Клиент: Орташа өлшемді еуропалық 2-деңгейлі автомобиль жеткізушісі
Өнеркәсіп: Автокөлік құрылымдық кронштейндер
Жобаның ауқымы: Прогрессивті өнім және дизайн
Серіктес: MetalStampingParts.ltd — Precision металды штамптау, Chinaufactur Manufactur
1. Клиенттік ақпарат
Негізгі еуропалық автокөлік OEM-ге қызмет көрсететін 2-деңгейлі жеткізуші біздің клиентіміз алдыңғы қосалқы жақтау жинақтарында қолданылатын болат арматура кронштейндерін шығарады. Бөлшек — шамамен 120 мм × 85 мм өлшемдегі қалыңдығы 2,8 мм суықтай илектелген болат кронштейн (SAPH440 маркасы) — жоғары көлемді өндірісте тұрақты механикалық өнімділікті қажет ететін қауіпсіздік тұрғысынан өте маңызды.
Келісімге келу кезінде клиенттің жылдық сұранысы 2 000 000 дана, модельдің өмірлік циклінің болжамдары 7 жылға дейін. Олардың қолданыстағы өндіріс процесі төрт станциялы бір жұмысты құралды орнатудеңгейінде болды: әрқайсысы жеке механикалық престерде орындалатын дайындама, тесу, қалыптау және түрту. Бұл бөлшектелген жұмыс процесі төрт станок операторын, төрт пресс орнатуды және станциялар арасындағы айтарлықтай аяқталмаған өндірісті (WIP) түгендеуді қажет етті. Бір бөліктің құны $1.82, бұл көрсеткіш OEM тұтынушысының құнын төмендету қысымына байланысты клиенттің сатып алу тобы тұрақсыз деп санады.
-ге сүйенді. Клиент бізге нақты қысқаша нұсқаумен жүгінді: бірлік құнын OEM құрастыру желісіндегі автоматтандырылған робот дәнекерлеуге қажетті $1.20 бір мезгілде ай сайынғы өткізу қабілеттілігін екі есе ұлғайту 80 000-нан 160 000 данаға дейін төмендеді — бәрі де қатал ±0,05 мм өлшемді рұқсат етілгеннен төмен түсіріңіз.
2. The Challenge
Бір-бірімен байланысты үш шектеу осы жобаның техникалық қиындығын анықтады:
Құнды мақсатқа нұқсан келтірмей. 1,82 долларды құрайтын бар бірлік құны кем дегенде 34%-ға төмендеуі керек. Жыл сайынғы 2 миллион бірлік, бұл бір модельдік жыл ішінде 1,2 миллион доллардан асатын үнемдеуді көрсетті — бұл тривиальды емес, кайзеннің жыл сайынғы қосымша әрекеттері арқылы оңтайландырылған жетілген мөрленген бөлікті сұрау.
Сыйымдылықтың тар жолы. Бір операциялық желі үш ауысымда айына 80 000 данаға дейін жетті. Сұраныс болжамдары 18 ай ішінде айына 160 000 дана қажет болды. Қолданыстағы құралды жай ғана көшіру үшін қосымша қатты құрал-сайманға инвестиция және клиентте жоқ зауыт алаңы үшін 240 000 доллар қажет болады.
Толеранттылық жинағы. Төрт бөлек арматурамен және төрт операторға тәуелді тиеу/түсіру циклімен процесс позициялау қателерін жинақтады. Тесіктен шетке дейінгі сыни өлшемдерде ±0,05 мм ұстап тұру 100% желіде тексеруді және құралды жиі реттеуді талап етеді, бұл жұмыс күші мен сынықтарға кететін шығындарды арттырады. Кез келген жаңа шешім осы көп орнату қателерінің көздерін жоюға тура келді.
Клиент сонымен қатар а 4,7% ішкі сынықтар, негізінен қайталама қалыптау және бұрау станцияларындағы сәйкессіздікке байланысты.
3. Біздің шешім
Тапсырыс берушінің инженерлік тобымен Өндірістік дизайнға (DFM) егжей-тегжейлі шолу жүргізгеннен кейін біз жалғыз 18-станциялы прогрессивті қалып барлық операцияларды бір үздіксіз басу цикліне біріктіру.
