Cena maszyny jest widoczna od razu.
Koszt materiału jest mniej widowiskowy, ale pojawia się codziennie. Przy każdym uruchomionym zleceniu, każdej partii produkcyjnej i każdym pojemniku wypełnionym odpadem.
Dlatego podczas analizy zakupu lasera z podawaniem blachy z kręgu jedno z najważniejszych pytań nie powinno brzmieć:
Jak szybko ta maszyna tnie?
Znacznie lepsze pytanie brzmi:
Ile gotowych detali otrzymamy z jednej tony materiału?
Właśnie tutaj pojawia się nesting, czyli takie rozmieszczenie elementów na taśmie, aby jak największa część zakupionej blachy zamieniła się w gotowy produkt, a nie w złom.
W skrócie
Publiczne dane producentów technologii laserowego cięcia z kręgu pokazują, że oszczędność materiału może wynosić od kilku do nawet kilkudziesięciu procent.
Najczęściej pojawiają się wartości:
- około 7-10% w scenariuszu ostrożnym,
- około 10-15% w wielu dobrze dobranych zastosowaniach,
- 20% i więcej przy detalach, które szczególnie dobrze nadają się do nestingu z kręgu,
- do około 30% w korzystnych przypadkach, szczególnie przy dużych lub nieregularnych elementach.
Nie oznacza to jednak, że każda firma po zakupie lasera z kręgu automatycznie ograniczy zużycie blachy o 30%.
Rzeczywisty wynik zależy od:
- kształtu detali,
- szerokości kręgu,
- obecnego wykorzystania arkuszy,
- możliwości obracania elementów,
- liczby produkowanych referencji,
- jakości oprogramowania,
- stabilności podawania i prostowania materiału.
Dlatego najpierw wykonuje się nesting na rzeczywistych detalach klienta. Dopiero później liczy się oszczędności i zwrot z inwestycji.
- Najpierw sprawdź, ile materiału tracisz dzisiaj
Nie da się policzyć oszczędności bez określenia punktu wyjścia.
Trzeba wiedzieć, jaka część kupowanej blachy staje się gotowym produktem, a jaka trafia do kontenera ze złomem.
Załóżmy, że firma pobiera do produkcji 1000 kg blachy.
Gotowe detale ważą 820 kg.
Pozostałe 180 kg to:
- otwory wycięte w detalach,
- przestrzenie między elementami,
- boczne pasy,
- końcówki arkuszy,
- odpad technologiczny.
W takim przypadku wykorzystanie materiału wynosi:
820 kg ÷ 1000 kg = 82%
Oznacza to, że 18% zakupionej blachy nie staje się gotowym produktem.
Laser z kręgu nie usunie całego odpadu. Część przestrzeni między detalami nadal będzie potrzebna. Pozostaną również wycinane otwory, boczne pasy i fragmenty technologiczne.
Celem nie jest więc produkcja całkowicie bezodpadowa.
Celem jest:
mniejszy odpad na każdy gotowy detal.
Przed rozpoczęciem analizy warto zebrać dane z ostatnich kilku miesięcy:
- ilość kupionego materiału,
- ilość wyprodukowanych części,
- wagę gotowych detali,
- wagę sprzedanego złomu,
- najczęściej używane formaty arkuszy,
- liczbę pozostających resztek,
- najczęściej produkowane referencje.
Bez tych informacji nawet najlepszy kalkulator będzie tylko zgadywał.
- Zrozum, dlaczego krąg daje większą swobodę nestingu
Standardowy arkusz ma cztery krawędzie.
Program musi zmieścić wszystkie elementy w konkretnym prostokącie.
Jeżeli przy końcu arkusza zostanie pas materiału o długości 300 lub 400 mm, może się okazać, że nie zmieści się tam kolejny detal.
Pozostały fragment:
- trafia do złomu,
- wraca na magazyn jako resztka,
- czeka na zlecenie, które może nigdy się nie pojawić.
Krąg działa inaczej.
Ma określoną szerokość, ale jego długość jest praktycznie ciągła.
Koniec jednego układu detali nie musi oznaczać końca materiału. Następny element można umieścić bezpośrednio za poprzednim.
Nie występuje więc problem niewykorzystanej końcówki każdego arkusza.
To szczególnie ważne przy detalach:
- długich,
- dużych,
- okrągłych,
- owalnych,
- nieregularnych,
- produkowanych w różnych rozmiarach.
Można to porównać do pakowania towaru.
Arkusz przypomina skrzynię o sztywno określonych wymiarach. Jeżeli część miejsca zostanie pusta, nie można już jej powiększyć.
