提高鋼板利用率及降低下料成本方法

提高鋼板利用率及降低下料成本方法鋼板下料材料利用率和切割耗材壽命的高低是影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的主要因素之一，本文從鋼板下料的特點(diǎn)和我公司現(xiàn)在的生產(chǎn)狀況分析計(jì)算，提出幾項(xiàng)措施，以提高鋼板利用率，降低切割成本，從而為我公司獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。（一）合理采購(gòu)板材（1）：固定板材規(guī)格目前我公司產(chǎn)品形式單一，零件形狀不規(guī)則，零件面積較大，所以給數(shù)控切割排料計(jì)算時(shí)帶來(lái)的工作難度加大。以828mm的板厚為例，假若購(gòu)買回來(lái)的鋼板規(guī)格是2100mmX8000mm，而下料排列最大寬度卻只能到2000mm，所以就會(huì)有一條8米長(zhǎng)；10厘米寬；28毫米厚的鋼板被閑置浪費(fèi)，并且10厘米寬的板材也不好再利用，基本上相當(dāng)于廢品，可見(jiàn)若能根據(jù)實(shí)際切割排列方式購(gòu)買固定規(guī)格板材將減少很多不必要的邊角料浪費(fèi)。根據(jù)公司現(xiàn)在生產(chǎn)的機(jī)型，不斷組合排列，現(xiàn)將板材規(guī)格固定如下：86mm：主要用于弧板，下側(cè)板，三角板，固定規(guī)格1.5MX6M最為合適。88mm：用于側(cè)板，固定規(guī)格1.5MX6M最為合適。（現(xiàn)在所使用的6mm和8mm的板材剛好合適）812mm:用于上側(cè)板，1耳板，封板，固定規(guī)格1.5MX6M最為合適。(最好能再寬3到5厘米最好，1.53M可以控制變形)814mm:用于16機(jī)唇板,65機(jī)耳板，固定規(guī)格2MX(6-8)M最為合適。(小于6米切割就不劃算，大于8米吊板不安全)816mm:用于45A耳板，唇板,65機(jī)上側(cè)板，固定規(guī)格2MX(6-8)M最為合適。(小于6米切割就不劃算，大于8米吊板不安全)820mm:使用量小于其它板材，用于立板和耳板,2MX(6-8)M最為合適。822mm:僅用于742唇板和耳板,由于零件單一，但用量較大，請(qǐng)嚴(yán)格控制規(guī)格2.2MX(6-8)M828mm:僅用于立板，零件單一，使用量大，最好能同時(shí)購(gòu)買兩種規(guī)格的一種用于切割一種板寬為1.85M,2M,若有2.73M寬的板材，則可以通用。長(zhǎng)度不限，越長(zhǎng)越省料，但不能超過(guò)10M。(2)注意鋼板購(gòu)買時(shí)質(zhì)量在鋼板已經(jīng)生銹或已經(jīng)變形彎曲的情況下，盡量不要購(gòu)買。彎曲變形的鋼板會(huì)加大切割難度，容易造成切割質(zhì)量差，并且切割完畢后需要大錘敲打校形，影響產(chǎn)品外觀并增加制作工時(shí)，耽誤生產(chǎn)進(jìn)度，目前下料組堆放十幾塊立板，因板材已經(jīng)彎曲變形而無(wú)法較直，造成了材料積壓和人力資源的浪費(fèi)。嚴(yán)重變形的，只能夠當(dāng)廢品處理。如寬度僅90mm，假如變形不合格的話，就毫無(wú)利用價(jià)值。若鋼板生銹，則在切割過(guò)程中，很容易出現(xiàn)斷線，切割面不平等現(xiàn)象，解決該問(wèn)題的方法是換大一號(hào)的割嘴切割生銹的板，眾所周知，3號(hào)割嘴所消耗的氧氣和丙烷是2號(hào)割嘴的一倍多，所以為生銹鋼板付出雙倍的切割成本，顯然很不劃算。并且銹鐵的溶點(diǎn)高于鋼板，在切割時(shí)，會(huì)不斷的炸出小鐵屑，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)直接燒傷、炸傷割嘴，造成不必要的耗材損失。（二）提高切割效率切割效率一直被忽視，但它卻是生產(chǎn)的重中之重。效率的高低直接影響到鋼材利用率和切割質(zhì)量。目前，我公司對(duì)數(shù)控切割方面認(rèn)識(shí)不足，滿足于“可以切”的基本要求。只要能夠編程，生成切割程序，可以切割就行了，忽視了切割效率、切割質(zhì)量和鋼材利用率。