3.1 Жолақ орналасуы және материалды пайдалану
ең үлкен шығын тұтқасы шикізат болды. Түпнұсқа процесс тасымалдаушы жолақты оңтайландырумен 3 қатарлы сатылы (ирек) орналасуды растау үшін бір қатарлы орналасуы бар ені 140 мм катушка жолағын пайдаланды, 68% материалды пайдалану. Біздің инженерлік топ пайдаланды Автоформаға негізделген қалыптау симуляциясы. Жаңа орналасу жолақты үш қатарлы конфигурацияда әр жолға 108 мм дейін тарылтып, 92% материалды пайдалану — 24 пайыздық өсім, оның өзі бір бөлікке материалды үнемдеуге шамамен $0,28 үлес қосты.
18 станциялық реттілік келесідей жобаланған:
| Станция | Операция |
| 1 | Пилоттық тескіш (Ø6,0 мм, 2×) |
|---|---|
| 2–3 | Прогрессивті ойықтар және периметрі бойынша өрескел кесу |
| 4 | Бос жүріс (құрылымдық арматура аймағы) |
| 5–6 | Терезенің ішкі пирсингі (ұзын ойықтар, 12×5 мм) |
| 7 | Алдын ала қалыптау иілісі (45° жартылай фланец) |
| 8 | Бос |
| 9 | Соңғы қалыптау иілісі (90° ±0,5°) |
| 10 | Иілу радиусын басқаруға арналған сызу / монета |
| 11 | Бедерлеу (қатайтатын моншақ, биіктігі 1,2 мм) |
| 12–13 | Фланец (Z-иіліс, екі жағы бір мезгілде) |
| 14 | Бос жүріс (датчикті тексеру аймағы) |
| 15 | Дәлдік тесігі Ø2, мм ±0. 4×) |
| 16 | Тығыздау — кіріктірілген штамптағы сервосүрту құрылғысы (M6×1,0, 2×) |
| 17 | Бөлу / кесу |
| 18 | Қалдықтарды кесу |
3.2 Құрал болат және жабын таңдау
Тозуы жоғары станциялар үшін (көрсетілген тетіктер, пішу станциялары, пішулер), SKD11 (JIS G4404) cold-work tool steel hardened to 60–62 HRC, TiCN (титан карбонитриді) PVD жабыны дейін қатайтылған суықта жұмыс істейтін аспаптық болат барлық кесу және қалыптау беттеріне қолданылады. Бұл комбинация асатын беттің қаттылығын қамтамасыз етеді 3000 ВВкөмегімен құралдың қызмет ету мерзімін болжалды уақытқа дейін ұзартады 5 миллион штрих күрделі жөндеулер арасында — 2 миллион/жыл бағдарламасы үшін өте маңызды.
Бағыттауыш тіректер мен төлкелер SKH51 жоғары жылдамдықты болат толық престеу кезінде 0,003 мм шегінде бағыттау дәлдігін қамтамасыз ету үшін шарикті тор ұстағыштары бар.
3.3 In-Die Tapping интеграциясы
ішінде көрсетілген. Мүмкін, техникалық жағынан ең өршіл элемент M6×1.0 түрту операциясын 16-станциядағы прогрессивті қалыпқа тікелей біріктіру болды. Дәстүрлі тәсілдер арнайы машиналарды пайдалана отырып, желіден тыс режимде түртуді жүзеге асырады, бұл өңдеу шығындары мен цикл уақытының өзгермелілігін қосады. Біздің дизайнымызда а серво басқарылатын штамптағы бұрау қондырғысы пресстің иінді бұрышымен синхрондалған, чиптерді автоматты түрде эвакуациялау арқылы минутына 50 соққыға жету. Өндірісте түрту бір толық оператор орнын алып тастады және бір бөліктің түрту құны $0,09-дан $0,02-ге дейін төмендеді.
3.4 Модельдеу негізіндегі тексеру
Болатты кесу алдында біз мыналарды орындадық:
– Қалыптау моделі (AutoForm R8): Тексерілген жіңішкеру < 20%, әжімсіз қалыптау, 90° фланецте 0,8° серіппелі компенсация
– Құрылымдық FEA (ANSYS): 250 тонналық пресс жүктемесіндегі барлық сыни кірістірулерде 980 МПа төмен бекітілген кернеулер
– Жолақ прогрессия кинематикасы: Әрбір станцияда 5 минимум ұшқыштың ені бойынша техникалық қызмет көрсету85 тексерілген ұшқыштың қызмет көрсетуі.
