शीट मेटल की दुकानें लेज़र कटिंग से कैसे लाभ कमाती हैं?

केवल लेजर कटिंग समय के आधार पर मूल्य निर्धारण से उत्पादन ऑर्डर प्राप्त हो सकते हैं, लेकिन यह घाटे का सौदा भी हो सकता है, विशेष रूप से तब जब शीट मेटल निर्माता का मार्जिन कम हो।
मशीन टूल उद्योग में आपूर्ति की बात करें तो हम आमतौर पर मशीन टूल्स की उत्पादकता की बात करते हैं। नाइट्रोजन स्टील को आधा इंच कितनी तेज़ी से काटता है? छेद करने में कितना समय लगता है? त्वरण दर? आइए समय का अध्ययन करें और देखें कि निष्पादन समय कैसा दिखता है! हालाँकि ये शुरुआती बिंदु हैं, लेकिन क्या ये वाकई वे कारक हैं जिन पर हमें सफलता के सूत्र पर विचार करते समय विचार करना चाहिए?
एक अच्छे लेज़र व्यवसाय के निर्माण के लिए अपटाइम बहुत ज़रूरी है, लेकिन हमें सिर्फ़ काम कम करने में लगने वाले समय से ज़्यादा सोचना होगा। सिर्फ़ समय कम करने पर आधारित कोई भी प्रस्ताव आपका दिल तोड़ सकता है, खासकर अगर मुनाफ़ा कम हो।
लेज़र कटिंग में किसी भी संभावित छिपी हुई लागत का पता लगाने के लिए, हमें श्रम उपयोग, मशीन अपटाइम, लीड टाइम और पुर्जों की गुणवत्ता में निरंतरता, किसी भी संभावित पुनर्रचना और सामग्री के उपयोग पर ध्यान देना होगा। सामान्यतः, पुर्जों की लागत तीन श्रेणियों में आती है: उपकरण लागत, श्रम लागत (जैसे खरीदी गई सामग्री या प्रयुक्त सहायक गैस), और श्रम। यहाँ से, लागतों को और अधिक विस्तृत तत्वों में विभाजित किया जा सकता है (चित्र 1 देखें)।
जब हम किसी श्रम की लागत या किसी पुर्जे की लागत की गणना करते हैं, तो आकृति 1 में दी गई सभी मदें कुल लागत का हिस्सा होंगी। जब हम एक कॉलम में लागतों का हिसाब लगाते हैं, तो दूसरे कॉलम में लागतों पर पड़ने वाले प्रभाव का ठीक से हिसाब नहीं लगाते, तो स्थिति थोड़ी उलझ जाती है।
सामग्रियों का अधिकतम उपयोग करने का विचार शायद किसी को प्रेरित न करे, लेकिन हमें इसके लाभों को अन्य बातों के साथ तौलना चाहिए। किसी भाग की लागत की गणना करते समय, हम पाते हैं कि अधिकांश मामलों में, सामग्री सबसे बड़ा हिस्सा लेती है।
सामग्री से अधिकतम लाभ प्राप्त करने के लिए, हम कॉलिनियर कटिंग (CLC) जैसी रणनीतियाँ अपना सकते हैं। CLC सामग्री और काटने के समय की बचत करता है, क्योंकि एक ही कट से पुर्जे के दो किनारे एक साथ बन जाते हैं। लेकिन इस तकनीक की कुछ सीमाएँ हैं। यह बहुत हद तक ज्यामिति पर निर्भर है। किसी भी स्थिति में, प्रक्रिया की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, छोटे पुर्जों को, जो अक्सर पलट जाते हैं, एक साथ जोड़ना पड़ता है, और किसी को इन पुर्जों को अलग करके, संभवतः उन्हें खुरदुरा बनाना पड़ता है। इससे समय और श्रम दोनों की बचत होती है, जो मुफ़्त में नहीं मिलते।
मोटे पदार्थों के साथ काम करते समय भागों को अलग करना विशेष रूप से कठिन होता है, और लेज़र कटिंग तकनीक कट की आधी से भी ज़्यादा मोटाई वाले "नैनो" लेबल बनाने में मदद करती है। इन्हें बनाने से रनटाइम प्रभावित नहीं होता क्योंकि बीम कट में ही रहते हैं; टैब बनाने के बाद, सामग्री को दोबारा डालने की ज़रूरत नहीं होती (चित्र 2 देखें)। ऐसे तरीके केवल कुछ मशीनों पर ही काम करते हैं। हालाँकि, यह हाल की प्रगति का एक उदाहरण मात्र है जो अब केवल काम को धीमा करने तक सीमित नहीं है।