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和鋼材價(jià)格的上漲，傳統(tǒng)的切割已經(jīng)不能滿足大批量高效率的切割要求。應(yīng)該對(duì)數(shù)控切割提出更科學(xué)的方法，不是簡(jiǎn)單的“可以切”，而是要“切得快”、“切得好”、“切得省”，特別是計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)涉及到數(shù)控切割行業(yè)，從而更好的為企業(yè)節(jié)省鋼材和耗材，引進(jìn)先進(jìn)的切割技術(shù)也是迫在眉睫的事。（1）全時(shí)切割改變切割工人在數(shù)控切割機(jī)控制器上進(jìn)行手工編程套料的傳統(tǒng)落后生產(chǎn)方式（20%的時(shí)間切割機(jī)不是在切割，而是在等待切割工人在控制器上進(jìn)行編程套料，并且又慢又不好），使用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，在普通電腦上進(jìn)行整鋼板套料和余料板套料，為數(shù)控切割機(jī)提供切割程序，數(shù)控切割機(jī)全時(shí)用來(lái)切割（不再用來(lái)編程），有效提高數(shù)控切割機(jī)的切割生產(chǎn)效率。在我公司7月份以前，數(shù)控機(jī)需要從早上八點(diǎn)至凌晨?jī)牲c(diǎn)連續(xù)工作，才能保證生產(chǎn)需要。經(jīng)過(guò)不斷的優(yōu)化切割方案，現(xiàn)在每天僅需八個(gè)小時(shí)（少數(shù)情況需要加班）就能滿足正常生產(chǎn)需要，不僅降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力資源，更是延長(zhǎng)機(jī)器設(shè)備的壽命，減少夜間照明電力消耗。(2)高套料切割傳統(tǒng)的切割方式已經(jīng)不能滿足目前我公司的生產(chǎn)現(xiàn)狀，對(duì)于數(shù)量多而復(fù)雜并且形狀極不規(guī)則的零件，更是頭痛，如一品公司的產(chǎn)品。但是通過(guò)計(jì)算機(jī)機(jī)輔助技術(shù)實(shí)現(xiàn)整板套料和共邊套料，提高鋼板利用率，有效避免局部套料和局部切割產(chǎn)生的大量剩余材料，對(duì)剩余鋼材進(jìn)行重復(fù)套料和使用，使大量剩余鋼材得到再利用。如下圖為一品公司零件套料：

使用專業(yè)的計(jì)算機(jī)軟件能完成傳統(tǒng)手工套料做不到的事，并且還能達(dá)到意想不到的效果。若這一技術(shù)能應(yīng)用到我公司所有零件的實(shí)際切割中來(lái)，所節(jié)省的鋼板和耗材也不可估量。下面對(duì)傳統(tǒng)切割和高套料優(yōu)化切割來(lái)做一個(gè)對(duì)比，如下圖：

上圖為模擬傳統(tǒng)套料下側(cè)板切割方案。圖中鋼板為1.5MX6M.,零件數(shù)48,鋼板利用率75.8%,穿孔數(shù)48個(gè)，切割長(zhǎng)度80.2米，切割時(shí)間64分鐘。上圖為高套料下側(cè)板共邊切割方案。同樣是1.5MX6M.的鋼板,使用計(jì)算機(jī)高套料后，零件數(shù)達(dá)到54個(gè)，比前者多出兩塊下側(cè)板和四塊三角板，鋼板利用率達(dá)到84.2%，穿孔數(shù)33個(gè)，切割長(zhǎng)度70.3米，切割時(shí)間50分鐘。經(jīng)過(guò)專業(yè)軟件共邊并優(yōu)化切割程序后，鋼板的運(yùn)用共邊切割方法，如下圖：的運(yùn)用共邊切割方法，如下圖：利用率上升8.4%，等離子電極壽命延長(zhǎng)10%左右(3)共邊切割合理共邊切割是節(jié)省切割耗材最有效的方法。在我公司長(zhǎng)直線邊的零件還是挺多的，如上下側(cè)板，三角板等。