Transcript Se sid 59 - 63 i kursboken

Makes Industry Grow
Internationell svetskonstruktör
M 7.1 Tillverkningskostnader och kostnadsreduktion
M 7.2 Tillverkningsvänlig konstruktion
Nils Stenbacka, Professor
[email protected]
070 - 341 66 59
Nov 2012
Nils Stenbacka
1
Kursboken
Makes Industry Grow
Läs gärna kapitel 1,
4 – 7 och 11 före
kursen.
Nov 2012
• Inledning och översikt.
• Produktivitet och effektivitet.
• Trender.
• Varför gör man ekonomiska beräkningar?
• Nyckeltal för några svetsmetoder.
• Kostnadsbestämmande faktorer vid svetsning
• Beräkning av svetskostnader.
• Känslighetsberäkning.
• Investeringsberäkningar – ett par enkla
modeller.
• Rationaliseringspotential och förändring.
• Praktiska exempel (fallstudier).
• Tillgängliga verktyg på marknaden.
• Sakregister, referenser, webbadresser och
aktuella svetsstandarder
Nils Stenbacka
2
Makes Industry Grow
M 7.1 Fabrication costs and cost reduction
Objective:
The students will understand the average cost levels of various fabrication processes
and how they affect the total cost of a product
Scope:
•
Joint preparation costs
•
Filler material cost
•
Welding speed and machine costs
•
Fixed and marginal costs
•
Semi finished components
Expected result at comprehensive and standard levels:
•
Compute example on the influence of weld throat thickness on weld cost.
•
Illustrate typical division of welding costs for different types of welding operations.
•
Review typical production process and their relationship between cost and
productivity.
•
Comparison of costs levels for manual welding, mechanized welding and robot
welding.
•
Review of case studies in fabrication cost reduction.
Nov 2012
Nils Stenbacka
3
Makes Industry Grow
INLEDNING
Nov 2012
Nils Stenbacka
4
Makes Industry Grow
Västerbron i Stockholm (1935)
Exempel på en nitad konstruktion.
Nov 2012
Nils Stenbacka
5
Svetsning – En definition
Makes Industry Grow
Åstadkommande av (en fast) förbindning mellan ett arbetsstyckes
delar – med eller utan tillsatsmaterial - eller mellan arbetsstycke
och tillsatsmaterial, genom energitillförsel i form av lokal
uppvärmning till minst grundmaterialets smälttemperatur, genom
plastisk lokal flytning eller genom atomär diffusion.
Hänvisning görs till kursboken.
Nov 2012
Nils Stenbacka
6
Nitförband / Svetsförband
Makes Industry Grow
Nitning
Svetsning
Weman
Nov 2012
Nils Stenbacka
7
Definitioner
Makes Industry Grow
• Smältsvetsning, lokal värmning till smältning (sammansmältning),
med eller utan tillsatsmaterial och utan tryck.
• Trycksvetsning, med eller utan uppvärmning (lokal smältning kan
dock ske), där tryck används för att utföra svetsen.
• Svets (ej svetsfog) eller svetsförband, genom svetsning
åstadkommen förbindning.
• Fog eller svetsfog, ett för svetsningen ofta särskilt utformat ställe
mellan arbetsstyckets olika delar, och som hålls på ett visst inbördes
avstånd när svetsningen börjar.
• Påsvetsning, påförande av tillsatsmaterial på en yta genom
svetsning.
