microCAD 2006 pp.99-104.
1
MŐANYAG FRÖCCSÖNTİ SZERSZÁMOK INTERNETALAPÚ KÖLSTÉGBECSLİ RENDSZEREINEK ÖSSZAHASONLÍTÁSA Mikó Balázs PhD, Fıiskolai docens Budapesti Mőszaki Fıiskola Bánki Donát Gépészmérnöki Kar AGI Gépgyártástechnológiai tanszék,
[email protected] Összefoglalás Fröccsöntıszerszám-gyártás területén pontos szerszámkalkuláció készítése igen nehéz és nagy kihívással járó feladat. E munkában segít az a három internet alapú rendszer, melyeket jelen cikkben hasonlítok össze egymással Kulcsszavak: gyártási költségbecslés, gyártási idıbecslés, fröccsöntı szerszám
1. BEVEZETÉS A mőszaki mőanyagok egyre nagyobb szerepet kapnak a autóiparban. Egyre növekvı arányban váltják fel az alumínium és acél alkatrészeket mőanyag alkatrészekkel, melynek oka a gépjármővek össztömegének, elıállítási költségének és a gyártás környezetterhelésének csökkentése. Ez a tendencia a mőanyag fröccsöntı szerszámokat gyártó cégeket is kihívások elé állítja nemcsak tervezési és gyártási kapacitásaik jobb kihasználása és költségeik csökkentése, hanem az árajánlat-készítése terén is. A növekvı igények miatt hatalmas mennyiségő árajánlat kérést kell feldolgozni. A helyzetet jól jellemzi, hogy egy évi 40-50 szerszám gyártására alkalmas közepes szerszámüzem éves szinten 1000-1200 szerszámra ad árajánlatot. Az árajánlatok készítése a szerszámgyártó szempontjából stratégiai fontosságú, mivel alapvetıen befolyásolja a cég mőködését. A fı problémát az jelenti, hogy meg kell találni az egyensúlyt a nyereséges gyártás és a vevı által elıirányzott költségkeret között. A feladatot nehezíti, hogy az árajánlat készítés fázisában a szerszám konstrukciójának és gyártásának részletei még nem ismertek, a megrendelı a költségkeretét (célár) üzleti titokként kezeli, valamint számos versenytárs küzd ugyan azért a megrendelésért. A költségbecslési folyamat másik nehézsége a sok ismeretlen tényezı mellett, hogy minél kevesebb munkával szeretnénk minél pontosabba eredményt kapni. E két szempont azonban ellentmond egymásnak, az ismert módszerek jellemzıje ([1], [2]), hogy a befektetet munka és a pontosság egyenes arányba áll egymással. A megrendelések gyors feldolgozása, a rövid határidık miatt azonban nem áll rendelkezésre túl sok idı a feladat részletes elemzésére, valamint egy nem megnyert rendelés esetén a befektetett munka elvész, a ráfordított idı tulajdonképpen veszteségnek tekinthetı. A jelenlegi ipari gyakorlatban elterjedt módszerek erısen építenek az árajánlatot készítı személy felkészültségére és tapasztalataira, ennél fogva ki vannak szolgáltatva neki. Ezek alapján megállapítható, hogy egy olyan rendszerre van szükség az árkalkuláció területén, amely egyszerően kezelhetı, rövid idı alatt ad pontos eredményt, amelyhez figyelembe veszi a konkrét tervezési és gyártási környezet
microCAD 2006 pp.99-104.
2
sajátosságait, valamint a kezelı szakember felkészültségére, tapasztalatára kevéssé érzékeny. Ilyen rendszer legjobb tudásunk szerint nem áll rendelkezésre. Több kezdeményezés is létezik ezen terület kiaknázására, melyek közül hármat szeretnék bemutatni. Közös vonásuk, hogy valamennyi az interneten keresztül érhetı el, így felhasználásuk ingyenes.
2. IPLAS MOLDCOSTER A „MoldCoster” szoftver az amerikai székhelyő International Plastic Lamoratories and Services (IPLAS) cég fejlesztése. A rendszer a www.iplas.com címen érhetı el [3]. A „MoldCoster” fejlesztéséhez számos szerszámgyártótól kértek adatokat, ezek statisztikai kiértékelésébıl született meg a rendszer tudása. A felhasználói felület egyszerő, átlátható, a feladat leírására 13 paraméter szolgál, melyek értékét legördülı menükbıl választhatjuk ki.
