Nýsköpun með pinnaskafti sem knýr sjálfbærni? 

Þegar þú heyrir sjálfbærni í framleiðslu hugsarðu líklega um stóra hluti: endurnýjanlega orku fyrir verksmiðjuna, að skipta yfir í endurunnið stál eða skera úr kælivökvaúrgangi. Sjaldan gerir auðmjúkurinn það pinnaskaft koma upp í hugann. Það er hinn algengi blindi blettur. Í mörg ár var frásögnin sú að festingar væru vörur - ódýrar, hægt að skipta um og virknilega kyrrstæðar. Litið var á sjálfbærniátakið sem eitthvað sem gerðist í kringum þá, ekki í gegnum þá. En ef þú hefur verið á verksmiðjugólfinu eða í hönnunarskoðunarfundum, þá veistu að það er þar sem raunverulegur, grófur hagkvæmnihagnaður - eða tap - er læstur. Þetta snýst ekki um að grænþvo íhlut; það snýst um að endurskoða grundvallar burðarhluti til að knýja fram efnisnýtni, langlífi og minnka auðlindir alls kerfisins. Leyfðu mér að pakka því upp.

Þyngd grams: Efnishagkvæmni sem útgangspunktur

Það byrjar með einfaldri spurningu: hvers vegna er þessi pinna hér og þarf hann að vera svona þungur? Í fyrra verkefni fyrir landbúnaðarvélaframleiðanda vorum við að skoða snúningspinna fyrir tengingu uppskerutækis. Upprunalega forskriftin var 40 mm þvermál, 300 mm langur solid kolefnisstálpinna. Þannig hafði það verið í áratugi, flutningshluti. Markmiðið var kostnaðarlækkun en leiðin lá beint í sjálfbærni. Með því að framkvæma rétta FEA greiningu á raunverulegum álagslotum - ekki bara öryggisstuðull kennslubókarinnar 5 - komumst við að því að við gætum skipt yfir í hástyrkt, lágblandað stál og minnkað þvermálið í 34 mm. Það sparaði 1,8 kg af stáli á pinna. Margfaldaðu það með 20.000 einingar á ári. Strax áhrifin voru minna hráefni sem var unnið, unnið og flutt. Kolefnisfótspor þess að framleiða þetta stál er gríðarlegt, svo að spara næstum 36 tonn af stáli árlega var ekki bara kostnaður við línuvörur; þetta var áþreifanlegt umhverfislegt. Áskorunin var ekki verkfræðin; það voru sannfærandi innkaup að aðeins dýrari stáleinkunn á hvert kíló væri þess virði fyrir heildarkerfissparnaðinn. Það er menningarbreyting.

Þar skiptir landafræði framleiðslunnar máli. Á stöðum eins og Yongnian-hverfinu í Handan, Hebei - skjálftamiðju festingaframleiðslu í Kína - sérðu þessa efnisreikninga spila út á iðnaðarskala. Fyrirtæki sem starfar þar, eins og Handan Zitai Festener Manufacturing Co., Ltd., situr í miðju víðáttumiklu framboðsneti. Ákvarðanir þeirra um efnisöflun og hagræðingu ferla gára. Þegar þeir kjósa að vinna með stálmyllum sem veita hreinni, samkvæmari efnisþætti, dregur það úr brotahlutfalli í eigin smíða- og vinnsluferlum. Minna rusl þýðir minni orkusóun við endurbræðslu eða endurvinnslu gallaða hluta. Það er keðjuverkun hagkvæmni sem byrjar með hráefninu og endar með fullunnum pinnaskaft það gerir ekki of mikið af vandanum. Þú getur lært meira um rekstrarsamhengi þeirra á síðunni þeirra, https://www.zitai fasteners.com.

En efnisskerðing hefur sín takmörk. Þú getur bara gert pinna svo þunnan áður en hann mistekst. Næsta landamæri er ekki bara að taka efni út, heldur að setja frammistöðu. Það leiðir til yfirborðsmeðferðar og háþróaðrar framleiðslu.

