Колико кошта да се нешто обради на ЦНЦ-у?

За инжењере, програмере производа и стручњаке за набавке, разумевање СЦН обрада трошкови остају изазовни због бројних укључених променљивих. До 2025. године, са глобалним производња уколико је потребно да се пројекти буду конкурентни и прилагођени, прецизна прогноза трошкова је од суштинског значаја за одрживост пројекта. Ова анализа се бави фундаменталним питањем "Колку кошта ЦНЦ обрада?" дисекцијом компоненти трошкова помоћу емпиријских података, а не анегдотних доказа. Налази пружају прозрачан оквир за буџетирање и идентификовање могућности оптимизације трошкова током цикла развоја производа.

Методе истраживања

1.Аналитички оквир

Развијен је вишедимензионални приступ да би се ухватила комплетна слика трошкова:

• Студије времена-кретања: детаљно праћење 75 операција обраде од програмирања до коначне инспекције

• Анализа понуда добављача: упоређивање 250 понуда пројеката од 15 добављача обраде

• Слеђење трошкова материјала: праћење цена за 12 уобичајених инжењерских материјала током 6 месеци

• Поређење сложености дизајна: Развој квантитативне метрике сложености која се корелише са временом обраде

2.Извор података

Примарни подаци су прикупљени од:

• Партнери у производњи широм Северне Америке, Европе и Азије

• Добавитељи и дистрибутери материјала

• Системи за праћење машине који снимају стварна времена циклуса

• Поставници услуга за постпроцесу (термотерапија, плакирање, анодирање)

3.Верфикација и репродукбилност

Сви прорачуни трошкова се примењују у документованим формулама из додатка. Система оцењивања сложености, стопе за часове машине и маркирања материјала су у потпуности спецификовани како би се омогућила независна верификација и примена за специфичне пројекте.

Резултати и анализа

1.Принципални фактори трошкова

Раздвој трошкова за алуминијумске делове средње сложености (размер партије: 50 јединица)

Трошкови времена за машину показали су највећу варијабилност, са 3-осном обрадом у распону од 35 до 75 долара / сат, док су операције са 5 оса чиниле 75 до 120 долара / сат. Трошкови материјала су значајно варирали у зависности од количине набавке и облика материјала (екструдиран или ливен или кован).

2.Анализа економије скале

илуструје нелинеарни однос између величине серије и трошкова по јединици. Анализа је показала да се трошкови по јединици брзо смањују до око 25 јединица, а повратак се смањује након 100 јединица. Овај образац је резултат амортизације фиксних трошкова (програмирање, постављање) у више јединица, док променљиви трошкови постају доминантни у већим волуменима.

3.Утицај комплексности пројекта

Развијена је квантитативна метрика сложености која укључује број карактеристика, захтеве толеранције, танке зидове и дубоке џепове. Делови који су постигли висок резултат на овој метрици (>7/10) показали су 80-150% веће трошкове обраде у поређењу са деловима ниске сложености (<3/10) сличне величине и материјала.

Дискусија

1.Итлумачење структура трошкова

Преовладавање времена машине у укупним трошковима наглашава економски значај пројектовања за ефикасну обраду. Стратегије које смањују време циклусакао што је минимизација дубоких џепова, одређивање одговарајућих, а не претераних толеранција и пројектовање стандардних алатадобију непропорционалну уштеду трошкова. Проценат трошкова материјала остао је изненађујуће конзистентан у свим пројектима, што указује на установљене праксе маркирања у индустрији.

2.Ограничења и разматрања

Студија се фокусирала на конвенционалне ЦНЦ фрезирање и вртење операције. Високо специјализовани процеси (нпр. микро-машинарство, швајцарско обрађивање) могу имати различите структуре трошкова. Регионалне стопе рада и општене трошкове објекта створили су значајне географске варијације у стопима за часове машине. Поред тога, анализа је претпостављала стандардна времена за реализацију; убрзани пројекти су подвргнути 25-100% примена трошкова.

3.Практичне стратегије оптимизације трошкова

На основу открића, појављује се неколико приступа који се могу применити:

• Уједините више функција у једну поставку како бисте смањили руковање

• Укажите најлакше прихватљиве толеранције за повећање брзине обраде

• Проектирајте са стандардним величинама алата и избегавајте дубоке, мале дијеметре

• Групирање сличних делова за обраду баца како би се амортизовали трошкови постављања

• Размислите о алтернативним методама производње за количине веће од 500 јединица

Закључак

Трошкови ЦНЦ обраде следе предвидљиве обрасце које воде пре свега време машине, избор материјала и сложеност делова. Типични опсег трошкова за количине прототипа је 150-800 долара, а производњи достижу 30-60% смањење трошкова по јединици. Разумевање ових покретача трошкова омогућава прецизније буџетирање и циљане оптимизације дизајна. Будућа истраживања треба да истраже последице на трошкове нових технологија као што су програмирање подпомоћене АИ и хибридни производни системи, који обећавају да ће у наредним годинама променити традиционалне структуре трошкова.