Nov 2012
Nils Stenbacka
8
Fogtyper
Makes Industry Grow
Nov 2012
Nils Stenbacka
SVK
9
Svetsfogar & förband
Makes Industry Grow
SVK
Nov 2012
Nils Stenbacka
10
Svetslägen
Makes Industry Grow
Nov 2012
Nils Stenbacka
11
Makes Industry Grow
•
•
•
•
•
•
•
Svetsade konstruktioner - fördelar
Hög hållfasthet (Rel 1100 MPa)
Vätske & gastät
Låg vikt (20% lägre än en nitad konstruktion)
Enkel design
Enkel att producera
Mekanisering & robotisering möjlig
Inga tjockleksbegränsningar
Nov 2012
Nils Stenbacka
Bromma / AGA
12
Makes Industry Grow
Svetsade konstruktioner - begränsningar
• Metallurgisk inverkan
• Risker pga svetsdefekter
• Oförstörande provning har sina
begränsningar
• Svetsegenspänningar och
deformationer
Haveriet i Oxelösund, 2006
Nov 2012
Nils Stenbacka
SHK 2007
13
Byggraset i Kista
Makes Industry Grow
25 mm i flänsarna, 7 mm i livet
Nov 2012
Nils Stenbacka
14
Makes Industry Grow
Svetsade konstruktioner - tillverkning
•
Material och materialval, beräkning, design
•
Svetsprocedurer – ”lämplighet” för svetsning
•
Produktionsvolym, produktivitet, ekonomi
•
Kvalitetskontroll och oförstörande provning (OFP)
•
Arbetsmiljö
•
Utrustningar
•
Kompetens
•
…etc
Konstruktion
Produktion
Se sid 14 - 15 i kursboken
Kontroll
Återkoppling
Utveckling FoU
Nov 2012
Nils Stenbacka
15
Svetsbarhet – definition
Makes Industry Grow
"Svetsbarhet är den egenskap hos ett metalliskt material
som, vid användning av en given svetsmetod för ett givet
ändamål, gör att en kontinuerlig metalliskt förbindning kan
åstadkommas medelst ett lämpligt förfarande, varvid
svetsen skall uppfylla de krav som ställs på svetsens lokala
egenskaper och på dessas inflytande i den konstruktion, i
vilken den ingår."
SVK
Nov 2012
Nils Stenbacka
16
Svetsbara material
Makes Industry Grow
• Stål – olegerade, låglegerade
• Stål – höglegerade, t ex rostfritt
• Gjutjärn
• Aluminium and aluminium legeringar
• Koppar and Koppar legeringar
• Nickel and Nickel-legeringar
• Titan osv
Nov 2012
Nils Stenbacka
17
Svetsproduktion, exempel
Makes Industry Grow
SVK / AGA - Linde
Nov 2012
Nils Stenbacka
18
Svetstekniska begrepp
Makes Industry Grow
•Svetsgods
•Övehettad zon
•Normaliserad zon
•Strukturändrings zon
•Opåverkat
grundmaterial
HAZ = Heat Affected Zone
Belagd elektrod
T-förband MAG
Nov 2012
Nils Stenbacka
SVK / AGA - Linde
19
Smältsvetsning - utveckling
Makes Industry Grow
Electron beam, 1954
Stohr
Laser welding, ca 1964
Maiman
MIG-welding 1948,
Airco
MAG-welding (CO2) 1946,
Gibson
TIG-welding 1941,
Meredith
Gas shielded arc, 1930
Hobart, Devers
Submerged arc, 1930
Kennedy
Coated electrode 1904, Kjellberg
Swedish patent: 27152, June 29, 1907
Demonstration 1902
Dalén & Gylling
Oxy-Acetylene1901 Oxy-Hydrogen 1898,
Picard, Fouche
Wiss
Metallic arc 1888, Slavianoff
Carbon arc 1881, Bernardos
Gas welding
Le Chatelier 1895
Nikolay Nikolayevich
Nov 2012
Welding of lead 1840,
Nils Stenbacka
de Richemond
20
Trycksvetsning - utveckling
Makes Industry Grow
Friction Stir welding, 1991
Diffusion welding, 1950 - 1960
Friction welding, 1956
Explosion welding, 1954
HF induction welding, ca 1950
Ultrasonic welding, ca 1945
Seam welding, 1910 - 1920
Spot welding, 1900 - 1910
Resistance welding, 1885
Thomson
Flash welding, 1910 - 1920
Projection welding, 1900 - 1910
Thermite welding, 1897
Goldschmidt
Tubai-Kan, ca 4000 BC (Blacksmith). Egypt goldsmith 1475 BC.
