コスト管理の改善 — Vlog 07：社内ツールが炭素繊維プロジェクトの経済性を変える理由

アンディが尋ねた質問

Vlog 07で、アンディは多くの購入者を驚かせるコストについて言及しました。 「カーボンファイバー用の新しい金型を作るのは非常に高額です。では、顧客の金型コストを削減するにはどうすればよいでしょうか？」

それは当然の懸念です。カーボンファイバー製品の製造において、金型はしばしば最大の費用項目となり、部品本体とは異なり、少量で注文することはできません。金型代を支払うか、部品を製造しないかのどちらかです。また、金型製作は工程表の最上位に位置するため、販売可能な部品を一つも手にする前に、必ず支払わなければならない費用でもあります。

ですから、その質問はもっともなものです。注目すべきは、フランクの回答の仕方です。彼は金型の価格を下げることについては触れませんでした。誰が金型を作るかについて語ったのです。

３つの機械、そしてそれらが重要な理由

フランクの回答は、Fupowerがレンタルではなく所有している機器の短いリストに基づいている。

「Fupowerは自社内に3Dプリンター、3Dスキャナー、3D CNCマシンを所有しているので、金型の製造はすべてFupowerの自社施設で行っています。」

3つの機能があり、それぞれがアイデアからツールに至るまでの異なる段階をカバーしています。

3Dスキャナーは形状をキャプチャします。これにより、既存のOEM部品、サンプル、適合させる必要のある形状など、物理的な参照部品が使用可能なデータに変換されます。社内にこのシステムがなければ、プロジェクトの最初のステップはすでに外部に委託されることになります。

3Dプリンターは形状を検証します。設計図を車両に当てて適合性や形状を確認できるため、金型製作前に設計の精度を確かめることができます。カーボンファイバー部品の場合、これは最も安価な保険と言えるでしょう。なぜなら、エラーを早期に発見し、修正費用がまだ安い段階で対処できるからです。

CNCマシンが金型を切削します。この工程こそが金型のコストを実際に決定づけるものであり、工場がCNCマシンを所有していない場合、外部に委託される可能性が最も高い工程です。

3つの要素すべてを自社で所有するということは、スキャンから完成品ツールに至るまで、プロジェクトが社内から持ち出されることがないことを意味します。この事実こそが、フランクの回答における他のすべての根拠となっているのです。

金型を外部委託する際の本当のコスト

フランクが他の工場について指摘した点は具体的だった。 「他の工場とは違って、彼らは金型を外部委託している。外部委託するということは、リードタイムとコストをすべてコントロールできないということだ。」

金型を外部委託すると、何が境界線を越えるのか考えてみてください。ジオメトリファイルが外部に渡されます。金型設計に関する話し合いは、その車両を一度も見たことのない人と行われます。金型工場には独自の待ち時間、他の顧客、そして優先順位があります。そして完成した金型が戻ってきて、試用され、何らかの調整が必要になると、今度は2回目の訪問、2回目の待ち時間、2回目の話し合いが必要になります。

その契約の相手方である買い手は、これらの変化を直接目にすることはない。彼らが経験するのは、説明もなく変更されるスケジュールと、原因が特定できないまま変動するコストである。

社内での金型製作が重要な理由はまさにそこにあり、価格の問題ではありません。重要なのは、自社で金型を製作できるかどうかです。「当社の技術チームは、自社の3Dスキャナー、3Dプリンター、CNCマシンを使用できるため、生産を自社で管理できます。リードタイム、納期、コストの面でも、競争力があると考えています。」

金型の価格を実際に左右する要因は何か

金型費用が妥当かどうかを判断するには、何に費用を支払っているのかを知ることが重要です。カーボンファイバー製の金型は、重量や完成品のサイズで価格が決まるわけではありません。金型の価格は、部品を繰り返し生産できる金型を作るのに必要な作業量に基づいて決まります。そして、その作業量はいくつかの要素によって決まります。

部品がどのように工具セクションに分割されるか。単一の剛性ブロックから中空部品が作られることはほとんどありません。部品は積層して解放できるように分割する必要があり、分割されるセクションごとに、加工、嵌合、位置合わせが必要な工具がもう一つ増えます。

アンダーカットの有無。工具から直接引き抜けない形状には、サイドアクションやインサートが必要です。これらは一部の設計には不可欠であり、工具コストの増加につながります。だからこそ、機械加工段階ではなく、図面段階で特定しておく価値があるのです。

肉厚とその変動幅。肉厚が均一であれば、積層も加工も容易になります。肉厚が常に変化する部品は、肉厚と加工の両方においてより高い要求を伴います。

表面仕上げ。これは工具自体に組み込まれていなければならず、仕上げの複雑さは、工具製作時と、そこから出来上がるすべての部品において、一度ずつコストがかかることになる。