使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù),合理僅使用一次穿孔，就完成八個(gè)零件的連續(xù)切割，提高了生產(chǎn)效率的同時(shí)，也為公司創(chuàng)下不少的經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)切割方法效率低的主要原因是每個(gè)零件都要預(yù)熱穿孔，相同或臨近的直線邊重復(fù)切割，使用專業(yè)軟件先進(jìn)的等離子共邊、橋接、連割等高效切割技術(shù)和工藝，可直接減少預(yù)熱穿孔時(shí)間30%，減少切割路徑10%，提高切割效率10%，提高鋼材套料利用率1-2%，同時(shí)，有效節(jié)省氧氣、丙烷、等離子電極、火焰割嘴等耗材以及水電氣等的消耗10%。(4)零件橋接或連割零件的橋接和連割編程方法更注重的是提高切割速度和切割效率，這種編程模式是傳統(tǒng)切割方法無(wú)法辦到的。通過(guò)專門的計(jì)算機(jī)軟件畫圖，將多個(gè)零件的切割路徑連在一起，使得數(shù)控切割機(jī)在工作時(shí)，只用穿一次孔就能完成整鋼板的切割，如下圖就是圓臺(tái)的橋接編程圖：與傳統(tǒng)的切割方法相比，假如要切割400個(gè)圓臺(tái)，傳統(tǒng)方法則需要穿孔400次，如果每個(gè)穿孔預(yù)熱時(shí)間為1分鐘的話，就會(huì)有400分鐘也就是將近7個(gè)小時(shí)的時(shí)間花在預(yù)熱穿孔上面，氧氣和丙烷白白的燃燒了7個(gè)小時(shí)。使用先進(jìn)的編程工藝方法，只需穿孔一次就能完成400個(gè)零件的橋接連割，生產(chǎn)效率將飛一般的提高，比傳統(tǒng)切割方法可直接減少預(yù)熱穿孔80%,減少切割路徑30%,提高切割效率50%，提高鋼材利用率1-3%，同時(shí)，有效節(jié)省火焰割嘴、等離子電極等耗材以及水電氣等的消耗40%。（5）避免或減少二次切割數(shù)控全自動(dòng)切割機(jī)以強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)超越了仿形切割機(jī)。使用仿形切割，其割縫質(zhì)量差、尺寸誤差大、材料浪費(fèi)大、后道加工工序的工作量大、同時(shí)作業(yè)環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大。而數(shù)控切割機(jī)工作效率高，切割速度快，尺寸精度高，材料浪費(fèi)少等。在我公司，使用仿形切割機(jī)主要是用于切割數(shù)控機(jī)所切剩的小板材，其實(shí)只要當(dāng)板材規(guī)格被固定之后，采用先進(jìn)的高套料編程方案，完成整鋼板的切割編程，所有的余邊廢料將可以大量的減少，再加上對(duì)余邊角料的合理管理（后文中會(huì)提到），就可以把現(xiàn)在屬于仿形機(jī)切割的零件，用數(shù)控機(jī)來(lái)切割。舉個(gè)例子，用仿形機(jī)切割鉤子，一上午最多可切割60個(gè)，并且還需要花一天的時(shí)間來(lái)打磨，但如果用數(shù)控機(jī)連割編程工藝，60個(gè)鉤子僅需40分鐘，再加上20分鐘的清渣時(shí)間即可完成，相比之下，節(jié)省11小時(shí)人力資源，11小時(shí)電力資源，還有3小時(shí)氧氣丙烷燃燒，另外還有砂輪片，火焰割嘴，勞保用品等。（三）提高切割質(zhì)量產(chǎn)品的質(zhì)量是企業(yè)生存壯大的根本，質(zhì)量從第一道工序起就開(kāi)始形成，下料質(zhì)量的好壞，奠定最后成品質(zhì)量的基礎(chǔ)，只有合格的零件,才能焊接出合格的產(chǎn)品。切割質(zhì)量的好壞不僅關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，更關(guān)系到材料的利用率和耗材成本。一個(gè)好的零件切割出來(lái)僅需要清除周圍毛刺和鐵屑溶渣就可以轉(zhuǎn)入下一道工序；倘若零件切割出來(lái)不合格，則需要打磨，校形等。使得人力資源極大的浪費(fèi)，并且耗材和勞保用品也比前者明顯增多，如沙輪片，角磨機(jī)損壞，用電量增加，手套用量增多等。更嚴(yán)重的還會(huì)直接產(chǎn)生廢品。所以質(zhì)量是一刻也不能松的大事。