Nov 2012
Nils Stenbacka
21
Svetsning – utveckling
Makes Industry Grow
100 Amp och 65 år, samma
strömstyrka
M
Nov 2012
Nils Stenbacka
G
ESAB
22
Makes Industry Grow
SVETSMETODER
Nov 2012
Nils Stenbacka
23
Svetsmetoder - översikt
Makes Industry Grow
SVK
Nov 2012
Nils Stenbacka
24
Några begrepp
Makes Industry Grow
• Intermittensfaktor [%] (Imax under 10 min period), svetsströmkällor.
• Nedsmältningstal [kg/h], D
• Insvetstal [kg/h] (kg färdigt svetsgods per tidsenhet), I
• Nyttotal [%], anger hur mycket av tillsatsmaterialet som bildar
“nyttigt” svetsgods, N
• Bågtidsfaktor (svetstid/totaltid), Bf
Nov 2012
Nils Stenbacka
25
Effekttäthet [J/s*m2] för olika processer
Makes Industry Grow
Pmax , W/m2
1012
EB & Laser
1010
Grong
Plasma
TIG & MMA
108
Gas
Weman
104
Rykalin
Nov 2012
2
10-4
10-2
100
Nils Stenbacka
* r0 , m
r0 ekvivalent radie
26
Kapitalkostnad och svetshastighet
Makes Industry Grow
Behov av ekonomisk analys
Elektronstråle & Laser
Kapitalkostnad SEK
Friction Stir
107
106
Storlek på investering
Motståndssvetsning
Bågsvetsning
105
Ox-Acetylene
Svetshastighet m/min
104
0,05
0,5
5
50
Mendez & Eager,
Nov 2012
Nils Stenbacka
27
Några vanliga svetsmetoder
Makes Industry Grow
Svetsning med belagd elektrod (15%)
Gasmetallbågsvetsning (75%)
Nov 2012
Pulverbågsvetsning (10%)
Punktsvetsning
Nils Stenbacka
SVK
28
Marknadsutveckling
Makes Industry Grow
Estimated Weld Metal Deposited 1976 - 2006
Western Europe
437 000 tonnes
Western Europe
100%
23 000
34,000
90%
USA
335 000 tonnes
Japan
268 000 tonnes
USA
100%
100%
14 000
15 000
90%
90%
65 000
83 000
80%
80%
80%
70%
70%
70%
60%
60%
60%
Japa
335 000
202 000
50%
50%
40%
40%
40%
30%
30%
30%
20%
20%
20%
245,000
45 000
10%
0%
0%
MIG/MAG
FCW
29 000
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
0%
MMA
141 000
53 000
10%
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
10%
50%
SAW
Updated 2005-02-14
Nov 2012
Nils Stenbacka
ESAB
29
Makes Industry Grow
Manuell metallbågsvetsning (MMA)
• Höljets funktion – bl a skydda
smältan, stabilisera ljusbågen
• Många olika typer av elektroder (sura,
rutila och basiska)
SVK
Nov 2012
Nils Stenbacka
• Låg investeringskostnad
• Kan användas i alla
svetslägen
• Långsam metod
• Bred HAZ
• Lättillgängligt, och
omfattande sortiment av
elektroder
• Mindre stränga krav på
grundmaterialets renhet
och fogberedning
• Utmärkt för reparationsoch montagesvetsning
• Slaggning
• Man kan svetsa många
olika grundmaterial
• Från t = ca 2 mm och
uppåt
30
Makes Industry Grow
Belagd elektrod, MMA
ESAB
Se sid 59 - 63 i kursboken
31
Gassvetsning (Oxy-Acetylene)
Makes Industry Grow
•Temperatur i lågan ca 3 100 C
•Enkel & billig utrustning
•Reparations- och montagearbeten
•Långsam metod
Kolande
Neutral
Oxiderande
•Hög sträckenergi - Bred HAZ
•Rör, tunnplåt (0,5 – 6 mm)
•Sprickkänsliga material
•Gjutjärn, icke järn metaller
•Hård- och påsvetsning
Nov 2012
Nils Stenbacka
SVK / AGA - Linde
32
Gassvetsning
Makes Industry Grow
Nov 2012
Nils Stenbacka
AGA
33
Gasmetallbågsvetsning (MIG/MAG)
Makes Industry Grow
•
•
•
•
•
•
•
MIG
= Metal Inert Gas
MAG = Metal Active Gas
GMAW = Gas Metal Arc Welding
•
•
•
•
•
•
Högre investeringskostnad
Alla svetslägen
Snabb metod
Mindre HAZ
Mindre formförändringar
Trådelektroder och rörelektroder
Inerta och oxiderande
skyddsgaser
Inga avbrott för elektrodbyten
Ren och torr fog
Mindre fogvolym än MMA
Lågt behov av slaggning
Många olika typer av
grundmaterial
Automatisering och
robotsvetsning.