Өндіріске дейінгі модельдеу физикалық сынақ итерацияларын салаға тән 5–7 айналымнан 3-ке дейін қысқартты.
4. Іске асыру
4.1 Өндіріс хронологиясы
| кезең | Ұзақтығы | Негізгі кезеңдері |
| DFM & Strip Layout | 1–2-апта | Модельдеу арқылы расталған макет қол қойылған |
|---|---|---|
| Қалып конструкциясы (3D CAD) | 2–4-апта | 478 құрамдас бөлігі бар толық SolidWorks жинағы |
| Шикізат сатып алу | 2–3-апта | Hitachi Metals компаниясынан алынған SKD11 блоктары |
| CNC өңдеу және сым EDM | 4–7 апта | 5 осьті өңдеу + Содик сымы EDM тескіш материалдың тазалығы/қалыңдығы – 6% |
| Құрастыру және орындықты орнату | 7–8-апта | Матрица жинағы, бағыттаушы туралауды тексеру |
| Сынақ — 1 тур | 8-апта | Бастапқы штамптау, 3 шамалы бұралу орнын анықтады |
| Сынақ — 2 раунд | 9-апта | Бөртпелер шешілді, төзімділік шегінде серпінді |
| Сынақ — 3 раунд | 9-апта | Толық PPAP жұмысы: 300 дана, барлық өлшемдері спецификацияда |
| Жеткізу және орнату | 10-апта | Клиенттің 250T AIDA прессіне орнатылған |
Сатып алу тапсырысынан жаппай өндіріске дайын болғанға дейінгі жалпы жеткізу уақыты: 300 дана PPAP үлгісі бойынша 10 апта.
4.2 Бірінші мақала нәтижелері
Үшінші және соңғы сынақ 96% бірінші өту кірісі. Zeiss CONTURA CMM құрылғысындағы өлшемді тексеру расталды:
–
– Cpk ≥ 1,67 Барлық 12 маңызды сапа (CTQ) сипаттамалары бойынша
– Толық үлгі бойынша спецификациядан тыс өлшемдер жоқ
спецификациядағы барлық 47 өлшемдік сипаттамалар Қалған 4% сәйкессіздік рельефті моншақ бетіндегі шамалы сызаттармен шектелді — тесу бетінің әрлеуін 0,5 мкм ұлғайту арқылы шешілді (Ra 0,1 мкм → Ра 0,05 алмазды жылтырату арқылы).
5. Нәтижелер
5.1 Шығындарды бөлу (бір бөлікке)
| Шығын элементі | Бұрын | | кейін Өзгерту |
| Шикізат | $0.74 | $0.46 | ↓ 37.8% |
|---|---|---|---|
| Тікелей еңбек Барлығы | $0.38 | $0.09 | ↓ 76.3% |
| Машинаның амортизациясы | $0.28 | $0.21 | ↓ 25.0% |
| Шығын материалдары және құрал-саймандар | $0.15 | $0.12 | ↓ 20.0% |
| Сынықтар және қайта өңдеу | $0.08 | $0.02 | ↓ 75.0% |
| Cpk өндірді. | $0.19 | $0.25 | ↑ 31.6%* |
| Барлығы | $1.82 | $1.15 | ↓ 36.8% |
Үстеме шығындар пресс-тоннаждың жоғары бөлінуіне байланысты өсті; басқа үнемдеу есебінен өтеледі.*
5.2 Өнімділік көрсеткіштері
| KPI | Базалық | қол жеткізілді | Мақсат |
| Бірліктің құны | $1.82 | $1.15 | $1.20 |
|---|---|---|---|
| Айлық өнімділік | 80 000 дана | 180 000 дана | 160 000 дана |
| Процесс мүмкіндігі (Cpk) | 1.12 | 1.67+ | 1,33 мин |
| Материалды пайдалану | 68% | 92% | — |
| Ішкі сынықтар мөлшері | 4.7% | 0.8% | <2.0% |
| Операторлар саны | 4 | 1 | — |
| Ауысу уақыты | 45 мин | 8 мин | — |
5.3 Жылдық жинақ
Жылына 2 000 000 дана, бір данадан 067 теңгеге дейін. Жылдық шығындарды азайтуға $1 340 000. Толық прогрессивті инвестиция (шамамен $185 000, соның ішінде дизайн, материалдар, өңдеу, жабу және сынақтан өткізу) 9 аптадан аз уақыт ішінде өтелу өндіріс.
