A step towards leaner manufacturing

quicker set-up changes allow smaller batches

 

Source: MEGA Tech Magazine, Jan-Feb 2017

การที่จะสามารถมีชิ้นส่วนเครื่องจักรได้น้อยลงนั้น สิ่งสำคัญก็คือ ต้องสามารถเปลี่ยนแปลงและตั้งค่าเครื่องได้อย่างรวดเร็ว ปัจจุบัน การเลือกเก็บชิ้นส่วนเครื่องจักรให้อยู่ในสต๊อกให้น้อยที่สุด เป็นสิ่งที่เริ่มเห็นเป็นจริงเป็นจังมากขึ้นกว่าแต่ก่อน เพราะเราสามารถกำหนดการตั้งค่าได้ใหม่ ให้สอดคล้องตามงานที่ได้รับมา ซึ่งมีความแตกต่างกันอย่างมากมาย ฉะนั้น การใช้เวลาในการผลิตจริงให้มีประสิทธิภาพสูงสุด เพื่อให้สามารถผลิตชิ้นส่วนงานจากแต่ก่อนที่ต้องมีจำนวนมาก ให้มีจำนวนปานกลาง จึงต้องเห็นความสำคัญของช่วงเวลาผลิตที่เปิดเครื่องทำงาน (ไฟเขียว) เพื่อที่จะสามารถรับมือกับช่วงเวลาที่ต้องปิดเครื่องจักรให้มันสั้นที่สุด ปัจจัยสำคัญสำหรับกรณีนี้ก็คือการนำระบบการเปลี่ยนเครื่องมือแบบเร็ว (Quick Change Tooling) มาใช้งาน

 

เครื่องจักรได้รับการออกแบบมาพร้อมกับความยืดหยุ่นที่มากขึ้น เพื่อให้การเปลี่ยนแปลงประเภทชิ้นส่วนต่าง ๆ เป็นไปได้อย่างดีขึ้น มีตัวอย่างให้เห็นมากมายที่ ทั้ง CNC turning-centres และ multi-task machines มีคุณสมบัติและเครื่องมือช่วยในการเพิ่มขีดความสามารถของมัน โดยการ set-up ที่ง่ายดายในขั้นตอนเดียว แถมยังใช้ช่วงเวลาเปลี่ยนชิ้นส่วนในตระกูลเดียวกันที่น้อยลงอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ตัวเลือกเหล่านี้มีมากมาย ดังนั้น จะต้องพิจารณาให้ดีว่า การผลิตจะลงทุนกับเครื่องมือตัวไหนบ้าง จึงไม่แปลกใจที่การปรับปรุงให้เกิดกระบวนการผลิตแบบลีน(ที่มีข้าวของแต่พอดี) โดยให้มีชิ้นส่วนต่าง ๆ ในสต๊อกน้อยลง ได้รับความสนใจอย่างมาก

 

​ประการแรกเลย ผู้ผลิตทุกรายในสายงานส่วนประกอบรถยนต์สามารถได้รับประโยชน์นี้ เมื่อหันมาใส่ใจกับผลกระทบที่เกิดจากการใช้เครื่องจักรและประสิทธิภาพของการตัดที่แท้จริง โอกาสจะเกิดขึ้น ทำให้สามารถมีผลผลิตที่ดีขึ้น และได้รับค่าตอบแทนที่มากขึ้น มีบ่อยครั้งที่ร้านค้าเครื่องจักรอยากจะรู้ว่า ตนเองอยู่ตรงไหนในแวดวงอุตสาหกรรม และมีความทะเยอทะยานที่จะทำให้ได้ตามเส้นทางที่ตนเองต้องการไป แต่จะไปได้อย่างไร คือคำถามที่บริษัทเหล่านี้คิดกัน ดังนั้น การลงทุนกับเครื่องมือที่ถูกต้องและเหมาะสมที่สุดจึงส่งผลต่อการดำเนินงานของบริษัทเหล่านี้เป็นอย่างมาก

 

ถ้าบริษัทมีเครื่องจักรอยู่แล้ว ทำไมพวกเขาถึงได้ซื้อเครื่องจักรเหล่านั้นมาล่ะ นี่ยังไม่รวมถึงอุปกรณ์เสริม และความสามารถอื่น ๆ ที่เครื่องจักรทำได้ และรายการคุณสมบัติต่าง ๆ ที่ยาวเหยียด แน่นอนว่า ของทุกอย่างย่อมมีขอบเขตของมัน แต่ในสถานการณ์นี้ การมองเลยข้อจำกัดต่าง ๆ ที่มีอยู่ ย่อมส่งผลดีได้ เพราะมันหมายถึง โอกาสในการปรับปรุงและพัฒนาเครื่องจักรและอุปกรณ์ให้ดีขึ้น

 

