Một khối than chì đẳng tĩnh được báo giá, cắt và giao dưới dạng các bộ phận hoàn chỉnh — và ở đâu đó giữa hóa đơn khối và kho bộ phận hoàn chỉnh, một phần đáng kể vật liệu trở thành bụi cưa, phế liệu và mảnh vụn. Khoảng trống đó là tỷ lệ sử dụng vật liệu than chì, và nó thường không thể nhìn thấy đối với bộ phận mua hàng vì chi phí nằm trong dòng ngân sách hoạt động, chứ không phải dòng vật liệu. Nó trông giống như một vấn đề quy trình. Nó hoạt động giống như một vấn đề mua hàng.
Trang này được viết cho bộ phận mua hàng của quyết định, không phải cho bộ phận vận hành. Nó bao gồm cách tỷ lệ sử dụng thực sự được định nghĩa, tại sao cùng một số “sử dụng” có thể có ý nghĩa rất khác nhau trong báo giá và cách cân nhắc áp lực sử dụng trên các loại có giá trị khác nhau. Nếu bạn đang tìm cách giảm bụi cưa ở phía vận hành, hãy xem how to reduce kerf loss in graphite cutting.
Tỷ lệ sử dụng vật liệu than chì thực sự đo lường điều gì
Tỷ lệ sử dụng vật liệu = (khối lượng hoặc thể tích các bộ phận có thể sử dụng) ÷ (khối lượng hoặc thể tích của khối đầu vào). Đơn giản trong định nghĩa, không nhất quán trong thực tế.
Con số nhà cung cấp báo giá và con số mà bộ phận tài chính của bạn thấy thường khác nhau, vì không có tiêu chuẩn phổ quát về cách đếm ba trường hợp ngoại lệ:
- Dung sai cắt — lớp vỏ ngoài của khối than chì được loại bỏ để đạt được thông số kỹ thuật về kích thước hoặc định hướng hạt. Một số báo giá tính khoản này là “đầu vào đã tiêu thụ”, những người khác tính nó là chất thải cắt trước (hoàn toàn loại trừ khỏi tính toán sử dụng).
- Tổn thất do lưỡi cắt — vật liệu biến thành bụi bởi mỗi lần cắt. Đây thường là hạng mục tổn thất lớn nhất trong các hoạt động cắt lát và là hạng mục mà quy trình cắt ít bụi trực tiếp giảm thiểu.
- Gia công lại và phế liệu — các bộ phận không đạt kiểm tra kích thước hoặc bề mặt. Một số nhà cung cấp báo cáo tỷ lệ sử dụng dựa trên đầu ra “đã cắt”; những người khác báo cáo dựa trên đầu ra “đã giao” sau khi bị từ chối QC.
A tỷ lệ sử dụng vật liệu than chì loại trừ phần cắt gọt và tính đầu ra đã cắt không thể so sánh với một con số bao gồm phần cắt gọt và tính đầu ra đã giao. Con số thứ hai đại diện cho nhiều vật liệu phục hồi thực tế hơn cho cùng một tỷ lệ phần trăm tiêu đề. Nếu báo giá của bạn đến từ các nhà cung cấp khác nhau với các định nghĩa khác nhau, con số sử dụng “tốt hơn” có thể tệ hơn về mặt vật liệu thực tế.
Đối với bộ phận mua hàng, quy tắc thực tế: yêu cầu nhà cung cấp định nghĩa tỷ lệ sử dụng trên cùng một cơ sở trước khi so sánh. Hai báo giá trên cùng một tỷ lệ phần trăm danh nghĩa có thể khác nhau đáng kể sau khi các định nghĩa được căn chỉnh, và một con số tiêu đề thấp hơn trên một định nghĩa nghiêm ngặt hơn thường tốt hơn một con số tiêu đề cao hơn trên một định nghĩa lỏng lẻo hơn.
