استراتژی های بهینه سازی هزینه پروژه ساخت فولاد

منابع استراتژیک مواد: کویل در مقابل کارایی صفحه و تودرتو

بزرگترین محرک هزینه در هر پروژه ساخت فولاد، مواد خام است که معمولاً 50 تا 70 درصد از کل هزینه ها را تشکیل می دهد. بهینه سازی تهیه مواد با انتخاب فرم محصول صحیح آغاز می شود: سیم پیچ فولادی به طور قابل توجهی مقرون به صرفه تر از صفحات از پیش برش شده برای قطعات با حجم بالا است زیرا سیم پیچ را می توان به عرض دقیق و برش به طول در صورت تقاضا برش داد و ضایعات لبه را حذف کرد که می تواند 10 تا 15 درصد مواد را در هنگام استفاده از اندازه های استاندارد هدر دهد. به عنوان مثال، خرید یک کویل اصلی عریض و برش دادن آن به قسمت های خالی با عرض سفارشی، ضایعات را کاهش می دهد و هزینه هر تن را در مقایسه با خرید صفحات گسسته کاهش می دهد. نرم افزار پیشرفته تودرتو با چیدمان قطعات روی هر ورق یا سیم پیچ برای دستیابی به نرخ بهره برداری بالای 90 درصد، عملکرد را بیشتر بهبود می بخشد. هنگامی که چندین قطعه هندسی یا ضخامت مورد نیاز است، تلفیق سفارشات در درجه بندی مواد رایج و محدوده ضخامت استاندارد، تغییرات تنظیم را کاهش می دهد و تخفیف های حجم را ممکن می کند. علاوه بر این، تامین منابع فولاد اولیه با گزارش های آزمایش کامل آسیاب (MTRs) خواص مکانیکی ثابت را تضمین می کند و از دوباره کاری ناشی از تنوع مواد جلوگیری می کند. با ادغام تهیه سیم پیچ، شکاف و تودرتوی بهینه در استراتژی تدارکات، سازندگان می توانند ضایعات مواد را کاهش دهند و هزینه های مستقیم را 10 تا 20 درصد کاهش دهند.

طراحی برای قابلیت ساخت (DFM) و ساده سازی فرآیند

کاهش قابل توجه هزینه در طول مرحله طراحی از طریق اصول طراحی برای تولید (DFM) که هندسه قطعات را ساده می کند و مراحل پردازش را کاهش می دهد، به دست می آید. جایگزینی چندین قطعه جوش داده شده با یک قطعه برش لیزری و خم شده باعث حذف مواد مصرفی جوش، زمان اتصال و تکمیل پس از جوش می شود. تعیین شعاع خمشی که با ابزار استاندارد مطابقت دارد (به عنوان مثال، شعاع داخلی برابر با ضخامت مواد) از هزینه های قالب سفارشی جلوگیری می کند و زمان راه اندازی را کاهش می دهد. طراحی قطعات با ضخامت مواد مشترک در سرتاسر یک مجموعه اجازه می دهد تا اجزای مختلف را از یک ورق لانه کنند و بازده مواد را به حداکثر برساند. برای کاربردهای سازه ای، استفاده از گریدهای فولادی با مقاومت بالاتر (مانند ASTM A572 Grade 50 به جای A36) می تواند ضخامت صفحه مورد نیاز را کاهش دهد، وزن مواد و هزینه را تا 20% کاهش دهد و در عین حال ظرفیت بار را حفظ کند. ارزیابی بحرانی الزامات تحمل - کاهش تلورانس های ابعادی غیر بحرانی از ± 0.5 میلی متر به ± 1.0 میلی متر - زمان بازرسی و نرخ ضایعات را کاهش می دهد. مشاوره با سازندگان در مراحل اولیه طراحی، مسائل بالقوه قابلیت ساخت مانند محدودیت‌های دسترسی جوش، گوشه‌های داخلی تیز که نیاز به سوراخ کردن لیزر دارند یا ویژگی‌هایی که نیاز به عملیات ثانویه دارند را شناسایی می‌کند. بررسی‌های مهندسی ارزش عملکرد در مقابل هزینه را تجزیه و تحلیل می‌کند، و اغلب نشان می‌دهد که سطوح گران قیمت (به عنوان مثال، گالوانیزه گرم) می‌تواند با جایگزین‌های کم‌هزینه (مانند پوشش پودری) برای کاربردهای داخلی بدون به خطر انداختن عمر مفید جایگزین شود. با تعبیه اصول DFM در چرخه توسعه محصول، تولیدکنندگان می‌توانند به کاهش ۱۵ تا ۳۰ درصدی هزینه‌های ساخت دست یابند و در عین حال عملکرد و کیفیت را حفظ کنند.

تولید ناب و اتوماسیون برای بهره وری نیروی کار

هزینه های نیروی کار و سربار دومین دسته هزینه های عمده را نشان می دهد که مستقیماً تحت تأثیر کارایی و توان تولید است. اجرای اصول تولید ناب - مانند کاهش زمان راه‌اندازی از طریق ابزارهای تغییر سریع، اجرای جریان یک تکه برای تولید دسته‌ای کوچک، و استاندارد کردن روش‌های جوش برای به حداقل رساندن ضایعات مصرفی - بهره‌وری نیروی کار را بهبود می‌بخشد. سرمایه‌گذاری در تجهیزات خودکار مانند سیستم‌های برش لیزری فیبر، ترمزهای پرس CNC با جابجایی قطعات رباتیک، و سلول‌های جوشکاری رباتیک تطبیقی، زمان چرخه را کاهش می‌دهد و مداخله اپراتور را به حداقل می‌رساند. برای مثال، برش لیزری مبتنی بر هوش مصنوعی با تنظیم پارامترهای بلادرنگ می‌تواند زمان برش را 20 تا 30 درصد در مقایسه با برش حرارتی معمولی کاهش دهد، در حالی که تودرتوی خودکار و برنامه‌نویسی آفلاین دوره‌های بیکاری دستگاه را بین کارها حذف می‌کند. آموزش متقابل اپراتورها برای رسیدگی به فرآیندهای متعدد (برش، خمش، جوشکاری) انعطاف پذیری کار را بهبود می بخشد و وابستگی به پرسنل متخصص را کاهش می دهد. نگهداری پیشگیرانه منظم تجهیزات برش و شکل دهی از توقف برنامه ریزی نشده جلوگیری می کند که می تواند برنامه های تولید را مختل کند. علاوه بر این، اجرای بازرسی کیفیت در فرآیند با استفاده از دستگاه‌های اندازه‌گیری مختصات یا سیستم‌های بینایی، عیوب را زودتر تشخیص می‌دهد، و از دوباره کاری پرهزینه در مونتاژ نهایی جلوگیری می‌کند. برای سازندگان با تولید با مخلوط بالا و حجم کم، طرح‌بندی تولید سلولی ماشین‌های غیرمشابه (لیزر، پرس بریک، ایستگاه جوش) را برای پردازش خانواده‌های قطعات با هندسه‌های مشابه گروه‌بندی می‌کند و باعث کاهش جابجایی مواد و موجودی در حین فرآیند می‌شود. با بهینه‌سازی نیروی کار از طریق روش‌های ناب و اتوماسیون استراتژیک، سازندگان می‌توانند هزینه‌های نیروی کار هر قطعه را ۱۵ تا ۲۵ درصد کاهش دهند و در عین حال زمان تحویل و ثبات کیفیت را بهبود بخشند.