Понимать масштабы производства

Изучите различные масштабы производственных факторов, которые влияют на них, и методы производства, которые наилучшим образом подходят для каждого этапа.

Каковы масштабы производства?

“Масштабы производства” означают объем или количество, в котором производится деталь. Как правило, существует три масштаба производства.

• Одноразовое производство
• Серийное производство
• Крупносерийное или массовое производство

Одноразовое производство

Одноразовое производство предполагает создание одного изделия. Это может быть готовый продукт, например, изготовленная на заказ деталь, или прототип, используемый для проверки дизайна. Компании, производящие одноразовые изделия, обычно производят от одной до 100 единиц в год, что называется малосерийным производством.

• Настройка. Единовременное производство позволяет вам легко адаптировать дизайн в соответствии с вашими конкретными требованиями, от размера до функций и цветов. Это обеспечивает более высокую степень персонализации, которую обычно невозможно достичь при больших масштабах производства.
• Тестирование и создание прототипов. Создание отдельной детали позволяет легко протестировать конструкцию перед запуском в серийное производство. В свою очередь, это может помочь полностью оптимизировать конструкцию, что позволит избежать дорогостоящих ошибок в будущем.
• Сокращение запасов. Как правило, одна деталь не создает проблем с хранением или инвентаризацией, если только она не очень крупная - например, автомобиль, изготовленный на заказ.

В чем заключаются недостатки разового производства?

• Более высокие затраты на единицу продукции. Производство единичных изделий обычно не позволяет добиться эффекта масштаба. Для этого также могут потребоваться специализированные материалы или затраты на рабочую силу, которых можно избежать при больших объемах производства.
• Более длительные сроки выполнения заказа. Единовременное производство может привести к увеличению сроков выполнения заказа, поскольку деталь или продукт, которые вы создаете, требуют гораздо большего внимания к деталям, чем массовое производство.
• Масштабируемость. Если ваша одноразовая деталь не является прототипом, может возникнуть трудность с расширением производства в случае необходимости.

Серийное производство

Серийное производство, или мелкосерийное производство, означает изготовление деталей или изделий одного и того же типа в ограниченном или заданном количестве. Это соответствует среднему объему производства в 100-10 000 единиц в год.  Серийное производство может предоставить вам те же возможности настройки, что и при единовременном производстве, и в то же время позволит оптимизировать производственный процесс для повышения эффективности. Детали для самолетов являются хорошим примером деталей, которые обычно создаются при серийном производстве.

В чем преимущества серийного производства?

• Более доступный по цене, чем при единовременном производстве. При серийном производстве достигается экономия за счет масштаба, что может означать снижение затрат на единицу продукции. Это означает, что детали, создаваемые при серийном производстве, часто обходятся дешевле, чем при единовременном производстве.
• Проще адаптироваться к требованиям рынка. В случае увеличения или уменьшения спроса на вашу деталь или изделие, вам будет проще скорректировать производственный процесс, чтобы удовлетворить его. В то же время при больших масштабах производства вы можете ограничиться определенным количеством деталей, в то время как изготовление одноразовых деталей может занять много времени.
• Повышенная повторяемость. Поскольку вы создаете определенное количество одинаковых деталей, вы можете использовать приспособления или станки с ЧПУ для их быстрого и эффективного изготовления. При других масштабах производства это не всегда возможно, особенно при производстве одноразовых деталей.

В чем заключаются недостатки серийного производства?

• Увеличение затрат на наладку. Для создания эффективной системы серийного производства могут потребоваться различные станки или инструменты, которые могут быть довольно дорогостоящими.
• Хранение инвентаря. Серийное производство означает, что вам потребуется место для хранения инвентаря, даже если это небольшое количество деталей.
• Меньше возможностей для настройки. Серийное производство обычно не подходит для создания прототипов, поскольку оно ограничивает возможности настройки отдельных деталей. Вместо этого вам придется переоборудовать оборудование для следующей партии, чтобы добавить новые или изменить существующие функции.