Vật liệu thực sự đi đâu
Tổn thất vật liệu trong một công việc cắt than chì rơi vào bốn loại:
- Bụi cưa — chiều rộng của mỗi lần cắt, biến thành bụi
- Cắt gọt / loại bỏ lớp vỏ — lớp ngoài của khối được loại bỏ để đạt được thông số kỹ thuật
- Gia công lại và phế liệu — các bộ phận bị từ chối tại QC
- Xử lý và mảnh vụn — các mảnh cuối, vùng tiếp xúc jig, các vết cắt không hiệu quả
Tỷ lệ tương đối của mỗi loại phụ thuộc vào loại, hình dạng và kiểm soát quy trình. Trong các hoạt động cắt lát với số lượng vết cắt cao, bụi cưa thường chiếm ưu thế vì một khối được cắt thành nhiều bộ phận sẽ ăn bụi cưa nhiều lần. Một khối được cắt thành 30 bộ phận sẽ ăn bụi cưa 29 lần; một khối được cắt thành 100 bộ phận sẽ ăn bụi cưa 99 lần. Đây là lý do số học tỷ lệ sử dụng vật liệu than chì nhạy cảm hơn với chiều rộng bụi cưa so với bất kỳ biến số đơn lẻ nào khác khi số lượng bộ phận cao, và lý do tại sao tác động chi phí của việc giảm bụi cưa tăng lên trong các lô sản xuất số lượng lớn.
Cắt gọt và loại bỏ lớp vỏ phụ thuộc vào loại vật liệu, không phụ thuộc vào quy trình. Các loại yêu cầu căn chỉnh hạt cụ thể hoặc kiểm soát vi cấu trúc chặt chẽ thường cần loại bỏ lớp vỏ mạnh mẽ hơn để đạt được thông số kỹ thuật. Đây là chi phí cố định khi sử dụng các loại cao cấp, không phải là thứ mà quy trình cắt tốt hơn có thể phục hồi.
Tổn thất gia công lại và phế liệu cho bạn biết về kiểm soát quy trình, không phải vật liệu. Các khối có tổn thất gia công lại cao thường có tổn thất bụi cưa được kiểm soát nhưng tính nhất quán về kích thước không được kiểm soát — xem cải thiện sản lượng cắt than chì cho khía cạnh năng suất của phương trình.
Cấu hình thay đổi phép toán như thế nào
Tỷ lệ sử dụng vật liệu than chì không phải là một đặc tính của than chì. Nó là một đặc tính của cấu hình cắt được áp dụng cho than chì đó. Cùng một khối được cắt theo hai cách khác nhau sẽ tạo ra các số liệu phục hồi khác nhau đáng kể.
Yếu tố chi phối là tỷ lệ giữa chiều rộng bụi cưa và độ dày bộ phận. Bụi cưa 1,0 mm so với bộ phận 20 mm là tổn thất 5% trên mỗi lần cắt. Cùng một bụi cưa so với bộ phận 5 mm là tổn thất 20% trên mỗi lần cắt — gấp bốn lần tổn thất tỷ lệ cho cùng một bụi cưa vật lý. Đây là lý do tại sao tỷ lệ sử dụng giảm mạnh trong sản xuất bộ phận mỏng: bụi cưa là chi phí cố định trên mỗi lần cắt, và độ dày bộ phận là biến số mà nó cạnh tranh.
Đối với sản xuất bộ phận mỏng, chuyển sang cắt lát graphite mỏng thường là khoản tăng sử dụng lớn nhất có sẵn, với điều kiện loại vật liệu và hình dạng hỗ trợ nó. Khoản tăng này không phổ biến — cắt lát bụi cưa mỏng trên các loại hạt thô hoặc khối rất sâu có thể tạo ra tỷ lệ sử dụng tệ hơn bụi cưa tiêu chuẩn vì độ nhạy của tham số làm tăng gia công lại và phế liệu.
