Как рассчитать окупаемость 3D‑принтера: 9 шагов

1. Выявите потребности | 2. Определите стоимость времени | 3. Определите текущие затраты | 4. Исследуйте процесс закупок в компании | 5. Проанализируйте аддитивную технологию | 6. Продумайте планировку помещения | 7. Подсчитайте окупаемость инвестиций | 8. Планируйте будущий рост | 9. Изучите варианты закупок

Ключевой момент при внедрении нового оборудования – подготовка надежного обоснования для покупки. Лица, принимающие решения в организации (ЛПР), должны оценить рентабельность инвестиций и увидеть реальные выгоды внедрения аддитивных технологий в производство. В материале, подготовленном компанией Hawk Rigde Systems (один из ведущих американских поставщиков 3D‑решений и услуг), рассмотрен поэтапный план убедительного экономического обоснования инвестиций в профессиональные и промышленные 3D‑принтеры, стоимость которых начинается с нескольких тысяч и достигает сотен тысяч долларов.

Шаг 1: выявите потребности

Определение потребности – этап, с которого начинается обоснование внедрения аддитивных технологий. Часто ЛПР не до конца понимают, как 3D‑принтеры могут быть использованы в их компании. Когда кто‑то с базовыми знаниями в этой области проходит по предприятию и указывает на многочисленные примеры потенциального применения 3D‑печати, это порой воспринимается как откровение.

Аддитивные технологии используются на предприятиях в трех основных категориях:

1. прототипирование;

2. создание оснастки и приспособлений;

3. производство.

Первый шаг к обоснованию – определить в рамках этих категорий конкретные примеры деталей, для которых аддитивное производство может подойти. Постарайтесь найти пять-шесть примеров – пусть это будут как текущие, так и прошлые проекты. Бывает, что компании используют для обоснования файлы устаревших деталей, потому что могут напрямую сравнить напечатанную деталь с той, что была создана ранее другим методом производства.

Обратитесь в iQB Technologies! Наши специалисты оценят рентабельность применения аддитивных технологий в вашей организации, подберут необходимые 3D-решения и реализуют проект внедрения под ключ:

Шаг 2: определите стоимость времени

Большинство согласится с утверждением «Время – деньги», но определить реальную цену времени в денежных знаках не так просто. Человеческий труд будет одним из ключевых факторов, определяющих время. Сколько человеко-часов требуется для производства определенной детали с использованием текущего процесса?

Следующий элемент, который необходимо учитывать, больше связан с производственными возможностями конкретного процесса. Каков текущий срок выполнения заказа до получения готового изделия? Это может зависеть от производительности работающего на предприятии станка или от времени выполнения заказа поставщиком.

Наконец, очень важно понимать, сколько времени отводится на проект. В какие сроки должен быть выполнен заказ? В условиях жесткой конкуренции при разработке продукции срок вывода продукта на рынок имеет жизненно важное значение. Учет стоимости времени выхода на рынок будет играть большую роль при обосновании использования 3D‑оборудования.

Шаг 3: определите текущие затраты

Насущный вопрос, возникающий в процессе обоснования: во сколько в настоящее время обходится вам производство данной детали? В сфере прототипирования это может быть стоимость передачи проектирования на аутсорсинг провайдеру 3D‑услуг. Применительно к средствам технологического оснащения – это расчет времени, при котором создание зажима или приспособления оказывается слишком дорогостоящим. В производстве – это прямое сравнение с литьем под давлением для определенного количества изделий.

Время выполнения заказа, стоимость оснастки и изменения конструкции следует рассматривать в сравнении с аддитивным процессом, который может устранить некоторые из этих проблем.

Шаг 4: исследуйте процесс закупок в вашей компании

Понимание внутренней структуры бюджетирования, а также стандартных процедур закупок оборудования в компании, – два ключевых фактора при расчете окупаемости 3D-принтеров.

Оборудование обычно приобретается с использованием капитальных затрат или вы можете осуществлять закупки на основе операционных затрат? Ваш бюджет рассчитывается ежемесячно, ежеквартально или ежегодно? Какие внутренние процедуры необходимо пройти, чтобы совершить покупку? Кто из заинтересованных лиц должен дать зеленый свет дальнейшим действиям?

Четкое понимание внутренней структуры даст вам гораздо больше шансов на успех, особенно когда речь идет о вариантах финансирования. В конце концов, выбор пути наименьшего сопротивления – это ключевой момент.

Шаг 5: проанализируйте аддитивную технологию

Теперь, когда у вас есть полное представление о производимых деталях, текущей стоимости и времени, следует сравнить эти данные с аддитивным процессом. При обосновании внедрения 3D‑оборудования необходимо учитывать три момента:

• истинную стоимость владения,

• время,

• постобработку.

При таком анализе источник наиболее эффективных цифр – реальные файлы деталей, которые имеют ценность для вашей организации.