फिर से, सीएलसी ज्यामिति पर बहुत निर्भर करता है, इसलिए ज़्यादातर मामलों में हम नेस्ट में वेब की चौड़ाई कम करने की कोशिश करते हैं, बजाय इसके कि उसे पूरी तरह से गायब कर दें। नेटवर्क सिकुड़ रहा है। यह ठीक है, लेकिन अगर पुर्ज़ा झुक जाए और टक्कर हो जाए तो क्या होगा? मशीन टूल निर्माता कई समाधान पेश करते हैं, लेकिन एक तरीका जो सभी के लिए उपलब्ध है, वह है नोजल ऑफ़सेट जोड़ना।
पिछले कुछ वर्षों में नोजल से वर्कपीस तक की दूरी कम करने का चलन रहा है। इसकी वजह साफ़ है: फ़ाइबर लेज़र तेज़ होते हैं, और बड़े फ़ाइबर लेज़र वाकई बहुत तेज़ होते हैं। उत्पादकता में उल्लेखनीय वृद्धि के लिए नाइट्रोजन प्रवाह में भी साथ-साथ वृद्धि ज़रूरी है। शक्तिशाली फ़ाइबर लेज़र, कट के अंदर की धातु को CO2 लेज़रों की तुलना में कहीं ज़्यादा तेज़ी से वाष्पीकृत और पिघला देते हैं।
मशीन की गति धीमी करने (जो कि प्रतिकूल होगा) के बजाय, हम नोजल को वर्कपीस के अनुसार समायोजित करते हैं। इससे दबाव बढ़ाए बिना नॉच से सहायक गैस का प्रवाह बढ़ जाता है। यह एक अच्छा विकल्प लगता है, सिवाय इसके कि लेज़र अभी भी बहुत तेज़ गति से चल रहा है और झुकाव एक बड़ी समस्या बन जाता है।
चित्र 1. किसी पुर्जे की लागत को प्रभावित करने वाले तीन प्रमुख क्षेत्र: उपकरण, परिचालन लागत (प्रयुक्त सामग्री और सहायक गैस सहित), और श्रम। ये तीनों कुल लागत के एक हिस्से के लिए ज़िम्मेदार होंगे।
अगर आपके प्रोग्राम में पुर्ज़े को पलटने में विशेष कठिनाई हो रही है, तो ऐसी कटिंग तकनीक चुनना समझदारी होगी जो बड़े नोजल ऑफ़सेट का उपयोग करती हो। यह रणनीति कारगर है या नहीं, यह अनुप्रयोग पर निर्भर करता है। हमें प्रोग्राम की स्थिरता की आवश्यकता को नोजल विस्थापन में वृद्धि के साथ सहायक गैस की बढ़ती खपत के साथ संतुलित करना होगा।
पुर्जों के पलटने से बचने का एक और विकल्प है, वॉरहेड को नष्ट करना, जो मैन्युअल रूप से या सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके स्वचालित रूप से बनाया जाता है। और यहाँ भी हमारे सामने एक विकल्प है। सेक्शन हेडर को नष्ट करने की प्रक्रिया प्रक्रिया की विश्वसनीयता में सुधार करती है, लेकिन साथ ही उपभोग्य सामग्रियों की लागत भी बढ़ाती है और प्रोग्राम को धीमा कर देती है।
स्लग डिस्ट्रक्शन का इस्तेमाल करना है या नहीं, यह तय करने का सबसे तार्किक तरीका है कि कुछ हिस्सों को गिरा दिया जाए। अगर यह संभव है और हम संभावित टकराव से बचने के लिए सुरक्षित रूप से प्रोग्राम नहीं कर सकते, तो हमारे पास कई विकल्प हैं। हम भागों को माइक्रो-लैच से जकड़ सकते हैं या धातु के टुकड़े काटकर उन्हें सुरक्षित रूप से गिरा सकते हैं।
अगर समस्या प्रोफ़ाइल में ही पूरा विवरण है, तो हमारे पास वास्तव में कोई और विकल्प नहीं है, हमें इसे चिह्नित करना होगा। अगर समस्या आंतरिक प्रोफ़ाइल से संबंधित है, तो आपको धातु के ब्लॉक की मरम्मत और उसे तोड़ने में लगने वाले समय और लागत की तुलना करनी होगी।