Đối với các hình dạng phức tạp — cắt đường viền hỗn hợp cộng với cắt thẳng — tỷ lệ sử dụng thẳng có thể gây hiểu lầm. Một vết cắt đường viền tạo ra một mảnh vụn cong sẽ tiêu thụ nhiều vật liệu hơn một vết cắt thẳng, nhưng mảnh vụn đó có thể là đầu vào có thể sử dụng được cho một bộ phận nhỏ hơn ở giai đoạn sau. Một số hoạt động theo dõi “tỷ lệ sử dụng chính” (đầu ra có thể sử dụng được từ bộ phận dự định) tách biệt với “tỷ lệ sử dụng phụ” (vật liệu có thể sử dụng được phục hồi từ mảnh vụn cho các bộ phận khác). Tổng khả năng phục hồi có thể cao hơn đáng kể so với tỷ lệ sử dụng chính đơn lẻ, nhưng chỉ khi hoạt động thực sự có nhu cầu ở giai đoạn sau cho các hình dạng mảnh vụn.
Phép toán chi phí mà bộ phận mua hàng cần thấy
Tỷ lệ sử dụng được biểu thị bằng phần trăm không thể so sánh trực tiếp giữa các loại, vì chi phí loại thay đổi theo bậc độ lớn giữa vật liệu đẳng tĩnh thông thường và cao cấp. Sự so sánh mà bộ phận mua hàng cần là tổn thất đô la trên mỗi bộ phận hoàn chỉnh, không phải tổn thất phần trăm trên mỗi khối.
Ví dụ minh họa — các số giả định để hiển thị phép toán, không phải các điểm chuẩn thực nghiệm. Hai loại than chì, cùng một bộ phận mục tiêu, cùng một hoạt động cắt:
- Loại A: mục đích chung, chi phí đơn vị thấp, tỷ lệ sử dụng cao
- Loại B: isostatic cao cấp, chi phí đơn vị cao, sử dụng vừa phải
Nếu Loại B có giá gấp vài lần mỗi kilôgam so với Loại A, thì việc cải thiện 5 điểm phần trăm về khả năng sử dụng trên Loại B sẽ tiết kiệm được nhiều đô la hơn cho mỗi bộ phận so với cùng một cải thiện trên Loại A. Nếu hoạt động diễn ra với số lượng lớn, sự khác biệt đó sẽ tích lũy thành một con số ngân sách hàng năm thực tế — đủ để biện minh cho việc đầu tư quy trình đáng kể vào việc giảm kerf, giám sát hoặc chất lượng dây trên loại có giá trị cao.
Đây là lý do tỷ lệ sử dụng vật liệu than chì quan trọng nhất đối với các loại có giá trị cao nhất, và tại sao áp lực mua sắm về khả năng sử dụng nên được cân nhắc theo giá trị loại, chứ không áp dụng đồng đều. Việc theo đuổi những cải thiện nhỏ về khả năng sử dụng trên loại rẻ nhất thường là sự xao lãng. Cùng một nỗ lực áp dụng cho loại đắt nhất mới là nơi có tiền.
Để có cái nhìn tổng quan về kinh tế tổn thất vật liệu trên các phương án cắt và gia công, hãy xem hao hụt vật liệu trong quá trình gia công than chì.
Mục tiêu sử dụng thực tế trông như thế nào
Không có một mục tiêu duy nhất áp dụng cho tất cả các loại và hình dạng, và bất kỳ tỷ lệ phần trăm cụ thể nào mà nhà cung cấp đưa ra nên được kiểm tra dựa trên cách họ xác định đầu vào, đầu ra và từ chối QC.
Điểm khởi đầu chính xác không phải là một tỷ lệ phần trăm mục tiêu — mà là một phép tính nguyên tắc đầu tiên cho công việc cụ thể. Với độ dày bộ phận, kích thước khối và chiều rộng kerf mà quy trình thực sự sẽ chạy, khả năng sử dụng lý thuyết tối đa có thể được tính toán trực tiếp. Khả năng sử dụng trong thế giới thực sẽ thấp hơn mức trần lý thuyết do các tổn thất do cắt tỉa, làm lại và xử lý. Khoảng cách giữa mức tối đa lý thuyết và sản phẩm thực tế được giao là những gì kiểm soát quy trình xác định.
