กรณีศึกษา Robotics DFM: วิธีลดต้นทุนการตัดเฉือน CNC ลง 30% ได้อย่างไร

เมื่องบประมาณในการจัดซื้อขัดแย้งกับแบบทางวิศวกรรมและแผงการผลิตในอุดมคติ สำหรับผู้จัดการฝ่ายจัดซื้อและผู้ซื้อฮาร์ดแวร์ในภาคส่วนหุ่นยนต์ การสร้างสมดุลระหว่างวงจรวนซ้ำผลิตภัณฑ์อย่างรวดเร็วกับข้อจำกัด BOM (รายการวัสดุ) ที่เข้มงวดถือเป็นความเป็นจริงในการปฏิบัติงานในแต่ละวัน อย่างไรก็ตาม เมื่อวิศวกรปล่อยไฟล์ CAD ที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมที่สุดสำหรับประสิทธิภาพทางทฤษฎีเท่านั้น ผลลัพธ์ที่ได้จะอ้างอิงมาจาก aผู้จัดจำหน่ายเครื่องจักรแบบกำหนดเองในประเทศจีนมักจะเกินความสามารถทางการเงิน

ในฟอรัมอุตสาหกรรม เช่น ผู้ปฏิบัติงานในโรงงานมักแสดงอาการหงุดหงิดเหมือนกัน: "ถ้าวิศวกรรู้ว่ามุมภายในที่แหลมคมมีค่าใช้จ่ายเท่าใดในเวลาเครื่องจักร พวกเขาจะเพิ่มรัศมีทันที" อย่างไรก็ตาม ร้านขายเครื่องจักรทั่วไปส่วนใหญ่จะอ้างอิงกับงานพิมพ์ทุกประการ โดยไม่สนใจอัตราการเผาผลาญทางการเงินที่ซ่อนอยู่ในรูปทรงเรขาคณิต

ที่ Xiamen Dazao Machinery โปรโตคอลมาตรฐานของเรากำหนดการแทรกแซงทางวิศวกรรมก่อนที่จะตัดชิปตัวเดียว กรณีศึกษาการลดต้นทุนนี้ให้รายละเอียดอย่างชัดเจนถึงวิธีที่เราใช้ DFM โครงสร้างสำหรับหุ่นยนต์เพื่อลดต้นทุนการตัดเฉือน CNC ลง 30% สำหรับการเริ่มต้นระบบอัตโนมัติของคลังสินค้า โดยไม่กระทบต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้างหรือฟังก์ชันทางกล

ความท้าทายในการผลิตหุ่นยนต์: ชิ้นส่วนแชสซี Al6061 ราคาแพงเกินไป

ลูกค้าของเราซึ่งเป็นสตาร์ทอัพหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ (AMR) ได้ยื่นคำร้องอัล6061-T6แผ่นแชสซีส่วนกลางสำหรับการสร้างต้นแบบเบื้องต้นและการผลิตในปริมาณน้อย{0}}ในภายหลัง การวิเคราะห์ต้นทุนเบื้องต้นระบุว่าส่วนประกอบไม่สามารถใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์ หากผลิตตามแบบที่วาดไว้ทุกประการ แชสซีจะดัน BOM การประกอบทั้งหมด 18% สูงกว่าราคาตลาดเป้าหมาย

การวิเคราะห์ทางเรขาคณิตในทันทีเผยให้เห็นอุปสรรคด้านการผลิตหลักสองประการ:

1. ข้อกำหนดในการตั้งค่าที่มากเกินไป: คุณลักษณะรูปทรงภายนอกและด้านรอง-กำหนดการตั้งค่าการวางแนวทางกายภาพที่แยกจากกันสี่แบบ

2.ช่องว่างเครื่องมือที่จำกัด: ช่องภายในมีรัศมี R1.0 มม. ที่ความลึก 25 มม.

การกัดหลุมลึก 25 มม. ด้วยรัศมี R1.0 มม. ต้องใช้ดอกเอ็นมิลล์ไมโคร-เส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มม. ส่วนยื่นของเครื่องมือที่ขยายออก-ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อการโก่งตัวอย่างรุนแรง ส่งผลให้อัตราการป้อนต้องลดลงจนเหลือความเร็วเพียงเล็กน้อยเพื่อป้องกันเครื่องมือแตกหักและรักษาพิกัดความเผื่อ ±0.05 มม. ที่ต้องการ สำหรับบริษัทขยายขนาด การค้นหาโรงงานที่เชื่อถือได้ซึ่งสามารถดำเนินการออกแบบนี้ในปริมาณมากได้นั้นเป็นไปไม่ได้ในทางคณิตศาสตร์