6. Клиенттік кері байланыс
«Соңғы 15 жыл ішінде біз Азия бойынша көптеген құрал жасау серіктестерімен жұмыс істедік, және MetalStampingParts.ltd компаниясымен бірге бұл жоба бізде ең біркелкі трансформация тәжірибесі болды. Модельдеу бойынша бірінші тәсіл біздің инженерлік команданың болат кесілгенге дейін толық сенімді екенін білдіреді, ол үш ауысымда шығындарды 37% төмендету біздің бастапқы мақсатымыздан асып түсті OEM тұтынушыларының талаптары ».
— Инженерлік директор, еуропалық 2-деңгейдегі автомобиль жеткізушісі
Аты NDA бойынша жасырылған
7. Негізгі ұсыныстар
🔗 Сондай-ақ қараңыз: Медициналық құрылғыны дәлме-дәл штамптау жағдайын зерттеу — Бір құрамдас бөліктің құнын 53%-ға төмендетіп, АҚШ-тың медициналық құрылғы компаниясы үшін 0,15 мм 304 баспайтын болаттан ±0,01 мм төзімділікке қалай қол жеткіздік.
1. Прогрессивті консолидация тек жылдамдыққа ғана қатысты емес, ол қателерді жоюға қатысты. Бөлшекті алып тастаған және қайта бекіткен сайын, төзімділік қаупі енгізіледі. 18 станциялық дизайн үш тасымалдау нүктесін жойды және тікелей нәтиже ретінде процесс мүмкіндігі Cpk 1.12-ден 1.67+ дейін жақсарды.
2 Материалдық шығындар жиі және бір реттік шығындар жиі кездеседі. төмен оңтайландырылған. Материалдың шығымдылығының 24 пайыздық тармаққа артуы еңбекті қысқартудан гөрі бір бөлікті үнемдеуге көбірек ықпал етті. Модельдеу арқылы расталған көп қатарлы кезеңді макеттер пішінге зиян келтірместен айтарлықтай материалды үнемдеуге мүмкіндік береді.
3. Қалыптағы қайталама операциялар (түймелеу, дәнекерлеу, құрастыру) техникалық талапты, бірақ коммерциялық түрлендіруге қабілетті. Серво түрту құрылғысы штамптағы ең күрделі қосалқы жүйе болды, дегенмен ол желіден тыс процесс пен операторды толығымен алып тастап, түрту құнын 78% төмендетті.
4. Симуляциялық инвестиция қысқартылған сынақ уақытында өзін ақтайды. Салаға тән 5-7 раундтың орнына үш сынақ кезеңі баспасөз уақытында, материалда және инженерлік сағаттарда шамамен $12 000 үнемдеді — модельдеу жұмысының құны шамамен 3 есе.
5. Аспаптық болат пен жабынды таңдау бағдарламаның өмірлік циклінің экономикасына сәйкес болуы керек. SKD11 + TiCN осы 7 жылдық, 14 миллион бөліктен тұратын бағдарлама үшін оңтайлы болып шықты. Үлкен көлемдегі немесе көп абразивті материалдар үшін біз әдетте ұнтақ металлургиялық сорттарды (мысалы, ASP сериялары) немесе балама жабындарды (жоғары температура қолданбалары үшін AlCrN) ұсынамыз.
Бұл жағдайлық зерттеу MetalStampingParts.ltd орындаған нақты жобаны көрсетеді. Клиентті анықтайтын кейбір мәліметтер жария етпеу туралы келісімдерге сәйкес анонимделген. Барлық техникалық деректер, шығындар көрсеткіштері және өнімділік көрсеткіштері жобалық құжаттамадан және өндірістен кейінгі аудиттерден тексеріледі.
Прогрессивті штамптарды жасау, шығындарды азайту инженериясы немесе жоғары көлемді металды штамптау серіктестіктері туралы сұраулар алу үшін MetalStampingParts.ltd мекенжайы бойынша біздің инженерлік топқа хабарласыңыз.
Қатысты ресурстар
- Автокөлік OEM құнын төмендету мысалдары — Прогрессивті қалыптарды оңтайландыру автомобиль OEM үшін шығындарды 37%-ға қалай азайтты.