Beyond Chrome: The Unseen Life-Extension Plays

Tæring er hinn þögli morðingi véla og óvinur sjálfbærni. Misheppnaður pinna vegna ryðs stöðvar ekki bara vél; það skapar eyðsluatburð—pinninn sem er brotinn, niður í miðbæinn, afleysingarvinnuna, hugsanlega aukatjónið. Svarið af gamla skólanum var þykkt rafhúðað króm. Það virkar, en málunarferlið er viðbjóðslegt, þar sem sexgilt króm er notað, og það skapar yfirborð sem getur flísað, sem leiðir til galvanískra tæringarhola.

Við gerðum tilraunir með nokkra valkosti. Önnur var fjölliðahúð með háum þéttleika og lítinn núning. Það virkaði fallega á rannsóknarstofunni og í hreinu prófunarumhverfi. Minni núningur, framúrskarandi tæringarþol. En á vettvangi, á byggingargröfu sem starfaði í slípiefni, slitnaði hún á 400 klukkustundum. Misheppnuð. Lærdómurinn var sá að sjálfbærni snýst ekki bara um hreint ferli; þetta snýst um vöru sem endist í hinum raunverulega heimi. Sjálfbærari lausnin reyndist vera önnur leið: Ferritic nitrocarburizing (FNC) meðferð ásamt eftiroxunarþéttingu. Þetta er ekki húðun; þetta er dreifingarferli sem breytir málmvinnslu yfirborðsins. Það skapar djúpt, hart og ótrúlega tæringarþolið lag. Kjarni pinnans er enn harður, en yfirborðið þolir núning og þolir ryð mun lengur en málun. Líftími snúningsliðsins í vettvangsprófinu okkar tvöfaldaðist. Þetta eru tveir líftímar fyrir verð eins hvað varðar innbyggt kolefni frá framleiðslu. Orkan fyrir FNC ferlið er umtalsverð, en þegar hún er afskrifuð yfir tvöfaldan endingartíma, lækkar heildarálagið á umhverfið.

Þetta er svona skiptagreining sem gerist á vettvangi. Grænasti kosturinn á pappír er ekki alltaf varanlegur. Stundum er orkufrekara framleiðsluskref fyrir íhlutinn lykillinn að miklum sparnaði fyrir alla vélina. Það neyðir þig til að hugsa í kerfum, ekki einangruðum hlutum.

Flutningasporið falið í öskju

Hér er horn sem oft er saknað: pökkun og flutningar. Við endurskoðuðum einu sinni kolefniskostnaðinn við að fá pinna frá verksmiðju í Hebei í færiband í Þýskalandi. Pinnunum var hver fyrir sig pakkað inn í olíupappír, sett í litla kassa, síðan í stærri aðalöskju, með ríkulegu froðufylliefni. Rúmmálsnýtingin var hræðileg. Við vorum að senda loft og umbúðaúrgang.

Við unnum með birgjanum - atburðarás þar sem framleiðandi eins og Zitai, með nálægð sinni við helstu járnbrautar- og vegaæðar eins og Beijing-Guangzhou járnbrautina og þjóðveg 107, hefur náttúrulegan kost - að endurhanna pakkann. Við færðum okkur yfir í einfalda, endurvinnanlega pappahulsu sem geymdi tíu pinna í nákvæmu fylki, aðskilin með pappa rifjum. Engin froða, engin plastfilma (léttur, niðurbrjótanlegur pappír í staðinn). Þetta jók fjölda pinna á hvern sendingargám um 40%. Það eru 40% færri gámasendingar fyrir sömu framleiðslu. Eldsneytissparnaður á sjóflutningum er yfirþyrmandi. Þetta er pinnaskaft nýsköpun? Algjörlega. Það er nýjung í afhendingarkerfi þess, sem er kjarni hluti af lífsferilsáhrifum þess. Staðsetning fyrirtækisins, sem býður upp á mjög þægilegan flutning, er ekki bara sölulína; það er lyftistöng til að draga úr farmkílómetrum þegar það er sameinað snjöllum umbúðum. Það breytir landfræðilegri staðreynd í sjálfbærnieiginleika.

