2-komponent anlæg

En pragmatisk definition af global produktionsøkonomi er: "At sikre maksimal sikkerhed og forudsigelighed i bearbejdningsprocessen ved samtidig opretholdelse af højest mulig produktivitet og lavest mulige produktionsomkostninger." Før der udføres detaljeret 1:1 optimering af individuelle opgaver, skal produktivitets- og omkostningseffektivitetsbilledet for processen set som helhed være afvejet og optimeret på makroniveau. Når dette skridt er taget, kan der opnås yderligere forbedringer gennem omhyggelig undersøgelse af situationer, hvor en 1:1 optimering kan være gavnlig.

Mikro- og makromodeller
Den traditionelle tilgang til opnåelse af maksimal bearbejdning indebærer en mikromodel med et snævert perspektiv baseret på 1:1 optimering af ét værktøj i én opgave. Makromodeller betragter derimod produktion fra et bredere perspektiv. Med disse makromodeller eller globale modeller spiller den samlede tid, der kræves til at producere et givet emne, en mere afgørende rolle.
Et forenklet eksempel på global optimering omfatter to maskiner, som anvendes sammen til at fremstille en komponent. Det nytter ikke at optimere standtider og øge udbyttet på maskine "A", hvis det ikke er muligt at udføre lignende forbedringer på maskine "B". Det øgede udbytte vil kun give ekstra omkostninger til lagring af halvfabrikata, som venter på at blive behandlet på den anden maskine. I dette eksempel vil det være meget bedre at optimere omkostningerne på maskine A. Dette vil muligvis begrænse produktiviteten på maskine A, men det vil reducere de samlede omkostninger uden at sænke udbyttet.

I en situation, hvor maskine B står stille og venter på at behandle dele, der fremstilles af maskine A, vil en forøgelse af udbyttet for maskine A på den anden side øge det samlede udbytte. Meget afhænger af, hvordan værkstedet organiserer sine produktionsopgaver: om det er samlebåndsproduktion, serieproduktion eller enkelt styks produktion. Der er ikke én universel løsning, men disse eksempler viser, at det er nødvendigt at betragte produktionen fra et bredere perspektiv, og de illustrerer, at mikromodeloptimering skal udføres meget omhyggeligt.

Kravet om et bredere perspektiv kan også gælde selve maskinen. En typisk situation kunne være et værksted, som har en fræsemaskine med fuld belastning i 40 timer om ugen og beslutter at erstatte den med en højhastighedsmaskine. Når den nye maskine er taget i brug, bruger den halvdelen af tiden på at stå stille. Værkstedet står nu over for udfordringen og udgiften ved at skulle finde mere arbejde for at holde den nye maskine i gang og retfærdiggøre investeringen i den. Det ville have været en bedre løsning først at undersøge det samlede billede og forudse, hvad resultatet af den nye maskines større udbytte ville være.

Optimering af standtider i forhold til omkostninger
En 1:1 optimering fokuserer på én anvendelse og ét værktøj og har til formål at skabe høje spånfjernelsesgrader ved de lavest mulige omkostninger. Processen omfatter valg af det værktøj, som egner sig bedst til maskinbearbejdning af delen samt anvendelse af den størst mulige spåndybde og højest mulige tilspænding. De maksimale spåndybder og tilspændinger er naturligvis underlagt begrænsninger med hensyn til tilgængelig maskineffekt og -moment, stabilitet ved fastspænding af emnet og sikkerhed ved fastspænding af værktøjet.

Det sidste trin i 1:1 optimering er at vælge et passende kriterium med hensyn til minimale omkostninger eller maksimal produktivitet og anvende skærehastighed til at finjustere opfyldelsen af dette kriterium. Det er vigtigt at huske Taylor-modellen for fastlæggelse af værktøjets levetid. Denne model viser, at der for en given kombination af spåndybde og tilspænding findes et vist vindue for skærehastigheder, hvor værktøjsslidet er sikker, forudsigelig og kontrollerbar. Når der arbejdes inden for dette vindue, er det muligt at kvalificere og kvantificere forholdet mellem skærehastighed, slid på værktøjet og værktøjets levetid.