Krąg przypomina ciągłą przestrzeń, którą można dopasowywać do kolejnych elementów produkcyjnych.
Właśnie dlatego nesting z kręgu często pozwala lepiej wykorzystać materiał.
- Sprawdź, czy Twoje detale rzeczywiście nadają się do cięcia z kręgu
Nie każdy detal daje taki sam potencjał oszczędności.
Największe korzyści mogą pojawić się przy elementach:
- dużych i nieregularnych,
- okrągłych lub owalnych,
- produkowanych w kilku różnych wymiarach,
- możliwych do układania naprzemiennie,
- wykonywanych w dużych lub powtarzalnych seriach,
- pozostawiających obecnie duże końcówki arkuszy.
Dobrym przykładem są okręgi.
Jeżeli koła zostaną ułożone w prostych rzędach, pomiędzy nimi pozostaje dużo niewykorzystanego materiału.
Przesunięcie kolejnych rzędów względem siebie pozwala wypełnić część wolnej przestrzeni.
Jeszcze lepszy efekt można osiągnąć, jeżeli pomiędzy dużymi okręgami uda się umieścić mniejsze detale.
Mniejszy potencjał oszczędności pojawi się przy częściach:
- prostokątnych,
- już teraz dobrze wypełniających arkusz,
- wymagających jednego określonego kierunku ułożenia,
- produkowanych sporadycznie,
- wykonywanych z wielu materiałów zmienianych co kilka sztuk,
- niedopasowanych do szerokości dostępnego kręgu.
Dlatego nie należy analizować wyłącznie jednego atrakcyjnego detalu wybranego do prezentacji.
Do próby powinny trafić:
- detale produkowane najczęściej,
- elementy zużywające najwięcej materiału,
- części generujące najwięcej odpadu,
- detale najtrudniejsze do ułożenia,
- mieszanka małych i dużych elementów.
Tylko taka analiza pokazuje wynik, którego można oczekiwać w normalnej produkcji.
- Dobierz szerokość kręgu do rzeczywistych produktów
Krąg rozwiązuje problem ograniczonej długości arkusza.
Nadal jednak ma określoną szerokość.
Jeżeli linia pracuje na taśmie o szerokości 1500 mm, a główny detal ma szerokość 820 mm, trzeba sprawdzić, co stanie się z pozostałymi 680 mm.
Czy obok głównej części można umieścić inny detal?
Czy można położyć dwa elementy obok siebie?
Czy pozostanie długi pas odpadu biegnący przez znaczną część kręgu?
W niektórych przypadkach lepszy wynik zapewni węższy krąg.
W innych bardziej opłacalne będzie zastosowanie szerszego materiału i układanie kilku części obok siebie.
Czasami najlepszym rozwiązaniem jest łączenie różnych detali w jednym planie cięcia.
Przed wyborem szerokości linii warto przygotować prostą tabelę:
| Informacja | Co należy określić |
| Nazwa detalu | Kod lub nazwa produkcyjna |
| Wymiary | Długość i szerokość elementu |
| Materiał | Stal czarna, nierdzewna, aluminium, ocynk |
| Grubość | Zakres używanych grubości |
| Wolumen | Ilość miesięczna lub roczna |
| Orientacja | Czy detal można obracać |
| Kierunek walcowania | Czy ma znaczenie technologiczne |
| Szerokość kręgu | Najlepszy format materiału |
Maszyna powinna być dobrana do najważniejszej rodziny produktów.
Nie do największego detalu, który pojawia się dwa razy w roku.
- Oceń oprogramowanie do nestingu, a nie tylko moc lasera
Dwie maszyny o podobnej mocy mogą generować zupełnie inny koszt gotowego detalu.
Różnicę często robi oprogramowanie.
Dobry system powinien umieć:
- obracać części w dozwolonym zakresie,
- łączyć różne referencje,
- wykorzystywać przestrzeń pomiędzy dużymi elementami,
- uwzględniać szerokość taśmy,
- planować kolejność cięcia,
- zarządzać odpadami,
- przewidywać sposób odbioru gotowych części.
Trzeba jednak uważać.
Najładniejszy nesting na ekranie nie zawsze jest najlepszym nestingiem produkcyjnym.
Można ułożyć części bardzo ciasno, ale później mieć problem z ich odbiorem.
Można ograniczyć ilość odpadu, ale jednocześnie wydłużyć drogę głowicy laserowej.
Można też stworzyć układ, w którym małe fragmenty odpadu przeszkadzają podczas dalszej pracy.