Kortbågsvetsning (0,8 – 3,0 mm) – Spraybågsvetsning (från 4 mm)
Nov 2012
Nils Stenbacka
SVK
34
Makes Industry Grow
Gasmetallbågsvetsning, MIG/MAG
Se sid 59 - 63 i kursboken
35
MIG/MAG utrustningar
Makes Industry Grow
MIG / MAG
MMA
Halvautomatisk MAG-svetsning
ESAB
Nov 2012
Nils Stenbacka
36
Makes Industry Grow
Robot welding gantry system
ESAB
Nov 2012
Nils Stenbacka
37
Parameterbox RAPID PROCESSING®
Makes Industry Grow
Roterande spraybåge
Bågspänning
10 mm
Spraybåge
Kortbåge
Blandbåge
Modererad spraybåge
Forcerad kortbåge
© AGA AB
Trådmatning
AGA
Nov 2012
Nils Stenbacka
38
TIG-svetsning
Makes Industry Grow
•
•
•
•
•
•
•
•
Högre investeringskostnad
Hög kvalitetsmetod
Alla svetslägen
Långsam
Med eller utan tillsatsmaterial
Ren och torr fog
Ingen slaggning
Många olika typer av
grundmaterial och även svåra
material (t ex Ni, Ti)
• Manuellt eller mekaniserat
•
•
•
•
•
TIG = Tungsten Inert Gas
Inerta gaser / inerta gasblandningar
Wolframelektrod
Tändning – Lift Arc eller HF
0,5 – 6 mm
SVK
Nov 2012
Nils Stenbacka
39
Makes Industry Grow
TIG-svetsning
Se sid 59 - 63 i kursboken
40
Pulverbågsvetsning
Makes Industry Grow
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Hög investeringskostnad
Snabb
Höga strömstyrkor
Djup inträngningen
Mindre behov av
fogberedning
Hög bågtidsfaktor
Företrädesvis horisontellt
Ren och torr fog
Slaggning
Många olika typer av
grundmaterial
Mekaniserat
Ingen svetsrök / strålning
Från 2 mm & uppåt
SVK
Nov 2012
Nils Stenbacka
41
Pulverbågsvetsning
Makes Industry Grow
Nov 2012
Nils Stenbacka
ESAB
42
Makes Industry Grow
Pulverbågsvetsning, SAW
Se sid 59 - 63 i kursboken
43
Lasersvetsning
Makes Industry Grow
Nd:YAG laser 4 kW
CO2 laser 5 – 12 kW
Värmeledningssvetsning - Nyckelhålssvetsning
SVK
Nov 2012
Nils Stenbacka
44
Laser performance data
Makes Industry Grow
Factor
Diode
CO2
YAG
Diode
pumped
Fiber
System
efficiency, %
25
6
6
>20
Wavelength, µm
0,8
10,6
1,06
1,08
Adsorption –
steel, %
40
12
35
35
Adsorption –
aluminum, %
13
2
7
7
Max power, kW
4
50
8
10
Nov 2012
Nils Stenbacka
45
Laser, exempel
Makes Industry Grow
pacemaker
wheels
Trumpf
Nov 2012
Nils Stenbacka
46
Lasersvetsning
Makes Industry Grow
• Lasersvetsning utförs i huvudsak som
stum- eller överlappsfog.
• Metoden kräver noggrannare beredning
av fogen än vid konventionell svetsning,
dvs i princip accepteras bara små
spaltöppningar.
• Tillsatsmaterial måste användas vid
större spaltöppning för att uppnå fyllning
av fogen.
• Många olika grundmaterial
• Även Titan, Inconel kan svetsas.