Nếu nhà cung cấp báo cáo khả năng sử dụng cao hơn đáng kể so với mức trần lý thuyết cho hình dạng đó, thì định nghĩa ở đâu đó là sai — thường là việc cắt tỉa bị loại trừ khỏi phía đầu vào. Nếu nhà cung cấp báo cáo khả năng sử dụng thấp hơn đáng kể so với mức trần lý thuyết, thì vấn đề kiểm soát quy trình có thể là sự trôi dạt về độ căng, quản lý mài mòn dụng cụ hoặc giám sát kích thước chứ không phải chiều rộng kerf. Tham khảo các đặc điểm quy trình trong cắt lát than chì chính xác để có kỳ vọng cơ sở trên các cấu hình.
Đôi khi câu trả lời đúng là lựa chọn cấp khác hoặc hình học bộ phận khác, không phải là quy trình cắt tốt hơn. Các cấp và hình học vốn có mức sử dụng thấp trong tính toán nguyên tắc cơ bản không nên bị ép tăng cao hơn thông qua áp lực từ nhà cung cấp — chúng nên được xem xét lại ở giai đoạn đặc tả.
Nơi Bộ phận Mua hàng Thường Mất Tiền về Mức sử dụng
Ba mô hình lặp lại làm tiêu tốn biên lợi nhuận vật liệu của hoạt động, tất cả đều là các quyết định được đưa ra trước tầng cắt.
Chỉ định vật liệu cấp cao nhất cho các bộ phận không yêu cầu nó. Việc nâng cấp cấp từ loại đa dụng lên loại cao cấp đẳng tĩnh có thể gấp nhiều lần chi phí vật liệu. Nếu bộ phận hoàn chỉnh không yêu cầu cấu trúc vi mô đẳng tĩnh, chi phí đó sẽ bị mất đi ngay khi khối vật liệu được mua. Đây không phải là vấn đề cắt. Đây là vấn đề đặc tả, và nó thường bắt nguồn từ kỹ thuật thay vì bộ phận mua hàng.
Đặt hàng kích thước khối không khớp với bố cục cắt. Kích thước khối tiêu chuẩn và kích thước bộ phận mục tiêu không phải lúc nào cũng khớp với nhau một cách gọn gàng. Đặt hàng một khối có chiều cao hoặc chiều rộng lớn hơn đáng kể so với kế hoạch cắt dự định sẽ tạo ra sự lãng phí trong công việc trước khi bắt đầu cắt. Một số nhà cung cấp cung cấp các khối cắt tùy chỉnh phù hợp với kế hoạch cắt hạ nguồn; chi phí bổ sung của nhà cung cấp thường thấp hơn tổn thất vật liệu tránh được, đặc biệt đối với các cấp cao cấp.
So sánh các nhà cung cấp dựa trên giá đơn vị thay vì chi phí bộ phận được giao. Một nhà cung cấp có giá khối thấp hơn và mức sử dụng kém hơn sẽ cung cấp chi phí ròng cao hơn cho mỗi bộ phận hoàn chỉnh. Các hệ thống mua hàng theo dõi giá đơn vị của đầu vào nhưng không theo dõi chi phí giao hàng cho mỗi bộ phận đầu ra sẽ tối ưu hóa sai con số. Đây là một trong những cách phổ biến nhất mà các hoạt động than chì cao cấp mất đi biên lợi nhuận mà không hề hay biết, bởi vì tổn thất xuất hiện ở dòng hoạt động, không phải dòng vật liệu.
Để xem ở cấp độ trụ cột lý do tại sao độ dày lát cắt là biến số có thể kiểm soát tốn kém nhất trong toàn bộ chi phí cắt than chì, hãy xem low-kerf graphite cutting. Các đặc tính theo cấp độ ảnh hưởng đến mức sử dụng ở cấp độ vật liệu được ghi lại trong danh mục than chì đặc biệt của SGL Carbon Và bảng dữ liệu vật liệu của Toyo Tanso, là những điểm tham chiếu mà bộ phận mua hàng có thể sử dụng để kiểm tra lựa chọn cấp độ so với yêu cầu ứng dụng thực tế.
