ผู้ผลิตตู้ควบคุมลดน้ำหนักตัวเครื่อง 35% ด้วยชิ้นส่วนโลหะเปลือกพลาสติกของ SINGI ได้อย่างไร

ผู้ผลิตตู้จ่ายไฟแรงดันต่ำขนาดกลางรายหนึ่งกำลังประสบปัญหากับตู้หุ้มที่หนักและเสี่ยงต่อการกัดกร่อน การเปลี่ยนมาใช้ชิ้นส่วนโลหะเปลือกพลาสติกของ SINGI ช่วยลดน้ำหนักต่อหน่วยลง 35% ลดเวลาประกอบลง 40% และลดต้นทุนรวมลง 22%

ภูมิหลังลูกค้า

ลูกค้ารายนี้เป็นบริษัท OEM ที่มีพนักงาน 300 คน ตั้งอยู่ในมณฑลกวางตุ้ง ผลิตตู้จ่ายไฟแรงดันต่ำ แผงควบคุมมอเตอร์ และชุดประกอบไฟฟ้าตามสั่ง โรงงานผลิตได้ประมาณ 5,000 หน่วยต่อปี ให้บริการทั้งลูกค้าอุตสาหกรรมในประเทศและตลาดส่งออกในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้และอเมริกาใต้

กำไรจากการผลิตเริ่มตึงตัว คำสั่งซื้อส่งออกกำหนดให้ต้องเป็นไปตามมาตรฐานสากล ขณะที่ลูกค้าในประเทศต้องการการส่งมอบที่เร็วขึ้นและราคาที่ต่ำลง บริษัทจำเป็นต้องหาวิธีลดต้นทุนวัสดุ ปรับกระบวนการประกอบให้กระชับ และเพิ่มความน่าเชื่อถือของสินค้า โดยไม่ประนีประนอมด้านความปลอดภัยหรือสมรรถนะ

ความท้าทายของการผลิตโลหะแบบดั้งเดิม

ตู้หุ้มทุกใบถูกผลิตจากเหล็กแผ่น คนงานตัด ดัด เชื่อม และพ่นสีแต่ละกล่องด้วยมือ ซึ่งสร้างคอขวดหลายจุดในสายการผลิต

• น้ำหนักมาก: ตู้ติดผนังทั่วไปหนัก 65 kg ซึ่งเพิ่มค่าขนส่งสำหรับคำสั่งซื้อส่งออกและทำให้การติดตั้งในหน้างานยากลำบาก
• ปัญหาการกัดกร่อน: ลูกค้าในพื้นที่ชายฝั่งรายงานว่าพบสนิมบนเปลือกเหล็กที่พ่นสีภายในสองปี บริษัทต้องเสนอการพ่นเคลือบใหม่ที่มีค่าใช้จ่ายสูง หรือเปลี่ยนเครื่องภายใต้การรับประกัน
• รอบการประกอบที่ยาวนาน: การเชื่อมและการพ่นสีใช้เวลาสองวันเต็มต่อหน่วย การเจาะช่องสำหรับเบรกเกอร์และตัวบ่งชี้ต้องใช้แรงงานเพิ่มเติมและพบการเยื้องศูนย์
• คุณภาพไม่สม่ำเสมอ: การจัดการด้วยมือทำให้เกิดรอยบุบ รอยขีดข่วน และขนาดที่แปรผัน ซึ่งก่อให้เกิดงานแก้ไขและความล่าช้า

ปัญหาเหล่านี้กัดกร่อนผลกำไร ของเสียและงานแก้ไขคิดเป็น 9% ของต้นทุนการผลิต และระยะเวลาจัดส่งเฉลี่ยยืดออกไปถึงสี่สัปดาห์ ทำให้ลูกค้าบางรายหันไปใช้คู่แข่ง

ทำไมต้องเลือกชิ้นส่วนโลหะสำหรับเปลือกพลาสติกของ SINGI

ผู้ผลิต OEM ประเมินทางเลือกหลายอย่างก่อนเลือก SINGI การขึ้นรูปอะลูมิเนียมมีน้ำหนักเบากว่าแต่ราคาแพงเกินไปและยังต้องผ่านการกลึงเพิ่มเติม ส่วนตู้หุ้มที่ทำจากพลาสติกล้วนขาดความแข็งแรงเชิงกลและความสามารถในการต่อลงดินที่จำเป็นสำหรับชุดสวิตช์เกียร์

ชิ้นส่วนโลหะพร้อมเปลือกพลาสติกของ SINGI นำเสนอโซลูชันแบบผสมผสาน เปลือกพลาสติกให้ฉนวนไฟฟ้า ความต้านทานการกัดกร่อน และพิกัดความเผื่อมิติที่แคบ ขณะที่เมทัลอินเสิร์ตและโครงที่ฝังอยู่รักษาความแข็งแรงเชิงโครงสร้างและทำให้ต่อสายดินได้อย่างเชื่อถือได้ การตัดสินใจขึ้นอยู่กับสี่ปัจจัย:

• การออกแบบแบบบูรณาการ: จุดยึด รางนำ และช่องเจาะถูกขึ้นรูปเข้าไปในเปลือกตั้งแต่การฉีด ช่วยขจัดขั้นตอนการกลึงที่แยกออกมาต่างหาก
• สมรรถนะของวัสดุ: วัสดุคอมโพสิตหน่วงไฟสูตรเฉพาะของบริษัททนทานต่อการทดสอบลวดเรืองแสง 850°C และผ่านการรับรองระดับ UL 94 V-0
• การลดน้ำหนัก: ดีไซน์นี้ช่วยให้น้ำหนักตู้หุ้มรวมลดลง 35% ซึ่งจะช่วยลดค่าขนส่งและทำให้การจัดการง่ายขึ้น
• การปฏิบัติตามข้อกำหนด: ชิ้นส่วนต่าง ๆ ถูกทดสอบตาม IEC 61439-1 และ IEC 60947-1 เพื่อให้ชุดประกอบสุดท้ายเป็นไปตามข้อกำหนดการส่งออก

กระบวนการนำไปใช้

การดำเนินการใช้เวลาสามเดือนตั้งแต่การหยุดออกแบบจนถึงการผลิตจำนวนมาก โครงการดำเนินไปตามขั้นตอนสำคัญเหล่านี้:

1. การตรวจสอบการออกแบบ: วิศวกรของ SINGI ตรวจสอบแบบของลูกค้าและทำการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์เพื่อยืนยันความแข็งเกร็งและการระบายความร้อนสำหรับพิกัดกระแสที่ตั้งใจไว้
2. การพัฒนาแม่พิมพ์: แม่พิมพ์ฉีดถูกผลิตด้วยผังแบบหลายคาวิตี้ ช่วยลดเวลาไซเคิลลงเหลือต่ำกว่า 60 วินาทีต่อการประกอบเปลือกและอินเสิร์ตหนึ่งชุด
3. การทดสอบต้นแบบ: ชุดนำร่องจำนวน 50 ตู้หุ้มได้รับการประกอบและทดสอบความแข็งแรงทางไดอิเล็กทริก ความต้านทานการกระแทก และความต่อเนื่องของระบบเชื่อมต่อสายดิน
4. การเพิ่มกำลังการผลิต: หลังการปรับระยะห่างของอินเสิร์ตเล็กน้อย การผลิตเต็มรูปแบบก็เริ่มขึ้น SINGI จัดส่งชิ้นส่วนแบบทันเวลาพอดีในอัตรา 2,500 หน่วยต่อเดือน

ความยากโดยทั่วไปคือการทำให้การต่อเนื่องของการต่อสายดินระหว่างเปลือกพลาสติกกับเมทัลอินเสิร์ตมีความน่าเชื่อถือ ต้นแบบเริ่มต้นไม่ผ่านการทดสอบไฟฟ้าลัดวงจรที่ 0.1 kA เนื่องจากการเชื่อมต่อระหว่างอินเสิร์ตกับโครงใช้สกรูธรรมดาที่คลายตัวเมื่อผ่านการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซ้ำ ๆ วิธีแก้ไขคือใช้เมทัลอินเสิร์ตแบบบูชทองเหลืองยึดด้วยความร้อนและขั้วต่อแบบย้ำสายเฉพาะ ซึ่งรักษาความต้านทานต่ำไว้ได้หลังผ่าน 200 รอบอุณหภูมิ

ผลลัพธ์การใช้งานและการปรับปรุงเชิงปริมาณ

หลังจากผลิตไปได้หกเดือน ลูกค้าได้บันทึกการปรับปรุงดังต่อไปนี้:

• น้ำหนักเปลือกลดลง 35% — จาก 65 kg เหลือ 42 kg สำหรับรุ่นติดผนังมาตรฐาน
• เวลาประกอบต่อชิ้นลดลง 40% — จากสองวันเหลือหนึ่งกะ (8 ชั่วโมง) เนื่องจากไม่จำเป็นต้องเจาะช่อง จุดยึด และพื้นผิวที่พ่นสีอีกต่อไป
• ต้นทุนรวมต่อเปลือกลดลง 22% — การประหยัดมาจากการใช้วัตถุดิบน้อยลง แรงงานกลึงน้อยลง และอัตรางานแก้ไขที่ต่ำลง
• อัตราการเสียในสนามลดลง 60% — ข้อร้องเรียนเกี่ยวกับการกัดกร่อนหายไปตลอดปีแรกของการใช้งาน
• เวลาส่งมอบเฉลี่ยลดลงจาก 28 วัน เหลือ 16 วัน — รอบการประกอบที่สั้นลงทำให้บริษัทรับคำสั่งซื้อได้มากขึ้น