Aluminium t= 0,1-5 mm.
SVK
Nov 2012
Nils Stenbacka
47
Makes Industry Grow
Laser-svetsning, tailor blanks
Olika plåttjocklekar/stål, mm
Weld & Press. Började redan på 80-talet
Olika materialkombinationer.
Trumpf
Nov 2012
Nils Stenbacka
48
Makes Industry Grow
MAG Laser Hybrid svetsning
AGA
Nov 2012
Nils Stenbacka
49
Hybrid laser MAG svetsning
Makes Industry Grow
LASER
MIG/MAG
Djup inträngning
Låg investerinskostand
Hög svetshastighet
Tolererar spalter
Liten
temperaturpåverkan
Segt svetsgods
Svetsgods med hög Rel
HYBRID PROCESSEN
Gynnsamma strukturer I svetsgodset
Hög svetshastighet, kan producera kälsvetsar
Lägre energiförbrukning
Mindre svetsdeformationer
Kan acceptera större spalter
AGA
Nov 2012
Nils Stenbacka
50
Punktsvetsning
Makes Industry Grow
• Stavformade, vattenkylda elektroder, trycker
samman plåtarna under svetsningen.
• När ett visst tryck har uppnåtts, sluts
strömmen.
• Efter en viss tid har en lämplig
svetstemperatur uppnåtts i materialet mellan
elektroderna och strömmen bryts.
• När svetsen fått svalna avlastas
elektrodtrycket och svetsen är färdig.
•Mycket vanlig metod. Tunnplåt. En
eller flera punkter.
Överlappsförband.
•Punktsvetsning används för
svetsning av allmänna
konstruktionsstål med överlappsfog
på upp till 3+3 mm.
•Vissa kopparlegeringar, aluminium,
nickel och zinkplåt kan även svetsas.
•Metoden används i stor omfattning
inom tunnplåtsindustrin (ex.
bilindustrin).
Q = R*t*I2 [Ws]
SVK
Nov 2012
Nils Stenbacka
51
Pressvetsning
Makes Industry Grow
• Svetsningen sker vid uppskjutande
partier (vårtor) i den ena eller båda
delarna av arbetsstyckenas fogytor.
• Vårtorna kan vara uppressade i
längsgående, alternativt cirkelformade
förhöjningar eller som punkter.
• Fördelen med pressvetsning är att man kan
utföra flera svetsmoment samtidigt dvs. metoden
är en lämplig massfabrikationsprocess.
• Användes för fastsvetsning av beslag, muttrar
och för tillverkning av armeringsnät, galler och
kabelstegar.
SVK
Nov 2012
Nils Stenbacka
52
Friktionssvetsning
Makes Industry Grow
Friktionssvets
1. Broms
2. Arbetsstycke (rör)
3. Vulst
4. Svets
5. Fixtur
• Ingen fullständig uppsmältning av
fogytorna.
• Delar som skall sammanfogas roteras ,
gnids mot varandra under högt tryck.
• När rätt svetstemperatur uppnåtts, stoppas
rotationen, samtidigt som trycket bibehålls
eller ev. ökas tills sammansvetsningen är
färdig.
• Under svetsningen bildas en vulst av
material som pressas ut från fogytorna. På
detta vis avlägsnas ytföroreningar så att
svetsen blir homogen.
• Metoden användes där åtminstone ena
arbetsstycket är rotationssymmetriskt.
• Vanliga tillämpningar är svetsning av stång
mot stång, rör mot rör och rör/stång mot
fläns eller ändplatta.
SVK
Nov 2012
Nils Stenbacka
53
Makes Industry Grow
SVETSKOSTNADER
Nov 2012
Nils Stenbacka
54
Vad är kostnadseffektiv svetsning?
Makes Industry Grow
•
•
•
•
Billigt tillsatsmaterial
Snabb svetsning
Lite efterbearbetning
Små svetsdeformationer
• Hög genomloppshastighet
•
•
Liten andel icke värdeskapande tid
Liten andel stödjande tid
• Stabilitet i processen
• Inga flaskhalsar
Value stream mapping – Värdeflödesanalys.