針對(duì)我廠現(xiàn)在的生產(chǎn)狀況，提出以下幾點(diǎn)措施：①提高員工質(zhì)量意識(shí)；②加大監(jiān)管力度，質(zhì)檢部門跟蹤檢驗(yàn)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即告知機(jī)器操作者想辦法解決，爭(zhēng)取不產(chǎn)生批量的不合格產(chǎn)品；③提高員工技能水平和工作積極性，只有提高員工的自身素質(zhì)，才是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，主觀能動(dòng)性增強(qiáng)了，并且細(xì)心工作，很多浪費(fèi)都可以避免，所以從招聘起，就應(yīng)該對(duì)員工嚴(yán)格把關(guān)，入廠后，嚴(yán)格按技能分配工資；④改善作業(yè)環(huán)鏡，由于我公司廠地面積不大，通風(fēng)條件不好，等離子切割灰塵太多，很不利于員工的身心'健康，所以工作積極性有所降低，它也是企業(yè)應(yīng)該為員工考慮到的問(wèn)題。⑤對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期除塵，加油，保養(yǎng)和檢修。建立半成品和余邊角料管理體系(1)建立余邊角料管理體系目前下料組所堆放的余邊角料已達(dá)數(shù)十噸之多，原材料的積壓將直接導(dǎo)致公司資金周轉(zhuǎn)困難，先來(lái)分析一下余邊料積壓的原因：①板材采購(gòu)不合理，導(dǎo)致零件排列無(wú)法排完，形成余邊。②機(jī)器操作員對(duì)鋼板排列預(yù)算能力不夠，不恰當(dāng)?shù)呐帕袑?dǎo)致鋼板剩余。③堆積的余邊料長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)清理，一直被掩埋在底下，一旦需要小鋼板下料時(shí)，卻找不到小鋼板，只能從大鋼板上面切割，從而又形成余邊料，如此惡性循還，導(dǎo)致余邊料越堆越多。針對(duì)這一情況，有必要建立一個(gè)余邊角料管理體系，第一步，清理現(xiàn)有的余邊料，分板厚在固定區(qū)域擺放，分別標(biāo)識(shí)規(guī)格，并作相關(guān)記載，當(dāng)下次需要使用時(shí)，則很容易找到。第二步，加強(qiáng)員工成本意識(shí)和作業(yè)能力，若僅僅需要極少量的小零件，則不要從整大鋼板上直接切割，必需查看相關(guān)記載，找出以前留下的邊角鋼板下料，減少原材料積壓，提高公司經(jīng)濟(jì)效益。（2）建立半成品管理體系不僅僅是余邊角料的積壓，車間里到處都堆放有一些不常用機(jī)型的零件，如角板，唇板，弧板等等。雖然公司每個(gè)月都盤存清理，但車間所存在的零件清單卻沒(méi)有下發(fā)到下料組和剪板折彎組，一旦有這些不常見(jiàn)機(jī)型的生產(chǎn)任務(wù)，又將重復(fù)下料，積壓的成品還是沒(méi)有利用出去，不但占用車間生產(chǎn)面積，長(zhǎng)此以往，將會(huì)導(dǎo)致零件報(bào)廢。針對(duì)上述情況，建議如下：①提高盤存清理質(zhì)量，清理出來(lái)的零件必需貼上明顯的標(biāo)識(shí)，如機(jī)型和名稱，有關(guān)部門要做好監(jiān)督工作；②下達(dá)不常見(jiàn)機(jī)型生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，先清查已有的零件，并通知下料和剪板組不能夠多下料；③改制不再需要的零件。（五）增加小面積零件業(yè)務(wù)仔細(xì)觀察公司生產(chǎn)所需要的零件，如三角板，就算經(jīng)過(guò)高套料之后，零件之間仍然存在很寬的間隙，這些鋼板丟棄了很可惜，但留著又實(shí)在沒(méi)用。如下圖：

生產(chǎn)對(duì)此類零件大量需要，但這類零件對(duì)鋼板的利用率卻不高，并且以我公司現(xiàn)生產(chǎn)的產(chǎn)品，又沒(méi)有小零件可以填充進(jìn)來(lái)。唯有發(fā)展一些小零件業(yè)務(wù)，利用這些廢料完成小零件切割，使原本只能丟棄的廢料變成高價(jià)出售的商品，如下圖：從圖中可以看出，