Истинная стоимость владения

Переменные издержки

Анализ аддитивных технологий лучше всего начинать с переменных затрат. Они основаны исключительно на расходах, связанных с производством детали. Как правило, их можно свести к материалам, в том числе расходным, и трудозатратам. Если объем производства детали составляет $0, то эти затраты будут равны $0. Анализ переменных затрат – один из лучших способов быстро сравнить аддитивный процесс с любым другим методом производства.

Постоянные затраты

Как только вы определились с переменными затратами, пришло время разобраться в постоянных. Постоянные издержки стабильны и предсказуемы независимо от того, сколько деталей вы производите. Как правило, они включают в себя стоимость станка, вспомогательного оборудования, договоров на оказание услуг, помещений и любых комплектов для технического обслуживания. Постоянные затраты можно даже амортизировать за определенное количество лет и при желании включить в стоимость детали.

Время

Скорость 3D‑печати / количество деталей в неделю

Скорость печати – важный фактор, который следует учитывать при рассмотрении аддитивных технологий. Сколько деталей может выпустить система за неделю? Помните о своих текущих потребностях и планируйте будущий рост спроса на детали, выпущенные с помощью 3D‑принтера. Ваши технологические требования и перспективные потребности могут быстро сузить область применения аддитивного производства до наиболее подходящих задач.

Трудовые ресурсы, необходимые для управления системой

Распространенная ошибка, которая случается при покупке 3D‑оборудования: покупатель не имеет четкого представления о трудозатратах, необходимых для эксплуатации системы. Если 3D‑принтер требует значительных трудозатрат на одну деталь, важно учесть это время и понять стоимость. Для тех, кто хочет перейти к производству, важным вопросом будет возможность автоматизации этого процесса.

Постобработка

Обработка моделей после 3D‑печати – один из менее «гламурных» атрибутов аддитивного процесса, и производители нечасто упоминают ее в маркетинговых материалах. Тем не менее, постобработка важна для полного понимания того, что на самом деле требуется для получения конечной детали, особенно при сравнении разных аддитивных технологий.

Существует два типа послепечатной обработки: минимально необходимая постобработка и дальнейшая отделка. К минимальным требованиям большинства технологий обычно относится удаление поддержек. Некоторые порошковые технологии, например SLS, обходятся без поддерживающих структур, но при этом необходимо удалять порошок с помощью дробеструйной обработки.

Важно также понимать, что постобработка всех моделей не занимает одинаковое количество времени. Некоторые детали имеют глубокие, труднодоступные выемки или каналы, в то время как другие отличаются простой геометрией.

Если необработанная деталь не готова для конечного использования в вашем конкретном случае, может потребоваться дополнительная отделка – шлифовка, нанесение покрытий, механическая обработка и т. д. Кроме того, может понадобится очистка, охлаждение или сушка. На производстве настоятельно рекомендуется использовать автоматизированное оборудование для постобработки. Все эти нюансы должны быть хорошо проработаны в экономическом обосновании.

Шаг 6: продумайте планировку помещения

В зависимости от того, какую машину вы выберете, подготовка и планировка помещения могут стать важным моментом в обосновании выбора оборудования. Если речь идет о крупных производственных системах 3D‑печати, есть два пункта, которые необходимо тщательно продумать: логистика и планировка зала для принтеров.

Логистика предполагает получение ящиков с оборудованием и наличие свободного доступа для их доставки в помещение. Серьезным препятствием может стать многоэтажное здание: иногда нет больших лифтов, способных выдержать крупногабаритные 3D‑принтеры. В этом случае лучший вариант – использовать кран и демонтировать наружную панель окна для подъема груза.

Чтобы компенсировать эти расходы, компании используют данный метод для одновременной доставки нескольких крупных единиц оборудования. Основные требования к помещению, где расположатся аддитивные установки, – наличие электропитания, надлежащий зазор между принтерами и вспомогательным оборудованием, а также, в зависимости от машины, обеспечение сжатого воздуха и вентиляции.

Шаг 7: подсчитайте окупаемость инвестиций

Теперь, когда у вас есть все данные, пришло время подсчитать цифры. Преимущество этого процесса в том, что конкретные данные, собранные на предыдущих этапах, избавляют вас от догадок. В конце у вас будет четкий ответ. И если от уравнений у вас потеют ладони, не волнуйтесь – просто посмотрите, что нужно учесть.

Сокращение переменных затрат

© hawkridgesys.com

Начните с подсчета экономии на переменных издержках. Это делается путем вычитания текущей стоимости детали из стоимости детали, произведенной аддитивным способом. Помните, что переменные затраты не учитывают стоимость покупки машины. На данном этапе мы рассматриваем только материалы, в том числе расходные, и трудозатраты. Расчеты сокращения переменных затрат служат проверкой на правильность.

Обычно на этом этапе вы хотите получить более низкую стоимость напечатанной детали по сравнению с традиционным производством. Если это не так, зафиксируйте дополнительную экономию на следующем этапе, чтобы понять, подходит ли вам аддитивное производство.

