VERICUT PROVIDES SAFE AND OPTIMIZED MACHINING OPERATIONS FOR THE MERCEDES-AMG PETRONAS FORMULA ONE TEAM
ใน Shop ของ Mercedes-AMG PETRONAS Formula One Team อาศัยซอฟต์แวร์การตรวจสอบ VERICUT การจำลอง และการเพิ่มประสิทธิภาพจาก CGTech เพื่อรับประกันความสำเร็จของการตัดเฉือนส่วนประกอบที่มีมูลค่าสูงและซับซ้อนจำนวนมาก พวกเขาใช้ VERICUT มานานกว่าสองทศวรรษ ทีมงานได้ฝังรากลึกของ VERICUT ลงในขั้นตอนการปฏิบัติงานมาตรฐาน (SOPs) โดยตระหนักถึงประโยชน์ที่ได้รับในการลดการชนกันของเครื่องจักรและเศษชิ้นส่วน ขณะเดียวกันก็ปรับเวลาในการผลิตให้เหมาะสม
ที่สำนักงานใหญ่ของทีมใน Brackley, Northamptonshire ไม่เพียงแต่ผลิตชิ้นส่วนสำหรับรถแข่งเท่านั้น แต่ยังผลิตสำหรับโปรแกรมต่างๆ ของลูกค้า รวมถึงทีม Formula One อื่นๆ และทีมเรือใบ INEOS Britannia Americas Cup
“เราค่อนข้างมีความหลากหลายในการจัดหาชิ้นส่วนของเรา แต่ในทุกกรณี เวลาตอบสนองคือกุญแจสำคัญ สำหรับรถแข่งของเรา บางครั้งเรามีเวลาเพียง 24 ชั่วโมงจากการเปิดตัวการออกแบบไปจนถึงการส่งมอบ” Robert Brown ผู้จัดการ Machine Shop เผย “VERICUT ช่วยได้มากเพราะมันทำให้เรามั่นใจในการเริ่มเดินเครื่องจักรอย่างปลอดภัย ทำให้เราเปลี่ยนโฟกัสไปที่กิจกรรมอื่นได้ เช่น การเขียนโปรแกรมหรือตั้งค่าเครื่องมือสำหรับส่วนถัดไป ซึ่งเป็นวิธีที่ดีกว่ามากในการกำหนดให้มีผู้ปฏิบัติงานที่เครื่องจักร คอยตรวจสอบกระบวนการตัดเพื่อลดความเสี่ยงของการชนกัน”
ทีมฟอร์มูลาวันดำเนินงานภายใต้ต้นทุนสูงสุดในช่วงสองสามปีที่ผ่านมา ซึ่งกำหนดโดย FIA ซึ่งเป็นองค์กรกำกับดูแลกีฬา ดังนั้นทีม Mercedes-AMG PETRONAS Formula One จึงไม่สามารถทำงานที่ไม่มีประสิทธิผลได้
“ทุกวันนี้ การแข่งขันชิงแชมป์สามารถชนะหรือแพ้ในโรงงานได้มากกว่าที่เคย” นายบราวน์กล่าว “แน่นอนว่าหากไม่มีนักแข่งที่เหมาะสม เราจะไม่ชนะ แต่มีเหตุผลที่ทำให้กีฬามีทีมที่โดดเด่นอยู่ 3 ทีม เนื่องจากทีมเหล่านั้นสามารถพัฒนาและออกแบบรถยนต์ในระดับที่ไม่มีใครเทียบได้”
James Peddle วิศวกรฝ่ายผลิตกล่าวว่าการจำกัดต้นทุนไม่ได้เปลี่ยนความสามารถนี้: “บางคนคิดว่าการจำกัดต้นทุนจะเปลี่ยนลำดับของกริด แต่ทีมงานที่มีทรัพยากรที่ดีพร้อมโครงสร้างและกระบวนการที่ดียังคงดำเนินไปได้ด้วยดี ที่ Mercedes งบประมาณของเราลดลง แต่เราเพิ่มมูลค่าเป็นสองเท่าจากเวลาของเรา ในฐานะองค์กร ตอนนี้เรามีประสิทธิภาพมากขึ้นกว่าเมื่อสองปีที่แล้ว ก่อนที่จะมีการกำหนดต้นทุนสูงสุด”
Advanced machine tools
ทีม Mercedes-AMG PETRONAS Formula One มีเครื่องมือเครื่องจักร 25 ชิ้นในไซต์งานที่ Brackley รวมถึง: ศูนย์เครื่องจักรกลห้าแกน ศูนย์กลึงห้าแกน เครื่องกัดสี่และสามแกน และเครื่องกลึง CNC แบบสี่และสองแกน
