال تئوری ساده در نظر بگیریم. فرض کنید که یک ابزار PCBN در عملیات ماشین کاری، جایگزین یک ابزار کاربیده شده است. هزینه ی ابزار PCBN 15 برابر ابزار کاربیده است اما این لبه ها می توانند قطعاتی 15 برابری تولید کنند. مدل آنالیز قیمت ساده ی ما می گوید که ابزارهای PCBN هیچ مزیت قیمتی ندارند. اما استفاده از PCBN موجب کاهش 12 تا 1 % ضایعات تولیدی می شود. سرعت برش نیز 20 % افزایش می یابد. در حقیقت زمان تعویض 15 ابزار در زمان استفاده از PCBN کاهش می یابد. این مسئله مزیت های قابل توجهی ایجاد می کند.
در موردی دیگر، ابزارهای PCD امکان تولید چرخ های آلومینیومی تولیدی از یک چرخ تراش را در هر روز، دو برابر می کند. علاوه بر این، سطح نهایی وخارجی این چرخ ها، بوسیله ی مراحل نهایی ماشین کاری با PCD تعیین می شود. برای مسئله با ابزارهای معمولی، قابل انجام نیست. در مورد ساینده های ابر سخت، مشتری ها ، نیازمند یک گستره از سطوح نهایی برای این چرخ ها، می باشند. بنابراین، استفاده از ابر سخت ها، نه تنها موجب دو برابر شدن بهره وری می شود، بلکه همچنین بر روی ظاهر و قابلیت موفقیت محصول در بازار نیز، مؤثر می باشد. بنابراین، چگونه این موارد در آنالیز سنتی هزینه ها، مشخص می شوند؟
این مثال ها موجب می شود تا این واضح شود که اثر هزینه ها و تجارت ابر سخت ها، ممکن است خارج از قابلیت هر سیستم آنالیز سنتی باشد. ویژگی های مربوط به تکنولوژی های تولید پیشرفته و به طور خاص در تکنولوژی ابر سخت ها، ضرورت استفاده از فرایند تولید مجتمع با کامپیوتر (CIM) نمود پیدا می کند.
یک بلوک ماشین در حقیقت بوسیله ی سری های مته زنی خاصی پرداخت می شوند. این کار در حالت خشک انجام می شود. بعد از پرداخت اولیه، یک ابزار منفرد از سری چرخنده بر روی سطح بلوک اعمال می شود و پرداخت نهایی در سوراخ های بلوک سیلندر، انجام می شود. در واقع 12 سری برای کامل کردن این فرایند بر روی موتور V-6 از جنس چدن خاکستری، مورد نیاز است.
هزینه ی ابزار
این هزینه، در واقع اغلب به عنوان هزینه ای تلقی می شود که معیار اصلی تعیین مزیت اقتصادی در انتخاب یک ابزار است. استفاده ی مجدد بسیار مهم می باشد. زیرا این مسئله موجب می شود تا هزینه های ابزار در برخی کاربردها، به طور قابل توجهی، کاهش یابد. به هر حال، استفاده ی مجدد از سری ها، مجاز نمی باشد. همانگونه که در مدل مشاهده می شود، قیمت بر واحد قطعه ضروری می باشد (علارغم قیمت اولیه ی بالاتر ابزار PCBN):
هزینه ی کارگری
این هزینه در واقع هزینه ی مربوط به اپراتوری است که دستگاه را به حرکت در می آورد. این هزینه در برخی موارد یکسان است و شامل ستاپ سیستم نیز می باشد زیرا این کار نیز بوسیله ی اپراتور، انجام می شود. بیان این هزینه بر اساس قطعه نیز برای مدل مهم می باشد.
هزینه ی تعویض ابزار
این هزینه، هزینه های کارگری مورد نیاز برای تعویض ابزار است. این هزینه ممکن است مشابه هزینه ی کارگری آنلاین باشد و به این مسئله وابسته می باشد که چه کسی ابزار را تعویض می کند. در مورد پرداخت سیلندر اتومبیل، PCBN نیازمند هزینه ی تعویض کمتری است. در حقیقت یک ابزار در طی 12.5 شیفت کار می کند. این مسئله در مورد سری های SiN، در حدود 2 شیفت می باشد. بنابراین، هزینه ی تغییر ابزار به طور قابل توجهی، کاهش می یابد.بیشتر بخوانید: موارد مورد استفاده در ابزارهای برش و مته ها (1)
هزینه های ضایعات
هزینه های ضایعات شامل هزینه ی مربوط به قطعات خراب می باشد. PCBN تلورانس قطعه ای کمتری ایجاد می کند. این مسئله منجر به یک کاهش در میزان تولید ضایعات می شود. در واقع میزان کاهش هزینه های ضایعات در این سری ها، در حدود 61 % است. این مسئله در مدل نشان داده شده است.