ถ้าเกิดว่าต้องลงทุนกับเครื่องจักรใหม่ ก็ควรจะมองให้เห็นเป็นโอกาสทองในการทำให้บริษัทก้าวขึ้นไปอยู่ในกลุ่มใหม่ที่มีความสามารถ ผลลัพธ์และโอกาสทำกำไรที่มากกว่าเดิม อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์วัตถุประสงค์ ความต้องการ การลงทุน และทางเลือกต่าง ๆ จะช่วยส่งผลต่อคำตอบที่เกี่ยวข้องกับความสามารถในการผลิตด้วย  ดังนั้น การสรรหาเครื่องมือ (tooling) จึงมีโอกาสทำให้เราได้อะไรมากมายมากกว่าเครื่องมือใหม่ล่าสุด

 

แต่ถ้าบริษัทเครื่องจักรมีแนวคิดที่พิสูจน์แล้วว่าทำงานได้ดี และทำอย่างนั้นจนประสบผลสำเร็จมาหลายปี ทำไมถึงไม่ยึดตามหลักการนั้นและทำซ้ำล่ะ? ทั้งนี้ก็เพราะว่า บริษัทเครื่องจักรที่ยึดมุมมองความคิดแบบเดิมเกี่ยวกับเครื่องจักร อุปกรณ์ กระบวนการ เครื่องมือ โปรแกรม และวิธีการต่าง ๆ ย่อมจะไม่เล็งเห็นถึงโอกาสในการเปลี่ยนแปลงที่เทคโนโลยีใหม่ ๆ สามารถให้ได้ และในที่สุด ก็อาจจะล้าหลังตามใครไม่ทัน จะเห็นได้ว่า ไม่เห็นจำเป็นจะต้องเปิด Turning Centres ไว้เพียงแค่ 65% ของระยะเวลาการผลิตทั้งหมดก็ได้ เช่นกัน ไม่เห็นจำเป็นจะต้องลงทุนกับเครื่องจักรให้มากเกินไป หรือปิดตัวไม่รับโอกาสในการผลิตแบบใหม่ ๆ

 

การร่วมมือกับบริษัทที่จัดสรรเครื่องจักร อุปกรณ์ เครื่องมือ และซอฟต์แวร์ จึงเป็นทิศทางเดียวที่จะทำให้ได้รับคำตอบทางด้านการผลิตที่ถูกต้องและทันสมัย ช่วยเพิ่มความสามารถในการแข่งขันให้กับร้านค้า ปรัชญาที่บอกว่า “ให้ถูกต้องตั้งแต่แรก” เพื่อให้ได้สามารถตอบโจทย์ได้ทั้งหมด จึงเป็นสิ่งที่มีค่าที่สุดสำหรับลูกค้า การวิเคราะห์ผู้มีส่วนได้ส่วนเสียทั้งภายในและภายนอกที่ดี จะกลายเป็นแนวทางในการนิยามความต้องการที่เหมาะสม แต่กระนั้นก็ตาม มีสายเครื่องจักรอยู่สองกรณีที่มักจะวิเคราะห์กันน้อยไป นั่นก็คือ เครื่องจักรที่พื้นฐานมาก ๆ Turning Centres กับ Machining Centres ที่ทุกวันนี้มีตัวเลือกที่ทันสมัยมากมาย และช่วยเพิ่มศักยภาพในการผลิตได้ แต่ก็มักจะถูกมองข้าม

 

เครื่องมือที่ใช้ในการขับเคลื่อนในเครื่องกลึงมีความสามารถมากขึ้นเยอะเลยทีเดียวในปัจจุบัน และเมื่อมี y-axis (แกน y) ก็สามารถตอบสนองความต้องการของงานกัดและเจาะที่มีสามแกนได้เป็นอย่างดี ร้านค้าควรคิดให้ดีก่อนที่จะตัดคุณสมบัติของ y-axis ทิ้งไป เพราะว่ามันช่วยเพิ่มความสามารถในการกลึงได้มากกว่าเดิม ซึ่งทำให้ช่วยลดการตั้งค่าใหม่ (set-up) การปรับเปลี่ยนอย่างรวดเร็ว และการเปลี่ยนเครื่องมืออย่างอัตโนมัติเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณา เพราะว่า ระยะในการ set-up เครื่องกลึงนั้นใช้เวลามากเลยทีเดียว ดังนั้น จึงควรที่จะมีเครื่องมือที่สามารถนำมาเตรียมไว้ (pre-set) ก่อนที่จะใส่เครื่องจักรในขณะที่เครื่องจักรกำลังทำงานและระยะในการหยุดพักเครื่องจักรก็จะลดน้อยลง ไม่ว่าจะเป็นระบบเครื่องมือใดก็แล้วแต่ ถึงแม้ว่าระบบเครื่องมือแบบเปลี่ยนหัวได้ (Modular Tooling System) จะดีกว่าอย่างเห็นได้ชัด

 

เมื่อพูดถึง Machining Centres การเปรียบเทียบการใช้เครื่องจักรที่มี pallet กับเครื่องจักรที่ไม่มี pallet จะเริ่มลดน้อยลง เพราะว่า การลงทุนเพิ่มมากขึ้นย่อมคุ้มค่ากว่า และอยากให้นึกถึงโรงเก็บเครื่องมือขนาดใหญ่ใหญ่ยักษ์ ซึ่งครอบคลุมชิ้นส่วนทุกชิ้นในตระกูลหรือเก็บ sister tools เพื่อให้เครื่องจักรได้ทำงานอย่างต่อเนื่อง