Увеличение объемов производства

Крупносерийное или массовое производство предполагает крупномасштабное изготовление стандартизированных деталей или изделий. Это связано с большим объемом производства - 10 000 или более единиц в год. Производство в больших объемах обычно включает в себя производственные или сборочные линии, которые могут работать непрерывно, 24 часа в сутки, семь дней в неделю (это называется “непрерывным производством”).   Этот тип производства используется для создания огромного разнообразия деталей, предназначенных для конечного использования, от автомобилей до смартфонов - или всего остального, что продается или используется тысячами (или даже миллионами) людей.

В чем преимущества увеличения объемов производства?

• Экономия за счет масштаба. По мере увеличения количества производимых деталей цена за единицу снижается. Это означает, что детали массового производства часто намного дешевле, чем те, которые производятся небольшими партиями.
• Автоматизация. Массовое производство часто можно автоматизировать или использовать на производственных линиях, таких как сборочные или отделочные. Это может значительно повысить эффективность и снизить затраты, которые в противном случае были бы связаны с привлечением квалифицированной рабочей силы.
• Простая замена. Стандартные детали легко заменяются или реконструируются, что позволяет сократить время простоя в случае поломки или износа.

В чем заключаются недостатки массового производства?

• Высокие затраты на запуск. Оборудование, необходимое для массового производства деталей, может быть непомерно дорогим - даже дороже, чем для небольших или среднесерийных партий. Обычно это представляет проблему для всех, кроме крупных организаций.
• Никакой кастомизации. Детали массового производства стандартизированы, что означает, что практически нет возможностей для кастомизации или персонализации.
• Контроль качества. Несмотря на то, что контроль качества - это всегда проблема, независимо от масштаба производства, обеспечить его при массовом производстве деталей может быть очень сложно, а это означает, что вам придется уделять особое внимание предотвращению или обнаружению ошибок или дефектов по мере их возникновения.

Как правильно выбрать масштаб производства

Чтобы выбрать масштаб производства, который лучше всего подходит для вашей детали или продукта, вы можете задать себе следующие вопросы.

• Каков размер рынка или спрос на деталь или продукт, который вы хотите создать? Часто, чем выше спрос или размер рынка, тем больший масштаб производства вам потребуется для его создания.
• Каковы затраты на материалы, рабочую силу и оборудование, необходимые для различных масштабов производства? Как они соотносятся с вашими идеальными затратами на единицу детали, которую вы хотите изготовить? Более низкие затраты на единицу продукции, как правило, являются результатом увеличения масштабов производства.
• Какие степени кастомизации или персонализации потребуются вашим деталям? Более высокая степень кастомизации обычно требует меньших производственных масштабов.
• Насколько короткими (или продолжительными) должны быть сроки выполнения заказа? Как правило, чем меньше масштаб производства, тем меньше время выполнения заказа.
• Насколько строгими должны быть ваши меры контроля качества? Зачастую, чем более строгим должен быть ваш контроль качества, тем больше он подходит для снижения масштабов производства.

Какие методы производства являются наилучшими для различных масштабов производства?

• Обработка с ЧПУ. Отличный выбор для точных, детализированных одноразовых деталей или прототипов, а также для серийного или крупносерийного производства, особенно когда требуется более высокая степень гибкости и контроля качества.
• 3D-печать. 3D-печать - это, прежде всего, отличный метод создания прототипов. Он также может быть полезен для небольших серийных выпусков, поскольку не требует дорогостоящего оборудования и обеспечивает высокую степень гибкости при относительно минимальной настройке. Однако возможности 3D-печати для эффективного массового производства больших партий деталей ограничены, поскольку она зачастую выполняется медленнее, чем другие методы производства. Однако технология развивается очень быстро и обладает большим потенциалом для масштабного производства в будущем.
• Литье под давлением. Литье под давлением является ключевым при изготовлении пластмассовых деталей. Оно также может быть хорошим выбором для среднесерийного производства, в зависимости от того, что вы создаете, поскольку оно очень экономично. Но из-за высоких затрат на настройку (обычно требуется изготовление оснастки по индивидуальному заказу) он наиболее экономичен при крупномасштабном производстве деталей.