สวิตช์ยังช่วยเพิ่มความปลอดภัยอีกด้วย เปลือกพลาสติกให้ฉนวนสองชั้นในชิ้นส่วนที่มีไฟ ช่วยลดความเสี่ยงจากไฟฟ้าดูดระหว่างการบำรุงรักษา บริษัทรายงานว่าตู้ผ่านการทดสอบแบบ (type test) ทั้งหมดตาม IEC 61439-1 และ IEC 60947-1 รวมถึงข้อกำหนดการทนไฟฟ้าลัดวงจรและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ

เสียงจากลูกค้า

"สิ่งที่ประทับใจเราที่สุดคือการสนับสนุนด้านวิศวกรรมจาก SINGI" ผู้จัดการฝ่ายผลิตของบริษัท OEM กล่าว "พวกเขาไม่ได้แค่จัดหาชิ้นส่วน แต่ช่วยเราปรับปรุงการออกแบบให้ผลิตได้ง่ายขึ้น เราลดค่าขนส่งลงได้ และลูกค้าของเราก็สังเกตเห็นคุณภาพที่ดีขึ้น ระยะเวลาคืนทุนของเงินลงทุนทำแม่พิมพ์ใช้เวลาเพียงสิบเอ็ดเดือน"

บทเรียนและคำแนะนำ

กรณีนี้ให้บทเรียนหลายประการสำหรับผู้ผลิตอื่น ๆ ที่กำลังพิจารณาใช้ชิ้นส่วนโลหะเปลือกพลาสติก:

• เริ่มจากการทบทวนการออกแบบอย่างครบถ้วน ให้ผู้จัดจำหน่ายเข้ามามีส่วนร่วมตั้งแต่ช่วงต้นของการพัฒนาผลิตภัณฑ์ การประหยัดต้นทุนที่มีนัยสำคัญที่สุดมาจากการขจัดงานกลึงขั้นทุติยภูมิ ไม่ใช่จากตัววัสดุเอง
• ตรวจสอบพฤติกรรมทางความร้อนและเชิงกลภายใต้สภาวะโหลดจริง โซลูชันบูชิ่งแบบยึดด้วยความร้อนได้ผลเฉพาะหลังจากทดสอบกับกระแสไฟฟ้าลัดวงจรจริงเท่านั้น การจำลองเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ
• วางแผนความต่อเนื่องของการต่อสายดินตั้งแต่เริ่มต้น ตู้หุ้มพลาสติกต้องออกแบบเส้นทางลงดินอย่างระมัดระวัง ตรวจสอบความต่อเนื่องของชิ้นส่วนนำไฟฟ้าที่สัมผัสได้ทั้งหมดให้เป็นไปตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง — ในกรณีนี้คือ IEC 61439-1
• พิจารณาต้นทุนโลจิสติกส์ทั้งหมด การประหยัดน้ำหนักช่วยลดค่าขนส่งทางอากาศ ซึ่งเปลี่ยนโครงการจากการคำนวณต้นทุนวัสดุมาเป็นโอกาสในการปรับปรุงโลจิสติกส์ให้เหมาะสม

หากบริษัท OEM ต้องทำโครงการนี้ใหม่อีกครั้ง พวกเขาจะลงทุนเวลาเพิ่มขึ้นในการทดสอบสายของขั้วต่อและกล่องยึดสาย (cable gland) ภายใต้การสั่นสะเทือน เนื่องจากสิ่งเหล่านี้ยังคงเป็นสาเหตุที่เหลืออยู่ของการเรียกใช้บริการ พวกเขายังตั้งข้อสังเกตว่าการทำงานกับผู้จัดจำหน่ายรายเดียวสำหรับทั้งชิ้นส่วนพลาสติกและโลหะช่วยให้การควบคุมคุณภาพและการสื่อสารง่ายขึ้น

มาตรฐานอุตสาหกรรมที่อ้างอิง

โครงการนี้อาศัยมาตรฐานต่อไปนี้เพื่อรับประกันความปลอดภัยและสมรรถนะ:

· IEC 60947-1:2020 — สวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันต่ำ - ส่วนที่ 1: กฎทั่วไป
· IEC 61439-1:2020 — ชุดสวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันต่ำ - ส่วนที่ 1: กฎทั่วไป
· GB/T 14048.1-2019 — สวิตช์เกียร์และอุปกรณ์ควบคุมแรงดันต่ำ - ส่วนที่ 1: กฎทั่วไป (การรับมาปรับใช้เป็นมาตรฐานแห่งชาติของจีน)