Ericson, VCE
Nov 2012
Nils Stenbacka
55
Processen bestämmer produktiviteten
Makes Industry Grow
Lager, omarbetning, köer ...
Order/Inköp
Planering/Konstruktion
Kundanpassning
Tillverkning
Värdeskapande tid
Totalt värdeskapande tid: 18%.
Icke-värdeskapande tid + stödjande tid: 82%.
Se sid 52 i kursboken
ABB T50
Nov 2012
Nils Stenbacka
56
Makes Industry Grow
Tillverkning av järnvägsvagnar
Se även sid 134 - 135 i kursboken
Kruse
Nov 2012
Nils Stenbacka
57
Makes Industry Grow
Svetsekonomiska beräkningar
Kan motiveras om man vill…
• investera i en ny utrustning (t ex eliminera
en flaskhals),
• sänka tillverkningskostnaderna,
• göra en övergång från halv-automatisk till
robotiserad svetsning,
• kontrollera en offert eller ge en offert,
• räkna på en ny- eller om-konstruktion,
• optimera en viss process,
• förstå vilka processparametrar som har
störst betydelse för ekonomin.
Nov 2012
Nils Stenbacka
58
Total kostnad
Makes Industry Grow
Eskilda kostnader
Gemensamma kostnader
Alla kostnader som kan
knytas till ett visst objekt
Alla kostnader som är
gemensamma för flera objekt
t ex
• Grundmaterial
• Lön
• Tillsatsmaterial
t ex
• Administration
• Hyror
• Värme
Nov 2012
Nils Stenbacka
59
Totala kostnader
Makes Industry Grow
Nov 2012
Fasta kostnader
Rörliga kostnader
Kostnader som inte beror
på tillverkningsvolymen.
Alla kostnader som är
gemensamma för flera
objekt
t ex
• Avskrivningar
• Löner
• Försäkringar
t ex
• Material
• Tillsatsmaterial
• Underhåll
Nils Stenbacka
60
Tider i en svetsoperation
Makes Industry Grow
Bågtidsfaktor = Bågtid (svetstid) / Cykeltid
Programmering
Skärning / Fogberedning
Fixturer / Lägestställare
Plåt / Tråd / Gas
Se sid 65 - 82 i kursboken
Uppdragstid
Ställtid
Bågtid
Bågbitid
Hanteringstid
Fördelningstid
Kontroll
Reparationer
Kassaktioner
Montering
Cykeltid
Karlebo Svetshandbok
61
Makes Industry Grow
Indata i en svetskostnadsberäkning
•
msv
Svetsgodsvikt (kg, kg/m)
•
TL
Operatörskostnad (kr/h)
•
I
Insvetstal (kg/h) [= nyttotal * nedsmältningstal]
•
Bf
Bågtidsfaktor (%) [svetstid / cykeltid]
•
MTK Maskintimkostnad (kr/h)
•
Pe
Elektrodpris (kr/kg)
•
N
Nyttotal (%) [insvetsad svetsgodsvikt / tillsatsmaterialvikt]
•
F
Gasflöde (l/min)
•
Pg
Gaspris (kr/m3)
Elkostnad och underhållskostnad kan ev försummas (de är ofta < 5 % av totala
svetskostnaden)
62
Makes Industry Grow
Formlerna för kr/m eller kr/objekt
…ange formeln för den totala svetskostnaden
…samt härled den sk ”kontrollerande faktorn”
Se sid 88 - 90 i kursboken
63
The simple weld cost formula
Makes Industry Grow
k
k = mw ⋅ (TL + MTK ) /( I ⋅ B f )
•
•
•
•
•
mw
TL
MTK
I
Bf
I
deposited weld metal [kg]
operator cost with over-head [€/h]
hourly machine cost (capital) [€/h]
deposition rate [kg/h]
arc time factor, % (equipment utilization factor)
MTK
MTK, I
Disregarding costs for filler material (wire and gas), electricity and maintenance (often < 10% of total).