โซลูชัน DFM ของ Dazao: ลดต้นทุนการตัดเฉือน CNC โดยไม่สูญเสียฟังก์ชันการทำงาน

ในการขยายขนาดการผลิต จำเป็นต้องมี DFM เชิงรุกสำหรับหุ่นยนต์ ทีมวิศวกรรมเครื่องกลของเราได้เริ่มการตรวจสอบโครงสร้างกับวิศวกรออกแบบของลูกค้าเพื่อดำเนินการแก้ไขเฉพาะด้าน

การปรับรัศมีภายในให้เหมาะสมเพื่อขจัด-การแตกหักของเครื่องมือระดับไมโคร

ช่องภายในแบบลึกถูกกำหนดไว้สำหรับการเดินสายไฟและระยะห่างของ PCB- ซึ่งหมายความว่ามุมต่างๆ จะไม่เชื่อมต่อกับส่วนประกอบที่เชื่อมต่อกันอย่างแหลมคม เราปรับโครงสร้างรัศมีมุมภายในจาก R1.0 มม. เป็น R3.0 มม.

การเปลี่ยนแปลงทางเรขาคณิตเพียงครั้งเดียวนี้ทำให้ผู้ปฏิบัติงานของเราสามารถใช้ดอกกัดคาร์ไบด์มาตรฐานขนาด 6 มม. แทนการใช้เครื่องมือขนาดเล็กขนาด 2 มม.-ที่เปราะบางได้ เส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือที่ใหญ่ขึ้นช่วยให้การคายเศษรุนแรงและอัตราการขจัดเศษวัสดุ (MRR) สูงขึ้น เวลาของสปินเดิลลดลง 40% อย่างแน่นอน ซึ่งเป็นการระงับอัตราเครื่องจักรรายชั่วโมงที่ใช้กับชิ้นส่วนโดยตรง

การรวมคุณสมบัติเพื่อลดการตั้งค่าเครื่องให้เหลือน้อยที่สุด

CAD ดั้งเดิมมีรูเกลียว M4 สองรูที่ผิวหน้าของแกน Y- ด้านข้าง ซึ่งใช้สำหรับติดตั้งขายึดเซ็นเซอร์ที่ไม่สำคัญ- ด้วยการร่วมมือกับทีมประกอบของลูกค้า เราได้ย้ายจุดยึดเหล่านี้ไปยังระนาบหลัก- Z และปรับมุมร่าง 3 องศาบนใบหน้าที่อยู่ติดกัน

การแทรกแซงนี้ลดระดับข้อกำหนดในการตัดเฉือนจากราคาแพงเครื่องกัดซีเอ็นซี 5 แกน(หรือการตั้งค่า 3 แกนแบบแมนนวลสี่รายการ) ไปยังการกำหนดเส้นทาง 3 แกนแบบมาตรฐาน 2 การตั้งค่า

3 ต้นทุนการตัดเฉือน CNC ที่ซ่อนอยู่-ตัวขับเคลื่อนผู้ซื้อจัดซื้อจัดจ้างส่วนใหญ่พลาด

แม้ว่าการเพิ่มรัศมีและการลดการตั้งค่าจะเป็นแนวทางปฏิบัติมาตรฐานทางวิศวกรรม แต่กลศาสตร์ธุรกิจเบื้องหลังที่ส่งผลต่อการจัดซื้อนั้นไม่ค่อยมีการกล่าวถึง ต่อไปนี้เป็นปัญหาเชิงระบบสามประการที่ทำให้ต้นทุนห่วงโซ่อุปทานของคุณสูงเกินจริง

1. กับดักทางการเงินของซอฟต์แวร์ CAD "Default Fillets"

เจ้าหน้าที่จัดซื้อจำนวนมากไม่ทราบว่าสภาพแวดล้อมซอฟต์แวร์ CAD (เช่น SolidWorks หรือ Fusion360) ใช้ค่าเริ่มต้นของฟิลเล็ต-ซึ่งมักจะอยู่ที่ 1 มม. หรือ 0.05 นิ้ว วิศวกรมักยอมรับค่าเริ่มต้นเหล่านี้ด้วยการคลิกเพียงครั้งเดียวในระหว่างขั้นตอนการสร้างแบบจำลอง โดยไม่รู้เลยว่ามิติเฉพาะนี้เป็นตัวกำหนดการใช้เครื่องมือที่มีความเชี่ยวชาญสูงและเปราะบางในโรงงาน

คำสั่งทางวิศวกรรม: ทีมจัดซื้อควรมอบหมาย "การตรวจสอบเนื้อปลาเริ่มต้น" จากแผนกวิศวกรรมก่อนที่จะส่งไฟล์ STEP ไปยังโรงงาน การกำจัดเนื้อเริ่มต้นโดยพลการเป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการลดต้นทุนการตัดเฉือน CNC อย่างน้อย 10% ก่อนที่จะขอใบเสนอราคา

