基准数据揭示了精英制造商如何充分利用更多的运动轴。

一般来说,五轴加工除非做得好,否则不值得做。

这是根据Modern Machine Shop 的Top Shops 基准测试计划的数据分析得出的,该计划使用详细调查问题的答案来对整个北美 CNC 加工企业的表现进行评级和排名。表现最好的——顶级商店——得分在前 20%。正如人们所预料的那样,这些商店往往是最赚钱的,报告的利润率大约是非顶级商店的两倍。不太直观的事实是,在其他 80% 的受访者中,拥有五轴机床的商店的利润率低于没有它们的商店。

简而言之,五轴加工能力并不能使车间成为顶级车间。相反,Top Shop 需要最大限度地利用五轴加工,在某种程度上,如果没有它,性能较低的工厂可能会更好。

6061 铝制泵壳在 Mazak 的 Variaxis i800 Neo 上进行五轴加工操作。

6061 铝制泵壳在Mazak的Variaxis i800 Neo上进行五轴加工操作。据报道,该公司的 Mazatrol
编程系统允许轻松偏移以控制端口、孔和螺纹的严格公差,并且机器的两个托盘更换器只是多种自动化选项之一。

原因很简单:五轴加工成本高。基准数据显示,总体而言,五轴商店(包括顶级商店和其他商店)在工具、材料、人员和资本设备上的花费大约是非五轴商店的两倍。那些能够产生足够收入来弥补额外成本的企业有很多共同点。根据我们对数据的分析,以下是五轴做得好的店铺的五个主要特征:

Modern Machine Shop 的顶级商店调查的图表比较了五轴和非五轴顶级商店和非顶级商店的利润率。

使用五轴加工但没有资格成为顶级商店的商店往往比其他商店的利润要低。灰色框代表中间 50%
的值(利润率百分比)。灰色之外的值(不包括水平标记之外的异常值)分别位于上四分位数和下四分位数。中值分为浅灰色和深灰色。

1.他们加工更多的零件。总体而言,最好的五轴车间加工的零件总数更多——每年在更多总 SKU 中加工更多零件。因此,五轴顶级商店报告的利润率通常与非五轴顶级商店报告的利润率一致,并且高于其他公司(尤其是非顶级五轴商店)报告的利润率商店)。

更令人惊讶的是,五轴 Top Shops 生产更多,而没有报告比其他车间更大的加工能力或更高的主轴利用率。报废、返工和交付率也没有太大差异。五轴车间也往往比非五轴车间有更长的交货时间。鉴于这些现实,五轴 Top Shops 如何能够加工出比同行更多的零件?

2.他们让机器计数。五轴顶级商店的机器运行时间往往比其他商店多 25%,而且其中更多的时间是熄灯时间。因此,这个精英群体报告的设置时间比非顶级五轴商店低 50% 也就不足为奇了。值得注意的是,设置时间大致等于非五轴顶级商店的设置时间,尽管事实上五轴工作通常需要更复杂的设置。快速设置通过促进具有顶级五轴性能特征的长时间、熄灯加工运行来增加每台机器的收入。

Modern Machine Shop Top Shops 调查数据中的图表描述了五轴顶级车间和非顶级车间使用各种工具策略的可能性。

各种工具策略可以帮助五轴车间保持领先地位。

数据还表明,以更高效的流程和更高的每台机器总销售额为名,他们愿意在基本要素之外进行投资。例如,在机探测是五轴 Top Shops 与所有其他调查对象在基准数据中的最大差异。这个精英群体的成员也更有可能使用调查中询问的所有或大部分工件夹持策略,包括多工件和快速更换夹具;托盘更换器和墓碑;以及磁性、液压和气动夹紧。五轴顶级商店更有可能使用工具库存管理系统,尤其是车间自动售货机。

3.他们让人们计数。每台机器的总销售额并不是五轴顶级商店更高资产回报率 (ROA) 的唯一驱动因素。该组还报告了更高的每位员工的总销售额。特别是,他们支付的工资与车间人员将工具和工作夹具付诸实践的技能相称。例如,相对于程序员/操作员的工资,五轴 Top Shops 的安装人员工资高于所有其他商店。从本质上讲,与其他类别相比,他们在设置人员上的花费更多。

每台机器更高的总销售额和每位员工更高的总销售额将 ROA 提高到高于其他五轴商店以及其他(非五轴)顶级商店的水平。收入和利润率攀升,五轴加工变得更实惠。另一方面,非顶级商店的五轴商店往往报告四组中每台机器的总销售额和每位员工的总销售额最低。这些工厂往往是所有调查人员中利润最低的,因为他们的五轴加工做得不够好,无法弥补增加的成本。

Modern Machine Shop 顶级商店调查的图表比较了五轴和非五轴顶级商店和非顶级商店的机器使用情况。

顶级五轴车间的运行时间更长,并优先考虑熄灯加工。在这里,灰色框代表中间 50%
的值(机器运行时间)。灰色之外的值(不包括水平标记之外的异常值)分别位于上四分位数和下四分位数。中值分为浅灰色和深灰色。

4.他们的思维超越了机械加工。五轴顶级商店更倾向于使用企业资源规划 (ERP) 或其他有助于管理更复杂的五轴流程的使用并将这些流程置于上下文中的软件。如果没有为机器提供工作,能力就无关紧要,因此五轴顶级商店也更有可能使用工作估算软件来增加报价的数量和准确性。

然而,数据还显示,更准确的报价不足以解释五轴顶级商店中普遍较低的报价与账面比率和普遍较高的客户数量。尽管所有五轴店铺(Top Shop 和其他店铺)都更可能高度重视销售和营销,但这种趋势在 Top Shops 中更为明显。具体来说,他们引用了熟练的销售人员;从平面广告到社交媒体再到客户参观的宣传和信息传递;以及成为行业协会和其他商业团体的成员。

根据 Modern Machine Shop 的 Top Shops 调查,图表显示了五轴加工车间中最常见的加工策略。

基准数据还表明,如果车间首先实施正式的流程改进和机器监控,他们可能会在熄灯加工方面取得更大的成功。

成功的五轴商店也可能会采用更高层次的策略来维持供应链中的利基并讨好更多客户。其中三种特别受欢迎:获取客户预测、与供应商共享预测以及提供可制造性设计 (DFM) 服务。预测有助于顶级五轴工厂确保工作所需的所有材料在需要时都在手边,而 DFM 可以使零件更容易以具有成本效益的方式加工。

5.他们永远不会满足。五轴顶级商店总体上更愿意将时间和金钱投入到正式的改进方法中,这表明他们从不满足于现状。整体而言,这个精英群体更有可能采用5S和Kaizen等精益制造实践,以及六西格码、约束理论和其他各种方法。“和”是关键词,因为五轴顶级商店特别有可能检查调查问题中有关具体改进策略的几乎每个方框。这些策略可能是顶级商店可以利用车间技术和技能来实现更长的熄灯运行以生产更多零件和 SKU 的大部分原因。

尝试做五轴工作的非顶级商店不必绝望。从本质上讲,基准测试是一种评估自己的过程以使其变得更好的练习,将顶级商店调查称为持续改进的工具是毫不夸张的。从某种意义上说,他们已经通过接受调查采取了正确的心态,并为产生本文所介绍的见解所需的大量数据做出了贡献。

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