外协决策的分析法

   2018-06-26 49
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        可能美国每个OEM商都设想过将自己的某些或全部制造任务送到海外完成。一些海外制造厂家当前可以挖掘的低廉的劳动力成本是促使他们考虑外协的“诱饵”。如果唯一的目的就是降低制造成本,那么将加工订单送到国外可能是一种可行的选择。
        
        然而,如果太过于关注劳动力成本,那么就可能产生不利的结果。在外协作业时,制造厂家面临诸如丧失专有信息、接到的零件不符合质量要求、发货时间拖延等风险。这些以及其他相关问题正使得一些公司开始研究将制造任务保留和/或拿回公司内部进行加工的方法。此外,那些仔细审查其制造过程的制造商可能会找出自己的生产瓶颈,一旦打开这些瓶颈,就可以降低零件成本,达到与海外制造厂家势均力敌的水平。
        
        那么,评价自己的过程并进行这样的对比有效手段是什么呢?不同的公司可能有不同方法。创新涡轮系统(ITS)公司,是一家专为汽车售后市场提供涡轮增压器系统的制造厂家,当前正处于创建自己的制造评价过程的早期阶段。ITS是一个彻底评价自己制造能力,同时挖掘潜在的改善领域,从而针对是否外协而做出正确业务决策的很好的公司实例。这些努力已经使得大量关键零件被拿回公司内部生产,而其竞争对手却依然依赖海外厂家。
        
        时间分析
        
        记者对位于加利福尼亚Simi Valley市的ITS工厂进行了参观,并与公司新任首席运营官兼工程副总裁Robert McKeirnan进行一席对话,充分感受到了ITS在竞争激烈的市场中所进行的努力。在来ITS任职前,McKeirnan先生曾经在另一家涡轮公司工作了11年,当加入ITS时,他头脑中有三个目标:1)降低制造成本;2)改善产品质量;3)扩充生产线。他表示,ITS面临的最大挑战是与主要从劳动力成本低廉的太平洋周边地区进口零件的涡轮增压器公司竞争。他说:“我们已经确定ITS与这些公司竞争的最好方式是开发新的涡轮技术和产品设计。然后,关键是将知识产权保留在公司内部而不外泄。对专有信息保密的最佳方式是将所有制造作业都在公司内部完成。”当McKeirnan先生于2005年初上任时,公司自己加工只50%的关键涡轮零件,而他的目标是要将该数据增加到100%。
        
        ITS当前拥有两台来自大宇(新泽西州West Caldwell市)的CNC机床——一台Mynx 540立式加工中心,一台Puma 230车床。它还拥有用于生产和组装自己的涡轮增压器、管道以及中间冷却器零件的珩磨、锻造以及焊接设备。McKeirnan先生要将加工任务拿回公司内部的第一步是评价当前的产品系列以及制造工艺。对于后者,他启动了时间分析,其中将总的零件成本按照各个过程成本细分。为了不断降低各个组件的主要成本,这种时间分析是一种永远不能停息的手段。
        

该工厂创建了时间分析表,将总的零件成本细分成各个生产成本(如表中模拟时间分析中三个右手栏位中所示)。那些被发现产生最大成本的过程成了改善的目标。


        在以这种方式评价零件时,考虑了大量制造问题。操作员成本在整个项目中平均化。其中考虑了装夹、编程、装新刀具和夹具、质量检测以及加工循环过程(此时操作员可能仅仅站在旁边干等操作完成)等需要的时间。
        
        McKeirnan先生同样考查了操作机床的电气成本、机床所需要的占地面积以及材料和初始机床成本。将这些成本用一个基本的表格按照总零件制造成本百分比方式进行了细分(参见上页中的表格)。
        
        一个很好的进行这种制造检查的零件实例是铝密封板。此前,公司因为认为在公司内部生产成本太高,一直对其进行外协加工。原来在公司内部制造时,此零件的总成本包括:
        
        ◆ 机床和操作员成本:57%
        ◆ 材料成本:40%
        ◆ 装夹成本:3%
        
        由于发现机床和操作员成本是零件总成本中的主要部分,因此,它成了公司改善的整个目标。除了对零件程序进行修改以降低循环时间外,ITS找到了许多方法来降低装夹时间。因此,采用自己现有的CNC机床进行的新的公司内部制造方法比外协方式降低了31%的成本(意味着零件制造可以拿回公司内完成)。
        