Indledningsvist falder bearbejdningstiden, og produktiviteten stiger, når skærehastigheden øges. Men efter et vist punkt begynder omkostningerne atter at stige. Over en vis skærehastighed bliver værktøjets levetid så kort, at skæreæggen kræver hyppig udskiftning. Samlet set har faldet i omkostningerne til bearbejdningstiden en mindre indvirkning end de hastigt stigende værktøjsomkostninger. Der findes et punkt for skærehastigheden, hvor summen af de to omkostningstyper er i balance og resulterer i minimale samlede omkostninger.

I jagten på produktivitet skal værkstederne passe på ikke at lægge for meget vægt på detaljer og for lidt vægt på det samlede billede, dvs. den samlede tid, som kræves til at producere emnet.
Kvalitet og produktivitet: Tilstrækkelig, men ikke for høj
De kvalitetsniveauer, som kræves i dag, er meget højere end før i tiden. Men man kan også gå for vidt i bestræbelserne på at opnå topkvalitet. Høj kvalitet er godt, men alt for høj kvalitet er spild af penge. Et enkelt, teoretisk spørgsmål, som opsummerer situationen, lyder: "Hvordan kan vi producere det værst mulige arbejdsemne, som stadig er acceptabelt ud fra et funktionelt synspunkt?" Omkostninger kan reduceres drastisk, og produktivitet kan øges markant ved blot at opfylde minimumskravene.

På samme måde kan det, når der udelukkende fokuseres på maksimal produktivitet med hensyn til lavere cyklustider, ske, at pålideligheden af en bearbejdningsproces forringes. Når en proces hele tiden kører på grænsen af det mulige, og disse grænser overskrides, sker det på bekostning af afviste eller kasserede emner og tabt tid.

Kvalitet, produktionstid og omkostninger
Produktionseffektivitet omfatter tre faktorer: Kvalitet, produktionstid og omkostninger. Der skal også tages højde for miljømæssige faktorer, såsom energiforbrug og bortskaffelse eller genanvendelse af slidte værktøjer og spåner samt sikkerhedsfaktorer vedrørende medarbejdernes velfærd.

Mange individuelle tekniske faktorer påvirker produktionseffektiviteten.

For skæreprocesser er det ikke usædvanligt, at en eller flere af 50-70 individuelle faktorer har en betydelig indvirkning på effektiviteten. Typiske faktorer omfatter værktøjer/værktøjssystemer, emnekonfiguration og -materialer, udstyrsprocesevner og -data, menneskelige faktorer, periferiudstyr og vedligeholdelsesforhold.

En af de vigtigste faktorer er resultatet af samspillet mellem værktøjet og emnet.

Forståelse af slid på værktøj og emnets tolerancer er af afgørende betydning for at styre skæreprocesser. Slidrelaterede fænomener er generelt gradvise og forudsigelige, mens andre fejltilstande, som f.eks. brud på værktøjet, ikke er tilstrækkeligt forudsigelige til at opretholde en pålidelig proces.

Universalværktøj
Afbalancering af produktivitet, pålidelighed og værktøjsomkostninger kræver værktøj, som er alsidigt og fleksibelt over et bredt anvendelsesområde. Alsidigt værktøj eller universalværktøj (see sidebar below) er også et svar på den tydelige tendens til mindre partistørrelser i produktionen. Omlægningen til mindre partistørrelser i bearbejdning stammer fra øget anvendelse af just-in-time-produktionsstrategier og væksten i outsourcing.
Underleverandører stilles over for mindre partistørrelser, som skal produceres jævnligt, men ikke konstant. Før i tiden hjalp automatisk værktøjsskift med at reducere nedetid ved skift af værktøj, og brugen af palleskiftere reducerede nedetid ved emnehåndtering. Universalværktøj kan reducere nedetid ved at minimere den tid, det tager at skifte til et nyt værktøj, når emnet ændres, samt ved at eliminere behovet for at opsætte og prøvekøre et nyt værktøj. Ved at minimere antallet af forskellige værktøjer på værkstedet er det muligt at reducere værktøjshåndteringstiden og forøge den tid, der er til rådighed til bearbejdningsopgaver.
 Den traditionelle tankegang ved valg af værktøj har en tendens til at være anvendelsesorienteret: f.eks. at lede efter et specifikt værktøj til stål eller rustfrit stål eller til grovslibning eller fræsning. Det, der er mere vigtigt end at vælge værktøj til en enkelt operation, er, hvordan operationen passer ind i det samlede billede. Valget bør hælde mod, hvad der er ønskeligt med hensyn til produktivitet, omkostningseffektivitet eller pålidelighed, og hvad der passer bedst ud fra en bred betragtning af produktionsprocessen.