هزینه های ستاپ
هزینه های ستاپ، شامل هزینه های کارگری و ابزارهای شماره گذاری و آماده سازی بخش ها ، پیش از تحویل به خط و برای استفاده می باشد. از آنجایی که PCBN نیازمند تعویض ابزار کمتری است، هزینه ی ستاپ می تواند با توجه به ابزارهای معمولی، کاهش یابد. این مدل در حقیقت کاربرد حفرات سیلندر را بررسی می کند و بررسی هزینه ی ستاپ در این بخش، مورد نیاز نیست. به هر حال، در برخی کاربردها، این هزینه باید لحاظ شود و اثر قابل توجهی دارد.
هزینه های مربوط به کار مجدد
این هزینه ها، شامل هزینه های مربوط به قطعاتی که کار مجدد بر روی آنها انجام شده است. در واقع این مسئله به دلیل کیفیت پایین این قطعه پس از اتمام ماشین کاری اولیه، می باشد. این هزینه، همچنین به دلیل سازگاری بالاتر قطعات تولیدی در فرایند ماشین کاری PCBN نیز کاهش می یابد. در کاربرد مربوط به سوراخ های سیلندر، آماری در مورد این هزینه ها، موجود نیست اما یک کاهش در میزان قطعات ضایعاتی، نشاندهنده ی یک کاهش در میزان قطعاتی است که نیازمند کار مجدد هستند.
هزینه های بررسی
این هزینه ها شامل هزینه های کارگری مربوط به بررسی قطعات از لحاظ ویژگی ها و مشخصه های پیش تعیین شده، می باشد. وقتی از ابزارهای PCBN استفاده می شود، اطمینان بالاتری در مورد کیفیت محصول حاصل خواهد شد و بنابراین، زمان بررسی کاهش می یابد. روش های بررسی برای مسئله ی سوراخ کاری سیلندر تغییر نمی کند علارغم این مسئله که بهبودهای قابل توجهی در قابلیت فرایند ایجاد می شود. در نتیجه، هیچ صرفه جویی در هزینه های مربوط به بررسی تاکنون، تشخیص داده نشده است.
هزینه ی انبارداری
این هزینه ها، شامل هزینه های مربوط به حمل و نقل مواد اولیه و قطعات فرآوری شده ، پیش و بعد از ماشین کاری، می باشد. این میزان بر طبق میزان ضایعات و نرخ تولد پیش بینی شده، تعیین می شود. از آنجایی که میزان ضایعات با استفاده از ابزارهای PCBN کاهش می یابد، تعداد قطعاتی که در انبار نگهداری می شوند، باید با توجه به این مسئله، کاهش یابد. بهره وری افزایش یافته، ممکن است موجب افزایش این هزینه شود. هیچ اطلاعاتی در مورد این هزینه ها و برای سوراخ کاری و پرداخت سیلندر، یافت نشده است.
هزینه های ماشین کاری کل
این هزینه ها، شامل هزینه های کل ماشین کاری است و مجموع هزینه های بالا بر واحد قطعه ی تولیدی می باشد. همانگونه که از نتایج مشاهده می شود، ابزارهای PCBN کاهش 0.44 دلاری بر هر قطعه را ایحاد کرده اند. استفاده از آنالیز قیمت ماشین کاری سنتی نشان می دهد که سری های سیلیکون نیتریدی و PCBN دارای ویژگی های مشابهی هستند. در حقیقت، این مواد هزینه های نهایی مختلفی ایجاد می کنند. هزینه های خاصی برای این مدل قیمتی مورد نیاز می باشد و این مسئله در بسیاری از کاربردها، حقیقت دارد. هدف این مدل شامل بررسی تمام هزینه های مربوطه برای هر فرایند ماشین کاری می باشد.اثر کامل مربوط به مواد ابر سخت بر روی عملیات می تواند با در نظر گرفتن هزینه های ابزاری مورد انتظار و مقایسه ی این هزینه ها در صرفه جویی نهایی، تعیین شود.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
منبع مقاله :
CERAMIC CUTTING TOOLS/ Materials, Development, and Performance/ E. Dow Whitney