Nov 2012
Nils Stenbacka
64
Influence of I and MTK
Makes Industry Grow
dk / dI = −mw ⋅ (TL + MTK) /(I 2 ⋅ B f )
dk / dMTK = mw /( I ⋅ B f )
Nov 2012
Nils Stenbacka
65
Totala svetskostnaden
Makes Industry Grow
Nov 2012
Nils Stenbacka
66
Nedsmältningstal
Makes Industry Grow
Pulverbägsvetsning
Gasmetallbägsvetsning
Högutbyteselektroder
Normalutbyteselektroder
TIG-svetsning
OBS skillnaden
mellan nedsmältningstal
och insvetstal.
Gassvetsning
1
2
3
4
5
6
7
8
kg/h
Nedsmätningstal för olika svetsprocesser.
Aichele & Spreitz
Nov 2012
Nils Stenbacka
67
Makes Industry Grow
Insvetstal och Bågtidsfaktor
Bågtidsfaktor (%)
Nyttotal (%)
MMA belagd elektrod
20
60
MIG/MAG trådelektrod
22-25 Man
40-90 Mek
95
95
MIG/MAG rörelektrod
22-25 Man
40-90 Mek
85 FCW
95 MCW
Pulverbågsvetsning
40-80
98
FCW Fluxfylld. MCW Metallpulverfylld.
Insvetstal = Nyttotal (%) x Nedsmältningstal (kg/h)
Beror bl a på typ av tillsatsmaterial, skyddsgas osv
68
ESAB
Makes Industry Grow
Svetskostnadsberäkningsprogram
DEMO
http://iqsim.hist.no/iqsim3/#
Se även sid 149 - 150 i kursboken
Nov 2012
Nils Stenbacka
69
Makes Industry Grow
Svetskostnadsberäkningsprogram
SLV Halle
Nov 2012
Nils Stenbacka
70
SSAB WeldCalc
Makes Industry Grow
Nov 2012
Nils Stenbacka
71
En reflektion
Makes Industry Grow
…låt oss nu diskutera vad den föregrående bilden antyder.
Dags för en större övningsuppgift.
Nov 2012
Nils Stenbacka
72
Makes Industry Grow
Exempel på en svetskostnadskalkyl
Halvautomatisk manuell MAG
Nov 2012
Nils Stenbacka
73
Känslighetsanalys
Makes Industry Grow
Förändring i svetskostnad
Svetsgodsarea
Lön (+ soc.)
Tråd + Gas
Förändring i kostnadsslag
Insvetstal
Nyttotal
Halvautomatisk MAG svetsning.
74
Exempel, kostnadskalkyler
Makes Industry Grow
…hur påverkas kalkylen vid robotsvetsning?
…manuell svetsning, mekaniserad svetsning
och robot svetsning?
Nov 2012
Nils Stenbacka
75
Svetsmetod och maskintimkostnad
Makes Industry Grow
1. MMA normalutbyteselektrod
Small investments
2. MMA högutbyteselektrod
3. MAG halvautomatisk
4. MAG mekaniserat
5. MAG tandem
Se även sid 130 - 132 i kursboken
76
High investments
Behov av analys
Makes Industry Grow
Komplexitet & Behov av analys
Elektronstråle & Laserprocesser
Robotisering & Hybridprocesser
Mekanisering
Mera avancerade maskiner
Enkla utrustningar
Storleken på investeringen
Bilden illustrerar komplexiteten vid val av metod ur
teknisk och ekonomisk synvinkel. Behovet av analys växer ju högre
upp på trappan man kommer.