Dobry nesting musi pogodzić trzy elementy:
- wykorzystanie materiału,
- czas produkcji,
- stabilność procesu.
Podczas prezentacji warto poprosić dostawcę o przygotowanie trzech wariantów:
Wariant 1: najwyższe wykorzystanie materiału
Priorytetem jest minimalizacja odpadu.
Wariant 2: najkrótszy czas produkcji
Priorytetem jest wydajność i szybkie wykonanie zlecenia.
Wariant 3: rozwiązanie zrównoważone
Uwzględnia zarówno wykorzystanie materiału, jak i czas cyklu.
Dopiero porównanie tych trzech wariantów pokazuje, gdzie znajduje się najlepszy punkt ekonomiczny.
- Pamiętaj, że dobry nesting wymaga stabilnego materiału
Krąg nie jest idealnie płaskim arkuszem.
Materiał był wcześniej zwinięty, dlatego może mieć naprężenia i tendencję do powrotu do wcześniejszego kształtu.
Przed wejściem do obszaru cięcia taśma musi zostać odpowiednio wyprostowana.
Jeżeli materiał nie będzie płaski i stabilny, mogą pojawić się problemy z:
- dokładnością cięcia,
- wysokością materiału względem głowicy,
- powtarzalnością pozycjonowania,
- unoszeniem wyciętych elementów,
- odbiorem gotowych części,
- zatrzymywaniem się odpadu.
Ma to bezpośredni wpływ na nesting.
Program może zaplanować bardzo małe odległości między detalami. Jeżeli jednak rzeczywisty materiał nie zachowuje się stabilnie, konieczne będzie zwiększenie odstępów bezpieczeństwa.
A większe odstępy oznaczają większe zużycie blachy.
Dlatego podczas wyboru linii warto pytać nie tylko o laser, ale również o:
- zakres obsługiwanych materiałów,
- sposób prostowania,
- stabilność podawania,
- zachowanie różnych gatunków stali,
- wyniki testów na rzeczywistym kręgu,
- sposób odbioru części,
- sposób usuwania ażuru i małych odpadów.
Nie kupujemy samego źródła laserowego.
Kupujemy cały proces:
od rozwinięcia kręgu do odebrania gotowego detalu.
- Policz oszczędność netto, a nie procent z prezentacji
Najczęstszy błąd polega na prostym pomnożeniu rocznego zużycia blachy przez deklarowane 20 lub 30%.
Takie liczenie może mocno zawyżyć efekt.
Oszczędność należy obliczać na podstawie wykorzystania materiału.
Przykład
Firma produkuje rocznie 820 ton gotowych części.
Obecne wykorzystanie materiału wynosi 82%.
Aby wyprodukować 820 ton detali, firma musi kupić:
820 ton ÷ 82% = 1000 ton blachy
Po wdrożeniu cięcia z kręgu wykorzystanie materiału wzrasta do 90%.
Aby wyprodukować tę samą ilość gotowych części, firma będzie potrzebowała:
820 ton ÷ 90% = około 911 ton blachy
Roczna różnica wynosi:
1000 ton – 911 ton = 89 ton materiału
Firma kupuje więc około 89 ton blachy mniej.
To nie jest 20 ani 30% całego zużycia.
To około 8,9% mniej kupowanego materiału.
Nie zapominaj o wartości złomu
Oszczędność materiałowa nie jest równa pełnej cenie niewykorzystanej blachy.
Firma sprzedaje dziś część odpadu jako złom.
Dlatego należy uwzględnić utracony przychód ze sprzedaży złomu.
Uproszczony wzór wygląda następująco:
Oszczędność netto = masa materiału, którego nie trzeba kupić × różnica pomiędzy ceną nowej blachy a ceną sprzedaży złomu
Przykład:
- cena nowej blachy: 4,50 zł/kg,
- cena sprzedaży złomu: 1,20 zł/kg,
- różnica: 3,30 zł/kg,
- zmniejszenie zużycia: 89 000 kg.
Oszczędność netto:
89 000 kg × 3,30 zł = 293 700 zł rocznie
Do tego mogą dojść dodatkowe korzyści:
- niższa cena zakupu materiału w kręgach,
- mniej operacji magazynowych,
- mniej transportu arkuszy,
- brak załadunku kolejnych pojedynczych arkuszy,
- mniej resztek zalegających na magazynie,
- krótsze przerwy produkcyjne,
- mniejsze ryzyko uszkodzenia materiału podczas manipulacji.
To właśnie suma tych elementów tworzy rzeczywisty ROI inwestycji.