 

ท้ายที่สุด เราต้องเอ่ยถึงอุปกรณ์เสริมสำหรับเครื่องมือที่ต้องใช้น้ำหล่อเย็นแรงดันสูงในเครื่องจักรงานกลึงและ งานกัดจะพบว่าน้ำหล่อเย็นที่ไหลผ่านเครื่องจักรสู่เครื่องมือโดยตรงจะมีแรงดันน้ำที่ 70 บาร์ ได้รับการพิสูจน์ว่าเป็นส่วนหนึ่งของการติดตั้งเครื่องมือในการตัดเฉือนเหล็กเหนียวซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถและความปลอดภัยในกระบวนในการผลิต และมีความแม่นยำเช่นเดียวกับการใช้อุปกรณ์เสริมหัวฉีดน้ำหล่อเย็นแรงดันสูง

A step towards leaner manufacturing – quicker set-up changes allow smaller batches

 

Moving to smaller batches emphasizes the need for quicker set-up changes. Moving to minimum stock-levels of parts is now more realistic than ever before through re-setting to varying jobs of similar part families. To maximize real production time when batches of parts can be manufactured from large to medium the green-light machining part of production time becomes more important to tackle with the smallest possible machine stoppages. Quick change tooling is a key factor.

 

Machine tools are to an increasing extent designed with flexibility to improve changeovers between part types. There are numerous examples where both CNC turning-centres and multi-task machines have facilities that increase the machining possibilities in one basic set-up with reduced changeover times within families of parts. Options are many and there is therefore a lot to consider when manufacturing re-invest in production equipment. A step towards leaner manufacturing, with lower stock levels of parts becomes more attractive.

 

To start with, every manufacturer in the auto component area can benefit from taking a new look at the combined effects of machine utilization and actual cutting efficiency. This is how the opportunities for improved productivity and payback become apparent. Machine shops often want to understand where they stand today and have ambitions where they want to go - but how? Investing in the right machine and the most suitable equipment makes a bigger difference today.

 

If a shop already has machinery, why did they buy that type, not include certain options, those possibilities and the list goes on. Boundaries do exist but in this situation it pays to look beyond obvious limitations. There are significant upgrading possibilities in machines and equipment.

 

If re-investing in new machinery, on the other hand, this should be seen as a golden opportunity to step up into another league as regards capability, results and profitability. Analysing the objectives, requirements, investment and options can lead to answers that make a real difference to productivity. Tooling has a lot more to offer than just a cutting edge.

 

But what if a machine shop has a proven concept that works and has been running that for many years successfully – why not stick to that and replicate it? Machine shops that take the line of using their traditional outlook on machines, equipment, processes, tools, programmes and methods and do not take the step-changing opportunities that new technology after all presents, will inevitably be left behind. There is no need for turning centres to have the green light on for only 65% of the production time. Nor is there any need to over-invest in machinery or be limited in machining possibilities.

 

Early collaboration with the partners that provide machinery, equipment, tooling and software is the only direction that will deliver the right, modern machining solution, adding competitiveness to shops. The right-from-the-start philosophy for the total solution ensuring no boundaries provides the greatest value for the customer. A good internal and external stakeholder analysis needs to be the basis to define an adequate specification of demands. There are two machinery areas that tend to be under-analysed. These are the more traditional machines: turning centres and machining centres, where there are today many modern options available, which really increase productivity. Yet they often overlooked.

 

Driven tools in turning centres are very powerful today and, along with a y-axis, cover most 3-axis milling/drilling requirements. Shops should also think carefully before excluding the y-axis option as it also adds extra turning positions - which further reduces set-up. Quick change or automatic tool change is very important to consider because set-up time on a lathe is a big time-consumer. Tools should be pre-set outside the machine whilst it is running and stoppages for tool-change minimized whatever the tooling system, although a modular tooling system has clear benefits.

 

When it comes to machining centres, comparing the machine utilization of one with a pallet and one without, is staggering. The extra investment is always worth it – and here also consider an extra-large tool magazine, which covers all the parts in a family or can accommodate sister tools for continuous running.

 

Finally, high-pressure coolant facilities in turning and rotating tool machines have to be mentioned today. Through-tool coolant at 70 bar pressure is increasingly proving itself as part of a set-up in steel machining that adds productivity and process security as so much has happened with tools that have precision jets assisting machining

References:

www.sandvik.coromant.com

© 2018 Advance Industry Media Plus Co., Ltd. All Rights Reserved.​​

megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching

Advance Industry Media Plus Co., Ltd.
1104/339 Pattanakarn Road Suanluang, Suanluang, Bangkok, 10250 Thailand

Tel. +66 2136 1406-7

Fax. +66 2187 2899

www.aimplus.co.th   

info@aimplus.co.th​

Ms. Khemruji Pruankaewmanee

Tel: +66 2 136 1406-7
Email: khemruji@aimplus.co.th​

aimplus.co.th

Reader voices

Advertisers

Subscribe

ADVERTISE WITH US 

LINKS

FOLLOW US ON SOCIAL MEDIA

megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
www.iscarthailand.com