プロジェクトに必要な金型の数。これは購入者が直接管理できる項目です。金型費用は金型1個あたりの固定費であるため、金型予算を生産量に換算する上で重要な要素となります。

その5つの項目と照らし合わせて引用文を読むと、その数字はもはや不透明なものではなくなる。資金がどこに流れているのかが分かり、さらに重要なことに、設計上の決定によってどの項目を削減できるのかも分かるようになる。

実際に買い手が手に入れるコントロールとは何か

「競争力のある価格」というのは、印刷するのは簡単だが検証するのは不可能な類のフレーズだ。だからこそ、管理が具体的に何につながるのかを詳しく見ていく価値がある。

反復回数の削減。プリント部品で発見された設計変更は、鋼板を切削する必要のない変更です。プリンターとスキャナーを自社所有することで、各反復にかかるコストは金型製作サイクルではなく数日で済みます。反復回数の削減は、金型費用の総額削減につながり、割引価格になるわけではありません。

工程間のスピードアップ。スキャナー、プリンター、CNCが同じ建物内に設置されている場合、データ取得、検証、切断といった工程間の引き継ぎは、外部への出荷ではなく、内部で完結します。従来であれば物流を待つ必要があった工程も、一切待たずに済みます。

責任を負うのは一人だけ。部品が合わない場合、誰の測定ミスだったのか曖昧さは一切ありません。スキャン、印刷、そして工具の切削を行ったチームが、その責任を負うのです。

説明可能なコスト。すべてを社内で行う場合、工具の見積もりの​​構成要素は、仕入先の価格にマージンを加えたものではなく、既知の数量となります。そのため、単に数字を提示するだけでなく、その根拠を明確に示すことができるのです。

スケジュール上の位置。キャパシティは社内で管理されているため、購入者が待つ順番はFupower独自のものであり、会話に参加している誰も見ることができない第三者のバックログではありません。

節約の実際の源泉はどこにあるのか

ここで明確にしておくべきなのは、「金型費用を削減します」という表現は、割引を連想させる可能性があるからです。しかし、それは意図したものではありません。

コスト削減は構造的なものであり、以下の4つの要因から実現される。

• 修正サイクルの短縮。エラーは金型ではなく、印刷された形状上で発見・修正される。これは最も効果的な手段であり、金型後の修正は最もコストがかかるからだ。
• 企業間のマージンをなくす。下請け業者が製作する金型には、その業者の諸経費と利益が価格に含まれている。作業を社内で行うことで、その中間業者と交渉する必要がなくなり、価格からマージンをなくすことができる。
• 待ち時間のコストを削減する。外部委託ツールは移動や待ち時間に時間を費やす。その時間は無料ではなく、プロジェクトのスケジュール費用を負担する側が負担することになる。
• 最初からプロセスを考慮した設計を行う。スキャン、プリント、カットを同じチームが行うため、部品が実際にどのように積層され、取り出されるかに合わせてツール設計を行うことができる。ファイルだけを受け取って設計する人には、このような設計は不可能だ。

これらは定価からの割引ではありません。適切なツールを入手するための総コストが低いということです。

多くのプロジェクトが見落としているチェックポイント

印刷された部品の後に、2つ目の承認ポイントがあります。このポイントを省略するプロジェクトは、問題が後になって発覚する傾向があります。それは、実際の金型から実際の炭素繊維で製造された最初の部品です。

これは図面とは異なるチェックであり、両方が必要な理由を理解しておくことは重要です。図面は形状（寸法、クリアランス、取り付けポイント）を検証しますが、材料そのものを検証するものではありません。なぜなら、図面は実際に材料で作られているわけではないからです。最初のカーボンファイバー部品は、実際の材料を実際の金型に積層した際の検証を行うものです。つまり、繊維が形状に適合するか、壁が設計どおりに形成されるか、表面が金型からきれいに取り出せるか、そして硬化後も完成品がきちんと適合するかなどを確認します。

プラスチックでは完璧な形状でも、カーボンファイバーでは実現が難しい場合がある。このチェックポイントは、まさにそのギャップを埋めるものだ。

コスト面で重要なのは明白な理由がある。最初のカーボンファイバー部品で修正が見つかった場合、金型を改訂する必要があり、金型改訂は高額な費用がかかるからだ。修正が早期に見つかった場合は、プリント1回分の費用で済む。2つのチェックポイントを設ける目的は、高価な金型を一度だけ切削することを確実にすることであり、金型費用がかさむプロジェクトでは、これが最大のコスト削減につながる。

2つの工具見積もりを公平に比較​​する方法

金型を価格だけで比較すると誤解を招く可能性があります。なぜなら、「金型1個」の見積もりでも、実際の作業量が大きく異なる場合があるからです。数字を比較する前に、作業範囲を比較しましょう。