अब सवाल लागत का है। क्या माइक्रोटैग लगाने से नेस्ट से कोई पुर्जा या ब्लॉक निकालना मुश्किल हो जाता है? अगर हम वॉरहेड को नष्ट कर देते हैं, तो लेज़र का रन टाइम बढ़ जाएगा। क्या पुर्ज़ों को अलग करने के लिए अतिरिक्त श्रम लगाना सस्ता है, या मशीन की प्रति घंटा दर में श्रम समय जोड़ना सस्ता है? मशीन के उच्च प्रति घंटा उत्पादन को देखते हुए, यह संभवतः इस बात पर निर्भर करता है कि कितने टुकड़ों को छोटे, सुरक्षित टुकड़ों में काटा जाना है।
श्रम एक बहुत बड़ा लागत कारक है और कम श्रम लागत वाले बाज़ार में प्रतिस्पर्धा करने की कोशिश करते समय इसे प्रबंधित करना महत्वपूर्ण है। लेज़र कटिंग के लिए शुरुआती प्रोग्रामिंग से जुड़े श्रम की आवश्यकता होती है (हालाँकि बाद के ऑर्डर पर लागत कम हो जाती है) और साथ ही मशीन संचालन से जुड़े श्रम की भी आवश्यकता होती है। मशीनें जितनी ज़्यादा स्वचालित होंगी, लेज़र ऑपरेटर के प्रति घंटे के वेतन से हमें उतना ही कम लाभ होगा।
लेज़र कटिंग में "स्वचालन" आमतौर पर सामग्री के प्रसंस्करण और छंटाई को संदर्भित करता है, लेकिन आधुनिक लेज़रों में कई और प्रकार के स्वचालन भी होते हैं। आधुनिक मशीनें स्वचालित नोजल परिवर्तन, सक्रिय कट गुणवत्ता नियंत्रण और फ़ीड दर नियंत्रण से सुसज्जित हैं। यह एक निवेश है, लेकिन इससे होने वाली श्रम बचत लागत को उचित ठहरा सकती है।
लेज़र मशीनों का प्रति घंटा भुगतान उत्पादकता पर निर्भर करता है। कल्पना कीजिए कि एक मशीन एक शिफ्ट में वह काम कर सकती है जो पहले दो शिफ्ट में होता था। इस स्थिति में, दो शिफ्ट से एक शिफ्ट में बदलने से मशीन का प्रति घंटा उत्पादन दोगुना हो सकता है। जैसे-जैसे प्रत्येक मशीन अधिक उत्पादन करती है, हम समान कार्य के लिए आवश्यक मशीनों की संख्या कम कर देते हैं। लेज़रों की संख्या आधी करके, हम श्रम लागत को भी आधा कर देंगे।
बेशक, अगर हमारे उपकरण अविश्वसनीय निकले तो ये बचत बेकार हो जाएगी। कई तरह की प्रोसेसिंग तकनीकें लेज़र कटिंग को सुचारू रूप से चलाने में मदद करती हैं, जिनमें मशीन की स्थिति की निगरानी, ​​स्वचालित नोजल निरीक्षण, और कटर हेड के सुरक्षात्मक ग्लास पर गंदगी का पता लगाने वाले परिवेश प्रकाश सेंसर शामिल हैं। आज, हम आधुनिक मशीन इंटरफेस की बुद्धिमत्ता का उपयोग यह दिखाने के लिए कर सकते हैं कि अगली मरम्मत तक कितना समय बचा है।
ये सभी विशेषताएँ मशीन रखरखाव के कुछ पहलुओं को स्वचालित बनाने में मदद करती हैं। चाहे हमारे पास इन क्षमताओं वाली मशीनें हों या हम पुराने तरीके (कड़ी मेहनत और सकारात्मक दृष्टिकोण) से उपकरणों का रखरखाव करते हों, हमें यह सुनिश्चित करना चाहिए कि रखरखाव कार्य कुशलतापूर्वक और समय पर पूरे हों।
चित्र 2. लेज़र कटिंग में प्रगति अभी भी केवल कटिंग की गति पर नहीं, बल्कि व्यापक परिदृश्य पर केंद्रित है। उदाहरण के लिए, नैनोबॉन्डिंग (एक ही रेखा पर काटे गए दो वर्कपीस को जोड़ना) की यह विधि मोटे भागों को अलग करने में आसानी प्रदान करती है।
