Αξιολόγηση εργαλειομηχανών CNC

Transcript

1 Αξιολόγηση εργαλειομηχανών CNC Σύγκριση με Συμβατικές μηχανές Αυτόματες μηχανές Θεωρία ΕΒQ Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Αξιολόγηση Εργαλειομηχανών CNC

2 Άδεια Χρήσης Το παρόν υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons και δημιουργήθηκε στο πλαίσιο του Έργου των Ανοικτών Ακαδημαϊκών Μαθημάτων από την Μονάδα Υλοποίησης του ΕΜΠ. Για υλικό που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ

3 Σύγκριση Ι Οι εργαλειομηχανές CNC είναι αρκετές φορές ακριβότερες από συμβατικές μηχανές, αλλά συγκρίσιμης τιμής με τις αυτόματες. Eπίσης η τεχνολογική διάρκεια ζωής τους είναι σχετικά μικρή. Συνεπώς απαιτείται υψηλός βαθμός χρησιμοποίησης. Οι εργαλειομηχανές αριθμητικού ελέγχου έχουν πολύ μεγαλύτερη παραγωγικότητα από τις συμβατικές μηχανές και συγκρίσιμη με ειδικές και αυτόματες μηχανές. Η ακρίβεια κατεργασίας είναι πολύ υψηλή όπως και η επαναληψιμότητα, πράγμα που δεν εξασφαλίζεται από τον ανθρώπινο παράγοντα - χειριστή των συμβατικών μηχανών. Η κατασκευή πολύπλοκων τεμαχίων, πχ για την αεροπορική βιομηχανία είναι πολλές φορές δυνατή μόνο με εργαλειομηχανές αριθμητικού ελέγχου. Αλλαγές γεωμετρίας του τεμαχίου περνούν εύκολα στην παραγωγή γιατί απαιτούν μόνο διόρθωση κάποιων γραμμών προγράμματος. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Αξιολόγηση Εργαλειομηχανών CNC 2

4 Σύγκριση ΙΙ Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα των εργαλειομηχανών αριθμητικού ελέγχου είναι ο χαμηλός χρόνος προετοιμασίας (setup) και η πολύ απλή διαδικασία φόρτωσης εργαλείων. Ο μη παραγωγικός χρόνος όπως για αλλαγή εργαλείων, αλλαγές προσανατολισμού και δεσίματος τεμαχίων, επιλογές πρόωσης και στροφών, φορτο-εκφόρτωση τεμαχίων, ενδιάμεσες μετρήσεις διαστάσεων ημικατεργασμένου τεμαχίου κλπ. ελαττώνεται στο ελάχιστο. Γενικά απαιτούν πολύ μικρότερο χρόνο χειριστή σε σύγκριση με τις συμβατικές μηχανές. Σε σύγκριση με τις αυτόματες μηχανές απαιτούν μεγαλύτερους χρόνους χειρισμού, αλλά πολύ μικρότερους χρόνους προετοιμασίας. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Αξιολόγηση Εργαλειομηχανών CNC 3

5 EBQ -1 Μοντέλλο κόστους ανά τεμάχιο που παράγεται Συνολικό κόστος ανά τεμάχιο = Κόστος παραγωγής + κόστος προετοιμασίας (setup) + κόστος αποθήκευσης Όσο μεγαλύτερη η μερίδα παραγωγής, τόσο μικρότερο το κόστος προετοιμασίας (λιγότερα setups) μεγαλύτερο το μέσο στοκ, άρα και το κόστος αποθήκευσης. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Αξιολόγηση Εργαλειομηχανών CNC 4

6 ΕΒQ-2 Κόστος παραγωγής = D*PP D = παραγωγή (τεμάχια σε ένα χρονικό ορίζοντα) PP = (εργατικά+oh+αποσβέσεις)*χρόνος παραγωγής+υλικά ΣΤΑΘΕΡΟ ως προς Q Κόστος προετοιμασίας = (D/Q) * BP Q = μέγεθος μερίδας παραγωγής BP = (εργατικά+oh+αποσβέσεις)*χρόνος ρύθμισης ΥΠΕΡΒΟΛΗ ως προς Q Κόστος αποθήκευσης = (SS+Q/2) * PS SS = στοκ ασφαλείας PS = κόστος αποθήκευσης τεμαχίου στο συγκεκριμένο χρονικό ορίζοντα ΓΡΑΜΜΙΚΟ ως προς Q Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Αξιολόγηση Εργαλειομηχανών CNC 5