• ツールに含まれるもの。試作ツールと量産ツールは同じものではありません。生産予定の部品数を尋ねてください。
• セクション数と動作回数。セクション数が多いほど、加工や組み立ての工程が多くなります。同等の製品同士で比較してください。
• 印刷済みのチェック部品と最初の炭素繊維サンプルが同梱されているか、または別途見積もりされるか。
• 承認後にデザインが変更された場合はどうなるのか。安価なツールでも、改訂ポリシーが高額であれば、それはもはや安価なツールとは言えない。
• 誰が見積もりを作成し、どこで発注待ちになるのか。第三者のスケジュールに依存する見積もりは、明示されていない変数を含む見積もりである。

同じ価格の見積もりでも、5つの項目すべてにおいて大きな差が生じる可能性があります。重要なのは、どちらの金型が安いかではなく、どちらの金型を使えば修正回数を最小限に抑えつつ、正しい部品を入手できるかということです。

私たちが主張していないこと

正直に言うと、いくつか注意点があります。

• 社内で金型を製作しても、金型が安くなるわけではありません。カーボンファイバー製の金型は、正真正銘の高額なコストであり、今後もそのコストは変わりません。変わるのは、購入者がどれだけの費用を負担するか、そしてそのコストがどれほど予測可能かという点です。
• 設備を所有することが、すべてのプロジェクトにおいて必ずしもコスト削減につながるわけではありません。反復作業、待ち時間、調整作業を削減できる場合はコスト削減につながります。この種の作業ではほとんどの場合がこれに該当しますが、それをパーセンテージで表せるような普遍的な主張ではありません。
• ここでは金型費用は見積もりません。金型の価格は部品によって異なります。部品の分割方法、アンダーカットの有無、表面仕上げの複雑さ、そして必要な金型の数などによって決まります。これは図面に基づいた見積もりであり、製品価格ではありません。
• 私たちは特定の競合他社と比較しているわけではありません。フランクの主張は、金型製作を自社で行うか外部委託するかというビジネスモデルに関するものであり、特定の企業に関するものではありません。

サプライヤーに尋ねるべき質問

金型費用が気になるのであれば、以下の4つの質問は、価格比較よりも早く2つのモデルを区別するのに役立ちます。

1. 型を作るのは誰ですか？あなた自身ですか？それともあなたが雇った誰かですか？
2. 最初のサンプル作成後に変更が必要になった場合、何社が関与することになるのか？
3. 承認後にデザイン変更を行う場合、料金はいくらになりますか？
4. 自分の描いた絵と、それに基づいてツールが動作する過程を見ることはできますか？

設備を所有するサプライヤーであれば、誰にも確認することなく、これら4つの質問すべてに答えることができる。見積書に記載された数字以上に、コスト管理が適切に行われているとは、まさにそういうことを意味するのだ。

私たちに送るもの

範囲ではなく、実際の工具構成を把握するには：

• OEM部品、図面、または3Dファイルなど、どれでも構いません。
• 車両および既に把握しているクリアランス制限について
• プロジェクトに必要な金型の数を決める目標数量です。
• 希望する仕上がりと、完成品がどの程度目立つか
• 目標期日をお知らせいただければ、ツールが達成すべき目標をお伝えできます。

それによって、ツールの範囲は見積もりではなく、明確に定義された作業となる。

主な機能

🖨️社内3Dプリンター— 形状は外部に送らず、自社ビル内で印刷および検証されます

📡社内3Dスキャナー— 物理的な参照部品を、会社の境界を越えることなく利用可能なデータに変換します

⚙️社内3D CNCマシン— 金型は、スキャンとプリントを行ったのと同じチームによって切削されます

🏭金型はすべて自社工場で製造しています。金型製作を外部委託したり、お客様のスケジュールに第三者の待ち時間が発生することはありません。

⏱️リードタイムは当社が管理しています— 生産能力は社内にあるため、待ち時間は当社が管理しており、それについてお話しできます

💰金型コストは当社が管理します — 仕入先の価格にマージンを加えたものではなく、既知の社内投入物に基づいて構築されています

🔁修正ループの短縮— 設計上のエラーは、鋼材を切断する前にプリント部品で検出されます

🤝責任あるチームは1つ— スキャン、印刷、ツール、レイアップのすべて同じ担当者が対応します

📐プロセスに合わせて設計されたツール— 金型は、部品が実際にどのように積層されるかに合わせて形状が作られています

🧾下請け業者のマージンなし— アウトソーシングされるはずだった作業は社内で完結します

🔍説明可能なコスト— ツールのコストがどこから発生しているのかを詳しく解説します

🚫 架空のパーセンテージは使用しません— 当社が検討していない金型に対して、節約額を提示することはありません