Þegar stöðlun berst gegn sóun

Krafan um aðlögun er sjálfbærni martröð. Sérhver einstakur pinna þarf eigin verkfæri, sína eigin uppsetningu á CNC, eigin birgðarauf, eigin hættu á úreldingu. Ég hef séð vöruhús full af sérstökum nælum fyrir vélar sem eru löngu úr framleiðslu. Þetta er innbyggð orka og efni sem situr aðgerðalaus, ætluð til rusl.

Öflugt skref er árásargjarn stöðlun innan vörufjölskyldu. Í nýlegu rafhlöðupakkaverkefni fyrir rafbíla, börðumst við fyrir því að nota sama þvermál og efni fyrir alla innri burðarbúnaðarstaðsetningarpinna, jafnvel í mismunandi stærðum eininga. Við breyttum aðeins lengdinni, sem er einföld skurðaðgerð. Þetta þýddi einn hráefnisbirgðir, eina hitameðferðarlotu, eina gæðaeftirlitsreglu. Það einfaldaði samsetningu (engin hætta á að velja rangan pinna) og minnkaði birgðaflókið verulega. The Sjálfbærni ávinningur hér er í meginreglum um lean manufacturing: að draga úr breytingum á uppsetningu, lágmarka umframbirgðir og útrýma sóun frá rugli. Það er ekki töfrandi, en það er þar sem raunveruleg, kerfisbundin auðlindanýting fæðist. Viðnámið kemur venjulega frá hönnunarverkfræðingum sem vilja fínstilla hvern pinna fyrir sitt sérstaka álag, oft með jaðarávinningi. Þú verður að sýna þeim heildarkostnað - fjárhagslegan og umhverfislegan - af þeim margbreytileika.

Hringlaga hugsunin: Hönnun til að taka í sundur

Þetta er það erfiða. Getur a pinnaskaft vera hringlaga? Flestum er þrýst inn, soðið eða vansköpuð (eins og með festingar) á þann hátt sem gerir það eyðileggjandi að fjarlægja það. Við skoðuðum þetta fyrir vindmylluhellukerfi. Pinnar sem festa blöð legur eru stórkostlegir. Við lok líftímans, ef gripið er til þeirra eða samruna, er um að ræða kyndilskurð – hættulegt, orkufrekt og það mengar stálið.

Tillaga okkar var mjókkandi pinna með stöðluðum útdráttarþræði í öðrum endanum. Hönnunin krafðist nákvæmari vinnslu, já. En það gerði ráð fyrir öruggum, eyðileggjandi fjarlægingu með því að nota vökvadráttara. Þegar hann var kominn út var hægt að skoða þennan hágæða, stórsmíðaða pinna, endurvinna ef nauðsyn krefur og endurnýta hann í minna mikilvægu forriti, eða að minnsta kosti endurvinna hann sem hreint, hágæða stál rusl, ekki martröð úr blönduðum málmum. Stofnkostnaður eininga var hærri. Gildistilboðið var ekki til fyrsta kaupandans, heldur heildareignarkostnaðar rekstraraðilans á 25 árum og reksturs fyrirtækisins síðar. Þetta er langtíma, sönn lífsferilshugsun. Það hefur ekki verið almennt tekið upp - fjármagnskostnaðarhugsunin er enn ráðandi - en það er stefnan. Það færir pinna úr rekstrarvöru yfir í endurheimtanlega eign.

Svo, er pinnaskaft nýsköpun knýr sjálfbærni? Það getur. Það gerir það. En ekki í gegnum töfraefni eða tískuorð. Það knýr sjálfbærni í gegnum uppsafnaða þyngd þúsund raunsærra ákvarðana: að raka grömm af hönnun, velja langvarandi meðferð, pakka þeim snjallari, staðla án afláts og þora að hugsa um endalokin í upphafi. Það er í höndum verkfræðinga, framleiðsluskipuleggjenda og gæðastjóranna á gólfinu á stöðum eins og Handan. Drifið er ekki alltaf merkt grænt; það er oft merkt skilvirkt, áreiðanlegt eða hagkvæmt. En áfangastaðurinn er sá sami: að gera meira með minna, lengur. Það er hin raunverulega saga.