7 ΕΒQ-3 Ελαχιστοποίηση συνολικού κόστους ως προς Q EBQ = [ 2*D*BP / PS ] 1/2 Με χρήση της EBQ προκύπτει και ή τιμή του ελάχιστου κόστους Kmin H Kmin για κάθε μηχανή χρησιμοποιείται για συγκριτική τους αξιολόγηση. Παραδοχές της θεωρίας EBQ Γνωστή και σταθερή ζήτηση Ομοιόμορφη κατανάλωση του στοκ Μια κατεργασία σε κάθε μηχανή Απλοποιημένο μοντέλο κόστους Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Αξιολόγηση Εργαλειομηχανών CNC 6

8 Μέσο απόθεμα Q Q* SS LT t Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Αξιολόγηση Εργαλειομηχανών CNC 7

9 ΕΒQ-5 Κ Ο Σ Τ Ο Σ Συνολικό Παραγωγής Αποθήκευσης Ρύθμισης Q 1 Q* Q 2 Q Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Αξιολόγηση Εργαλειομηχανών CNC 8

10 Σύγκριση ΙΙΙ Οι εργαλειομηχανές αριθμητικού ελέγχου είναι πολύ πιό ευέλικτες από συμβατικές αλλά και από αυτόματες μηχανές, πχ μπορούν να συνδυάσουν κατεργασίες που εκτελούνται σε περισσότερeς από μία συμβατικές και αυτόματες εργαλειομηχανές, είναι ικανές να παράγουν ποικιλία γεωμετρικών μορφών, και ποικιλία τεμαχίων με απλή φόρτωση νέου προγράμματος και εργαλείων κάθε φορά κλπ. Επομένως έχουν ιδιαίτερα σημαντική θέση σε εργοστάσια όπου παράγεται ποικιλία τεμαχίων και όπου οι ποσότητες παραγωγής για μέσο χρονικό ορίζοντα είναι άγνωστες εκ των προτέρων. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Αξιολόγηση Εργαλειομηχανών CNC 9

11 Σύγκριση ΙV Οι εργαλειομηχανές αριθμητικού ελέγχου έχουν τη μέγιστη επίδραση στο υπόλοιπο εργοστάσιο σχετικά με άλλα είδη μηχανών γιατί απαιτούν συμπληρωματικό εξοπλισμό για την καλύτερη εκμετάλλευση τους, όπως εξοπλισμό για τη ρύθμιση εργαλείων, σταθμούς για δέσιμο τεμαχίων σε παλέτες, συστήματα λογισμικού για προγραμματισμό, σύστημα ελέγχου για τον έλεγχο περισσότερων της μιάς μηχανών (DNC) κλπ. (και αυτό είναι ακόμη σημαντικότερο) είναι συνδεδεμένες με μία ευρύτερη αλλαγή νοοτροπίας οργάνωσης και λειτουργίας του εργοστασίου, πχ Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Αξιολόγηση Εργαλειομηχανών CNC 10

12 Σύγκριση V εκπαίδευση του τεχνικού προσωπικού σε πολλαπλά καθήκοντα έτσι ώστε να διατηρείται υψηλός ο βαθμός χρησιμοποίησης των μηχανών, δημιουργία τμήματος εκπόνησης φασεολογίων, ενδεχόμενη αντικατάσταση των σχεδιαστηρίων από συστήματα CAD και μάλιστα για τρισδιάστατη σχεδίαση, ενδεχόμενη σύνδεση του συστήματος προγραμματισμού NC με σύστημα προγραμματισμού παραγωγής ενδεχόμενη αλλαγή του συστήματος αποθεμάτων δεδομένου ότι ο χρόνος ανταπόκρισης σε παραγγελίες μικρού και μέσου αριθμού τεμαχίων είναι ρεαλιστικά μικρός. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ Αξιολόγηση Εργαλειομηχανών CNC 11

13 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. Γ.Βοσνιάκος-ΕΡΓΑΛΕΙΟΜΗΧΑΝΕΣ