        但是,密封板可以在公司内部以比外协更低的成本加工并不意味着针对此零件降低成本的努力就此打住。McKeirnan先生通过再一次评价来确定降低成本的下一步目标。对于密封板,发现新的制造成本百分比如下:
        
        ◆ 材料成本:65%
        ◆ 机床和操作员成本:31%
        ◆ 装夹成本:4%
        

交替夹紧方式降低了该制造厂的WIP。其中,采用了专用软爪来实现杯形涡轮增压器零件工序10(左图)以及工序20(右图)的操作。


        此时材料成本基本占了总零件成本的2/3,这样它就成了降低成本新的焦点。为此,零件可以通过溶模铸造而不用坯段材料加工。因为前者的成本比后者低,但是还可以通过从近似切削零件开始而降低加工量。或者,可以采用不同的、成本更低、但是可以满足应用要求特征的材料。
        
        这种识别主要制造成本因素并确定可改善生产方面的过程一直没有间断。McKeirnan先生说:“最终,我们将达到一个临界点,在这个点上,对于特定零件要节省更多的成本几乎不再现实。”
        
        ITS可以拿回公司内部完成的大部分工作是用现有机床改善过程的结果。例如,公司最近聘用了一名新的机床操作员和编程员,他开发了更高效的程序降低了一些零件的循环时间。他还发现了消除过程中作业(WIP)的夹具及工夹替换品。有一个这样的解决方案是采用软爪在同一个卡盘中完成杯形零件的10和20工序操作。对于第一个操作,操作员将圆形坯料装到卡盘中将杯的外径加工到要求尺寸。在该操作完成后,操作员将工件翻过来,让卡爪中的埋头孔可以抓住外径,以加工杯的内部轮廓。然后,将零件送到立式加工中心上钻出各种孔。
        
        新的设备矩阵
        
        McKeirnan先生发现,由于只有两台CNC机床,为了将更多的加工任务拿回公司内部完成,在适当时候需要添加一些设备。在时间分析中发现的结果对于确定新机床应该拥有的特征和能力很有用。在考虑另一种机床时,将建立另一个表格决策矩阵,这将包括大量根据其特定重要性而施加了加权系数的处理项目。将时间分析的结果输入到新设备(为实现以下目的而应该拥有)的特征类型中:
        

本照片说明了文中OEM为了降低制造成本而着力消除的一些东西——当机床在切割零件时,一名操作员站在机床旁边无所事事。


        ◆ 降低现有机床循环时间
        ◆ 增加每次装夹的制造工序数量
        ◆ 减少机床编程的困难
        ◆ 减少机床装夹的困难
        
        审查的其他机床特征包括使用间隔、占地面积要求、功率消耗以及初始机床成本。在至今为止所有评价的机床中,一台配备动力刀具的车床似乎很适合涡轮增压器中所用零件类型。另一项重要的考虑是,机床可以通过一次装夹就完成车削和铣削操作。
        
        仅仅是开始
        
        McKeirnan先生承认,公司未来的路很长。例如,在时间分析评价中,当前尚未考虑易耗品诸如刀具和冷却液等。找出降低装夹次数的方法是一种持久战。对消除WIP也同样如此。公司可以在每台机床上增加装配工位,从而在用“合格/不合格”仪器进行快速检查后,在机床加工其他零件时,操作员可以装配零件。当前,装配是在工厂一个单独的地方进行的。加工任务的均衡是使装配可行并降低WIP的另一个目标。密封板是一个实例。在立式加工中心上,加工两个这样的零件需要1分钟40秒,而在车床上加工单个零件则需要3分钟。
        
        时间分析还向McKeirnan先生证明,为了保证公司及其员工始终处于赢利状态,紧跟制造技术的发展步伐非常重要,诸如新的机床设计、CAD/CAM编程能力以及工件夹具等。
        
        The decision to manufacture in-house or send work overseas should not be based solely on labor cost. After an honest evaluation of its machining processes, this OEM found it was more profitable to bring work back in-house.

 
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