Câu hỏi thường gặp
Tỷ lệ sử dụng vật liệu than chì được tính như thế nào?
Đó là tỷ lệ đầu ra sử dụng được trên đầu vào, được biểu thị bằng phần trăm. Sự phức tạp là “đầu ra sử dụng được” và “đầu vào” được định nghĩa khác nhau giữa các nhà cung cấp. Một số loại trừ phần cắt tỉa trước khi cắt khỏi phía đầu vào; một số báo cáo đầu ra cắt thay vì đầu ra đã được QC chấp thuận để vận chuyển. Khi so sánh báo giá, hãy buộc các phép tính dựa trên cùng một cơ sở — thường là đầu ra vận chuyển trên tổng khối lượng khối đầu vào — trước khi đưa ra kết luận.
Tỷ lệ sử dụng vật liệu than chì tốt là bao nhiêu?
Không có mục tiêu phổ quát. Chuẩn mực chính xác là mức tối đa lý thuyết cho độ dày bộ phận cụ thể, kích thước khối và độ dày lát cắt, trừ đi một khoản cho phép thực tế cho phần cắt tỉa, làm lại và xử lý. Bất kỳ tỷ lệ phần trăm nào được trích dẫn mà không tham chiếu đến giới hạn lý thuyết đó đều khó đánh giá. Tỷ lệ phần trăm cao loại trừ phần cắt tỉa có thể tệ hơn về mặt thực tế so với tỷ lệ phần trăm thấp hơn theo một định nghĩa nghiêm ngặt hơn.
Tại sao tỷ lệ sử dụng lại thấp hơn đối với các bộ phận mỏng?
Bởi vì tổn thất lát cắt là chi phí cố định cho mỗi lần cắt, và các bộ phận mỏng yêu cầu nhiều lần cắt hơn cho mỗi đơn vị đầu ra. Cắt một khối cao 100 mm thành các bộ phận 5 mm yêu cầu 19 lần cắt; cắt cùng một khối thành các bộ phận 20 mm yêu cầu 4 lần cắt. Với lát cắt 1 mm, đó là 19% chiều cao khối bị mất cho lát cắt trong lần chạy bộ phận mỏng so với 4% trong lần chạy bộ phận dày — trước bất kỳ tổn thất nào khác. Đây là phép toán, không phải chất lượng quy trình.
Việc cắt lát mỏng có luôn cải thiện mức sử dụng không?
Không. Đối với các cấp độ và hình học mà việc cắt lát mỏng hoạt động, lợi ích là có thật. Đối với các cấp độ hạt thô, khối dày hoặc các hoạt động không có giám sát quy trình, việc cắt lát mỏng có thể dẫn đến mức sử dụng kém hơn so với lát cắt tiêu chuẩn vì độ nhạy của thông số làm tăng việc làm lại và phế liệu. Xác nhận mẫu đầu tiên trên cấp độ và hình học cụ thể là cách đúng đắn để xác nhận lợi ích trước khi cam kết chạy sản xuất.
Bộ phận mua hàng có nên thúc đẩy mức sử dụng cao hơn từ tất cả các nhà cung cấp không?
Có, có trọng số theo giá trị cấp độ; đồng nhất, không. Việc cải thiện mức sử dụng trên một cấp độ cao cấp mang lại tác động đô la đáng kể hơn so với việc cải thiện tương tự trên một cấp độ chi phí thấp. Tập trung áp lực sử dụng vào các cấp độ có giá trị cao nhất là nơi ngân sách vật liệu di chuyển. Đối với các cấp độ chi phí thấp, cạnh tranh giá đơn vị và độ tin cậy giao hàng thường quan trọng hơn tỷ lệ phần trăm sử dụng biên.