1. ábra Az „IPLAS MoldCoster” felhasználói felülete (részlet) A projektet leíró paraméterek, valamint a választható variációk száma a következık: (I) a termék mérete (7), amelyet a termék tömegével jellemez (5), (II) a termék bonyolultsága, (III) a szerszám formaüregének kialakítása (4), (IV) a formaüreg felületi minısége (8), (V) fészekszám (5), (VI) beömlırendszer (5), (VII) az üreg textúrája (4), (VIII) gravírozás (5), (IX) tőrésnagyság (4), (X) a szerszám anyaga (4), (XI) bevonatolás (3), (XII) gyártási régió (8), (XVIII) kockázat (7). Az egyes tényezık hatása jól megfigyelhetı a használat során, mivel a termék méretének kiválasztása után kapott alap költség értéket a további paraméterek a felhasználói felületen is megjelenı százalékos arányban módosítják.
3. UFE MOLD COST ESTIMATOR A „Mold cost estimator” fejlesztıje az amerikai székhelyő UFE Inc., amely mérnöki szolgáltatásaival 1953 óta áll üzletfelei rendelkezésére a termék koncepció kialakításától a gyártásindításig. A rendszer a www.ufeinc.com címen érhetı el [4].
microCAD 2006 pp.99-104.
3
2. ábra A „Mold Cost Estimator” felhasználói felülete Egy mőanyag termék gyártásához szükséges fröccsöntı szerszám költségbecslését az alábbi paraméterek írják le: (I) a termék méret (térfogat, illetve tömeg) (5), (II) az osztófelület jellege, bonyolultsága (4), (III) a három dimenziós alaksajátosságok száma (7), (IV) az aktív szerszámelemek száma (csúszkák, ferde kilökık) (5), (V) fészekszám (7), (VI) a szerszám élettartalma (5). A „Mold Cost Estimator” négy adatot szolgáltat a bemenı paraméterek megadása után, melyek a szerszám minimális és maximális költsége, valamint a kivitelezéshez szükséges idı minimális és maximális hossza hetekben megadva.
4. COST ESTIMATOR A „Cost estimator” rendszert David O. Kazmer fejlesztette kísérleti célból tapasztalati modellek és statisztikai adatok alapján. A rendszer elérhetısége kazmer.caeds.eng.uml.edu [5]. D.O. Kazmer a University of Massachusetts Mőanyag technológiai tanszék professzora, a mőanyag feldolgozás terén szerzett gazdag ipari és kutatási tapasztalattal.
microCAD 2006 pp.99-104.
4
3. ábra A „Cost estimator” felhasználói felülete A feladat leírására nyolc paraméter szolgál: (I) mőanyag alapanyag (6), (II) szerszámélettartam (6), (III) fészekszám (6), (IV) termékbonyolultság (3), (V-VII) a termék befoglaló méretei, (VIII) a termék falvastagsága. A szolgáltatott eredmények igen részletesek, azonban a másik két rendszertıl eltérıen itt a fröccsöntött darab ára a becslés tárgya, amelynek csak egy része a szerszámár. A „Details...” gombra kattintva nézhetjük meg a részletes eredményeket. A 14 eredményként kapott adatból 13 a fröccsöntésre vonatkozik.
5. ESETTANULMÁNY A rendszerek képességének összehasonlítására több mőanyag alkatrész felhasználásával végeztünk összehasonlító vizsgálatokat. A 4. ábrán az egyik teszt alkatrész látható. A termék mérete 56x39x19 mm, anyaga ABS/PC, az alámetszett részek miatt 2 csúszka szükséges a hosszabb oldalon egymással szemben. A szükséges szerszám 4 fészkes, forrócsatornás, közvetlen meglövéső. A beállított paramétereket és a kapott eredményeket az 1. táblázat tartalmazza. A bemeneti paraméterek sorszámozása a korábbi fejezetekben ismertetett számozásnak felel meg. A jobb értékelhetıség miatt egy szerszámgyártó tapasztalati módszere alapján is készítettünk költségbecslést a szerszámra. Ez a tapasztalati képlet figyelembe veszi az alapanyag árát, a forrócsatornás rendszer árát, a tervezési költséget, a beömlırendszer típusát és a szerszám bonyolultságát. Ez alapján a becsült szerszámköltség 31.400,- $.
microCAD 2006 pp.99-104.
