Почему автоматические машины для производства щеток снижают затраты на рабочую силу в производстве

Устранение затрат труда на последующую обработку с помощью Автоматические щеточные машины

Нагрузка на труд при ручной зачистке и финишной обработке кромок (15–30% от общего количества трудочасов на деталь)

При ручной зачистке и обработке кромок эти процессы занимают около 15–30 процентов всего рабочего времени на каждую изготавливаемую деталь. Квалифицированные работники тратят бесчисленные часы на выполнение монотонной работы, которая негативно сказывается на их здоровье, что приводит к усталости, нестабильному качеству и деталям, которые не всегда соответствуют стандартам. Проблема усугубляется тем, что такая послепроизводственная обработка вызывает задержки во всём производственном процессе. Затраты значительно возрастают, особенно в отраслях, выпускающих большое количество прецизионных компонентов, таких как автомобили и самолёты. В конце концов, такие мелкие кромки имеют огромное значение для функциональности изделия и его соответствия нормам безопасности.

Кейс: Поставщик первого уровня для автомобильной промышленности достиг снижения трудозатрат на послепроизводственные операции на 72% с использованием роторных автоматических щёточных станков

Крупный производитель автозапчастей недавно внедрил на своей производственной линии после операций механической обработки роторные автоматические щёточные станки, что сократило ручную зачистку примерно на 70 %. После начала использования этих машин для сглаживания кромок и выравнивания поверхностей деталей трансмиссий время обработки каждой детали сократилось до 5 минут вместо прежних 18 минут. Более важным является то, что удалось стабильно достигать гладких G2-поверхностей, соответствующих стандарту ASME B46.1, без зависимости от индивидуальных навыков рабочих. Это позволило освободить девять сотрудников, ранее занимавшихся зачисткой, и перевести их на более высокооплачиваемые рабочие места в других участках завода. Согласно исследованию Института Понемана, опубликованному в прошлом году в отчёте о затратах на ручную отделку, такая автоматизация позволила сэкономить около 740 000 долларов США в год только на расходах на оплату труда.

Интеграция автоматических щёточных станков в ячейки ЧПУ и роботов

Когда автоматические щёточные станки интегрируются в существующие CNC-рабочие ячейки и роботизированные сборочные линии, они практически устраняют необходимость вмешательства человека между этапами механической обработки и отделки производства. Эти системы выполняют задачи, такие как зачистка и скругление кромок, непосредственно в рамках одного и того же автоматизированного процесса. Это означает отсутствие необходимости в дополнительной обработке, сокращение объемов незавершённого производства, а всё управление осуществляется через единую систему. Кроме того, компаниям не нужно беспокоиться о поиске дополнительной производственной площади или проведении масштабных изменений в существующей инфраструктуре при внедрении таких решений.

Финишная обработка в цикле исключает вмешательство оператора и трудозатраты на вторичную обработку

Установка автоматизированных щеточных систем непосредственно на роботизированные руки или шпиндели ЧПУ означает, что детали обрабатываются сразу после механической обработки. Нет необходимости перемещать их, снова закреплять или вмешательства человека в процессе. Вся суть выполнения всех операций в одном цикле заключается в сокращении трудоемких переносов между различными рабочими местами, которые занимают много времени. Анализ производственных данных двенадцати средних и крупных производственных предприятий показал довольно впечатляющие результаты. Эти цеха сократили время, затрачиваемое на ручную обработку деталей в ходе механической обработки, на 40–75 %. Это освобождает квалифицированных работников, которые могут сосредоточиться на важных задачах, таких как наладка оборудования, написание программ и контроль качества продукции, вместо того чтобы тратить часы на перемещение деталей.

Экономия на затратах труда количественно определить d: $0,42–$1,89 меньше на деталь (бенчмарк AMT 2023)

Согласно отчету Ассоциации технологий машиностроения за 2023 год, замена ручной отделки на интегрированные автоматизированные щеточные системы снижает затраты на оплату труда на $0,42–$1,89 на деталь. Эти сбережения обусловлены тремя основными факторами:

• Устранение специализированных рабочих мест для зачистки
• Сокращение перемещения полуфабратов по производственной площадке
• Непрерывная работа 24/7 — без перерывов, смены смен или замедлений из-за усталости
  Производители с высоким объемом производства последовательно достигают верхнего предела этого диапазона, особенно если учитывают трудозатраты, связанные с переделкой продукции из-за нестабильных результатов ручной обработки.