कारण सरल है: उच्च समग्र उपकरण प्रभावशीलता (OEE): उपलब्धता x उत्पादकता x गुणवत्ता बनाए रखने के लिए मशीनों का सर्वोत्तम परिचालन स्थिति में होना आवश्यक है। या, जैसा कि oee.com वेबसाइट कहती है: "[OEE] वास्तविक प्रभावी उत्पादन समय के प्रतिशत को परिभाषित करता है। 100% OEE का अर्थ है 100% गुणवत्ता (केवल उच्च-गुणवत्ता वाले पुर्जे), 100% प्रदर्शन (सबसे तेज़ प्रदर्शन)। ) और 100% उपलब्धता (कोई डाउनटाइम नहीं)।" अधिकांश मामलों में 100% OEE प्राप्त करना असंभव है। उद्योग मानक 60% के करीब है, हालाँकि विशिष्ट OEE अनुप्रयोग, मशीनों की संख्या और संचालन की जटिलता के अनुसार भिन्न होता है। किसी भी तरह से, OEE उत्कृष्टता एक आदर्श है जिसके लिए प्रयास करने लायक है।
कल्पना कीजिए कि हमें एक बड़े और जाने-माने ग्राहक से 25,000 पुर्जों के लिए कोटेशन का अनुरोध प्राप्त होता है। इस कार्य के सुचारू संचालन को सुनिश्चित करने से हमारी कंपनी के भविष्य के विकास पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है। इसलिए हम $100,000 की पेशकश करते हैं और ग्राहक इसे स्वीकार कर लेता है। यह अच्छी खबर है। बुरी खबर यह है कि हमारा लाभ मार्जिन कम है। इसलिए, हमें OEE का उच्चतम संभव स्तर सुनिश्चित करना होगा। पैसा कमाने के लिए, हमें चित्र 3 में नीले क्षेत्र को बढ़ाने और नारंगी क्षेत्र को घटाने की पूरी कोशिश करनी होगी।
जब मार्जिन कम होता है, तो कोई भी अप्रत्याशित घटना मुनाफ़े को कम कर सकती है या उसे पूरी तरह से खत्म भी कर सकती है। क्या खराब प्रोग्रामिंग मेरे नोजल को खराब कर देगी? क्या खराब कट गेज मेरे सेफ्टी ग्लास को दूषित कर देगा? मेरे पास अनियोजित डाउनटाइम है और मुझे निवारक रखरखाव के लिए उत्पादन रोकना पड़ा। इसका उत्पादन पर क्या प्रभाव पड़ेगा?
खराब प्रोग्रामिंग या रखरखाव के कारण अपेक्षित फीडरेट (और कुल प्रसंस्करण समय की गणना के लिए प्रयुक्त फीडरेट) कम हो सकता है। इससे OEE कम हो जाता है और कुल उत्पादन समय बढ़ जाता है - भले ही ऑपरेटर को मशीन के मापदंडों को समायोजित करने के लिए उत्पादन में बाधा डालने की आवश्यकता न हो। कार की उपलब्धता को अलविदा कहें।
इसके अलावा, क्या हमारे द्वारा बनाए गए पुर्जे वाकई ग्राहकों को भेजे जाते हैं, या कुछ पुर्जे कूड़ेदान में फेंक दिए जाते हैं? OEE गणना में खराब गुणवत्ता स्कोर वाकई नुकसानदेह हो सकता है।
लेज़र कटिंग उत्पादन लागत पर सीधे लेज़र समय के लिए बिलिंग की तुलना में कहीं अधिक विस्तार से विचार किया जाता है। आज के मशीन टूल्स निर्माताओं को प्रतिस्पर्धी बने रहने के लिए आवश्यक उच्च स्तर की पारदर्शिता प्राप्त करने में मदद करने के लिए कई विकल्प प्रदान करते हैं। लाभदायक बने रहने के लिए, हमें बस विजेट बेचते समय चुकाई जाने वाली सभी छिपी हुई लागतों को जानना और समझना होगा।
चित्र 3 विशेषकर जब हम बहुत पतले मार्जिन का उपयोग करते हैं, तो हमें नारंगी को न्यूनतम और नीले को अधिकतम करने की आवश्यकता होती है।
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