レーザー切断時間のみに基づいて価格設定すると、生産注文につながる可能性がありますが、特に板金メーカーの利益率が低い場合は、損失を出す可能性もあります。
工作機械業界における供給について言えば、私たちは通常、工作機械の生産性について語ります。窒素は鋼鉄を半インチ切断するのにどれくらいの速さでかかるのでしょうか？ピアシングにはどれくらいの時間がかかるのでしょうか？加速率は？タイムスタディを行って、実行時間がどのようになるかを見てみましょう。これらは素晴らしい出発点ですが、成功の秘訣を考える際に本当に考慮すべき変数なのでしょうか？
稼働時間は優れたレーザービジネスを構築する上で不可欠ですが、作業時間削減にかかる時間だけを考慮するだけでは不十分です。時間短縮のみを謳う提案は、特に利益が少ない場合は、顧客を失望させる可能性があります。
レーザー切断における潜在的な隠れたコストを明らかにするには、労働力、機械の稼働時間、リードタイムと部品品質の一貫性、潜在的な手直し、材料使用量を検討する必要があります。一般的に、部品コストは、設備コスト、人件費（購入材料や使用済み補助ガスなど）、そして人件費の3つのカテゴリーに分類されます。ここから、コストをより詳細な要素に分解することができます（図1参照）。
人件費や部品費を計算する際、図1のすべての項目が総コストに含まれます。ある列のコストを計上する際に、別の列のコストへの影響を適切に考慮しないと、状況が少し混乱します。
材料を最大限に活用するというアイデアは、誰にとっても魅力的ではないかもしれませんが、そのメリットと他の考慮事項を比較検討する必要があります。部品のコストを計算すると、ほとんどの場合、材料が最大の部分を占めていることに気づきます。
材料を最大限に活用するために、共線切削（CLC）などの手法を導入することができます。CLCは、1回の切削で部品の2つのエッジを同時に作成するため、材料と切削時間を節約できます。しかし、この技術にはいくつかの限界があります。形状に大きく依存するからです。いずれにせよ、転倒しやすい小型部品は、プロセスの安定性を確保するために組み立てる必要があり、さらに誰かがこれらの部品を分解し、場合によってはバリ取りを行う必要があります。これは、無駄な時間と労力を費やすことになります。
厚い材料を扱う場合、部品の分離は特に困難です。レーザー切断技術は、切断面の半分以上の厚さを持つ「ナノ」ラベルの作成を可能にします。このラベルの作成は、ビームが切断面に留まるため、実行時間に影響を与えません。タブを作成した後、材料を再度挿入する必要はありません（図2参照）。このような方法は特定の機械でのみ機能します。しかし、これは、もはや速度低下にとどまらない最近の進歩の一例に過ぎません。
繰り返しになりますが、CLCは形状に大きく依存するため、ほとんどの場合、ネスト内のウェブを完全に消すのではなく、ウェブ幅を狭めることを検討します。ネットワークは縮小しています。これは問題ありませんが、部品が傾いて衝突が発生した場合はどうでしょうか？工作機械メーカーは様々なソリューションを提供していますが、誰もが利用できるアプローチの1つは、ノズルオフセットを追加することです。
ここ数年のトレンドは、ノズルからワークピースまでの距離を短縮することです。その理由は単純です。ファイバーレーザーは高速であり、特に大型ファイバーレーザーは極めて高速です。生産性を大幅に向上させるには、同時に窒素流量を増やす必要があります。強力なファイバーレーザーは、CO2レーザーよりもはるかに速く、切断部内の金属を蒸発・溶融させます。
機械の速度を落とす（逆効果になる）代わりに、ノズルをワークピースに合わせて調整します。これにより、圧力を上げずにノッチを通る補助ガスの流量を増やすことができます。一見良い方法のように思えますが、レーザーは依然として非常に高速に動いているため、傾きの問題がより大きくなります。
図1. 部品のコストに影響を与える3つの主要な要素：設備、運用コスト（使用材料と補助ガスを含む）、および人件費。これら3つが総コストの一部を占めます。
プログラムで部品の反転が特に困難な場合は、ノズルオフセットを大きくした切断技術を選択するのが賢明です。この戦略が適切かどうかは、アプリケーションによって異なります。プログラムの安定性と、ノズル変位の増加に伴う補助ガス消費量の増加とのバランスを取る必要があります。
部品の転倒を防ぐもう一つの方法は、弾頭を破壊することです。これは手動で行うか、ソフトウェアを用いて自動的に行います。ここでも、私たちは選択を迫られます。セクションヘッダーの破壊作業はプロセスの信頼性を向上させますが、消耗品コストの増加とプログラムの遅延を招きます。
スラグ破壊を使用するかどうかを判断する最も論理的な方法は、部品の落下を検討することです。これが可能であり、衝突の可能性を安全に回避するプログラムが不可能な場合は、いくつかの選択肢があります。部品をマイクロラッチで固定するか、金属片を切り取って安全に落下させるかです。
問題となるプロファイルが細部全体に及ぶ場合は、他に選択肢はなく、マークする必要があります。問題が内部プロファイルに関連している場合は、金属ブロックを修理する場合と破壊する場合の時間とコストを比較する必要があります。