Дополнительная экономия

© hawkridgesys.com

Далее нужно подсчитать дополнительную экономию, полученную при переходе на аддитивный процесс. Эти удивительные преимущества часто упускаются из виду при анализе затрат. Очень важно понять эти выгоды, обозначив их в денежном выражении.

Пример экономии времени

Ваше текущее время выполнения заказа на 100 деталей составляет два месяца, но аддитивный процесс может сократить это время до одного месяца (для 100 деталей). Какова стоимость этой экономии в расчете на одну деталь? Экономия времени (на деталь) = деньги, сэкономленные в месяц за счет ускорения времени выполнения заказа / количество деталей, произведенных в месяц с применением аддитивных технологий.

Пример экономии на проектно-конструкторских работах

Теперь у вас больше свободы для проектирования деталей без ограничений традиционного производства. Это позволяет ускорить проектирование и/или сэкономить на передаче проектно-конструкторских задач инженеру-технологу. Экономия на проектно-конструкторских работах (на деталь) = экономия на труде инженеров / общее количество требуемых деталей.

Пример роста прибыли за счет роста производства

Вы пришли к выводу, что аддитивная технология позволит вам производить и продавать на 100 изделий больше в месяц. Ваша прибыль с каждой детали составляет 20 долларов. Теперь, перейдя на 3D‑печать, вы получаете дополнительно 2 000 долларов в месяц. Рост прибыли за счет увеличения объема производства (на деталь) = ((количество деталей в месяц, напечатанных на 3D‑принтере, – количество текущих деталей в месяц) x прибыль на деталь) / (количество деталей в месяц, напечатанных на 3D-принтере).

Экономия на оснастке при внесении изменений в конструкцию

Ваш продукт обычно изготавливается методом литья под давлением, но вы несете большие расходы на оснастку при изменении конструкции, поэтому хотите рассмотреть аддитивное решение, позволяющее модифицировать конструкцию бесплатно.

Обычно в течение жизненного цикла изделия происходит две ревизии, и каждая из них обходится в 15 000 долларов (без учета первоначальных затрат на оснастку, поскольку они учитываются при сравнении стоимости исходной детали). Экономия на оснастке при ревизии после внесения изменений (на деталь) = (количество изменений при ревизии x стоимость оснастки) / (общее количество требуемых деталей * (количество изменений при ревизии/(количество изменений при ревизии + 1)).

Общая экономия

© hawkridgesys.com

Общая экономия – это простое сложение экономии на переменных издержках с дополнительной экономией, дающее полное представление о том, что следует учитывать при расчете окупаемости инвестиций. На этом этапе вы поймете, подходит ли вам 3D‑печать.

Точка безубыточности

© hawkridgesys.com

Наконец, пришло время определить, сколько лет потребуется для безубыточности конкретного оборудования. Для этого нужно умножить общую экономию, рассчитанную на предыдущем этапе, на количество деталей, которые может произвести конкретная машина за год. Затем разделите это число на ваши постоянные расходы. Это общая стоимость оборудования, включая вспомогательное, и любые планы технического или гарантийного обслуживания.

Пример точки безубыточности

Общая стоимость оборудования составляет 250 000 долларов. Вы определили, что можете сэкономить 50 долларов на каждой детали с помощью аддитивного процесса и можете производить 2 000 деталей в год. Точка безубыточности составляет ~2,5 года. После этого вы будете в плюсе!

Шаг 8: планируйте будущий рост

Будет ли ваше 3D‑решение масштабируемым для соответствия более высоким требованиям и будущего роста? Для утверждения закупки даже одной единицы оборудования может потребоваться немало усилий. Убедитесь, что 3D‑принтер, который вы приобретаете, будет отвечать не только вашим текущим, но и будущим потребностям.

Как только в вашей компании станет известно о покупке 3D‑принтера, не начнут ли другие подразделения обращаться с запросами на печать? Есть ли у вас в планах перспективные проекты, которые могут в значительной степени использовать аддитивное производство? Позволяет ли планировка вашего предприятия расширяться в будущем? Подобные вопросы полезно учитывать при долгосрочном планировании. Продумайте план на 5‑10 лет вперед – это принесет хорошие плоды, если в вашей компании есть масштабируемое решение.

Шаг 9: изучите варианты закупок

Теперь, когда вы знаете, что аддитивные технологии – это то, что вам нужно, пришло время рассмотреть варианты закупок. Когда речь идет о крупной покупке, можно пойти разными путями. Распространенные способы приобретения – лизинг, финансирование или прямая покупка оборудования.

Часто встречаются клиенты, которые воспользовались специальными ценами или планами платежей и теперь могут перейти на более крупную машину, более соответствующую их потребностям. Это особенно актуально, когда покупку можно перевести в категорию операционных расходов. Более низкий ежемесячный платеж, вероятно, гораздо легче «проглотить», чем большой кусок за один раз.

Вот и всё – следуя этому проверенному образцу, вы будете хорошо подготовлены к созданию надежного обоснования покупки системы 3D‑печати. 

Статья опубликована 07.12.2023 , обновлена 08.12.2023