Снижение трудозатрат на деталь с помощью автоматизированной отделки

Сжатие времени в практике: обработка алюминиевого корпуса для аэрокосмической отрасли сократилась с 4,2 до 0,7 минут на деталь

Щёточные машины с автоматической работой могут значительно сократить время отделки. Возьмём, к примеру, производство в аэрокосмической отрасли. Раньше на алюминиевые корпуса требовалось около 4 минут и 12 секунд ручной работы на одну деталь для таких операций, как удаление заусенцев и обработка кромок. Работники тратили много времени на изменение положения деталей, настройку давления и визуальную проверку всего процесса. Теперь с использованием этих автоматизированных щёточных систем компании достигают того же качества поверхности и формы кромки всего за 42 секунды на единицу продукции. Это позволяет сократить почти пять минут на каждую операцию. Почему так происходит? Дело в том, что эти машины работают непрерывно без остановок, обеспечивают постоянное усилие в течение всего процесса и не теряют времени в ожидании ручного перемещения деталей. Практический пример также демонстрирует впечатляющие результаты: один из производителей отметил увеличение объёма выпускаемой продукции почти на 37 %, при этом сохраняя микроскопические допуски по поверхности в пределах ±0,005 дюйма. Компания выполнила все строгие требования стандарта MIL-STD-882E, необходимые для деталей, которые фактически устанавливаются на самолёты.

Помимо скорости, автоматизация высвобождает квалифицированных техников из рутинных задач отделки и перераспределяет их на более ценные обязанности — такие как оптимизация ячеек, валидация процессов и кросс-обучение — что позволяет быстрее реагировать на всплески спроса и поддерживает инициативы по reshoring без пропорционального увеличения штата

Снижение скрытых затрат на рабочую силу: эргономика, текучесть кадров и брак

Замена ручного удаления заусенцев, связанного с высокой утомляемостью и высокой текучестью кадров, автоматическими щёточными станками

Работники, выполняющие ручную зачистку, сильно нагружают своё тело. Постоянное давление на кисти и запястья, неудобные позы и летящие металлические частицы со временем дают серьёзную нагрузку. Многие сталкиваются с травмами от повторяющихся нагрузок или просто постоянными болями изо дня в день. На предприятиях ежегодно уходит около 40 % персонала по этим причинам, что влечёт постоянный найм, обучение новых сотрудников и дополнительную бумажную работу. Автоматические щёточные системы решают эти проблемы на начальном этапе. Машина выполняет всю точную обработку краёв без участия рук человека. Детали получаются не хуже, а зачастую даже лучше, чем раньше. Что происходит дальше? Большинство работников переходят на более высокие должности: контролируют процессы, выполняют техническое обслуживание или осваивают программирование этих машин. Компании отмечают, что опытные сотрудники остаются дольше, когда работа перестаёт быть такой физически изнурительной.

Совокупный эффект: в среднем на 22 % выше общая эффективность оборудования (OEE) + на 35 % меньше дефектов, связанных с человеческим фактором

Когда дело доходит до автоматизированных процессов отделки, преимущества продолжают накапливаться с течением времени. Предприятия, перешедшие на интегрированные щеточные системы, как правило, отмечают повышение общей эффективности оборудования (OEE) на 22%. Почему? Потому что такие системы могут работать дольше без остановок, когда работники отсутствуют по болезни, они поддерживают постоянное время цикла в течение всей смены и производят детали более высокого качества. Ошибки человека, связанные с усталостью или непоследовательными методами, также резко сокращаются, снишая количество проблем с качеством, вызванных человеческим фактором, примерно на 35%. При меньшем количестве дефектов на линии очевидно уменьшается количество отходов и объем переделки, что облегчает соблюдение стандартов ISO 9001:2015 для руководителей предприятий. Другим большим преимуществом является способность машин продолжать работу, даже когда работники увольняются, получают травмы или пропускают запланированные смены. Что раньше было непредсказуемой статьей расходов на рабочую силу, теперь становится чем-то, что производители могут планировать и масштабировать по мере изменения потребностей бизнеса.

Раздел часто задаваемых вопросов

Что такое автоматические щеточные станки?

Автоматические щеточные станки — это оборудование, используемое для автоматизации процессов удаления заусенцев и обработки кромок в производстве, что снижает затраты на рабочую силу и время цикла.

Как автоматические щеточные станки снижают затраты на рабочую силу?

Интегрируя автоматические щеточные станки в производственные линии, производители могут исключить ручные операции по удалению заусенцев, снизить вмешательство операторов и поддерживать стабильное качество без проблем, связанных с усталостью.

Какие отрасли получают наибольшую выгоду от использования автоматических щеточных станков?

Отрасли, ориентированные на высокоточные компоненты, такие как автомобильная и аэрокосмическая, значительно выигрывают от внедрения автоматических щеточных станков в свою послепроизводственную обработку.

Могут ли автоматические щеточные станки повысить качество продукции?

Да, автоматические щеточные станки помогают достигать стабильных результатов, соответствующих отраслевым стандартам, что приводит к повышению качества продукции и снижению потребности в переделке.