2. ผลตัวคูณการตั้งค่าต่อระยะเวลารอคอยสินค้า

วรรณกรรมส่วนใหญ่ตั้งข้อสังเกตว่าการลดการตั้งค่าช่วยประหยัดเงิน อย่างไรก็ตาม สำหรับประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายจัดซื้อ โทษที่รุนแรงกว่าคือการทำลายความเร็วการผลิต การตั้งค่าเพิ่มเติมทุกครั้งจะทำหน้าที่เป็นตัวคูณของระยะเวลารอคอยสินค้า การตั้งค่าเพิ่มเติมอย่างหนึ่งหมายถึงการออกแบบฟิกซ์เจอร์แบบกำหนดเองอีกหนึ่งรายการ ดำเนินการตรวจสอบบทความแรก (FAI) อีกครั้งหนึ่ง และเพิ่มปัญหาคอขวดด้านเวลาคิวในโรงงานอีกหนึ่งรายการ

เมื่อปรับขนาดคำสั่งซื้อจากหน่วยต้นแบบ 50 หน่วยเป็น 500 หน่วยการผลิต จำนวนการตั้งค่าจะกลายเป็นเพดานหนักสำหรับกำลังการผลิตของโรงงาน ด้วยการปรับโครงสร้างแชสซีใหม่เป็นสองการตั้งค่า Dazao Machinery จึงบีบอัดระยะเวลาในการผลิตทั้งหมดจาก 4 สัปดาห์เป็น 2.5 สัปดาห์

3. ทำให้ "การตอบกลับซัพพลายเออร์" เป็น KPI หลักในการจัดซื้อจัดจ้าง

ในชุมชนห่วงโซ่อุปทาน เช่น การร้องทุกข์ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ก็คือผู้ผลิตเพียงเสนอราคาแบบสุ่มสี่สุ่มห้า โดยกลัวว่าการปฏิเสธภาพวาดจะทำให้พวกเขาต้องเสียสัญญา ซัพพลายเออร์ระดับสูง-ต้องมีอำนาจทางวิศวกรรมในการปฏิเสธเรขาคณิตที่เป็นพิษทางการเงิน

ที่ Dazao Machinery การรายงาน DFM เชิงรุกคือISO9001:2015ขั้นตอนการทำงานที่ได้รับคำสั่ง หากไฟล์ CAD ที่ส่งมามีค่าใช้จ่ายพรีเมียมที่ไม่จำเป็น เราจะส่งคืนไฟล์พร้อมกับ-รายงาน DFM ที่ทำเครื่องหมายไว้ ตัวชี้วัดการจัดซื้อควรให้รางวัลแก่ซัพพลายเออร์ที่ปฏิเสธวิศวกรรมที่ไม่ดี เนื่องจากความขัดแย้งนี้รับประกัน-ความสามารถในการปรับขนาดการผลิตในระยะยาว

ผลลัพธ์ของโครงการ: การลดต้นทุน 30% และการผลิตที่ปรับขนาดได้

การนำหลักการ DFM เหล่านี้ไปปฏิบัติได้เปลี่ยนแชสซี Al6061-T6 จากปัญหาคอขวดที่มีราคาแพงไปเป็นส่วนประกอบที่ปรับขนาดได้สูงและคุ้มค่าในราคาประหยัด

"Dazao Machinery ไม่เพียงแต่ทำหน้าที่เป็นร้านขายเครื่องจักรของเราเท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นส่วนขยายภายนอกของแผนกวิศวกรรมการผลิตของเรา การวิเคราะห์ DFM ของพวกเขาบันทึกเป้าหมาย BOM ของเราสำหรับไตรมาสที่ 3 ได้โดยตรง" - หัวหน้าวิศวกรฮาร์ดแวร์ ลูกค้าหุ่นยนต์

บทสรุป: หยุดจ่าย "ภาษีวิศวกรรม" สำหรับชิ้นส่วนสั่งทำพิเศษ

ในภาคส่วนฮาร์ดแวร์และหุ่นยนต์ อัตรากำไรทางกายภาพนั้นเข้มงวด การใช้ DFM ที่ออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อลดต้นทุนการตัดเฉือน CNCไม่ได้เกี่ยวกับการตัดมุมหรือการลดระดับข้อกำหนดของวัสดุ แต่เป็นการนำตรรกะการผลิตอันชาญฉลาดมาใช้เพื่อกำจัดของเสีย หากโรงงานชิ้นส่วนสั่งทำในปัจจุบันของคุณดำเนินการไฟล์ของคุณโดยไม่ตั้งคำถามเกี่ยวกับรูปทรง แสดงว่าคุณกำลังจ่ายภาษีวิศวกรรมสำหรับคำสั่งซื้อทุกรายการ