ここで問題となるのはコストです。マイクロタグを追加すると、巣から部品やブロックを取り出すのが難しくなるのでしょうか？弾頭を破壊すれば、レーザーの稼働時間は延長されます。部品を分離するための人件費を追加する方が安いのでしょうか、それとも機械の時給に労働時間を追加する方が安いのでしょうか？機械の1時間あたりの生産性が高いことを考えると、おそらく問題は、どれだけの部品を小さく安全なピースに切断する必要があるかという点に帰着するでしょう。
人件費は大きなコスト要因であり、低人件費市場で競争するには、その管理が重要です。レーザー切断には、初期プログラミング（ただし、その後の再注文時にはコストは削減されます）と機械操作に関連する人件費が必要です。機械の自動化が進むほど、レーザーオペレーターの時給は減少します。
レーザー切断における「自動化」は通常、材料の加工と選別を指しますが、現代のレーザー加工機にはさらに多くの種類の自動化機能が搭載されています。最新の機械には、自動ノズル交換、アクティブカット品質制御、送り速度制御などの機能が搭載されています。これは投資ではありますが、結果として得られる人件費の削減はコストに見合う価値があるかもしれません。
レーザー加工機の時間給は生産性によって決まります。以前は2交代制だった作業を1交代制でこなせる機械を想像してみてください。この場合、2交代制から1交代制に切り替えることで、機械の時間当たり出力を2倍にすることができます。各機械の生産量が増えるにつれて、同じ量の作業を行うのに必要な機械の数を減らすことができます。レーザー加工機の数を半分に減らすことで、人件費も半分に削減できます。
もちろん、機器の信頼性が低下した場合、これらの節約は水の泡となります。レーザー切断の円滑な稼働には、機械状態監視、ノズル自動検査、カッターヘッドの保護ガラスの汚れを検知する周囲光センサーなど、様々な加工技術が貢献しています。今日では、最新の機械インターフェースのインテリジェンスを活用して、次回の修理までの残り時間を表示できます。
これらの機能はすべて、機械メンテナンスのいくつかの側面を自動化するのに役立ちます。これらの機能を備えた機械を所有している場合でも、昔ながらの方法（勤勉さと前向きな姿勢）で機器をメンテナンスしている場合でも、メンテナンス作業が効率的かつ期限通りに完了するようにする必要があります。
図2. レーザー切断の進歩は、切断速度だけでなく、依然として全体像に焦点を当てています。例えば、このナノボンディング（共通線に沿って切断された2つのワークピースを接合する）手法は、厚い部品の分離を容易にします。
理由は簡単です。高い総合設備効率（OEE）（可用性×生産性×品質）を維持するには、機械を最高の稼働状態に保つ必要があるからです。oee.comのウェブサイトには、「[OEE]は、真に有効な生産時間の割合を定義します。100%のOEEは、100%の品質（高品質の部品のみ）、100%の性能（最速のパフォーマンス）、そして100%の可用性（ダウンタイムなし）を意味します。」と記載されています。ほとんどの場合、100%のOEEを達成することは不可能です。業界標準は60%程度ですが、典型的なOEEは用途、機械の数、運用の複雑さによって異なります。いずれにせよ、優れたOEEは目指す価値のある理想です。
大手で著名な顧客から25,000個の部品の見積もり依頼を受けたと想像してみてください。この作業を円滑に進めることは、会社の将来の成長に大きな影響を与える可能性があります。そこで10万ドルを提示し、顧客はそれを承諾しました。これは良い知らせです。しかし悪い知らせは、私たちの利益率が低いことです。そのため、OEEを可能な限り高く保つ必要があります。利益を上げるためには、図3の青い領域を増やし、オレンジ色の領域を減らすよう最善を尽くさなければなりません。
利益率が低い場合、予期せぬ事態は利益を損ない、場合によってはゼロにしてしまう可能性があります。プログラミングミスでノズルが壊れてしまうでしょうか？不良なカットゲージが安全ガラスを汚染してしまうでしょうか？計画外のダウンタイムが発生し、予防保守のために生産を中断しなければなりませんでした。これは生産にどのような影響を与えるでしょうか？
プログラミングやメンテナンスが不十分だと、想定される送り速度（および総加工時間の計算に使用される送り速度）が低くなる可能性があります。これにより、オペレーターが機械パラメータを調整するために生産を中断しなくても、OEEが低下し、全体的な生産時間が長くなります。つまり、車両の稼働率は低下してしまうのです。
また、私たちが製造した部品は実際にお客様に送られているのでしょうか、それともゴミ箱に捨てられている部品もあるのでしょうか？OEE計算における品質スコアが低いと、大きな痛手となります。
レーザー切断の生産コストは、レーザー加工時間のみの請求よりもはるかに詳細に検討されます。今日の工作機械は、メーカーが競争力を維持するために必要な高いレベルの透明性を実現するための多くのオプションを提供しています。収益性を維持するためには、製品を販売する際に発生する隠れたコストをすべて把握し、理解する必要があります。
画像 3 特に非常に狭い余白を使用する場合は、オレンジを最小限に抑え、青を最大限にする必要があります。
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