Booster les profits CNC : stratégies éprouvées pour production High Mix-Low Volume et par lots

Vous souhaitez générer plus de revenus à partir de vos machines-outils CNC ? Considérez comment elles peuvent être déployées pour les besoins de fabrication à la demande d'aujourd'hui tels que la production High Mix – Low Volume (HMLV) et la production par lots de commande.

Depuis le début de l'ère de la fabrication industrielle de masse jusqu'à présent, les fabricants de machines-outils CNC doivent continuellement s'adapter et innover pour suivre l'évolution des tendances de fabrication.

L'industrie a vu des changements drastiques et des développements dans la demande de pièces produites. Elles vont de pièces uniques, nombre défini et spécifique de pièces, à la production de masse, et retour à la production par lots.

Aujourd'hui, la demande de production s'est déplacée vers la fabrication « made-to-order » et « on-demand » telle que la fabrication High-Mix Low-Volume (HMLV) ainsi que la fabrication par lots de commande.

Dans la fabrication HMLV, de faibles niveaux de stock (d'une pièce jusqu'à un maximum de 50 pièces) sont souhaités, tandis que les commandes par lots impliquent des commandes de production répétées de 1 ou 10 pièces jusqu'à 500 à 1 000 pièces.

Production High Mix – Low Volume (HMLV) : ce qu'il faut considérer en usinage CNC

Également appelée fabrication sur commande, la production High Mix – Low Volume (HMLV) est le processus de fabrication d'une grande variété de produits en petits lots. Souvent, la production HMLV est utilisée dans les industries qui exigent des articles uniques et complexes avec des exigences de qualité spécifiques.

Facteurs stimulant la demande pour la production HMLV

De plus en plus populaire chez les fabricants de produits semi-conducteurs et autres secteurs à évolution rapide, la production High Mix – Low Volume aide les fabricants à réduire leurs stocks ou à avoir un inventaire nul tout en répondant à des demandes fluctuantes.

Cela les aide à mieux gérer leurs ressources — le stock est de l'argent immobilisé après tout. Cela dit, la pandémie actuelle a montré qu'avoir aucun stock sous la main peut aussi être désastreux. Si la chaîne logistique d'approvisionnement se brise, les pratiques de fabrication Just-In-Time (JIT) peuvent ne pas être faisables. Avec une production à la demande plus petite, la fabrication HMLV est parfaite pour de telles situations.

La production HMLV est également utile étant donné la durée de vie réduite des produits de nos jours.

Regardons le marché de l'électronique, par exemple. Autrefois, les pièces pouvaient être conservées pendant 10 ans ou plus. De nos jours, la durée de vie maximale des composants électroniques varie de trois à cinq ans au mieux. Pendant ce temps, les conceptions de produits et la technologie utilisée auraient radicalement changé — les téléphones portables de 12 mois sont considérés comme « vieux » de nos jours !

Ces deux points (faible ou pas de stock ; cycles de produits plus rapides) ont radicalement changé et influencé la fabrication. Ils rendent faisable et pratique pour les fournisseurs de pièces d'implémenter des techniques de production HMLV.

HMLV pour les fabricants de pièces de petite et moyenne taille

Aujourd'hui, il est courant pour les entreprises de fabrication de petite et moyenne taille de recevoir des commandes de lots plus petits. Ces commandes peuvent être répétées fréquemment dans le temps. Alternativement, elles peuvent recevoir de nombreuses commandes pour des pièces qui diffèrent par leurs formes, spécifications et matériaux.

Pour les fabricants de pièces PME, des configurations de production flexibles telles que la production HMLV sont préférées. Incorporant à la fois des machines et des systèmes d'automatisation, de telles configurations sont conçues pour gérer une série de pièces très différentes en même temps.

Ces commandes de pièces peuvent être en nombre à un chiffre jusqu'à quelques dizaines, voire jusqu'à 500 pièces par commande. Elles doivent être programmées pour être répétées dans le temps, dans les mêmes ou différentes quantités.

Étude de cas production HMLV : Fabricant pièces aérospatiales et semi-conducteurs

PDG/Directeur Général
Fabrication Pièces Aérospatiales & Semi-conducteurs, Singapour

Problème client : Manque d'espace et de main-d'œuvre

Le Client A dirige une entreprise de fabrication de pièces très prospère avec principalement des centres d'usinage CNC autonomes et quelques centres de tournage CNC. La production fonctionne en deux quarts de 10 heures chacun.