Kiedy oszczędność będzie bliższa 7%, a kiedy może przekroczyć 20%?
Wynik będzie raczej niższy, gdy:
- detale już teraz dobrze wypełniają arkusze,
- stosowane są formaty dopasowane do konkretnych produktów,
- części są głównie prostokątne,
- często zmieniane są materiały i grubości,
- produkcja składa się z bardzo małych i nieregularnych partii,
- szerokość kręgu nie pasuje do portfolio detali.
Wynik może być wyższy, gdy:
- na końcach arkuszy regularnie pozostają duże resztki,
- produkowane są elementy okrągłe, duże lub nieregularne,
- można łączyć różne referencje w jednym nestingu,
- produkcja jest powtarzalna,
- zużycie materiału jest wysokie,
- szerokość taśmy jest dobrze dobrana do detali,
- odbiór i sortowanie części są zautomatyzowane.
Jak uczciwie sprawdzić potencjalną oszczędność przed zakupem?
Dostawcy należy przekazać rzeczywiste dane produkcyjne.
Najlepiej przygotować:
- Od 10 do 20 reprezentatywnych plików DXF.
- Miesięczne lub roczne wolumeny każdego detalu.
- Gatunki materiału.
- Zakres grubości.
- Obecnie stosowane formaty arkuszy.
- Możliwe szerokości kręgów.
- Informację o wymaganym kierunku walcowania.
- Dane o obecnym poziomie odpadu.
- Sposób dalszej obróbki i sortowania detali.
- Aktualną cenę materiału i cenę sprzedaży złomu.
Na tej podstawie dostawca powinien przygotować:
- porównanie nestingu arkusz kontra krąg,
- masę materiału potrzebną do wykonania tej samej liczby części,
- przewidywany czas produkcji,
- poziom odpadu,
- koszt jednego detalu,
- roczną oszczędność,
- okres zwrotu inwestycji,
- listę przyjętych założeń.
Jeżeli dostawca pokazuje tylko atrakcyjny procent, ale nie przedstawia danych wejściowych i sposobu obliczeń, nie jest to analiza.
To jest marketing.
Czy laser z kręgu zawsze będzie lepszy?
Nie.
Klasyczna wycinarka arkuszowa może być lepszym rozwiązaniem, jeżeli firma:
- produkuje małe ilości bardzo różnych elementów,
- często zmienia gatunki i grubości materiału,
- realizuje dużo pojedynczych zleceń,
- potrzebuje maksymalnej elastyczności,
- nie ma dużej grupy powtarzalnych detali.
Laser z kręgu może być szczególnie opłacalny, gdy:
- zużycie materiału jest wysokie,
- detale są powtarzalne,
- liczy się koszt jednej części,
- obecny proces generuje dużo odpadu,
- produkcja wymaga wielu operacji logistycznych,
- klient chce połączyć cięcie z automatycznym podawaniem i odbiorem.
Nie chodzi więc o to, aby zastąpić każdą wycinarkę arkuszową.
Chodzi o to, aby odpowiednią technologię przypisać do odpowiedniej rodziny produktów.
Podsumowanie
Ile materiału można oszczędzić dzięki nestingowi z kręgu?
W praktyce najczęściej warto analizować zakres około 7-15%.
Przy dobrze dopasowanych detalach, odpowiedniej szerokości kręgu i skutecznym oprogramowaniu oszczędność może być większa.
W niektórych zastosowaniach może przekroczyć 20%.
Najważniejsze jest jednak to, że każdy procent oszczędności powtarza się przy każdej kupowanej tonie materiału.
Przy dużej produkcji kilka punktów procentowych lepszego wykorzystania blachy może mieć większą wartość niż rabat wynegocjowany podczas zakupu maszyny.
Sprawdźmy wynik na Twoich detalach
W Ventor Technologie możemy przygotować porównanie nestingu na podstawie rzeczywistych plików, materiałów i wolumenów produkcyjnych.
Mamy kilka rozwiązań do cięcia laserowego z kręgu dostępnych od ręki, w tym linię znajdującą się obecnie na magazynie w Duisburgu.
Możemy:
- wykonać testy na materiale klienta,
- porównać nesting arkusz kontra krąg,
- zmierzyć czas produkcji,
- sprawdzić jakość gotowych detali,
- policzyć koszt jednej części,
- przygotować analizę ROI.
Wyślij nam reprezentatywne pliki DXF, gatunek materiału, grubość i planowany wolumen. Zamiast rozmawiać o katalogowych procentach, policzymy wynik dla Twojej produkcji.
Z pozdrowieniem!
Przemysław Kamiński