Enkle løsninger
Det behøver ikke at være kompliceret at se den brede vinkel ved procesoptimering. Det kan gøres ved hjælp af meget basale, simple handlinger og analyse. Undersøgelse af brugte værktøjer er et godt eksempel. Korrekt tydning af, hvad værktøjerne viser, kan give en bred forståelse for, hvad der foregår på værkstedet. Hvis et værksted for eksempel generelt bruger skær med 12 mm lange skæreægge, og slidmønstrene på værktøjerne kun er 2 mm eller 2,5 mm, anvender værkstedet sandsynligvis skær, som er alt for store til det arbejde, der udføres. Værktøj med 6 mm skæreægge ville være mere end rigeligt, og et værktøj med 6 mm lange skæreægge er betydeligt billigere end et værktøj med en 10 mm skæræg. En simpel observation som denne kan reducere værktøjsomkostningerne med 50 procent, uden at produktiviteten falder.
Værktøjsproducenter anerkender og reagerer i dag på kravet om fleksible værktøjssystemer, som kombinerer produktivitet og økonomi. Nyudviklede universalværktøjer forbedrer udbyttet og reducerer samtidig omkostningerne til værktøjslager, værktøjshåndtering, nulstilling og afprøvning.

Et eksempel på sådanne værktøjer er Seco's serie af Turbo-fræsere. Disse værktøjer giver alsidighed og fleksibilitet til en bred vifte af anvendelsesområder for at opnå en kombination af omkostningseffektivitet og høj ydelse. Fræserne er udviklet til at give problemfri produktion og emnefinish med høj kvalitet. Fræsernes positive skæregeometri nedsætter strømforbruget, hvilket giver længere levetid for værktøjet og mulighed for øgede spåndybder og tilspændinger. Deres egenskaber repræsenterer de første skridt hen imod en fuldstændig optimeret proces.

En anden tilgang til universalværktøj omfatter samling af et sæt værktøjer, som passer til en lang række anvendelsesområder. Seco Selection program af udvalgte værktøjer er udviklet til at give fleksibilitet. Den valgte gruppe omfatter et begrænset antal værktøjer, som ikke nødvendigvis giver absolut maksimal produktivitet eller omkostningseffektivitet, men som vil være det bedste og mest økonomiske valg, når der ønskes maksimal fleksibilitet til maskinbearbejdning af et hurtigt skiftende udvalg af emnematerialer og komponenter.

Dette program dækker naturligvis ikke alle behov. Den står for eksempel i kontrast til udvikling af stærkt specialiserede produkter, såsom PCBN-værktøj, som er rettet mod anvendelser, der kræver ekstremt høj kvalitet og/eller produktiv maskinbearbejdning af specialiserede emnematerialer. Et PCBN-værktøj er på ingen måde billigt, men det er det bedste valg til visse specialiserede anvendelser.

I den anden ende af batch spektret er kundetilpassede værktøjer (CET) en tilgang, som er skræddersyet til produktioner med store batches. Værktøjet har til formål at begrænse behovet for lagerføring af forskellige værktøjer, men giver ikke desto mindre mulighed for både mikro- og makrooptimeringstiltag.

Ligesom produktionsværksteder skal vælge skærende bearbejdning ud fra en bred betragtning af hele produktionsprocessen, skal værktøjsproducenter udvikle deres produkttilbud til at opfylde en bred vifte af kundebehov