“ศัตรูของรถฟอร์มูล่าวันคือน้ำหนัก ดังนั้นประมาณ 60% ของชิ้นส่วนของเราจึงทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ประเภทต่างๆ” Mr Brown กล่าว อีก 30% ทำจากไททาเนียม โดย 10% ที่เหลือประกอบด้วยเหล็ก โลหะผสมอื่นๆ และพลาสติก ขนาดแบทช์ 8-12 เป็นเรื่องปกติสำหรับเครื่องจักรห้าแกนของเรา การตัดเฉือนแบบห้าแกนคือความเชี่ยวชาญพิเศษของเราและทีมได้รับคุณค่าจากแผนกนี้ เราสามารถทำให้ชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อนสูงทำงานได้อย่างรวดเร็ว โดยทำงานอย่างใกล้ชิดกับทีมออกแบบเพื่อจัดการการทำซ้ำใดๆ”
หนึ่งในความท้าทายหลักคือการลดรอบเวลาสำหรับส่วนประกอบที่มีความซับซ้อนสูงเหล่านี้โดยไม่ลดทอนคุณภาพ กรณีล่าสุดคือเพลาหน้าไทเทเนียม
“รอบเวลาสำหรับชิ้นส่วนนี้อยู่ที่ 70 ชั่วโมงใน 5 Operation” Mr. Peddle กล่าว “เนื่องจากธรรมชาติของวัสดุ เราจึงถูกจำกัดด้วยความเร็วของการตัดเฉือน อย่างไรก็ตาม ด้วยการใช้วิธีการตัดเฉือนล่าสุดจากหนึ่งในซัพพลายเออร์ของเรา เราสามารถลดเวลาในการผลิตลงได้ถึง 50%”
“เรามักจะได้รับการถ่ายโอนโมเดล Solid-Model ที่ดีจริงๆ จากซัพพลายเออร์เครื่องมือไปยัง VERICUT สำหรับการจำลองของเรา” เขากล่าวเสริม “เมื่อใดก็ตามที่เราต้องการเครื่องมือตัดตามสั่ง เราสามารถทำการปรับเปลี่ยนได้อย่างเสมือนจริงและไร้รอยต่อ และทำการจำลองให้เสร็จก่อนที่เราจะสั่งซื้อเครื่องมือ ดังนั้นเราจึงทราบแน่นอนว่าเครื่องมือนี้จะใช้งานได้จริง”
Added value
มีข้อสงสัยเล็กน้อยเกี่ยวกับคุณค่าที่ VERICUT เพิ่มให้กับการดำเนินงานที่ Machine Shop ของทีม Mercedes-AMG PETRONAS Formula One Mr. Brown อยู่กับบริษัทเมื่อซอฟต์แวร์มาถึงครั้งแรกเมื่อ 20 ปีที่แล้ว
“ก่อนหน้านี้ เราจะส่งออกโค้ด CNC จากระบบ CAM ของเรา ควบคู่ไปกับการสร้างโค้ด CNC บางส่วนแบบสนทนาและแก้ไขร่วมกันเป็นโปรแกรม CNC เดียว โดยมีความเสี่ยงทั้งหมดที่มาพร้อมกับกลยุทธ์นั้น” เขาอธิบาย “เรามีการชนกันบนเครื่องจักรมากเกินไปและมีเศษชิ้นส่วนมากเกินไปอันเป็นผลมาจากความผิดพลาดของมนุษย์ แต่เมื่อเรามี VERICUT แล้ว เราสามารถส่งออกโค้ด CNC ทั้งหมดของเราจาก CAM และตรวจสอบความถูกต้องได้ (โดยใช้ VERICUT) การลงทุนครั้งแรกนั้นเกี่ยวกับการลดความเสี่ยงและในช่วงหลายปีที่ผ่านมากระบวนการคิดยังคงดำเนินต่อไป เราทราบดีว่าการใช้ CAM ที่ดีขึ้นและการจำลอง VERICUT มากขึ้นจะช่วยลดข้อผิดพลาดและความเสี่ยงของการชนกันของเครื่องจักร หากโค้ดผ่าน VERICUT เราแน่ใจได้ว่ามันปลอดภัย”
ทุกวันนี้ การถ่ายโอนเครื่องมือจากเซสชั่น CAM ผ่าน VERICUT และไปยังแผ่นเครื่องมือนั้นแทบจะไร้รอยต่อที่ทีม Mercedes-AMG PETRONAS Formula One โอกาสที่จะเกิดข้อผิดพลาดจากมนุษย์ เช่น การเพิ่มรายละเอียดที่ไม่ถูกต้องหรือการเลือกรูปทรงเรขาคณิตที่ไม่ถูกต้องจะลดลงอย่างมาก