5
4. ábra Teszt alkatrész 1. táblázat A tesztfuttatások eredményei Bemeneti paraméterek
Eredmények
MoldCoster (1) – Nagyon kicsi (<30 g) (2) – Bonyolult (3) – Betétezett formaüreg (4) – B3 (5) – 4 (6) – Teljes forrócsatornás rendszer (7) – Nincs (8) – Minimális (9) – +/- 0.12 (10) – Szerszámacél (11) – Nincs (12) – Európa (13) – 0% 35.245,- $
Mold Cost Est. (1) – Kicsi (2-20 g) (2) – Komplex (3) – <10 (4) – 2 (5) – 4 (6) – 500.000
Min: 39.496,- $ Max: 53.436,- $
Cost estimator (1) – Közepes mőszaki (2) – 500.000 (3) – 4 (4) – közepes (5) – 56 mm (6) – 39 mm (7) – 19 mm (8) – 2 mm
20.250,- $
A kapott eredmények alapján megállapítható, hogy a „MoldCoster” és a „Mold Cost Estimator” eredményei az ipari eredménnyel összevethetık (a „Mold Cost Estimator” produkálja az amerikai és a magyarországi árak közt valóságban tapasztalható 30%-os eltérést), azonban a „Cost estimator” által szolgáltatott költség jóval alacsonyabb. E jelentıs különbség okait a több futtatás után a programban találtuk meg. Egyrészt kevés a feladat leírására szolgáló paraméterek száma, a darabot csak a mérete illetve a bonyolultság leírására jellemzi, ami túl elnagyolt. Másrészt az egyes paraméterek változtatásával csak kis mértékben változik a szerszám ára, amely nincs összhangban gyakorlati tapasztalatainkkal.
6. ÖSSZEGZÉS A rendszereket értékelve a következıket állapíthatjuk meg: • A „MoldCoster” rendszerben sok részletre kiterjedıen adhatjuk meg a feladat leírását, viszont néhány paraméter nehezen értelmezhetı. A bemeneti paraméterek igen részletesek, különösen a szerszámmal szembeni elvárások tekintetében. Gyakorlati szempontból a gyártási régió, európai szemszögbıl,
microCAD 2006 pp.99-104.
6
eléggé elnagyolt, illetve kevés jelentıséggel bír. A kockázat megadása nehezen értelmezhetı. A legkisebbnek választható 30 g-os termék túl nagy, további csoportokat lehetne kialakítani. • A „Mold cost estimator” könnyen kezelhetı, jól áttekinthetı, azonban kevésbé gazdag a feladatleíró paraméterek halmaza. A becsült költségre minimum és maximum értékeket ad meg a rendszer. A termék bonyolultságának jellemzésére igen szemléletes és könnyen értelmezhetı paraméter az osztófelület leírása. Ezzel szemben a 3d-s alaksajátosságok számának értelmezése nehézkes, nehezen érthetı, nem túl gyakorlatias. Az aktív szerszámelemek számának kiválasztásánál kevés a maximálisan megadható 4-es érték. • A „Cost estimator” könnyen áttekinthetı, szemléletes, igen sokféle eredményt szolgáltat, azonban a feladat leírása túl egyszerő, a kapott szerszámeredmények messze vannak a többi rendszer eredményétıl. Valamennyi paraméter kiválasztása során a lehetséges választási lehetıségek részletesen meg vannak magyarázva, így a választás könnyen eldönthetı. A termék bonyolultságát viszont csak három lehetséges érték közül lehet kiválasztani, ami túl egyszerő. A termék méreteinek megadása jó ötletnek tőnik, különösen, hogy egy kis grafika is mutatja az aktuális paraméterek viszonyát, azonban a tényleges árat a valóságban nem befolyásolja pár milliméter eltérés a darab méretében, így véleményem szerint felesleges ilyen részletesen megadni azokat. Mőanyag fröccsöntı szerszámok árajánlat készítése a szerszámgyártás egyik központi problémája. A bemutatott rendszerek alkalmazása jelentıs segítség ezen munkában. A Budapesti Mőszaki Fıiskola Bánki Donát Gépészmérnöki Fıiskolai kar AGI Gépgyártástechnológiai tanszéke által gondozott „Mőanyagfeldolgozó szerszámok tervezése” címő tárgy keretében eredményesen alkalmazzák az ismertetett rendszereket.
7. IRODALOM [1] W. Dealey : Mold quoting: The magic, art and science, Modern mold & tooling, Vol.3 No.3 2001 March pp.10 [2] Mikó B., Szántai M.: Költségbecslés a szerszámgyártásban, Gépgyártás 2003/ pp.6-10. [3] IPLAS MoldCoster honlap - www.iplas.com [4] UFE Mold Cost Estimator honlap - www.ufeinc.com [5] Cost estimator honlap - kazmer.caeds.eng.uml.edu