Cependant, au fil du temps, l'entreprise a fait face à des contraintes majeures en espace et en main-d'œuvre qualifiée. À Singapour, il est difficile d'embaucher et de retenir des opérateurs de machines CNC formés. C'était particulièrement frustrant pour le PDG/Directeur Général compte tenu du boom de la demande de pièces usinées pour semi-conducteurs de la part de ses clients.

Solution : Hwacheon D2-5AX avec Changeur de Pièces Automatique AWC 20

Pour résoudre ses défis, le Client A a décidé d'investir dans un Centre d'Usinage 5 Axes Hwacheon D2-5AX avec Changeur de Pièces Automatique AWC 20. Une telle configuration est idéale pour la production High Mix – Low Volume (HMLV) ainsi que d'autres besoins de fabrication flexibles.

Avec cette nouvelle configuration, le Client A peut faire tourner 20 pièces du même design ou 20 pièces totalement différentes en une seule mise en place. Il peut aussi faire tourner les machines-outils CNC pratiquement 24/7, augmentant significativement la productivité et la rentabilité.

Ce n'est pas tout. Son opérateur de machine peut travailler simultanément sur d'autres machines pendant que le D2-5AX de Hwacheon fabrique automatiquement les pièces requises. Cela a non seulement comblé les quatre heures restantes par jour mais a éliminé le besoin de tout autre temps d'arrêt dû au manque d'opérateurs.

Grâce à cette nouvelle configuration, à la fois la productivité et les profits ont augmenté dans l'entreprise. Maintenant, chaque fois que son client a besoin de pièces urgentes, le Client A peut filtrer cette pièce avec priorité dans le système d'automatisation, réduisant dramatiquement son temps de réaction pour les commandes urgentes. Grâce à la capacité de positionnement 5 axes, il peut accepter des travaux qu'il aurait sinon dû refuser par le passé.

Satisfait du résultat, le Client A cherche maintenant le prochain Centre d'Usinage 5 Axes plus grand — D3-5AX avec Système de Palettes Automatisé APC 7 / 14 ou avec 21 stations Fabriqué par Hwacheon.

Production par Lots de Commande : Ce qu'il faut considérer en Usinage CNC

La commande par lot est une commande de production répétée pour un nombre spécifique de pièces — cela peut aller de 1 à 10 jusqu'à 1 000 pièces dans une seule commande.

La production par lots implique souvent la production rapide de pièces identiques simultanément, chaque pièce passant par des étapes séparées dans le processus de fabrication. Dans de tels scénarios, un lot de pièces ne peut pas commencer une nouvelle étape si le lot précédent de pièces est encore dans cette partie du cycle.

Autrefois, les fabricants de pièces devaient configurer un ou plusieurs outils de machine (soit des Tours CNC soit des Fraiseuses) dans plusieurs configurations différentes avec des montages spécifiquement conçus. Chacun est géré par un opérateur sur une machine.

Aujourd'hui, de telles commandes par lots peuvent être faites avec une seule configuration — par exemple, avec un Centre d'Usinage 4+1 Axes (D2-5AX/ D3-5AX).

Avec l'aide d'un Changeur de Pièces Automatique (AWC), l'opérateur peut configurer la machine et le système et le laisser fonctionner indépendamment. L'opérateur n'a besoin que de surveiller occasionnellement le processus, changer les outils frais si nécessaire, sortir les pièces finies, ou charger le système d'automatisation avec de nouvelles matières premières.

Pendant ce temps, l'opérateur pourrait gérer une deuxième ou même une troisième machine / système.

Pour faire tourner un certain nombre de mêmes pièces — ou pour faire tourner un certain nombre de pièces très différentes — vous devez considérer si votre système d'usinage CNC peut basculer vers les bons outils de coupe pendant le processus de production. C'est là qu'intervient un Changeur d'Outils Automatique (ATC), permettant de fabriquer des pièces avec une plus grande complexité.

Combien de Stations Avez-vous Besoin dans un Changeur d'Outils Automatique (ATC) ?

Pour la plupart des clients, leurs exigences et applications peuvent être gérées avec un magasin d'outils de 60 stations. Un tel système peut inclure un seul Centre d'Usinage 5 Axes D2-5AX/ D3-5AX avec ATC 60 ou avec un AWC 8 / 20.

S'il y a un besoin de plus grande complexité dans les pièces à fabriquer, des ATC plus grands avec 90, 120 ou même 320 stations peuvent entrer en jeu. Cependant, comme les utilisateurs finaux ont un budget limité, de tels ATC plus grands et plus flexibles sont souvent réduits en taille ou en nombre. De plus, il n'est pas judicieux de garder de tels porte-outils pendant de longues périodes car la poussière et la saleté se déposent sur le cône et affectent la qualité du déport. Remplir un magasin d'outils avec, disons, 120 porte-outils et outils de coupe nécessite un investissement très élevé également.

Au lieu de simplement dépenser pour un ATC surdimensionné, il est important que vous vérifiiez avec vos clients les pièces les plus courantes à fabriquer, ou quand de nouvelles commandes pour différentes pièces doivent être faites. Vous pouvez alors déterminer si des outils standards peuvent être partagés entre ces pièces, et déterminer combien d'outils sont requis — qu'ils soient communs ou non standards.

Voici la bonne nouvelle. Un Centre d'Usinage 5 Axes (soit 4+1 soit 5 Axes,) vous permet d'utiliser pleinement les outils standards dans votre configuration d'usinage. C'est parce que la pièce peut être facilement positionnée dans la bonne position de coupe par la machine.

Une telle flexibilité ne peut pas être trouvée sur un Centre d'Usinage Vertical (VMC) ou même un Centre d'Usinage Horizontal (HMC) — dans les deux cas, des outils sur mesure ou des montages spécialement conçus sont nécessaires.

Note : Si une machine CNC a été achetée et livrée à l'utilisateur final, il est techniquement possible de changer l'ATC attaché à une taille plus grande. Cependant, vous devez être prêt pour un coût plus élevé ainsi qu'un processus techniquement compliqué. Ainsi, nous conseillons que les options comme les ATCs devraient être sélectionnées avant que les commandes ne soient passées.

Étude de Cas Production par Lots : Fabricant Pièces Semi-conducteurs

Directeur de Production Principal
Fabrication Pièces Semi-conducteurs, Singapour

Problème Client : Processus de Fabrication Standard Incapable de Faire Face

Le Client B, le Directeur de Production Principal d'un Fabricant de Pièces Semi-conducteurs, a un problème pour exécuter de multiples commandes de fabrication des industries des semi-conducteurs et de l'électronique.

Avec des Centres d'Usinage Verticaux (VMC) standards, sa ligne de production pouvait faire face à des pièces avec des designs simples et avec seulement quelques montages sur mesure à fabriquer. Pour de tels travaux, le nombre d'outils pour chaque opération pour s'adapter à ces pièces peut être atteint avec une taille ATC standard jusqu'à 30 stations.

Cependant, avec le nombre croissant de commandes et la complexité croissante des pièces, il est devenu apparent pour le Client B que son mode d'exploitation actuel n'était pas durable. La méthode standard de fabrication ne pouvait pas faire face aux demandes de ses clients, nécessitant trop de machines et/ou d'opérateurs.

Solution : Hwacheon D2-5AX avec ATC 60 et AWC 8

Pour résoudre les défis du Client B, nous lui avons offert une configuration conçue pour la production par lots de commande — Centre d'usinage 5 axes Hwacheon D2-5AX avec ATC 60 et AWC 8.

Avec cette configuration, le Client B a pu améliorer la flexibilité, la productivité et la rentabilité de sa production, permettant à son entreprise d'augmenter sa rentabilité sans engager de coûts supplémentaires en machines ou main-d'œuvre.

Encouragé par les percées réalisées avec le Centre d'Usinage 5 Axes Hwacheon et le système, le Client B a remarqué qu'il cherchera définitivement le prochain achat de machine dans une configuration similaire à nouveau.

Conclusion

Dans l'environnement de fabrication volatile et incertain d'aujourd'hui, la flexibilité et l'adaptabilité sont clés en usinage CNC.

Avec la bonne configuration impliquant des machines multi-axes, des changeurs de pièces automatiques (AWC) et des changeurs d'outils automatiques (ATC), les fabricants de pièces peuvent étendre leurs marchés pour répondre à leurs clients qui exigent des pièces plus complexes à fabriquer avec des livraisons rapides. De telles configurations sont idéales pour les productions High Mix – Low Volume (HMLV) et par Lots de Commande.

Offrant une gamme de centres d'usinage multi-axes comme le D2-5AX, Hwacheon Machine Tools est en mesure de fournir des solutions pratiques et rentables pour les fabricants de pièces. Découvrez comment vous pouvez bénéficier de nos solutions en remplissant notre formulaire de contact aujourd'hui !