มันเกี่ยวกับการลดเศษชิ้นส่วนและการปกป้องเครื่องจักรเสมอมา ซึ่งเห็นได้ชัดว่าเป็นสินทรัพย์ที่มีราคาแพงมาก” Mr. Brown กล่าว “แกนหมุนใหม่มีราคาประมาณ 20,000 ปอนด์ในปัจจุบัน เราทำให้สปินเดิ้ลเสียหายในหลายปีผ่านไป และเมื่อเราตรวจสอบสาเหตุที่แท้จริงแล้ว ส่วนใหญ่เป็นข้อผิดพลาดของมนุษย์ มีคนแก้ไขโค้ดไม่กี่บรรทัดด้วยตนเองอย่างไม่ถูกต้อง การใช้ VERICUT เพื่อจำลองเซสชั่น CAM ได้ขจัดข้อผิดพลาดของมนุษย์ ทุกวันนี้ ชิ้นส่วนเครื่องจักร CNC ทุกชิ้นได้รับการตรวจสอบความถูกต้องผ่าน VERICUT”
The process
เมื่อแผนกออกแบบของทีม Mercedes-AMG PETRONAS Formula One เผยแพร่โมเดล CAD ทีมวิศวกรรมการผลิตจะนำเข้าโมเดลดังกล่าวไปยังเซสชั่น CAM ซึ่งมีเทมเพลตต่างๆ สำหรับเครื่องมือกลประเภทต่างๆ
“เราตั้งโปรแกรมในบริบทของเครื่องเกี่ยวกับขีดจำกัดการเดินทาง การเข้าถึง และพารามิเตอร์อื่นๆ” Mr Peddle กล่าว “เมื่อเราพอใจกับโปรแกรมแล้ว เราจะดำเนินการภายหลังและใช้อินเทอร์เฟซ CAM-to-VERICUT เพื่อจำลองการตั้งค่าที่เราสร้างขึ้นในซอฟต์แวร์ CAM ก่อนที่จะเรียกใช้การจำลอง เรายังใช้โมดูล AUTO-DIFF ของ VERICUT เพื่อตรวจหาวัสดุส่วนเกินหรือการเซาะร่อง นี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากเราไม่ต้องการให้โปรแกรมสิ้นสุดและระบุว่าเราพลาดส่วนใดส่วนหนึ่งของการตัดเฉือนหรือเซาะร่องส่วนนั้น คงเป็นเรื่องยากและเพิ่มความเสี่ยงในการผลิตชิ้นส่วนบางชิ้นของเราโดยไม่มี AUTO-DIFF โดยอาศัยแพ็คเกจ CAM เพียงอย่างเดียว”
เขากล่าวต่อว่า: “ข้อดีอีกอย่างของ VERICUT คือความเร็วในการจำลอง ซึ่งจากประสบการณ์ของเรานั้นเหนือกว่าผลิตภัณฑ์ CAM หลักมาก สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงกระแสงานที่มีประสิทธิภาพและยืดหยุ่นมากขึ้น ซึ่งเราสามารถตั้งโปรแกรมคุณลักษณะของส่วนประกอบบางอย่างในขณะที่จำลองคุณลักษณะอื่นๆ ได้”
พนักงานประมาณ 30 คนที่ทีม Mercedes-AMG PETRONAS Formula One ได้รับการฝึกอบรมให้ใช้ VERICUT ในระดับต่างๆ วิศวกรการผลิตอาจต้องสร้าง แก้ไข หรือสอบถามเซสชัน ในขณะที่ผู้ควบคุมเครื่องจักรอาจเล่นซ้ำการจำลองเพื่อระบุประเภทของการตัดเฉือนที่จะตามมาในลำดับต่อไป
“เราใช้ระบบกะหลายชุดตลอด 24 ชั่วโมงที่ Brackley” Mr Peddle กล่าว “ประโยชน์หลักอย่างหนึ่งของ VERICUT คือความง่ายในการใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับพนักงานที่ทำงานนอกเวลาปกติโดยไม่ได้รับการสนับสนุน ตัวอย่างเช่น กะกลางคืนอาจไม่ได้รับการสนับสนุนในระดับเดียวกับกะการทำงานที่ข้ามชั่วโมงหลักของเรา อย่างไรก็ตาม พวกเขาสามารถเปิดซอฟต์แวร์และดูการจำลองทั้งหมดได้อย่างง่ายดาย พวกเขาไม่จำเป็นต้องเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านซอฟต์แวร์”
Regular investment
ที่ Brackley เราเปลี่ยนเครื่องมือเครื่องจักรส่วนใหญ่ในรอบ 10 ปี แต่การลงทุนในเครื่องจักรใหม่ไม่ใช่ปัญหาสำหรับ VERICUT
“CGTech มีไลบรารี่แม่แบบเครื่องมือเครื่องจักรที่ดี ดังนั้นโดยปกติแล้วพวกเขาสามารถจัดเตรียมแม่แบบ ‘แบบสำเร็จรูป’ หรือสร้างเวอร์ชั่นตามความต้องการได้หากจำเป็น โดยอ้างอิงจากไลบรารี่ที่กว้างขวางของพวกเขา” Mr. Peddle อธิบาย “การสนับสนุนนั้นยอดเยี่ยมเสมอ แก้ไขปัญหาใด ๆ ที่เราอาจมีได้อย่างรวดเร็ว”