Nov 2012
Nils Stenbacka
77
Flexibilitet och Produktivitet
Makes Industry Grow
Flexibilitet
Semi-automatisk
manuell
svetsning
mekaniserad
robotsvetsning
automatiserad
robotsvetsning
Mekaniserad/automatiserad
svetsning i specialanläggningar
Produktivitet
Nov 2012
Nils Stenbacka
78
Maskinkostnad
Makes Industry Grow
Nils Stenbacka nov 2012
Beräkning av maskinkostnad
1
2
3
Maskinkostnad inkl styrsystem etc
Kostnader för installation, utbildning, förstudie
etc
Reservdelar
Summa kostnader för en driftklar installation
4
5
8
9
13
14
15
16
17
4 410 000 kr
6 år
8%
Annuitetsfaktor
Kalkylmässig avskrivning per
år
893 992 kr
Underhållskostnad i % av nr 1 per år
Årlig rumshyra
2%
20000 kr
1,216
913 992 kr
Utnyttjandegrad (bågtidsfaktor)
Antal arbetstimmar per år 1 skift
Antal skift
0,8
1 810 h
3
Drifttimmar per år
Fast maskinkostnad per år
4 344 h
210 kr/h
Effektförbrukning
Elpris
Elkostnad
Verktygskostnad (kontaktrör, dysor
etc)
Driftrelaterat underhåll av robot
Driftrelaterat underhåll av
anläggningen
40 kW
0,7 kr/kWh
28 kr/h
Rörlig maskinkostnad
53 kr/h
Total maskinkostnad per timme
Nov 2012
400 000
10 000
Avskrivningstid
Kalkylränta
Fasta maskinkostnad per år
10
11
12
4 000 000 kr
15 "
5"
5"
263 kr/h
Nils Stenbacka
79
Ännu en reflektion
Makes Industry Grow
…låt oss nu diskutera vad den föregrående bilden antyder.
Dags för en större övningsuppgift till.
Nov 2012
Nils Stenbacka
80
Makes Industry Grow
Investeringsanalyser
Investeringsbeslut – Investeringsanalys
• Rationalisering
• Höja kapaciteten
• Ersätta sliten utrustning
• Öka kvaliteten
• Minska spridningen i kvaliteten
•Grundinvestering (år noll)
•Intäkter
•Renovering
•Restvärde
81
Annuitetsmetoden
Makes Industry Grow
• NuV(0) = B/(1 + r)n , nuvärde år noll
• B, betalning år n
• 1/(1 + r)n , diskonteringsfaktor (diskonto = ränta, räntefot)
• f = r / [1 – (1 + r)-n], annuitetsfaktor (annuitet = årsbelopp)
För beräkning av årliga lika stora avbetalningar under ett visst
antal år för att betala av ”lånet”.
Se sid 112 i kursboken
82
Banklån
Makes Industry Grow
…vi räknar på ett banklån med Annuitetsmetoden
Vi lånar 1 000 000 kr på 10 år.
Räntan är 4%.
Hur mycket ska vi betala per månad,
räntekostnad + amortering, för att
vi ska vara skuldfria efter 10 år?
Nov 2012
Nils Stenbacka
83
Internräntemetoden
Makes Industry Grow
• IRR - en metod för
investeringskalkylering.
• Man beräknar den räntesats,
internräntan, som investeringen
avkastar.
• Genom att genomföra den
beräknade internräntan med
kalkylräntan, dvs det uppsatta
avkastningskravet, kan man
bedöma investeringens
lönsamhet.
84
I(0) = Σbi/(1 + ri)n + V(n)/(1 + ri)n
I(0)
bi
V(n)
ri
Σ
grundinvestering
avkastning år i
slutvärde år n
internräntan
summeras från 0 till n
Makes Industry Grow
85
Laser-hybrid station, cash flow model
Makes Industry Grow
Laser-hybrid station, känslighet
Hur påverkas lönsamheten (IRR = 25%) vid;
•
•
•
•
•
•
•
86
10 % dyrare investering
10 % dyrare implementering
3 mån försening (från 6 till 9 mån)
10% högre driftkostnader
10% lägre pris per enhet
10% kortare cykeltid
Från 2 till 3 skift
•
•
•
•
•
•
•
IRR 20%
IRR 25%
IRR 18%
IRR 20%
IRR 15%
IRR 37%
IRR 51%
Skärmetoder
Makes Industry Grow
Nov 2012
Nils Stenbacka
87
SSAB
Skärmetoder
Makes Industry Grow
Nov 2012
Nils Stenbacka
Engblom
www.svet.se
88
Makes Industry Grow
Tips för att sänka kostnaderna
Se sid 100 i kursboken
Om arbetskostnaden
dominerar – arbeta med att
sänka bågtiden (svetstiden).
Om kapitalkostnaden
dominerar – arbeta med att
reducera cykeltiden.
Nov 2012
Nils Stenbacka
89