Optymalizacja procesu produkcyjnego: jaką rolę odgrywają czasy wykonania?

Potencjał oszczędności energii przy ciągłej pracy maszyny

Na naszej stronie tematycznej szczegółowo omówiliśmy już różne sposoby oszczędzania energii. Od początku kryzysu energetycznego coraz większego znaczenia nabiera potrzeba optymalizacji procesów produkcyjnych w celu redukcji kosztów.

W tym artykule przyjrzymy się bliżej przyczynom niepotrzebnego zużycia energii przez maszyny, zwracając szczególną uwagę na czas ich pracy. Aby mieć pewność, że możemy pracować na prawidłowych danych, Grupa Hoffmann zleciła Uniwersytetowi RWTH w Aachen przeprowadzenie serii testów w swoim laboratorium obrabiarek. Zebraliśmy dla Ciebie najważniejsze wnioski z tych testów. Kliknij tutaj (PDF) aby pobrać pełną wersję artykułu naukowego.

Sposobem na określenie swobody przedsiębiorstwa w zakresie oszczędzania kosztów jest uwzględnienie kosztów stałych, na które firma nie ma wpływu. Niektóre przykładowe pomiary z centrum obróbczego wykazały, że ponad połowa kosztów energii zużywanej przez obrabiarki to warunek wstępny prawidłowego przebiegu procesu obróbki, a zatem są to koszty stałe.

Jak przydatne jest zmniejszenie szybkości usuwania metalu?

Pierwszą kwestią, którą należy rozważyć, jest to, czy ograniczenie potencjalnych czynników kosztowych może skutkować nadziejami na mniejsze zużycie energii i czy efekt oszczędnościowy wzrośnie jeszcze bardziej poprzez dalszą redukcję tych czynników kosztowych.

Poniższy przykład przyspieszenia osi z serii testów pokazuje jasno, że nie zawsze tak jest. Analiza danych z różnymi wartościami redukcji przyspieszenia osi wykazała, że ​​pozytywny efekt był ograniczony, a po pewnej wartości redukcji pozytywny efekt faktycznie uległ odwróceniu.

Jak widać z danych z serii testów, dopiero przy zmniejszeniu przyspieszenia osi do 75% liczba kWh w procesie energetycznym spadła – choć i tutaj tylko nieznacznie. Zmniejszenie przyspieszenia osi o kolejne 25% faktycznie ponownie zwiększyło zużycie energii. Było to spowodowane wydłużeniem czasu pracy jednostek pomocniczych w wyniku dłuższego czasu produkcji.
W rezultacie stosunkowo niewielka ilość początkowo zaoszczędzonej energii jest ponownie tracona ze względu na dłuższy czas produkcji.

Możliwości oferowane przez strategię obróbki o wysokiej wydajności

Z naszej analizy wynika, że ​​zmniejszenie wydajności usuwania metalu nie zawsze jest najlepszą opcją oszczędzania energii, ponieważ od pewnego zakresu czas pracy jednostek pomocniczych może zacząć się wydłużać. Ponadto maksymalny potencjał oszczędności energii wynikający ze zmniejszenia szybkości usuwania metalu jest stosunkowo ograniczony. Dlatego uwaga skupia się na ulepszaniu strategii obróbki w celu zmniejszenia kosztów produkcji.

Oszczędzaj energię w okresach nieprodukcyjnych dzięki nowoczesnym urządzeniom mocującym

Dane z artykułu naukowego wyraźnie pokazują, że obrabiarki narzędziowe zużywają ogromną ilość energii nie tylko podczas obróbki, ale także w okresach nieprodukcyjnych. W związku z tym pojawia się pytanie, jak oszczędzać energię, skracając czas przezbrajania i zwiększając w ten sposób produktywność.

Typowym sposobem osiągnięcia tego byłaby inwestycja w nowoczesne urządzenia mocujące, takie jak systemy mocowania z punktem zerowym, które umożliwiają bardzo szybkie centrowanie i wyrównanie elementu. Dzięki tym systemom proces przezbrajania można przeprowadzić także poza maszyną, dzięki czemu nie trzeba przerywać produkcji. Innym przykładem są imadła 5-osiowe, które pozwalają na obróbkę detalu już za jednym mocowaniem.

Potencjał oszczędności energii w środkach chłodząco-smarujących

Poświęciliśmy już jeden rozdział na naszej stronie tematycznej dot. potencjału oszczędności energii w środkach chłodząco-smarujących. Oto krótkie przypomnienie: w procesie obróbki dostarczanie chłodziwa i przygotowanie chłodziwa odpowiada za około 37,3% zużycia energii. Mamy więc tutaj głównego odbiorcę energii, na którego można bezpośrednio wpływać.

Poniższy przykład z białej księgi ilustruje, jak wysokie są roczne koszty energii związanej ze smarami chłodzącymi:

Tam, gdzie to możliwe, obróbka na sucho może pomóc w oszczędzaniu energii i, w zależności od ustawienia, może jednocześnie pomóc w poprawie wydajności. Około 8 do 16 % kosztów produkcji można przypisać procesowi doprowadzania chłodziwa do narzędzia. Nawet jeśli tylko częściowo przejdziesz na obróbkę na sucho, może to już skutkować znacznymi oszczędnościami energii i mieć zauważalnie pozytywny wpływ na Twoje finanse.

Najważniejsze jest to: należy unikać ciągłego dostarczania chłodziwa do maszyny. Jeśli chcesz nabyć rozwiązanie szyte na miarę, wymagana jest porada eksperta. Najlepszym rozwiązaniem jest rozmowa z wyspecjalizowanymi firmami w tej dziedzinie. W tym kontekście Hoffmann Group Perschmann doradzi Tobie wyłącznie w zakresie najodpowiedniejszych narzędzi.

Zwiększ wydajność obróbki, zamiast wyłączać maszyny

Dlaczego po prostu nie wyłączyć maszyn na czas przestojów? Czy nie jest to oczywista rzecz?
Każdy, kto produkuje komponenty wymagające precyzyjnej produkcji, zna odpowiedź: działanie to spowodowałoby wychłodzenie łoża maszyny. Należy tego unikać na obrabiarkach, które mają szczególne wymagania dotyczące dokładności, ponieważ w przeciwnym razie nie można zagwarantować jakości.
Jeśli interesują Cię bardziej szczegółowe dane, odpowiednie krzywe cieplne znajdziesz w artykule naukowym. Te aplikacje kontrastują ze szczególnymi wymaganiami dotyczącymi dokładności z zastosowaniami, w których skutki regularnego wyłączania maszyny mieszczą się w rozsądnych granicach.
Należy również pamiętać, że częste włączanie i wyłączanie maszyn może skrócić żywotność podzespołów elektronicznych, takich jak elementy półprzewodnikowe czy kondensatory. Jeśli więc maszyna pracuje w sposób ciągły, jak zaoszczędzić energię na podzespół? Tutaj należy zacząć przyglądać się roli obciążeń szczytowych.

Czy chcesz poznać wszystkie podstawowe informacje?

Pobierz więc artykuł naukowy z Uniwersytetu RWTH w Aachen i dowiedz się więcej!