คุณบราวน์กล่าวเสริมว่า “CGTech ใช้เวลาในไซต์งานกับเราเป็นประจำ เป็นช่วงๆ ตลอดปี โดยผสานรวมกับทีม CAM ของเรา พวกเขาเข้าใจสิ่งที่เราทำที่นี่และเราต้องการอะไรจาก VERICUT เรามีความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นกับพวกเขา” นอกจากนี้ CGTech ยังมีความสัมพันธ์อันยาวนานกับผู้จำหน่ายเครื่องมือเครื่องจักรรายใหญ่ทั้งหมด ซึ่งเป็นปัจจัยที่พิสูจน์แล้วว่าเป็นประโยชน์ต่อทีม Mercedes-AMG PETRONAS Formula One มากกว่าหนึ่งครั้ง
“เมื่อเร็วๆ นี้เราได้ทำงานหลายอย่างเพื่อลดเวลารอบการกัดห้าแกนของเรา” Mr. Peddle กล่าว “CGTech มีความสัมพันธ์ที่ดีกับซัพพลายเออร์เครื่องมือกลของเรา ซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถเข้าถึงพารามิเตอร์เครื่องจักรบางอย่าง และสร้างข้อมูลนั้นในโครงการ VERICUT ของเรา ซึ่งช่วยให้เราจำลองเวลาของวงจรดิจิทัลเทียบกับเวลาของวงจรจริง”
Mr. Brown พูดถึงประเด็นสำคัญนี้: “การทำความเข้าใจว่าส่วนประกอบหนึ่งๆ มีค่าใช้จ่ายเท่าไรในการผลิตและมูลค่าของส่วนประกอบนั้นถือเป็นสินทรัพย์สำหรับทีม ซึ่งเป็นสิ่งที่ซับซ้อนที่ต้องเรียนรู้ในช่วงสองปีที่ผ่านมานับตั้งแต่มีการเปิดตัวต้นทุนสูงสุด เราต้องสร้างกระบวนการใหม่ซึ่งตอนนี้เราใช้รอบเวลาของ VERICUT เพื่อช่วยคิดต้นทุนส่วนประกอบ การมีรอบเวลาที่ถูกต้องแม่นยำมากที่ส่งออกจาก VERICUT ได้พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่ามีความสำคัญมาก”
“ในขณะที่ VERICUT ได้พัฒนาไป เราก็ได้พัฒนาไปพร้อมๆ กัน ไม่ใช่แค่ในแง่ของการป้องกันการชนกันเท่านั้น แต่ในด้านการลดเวลาในการผลิตและปรับปรุงคุณภาพ” Mr. Peddle กล่าวเสริม
ข้อดีอีกอย่างของ VERICUT คือความเป็นอิสระของเซสชั่น CAM สถานีการเขียนโปรแกรมในสำนักงานและใน Shop Floor ของ Mercedes-AMG PETRONAS Formula One Team มีหลายหน้าจอ ดังนั้นผู้ใช้สามารถทำงานกับเซสชั่น CAM และ VERICUT พร้อมกันได้
“เนื่องจากเวลาในการผลิตที่จำกัด เราจะเริ่มตัดเฉือนชิ้นส่วนเป็นประจำก่อนที่โปรแกรมจะเสร็จสมบูรณ์ ดังนั้นเราจึงสามารถจำลองในขณะที่เรากำลังสร้างลำดับถัดไปของรหัส CNC ในเซสชั่น CAM” คุณ Peddle อธิบาย “เรามีเวลาจำกัดเสมอ ดังนั้นเราจะเริ่มหยาบทันทีที่มีการปล่อยชิ้นส่วนและไปให้ไกลที่สุดก่อนที่จะรอโค้ดเพิ่มเติม เป็นวิธีเดียวที่เราสามารถบรรลุการส่งมอบตรงเวลา ซึ่งแปลตรงไปที่ Machine Shop เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้กับรถแข่ง”
นายบราวน์สรุปว่า: “เครื่องมือต่างๆ เช่น ระบบ CAM ของเรา และซอฟต์แวร์การตรวจสอบ VERICUT การจำลองและการปรับให้เหมาะสม ทำให้มั่นใจได้ว่าเราได้รับผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในระยะเวลาจำกัดที่เรามี”