قد لا تدرك ذلك، ولكن العديد من المنتجات التي تشتريها تكلف في الواقع أكثر بكثير من السعر الأولي الذي دفعته مقابلها. على سبيل المثال، لنفترض أنك دفعت 25000 دولارًا مقابل سيارتك. إلى أي مدى تقود السيارة وكم جالون من البنزين تستخدمه كل أسبوع؟ كم مرة تقوم بتغيير الزيت، أو تدوير الإطارات، أو القيام بأعمال صيانة أخرى؟

على مدى 5 سنوات، يمكن أن تصل النفقات اللازمة لتشغيل سيارتك بسهولة إلى 12000 دولار أمريكي أو ما يقرب من نصف سعر السيارة. إن الوقت الذي تقضيه في إجراء عمليات البحث عبر الإنترنت وقراءة مراجعات السيارات وعرض مركبات الشراء المحتملة يساهم أيضًا في تكلفة امتلاك السيارة.

وينطبق منطق مماثل في شراء المعدات الرأسمالية: من السهل إضافة تكاليف غير متوقعة إلى تجربة الملكية، قبل الشراء وبعده، إذا نظرت فقط إلى سعر الشراء الأولي.

قد يؤدي الحل "الرخيص" على المدى القصير إلى تكبدك تكاليف أكبر على المدى الطويل. في هذه المقالة، سنستكشف كيفية تطبيق التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) على أنظمة الحركة الخطية.

أنظمة الحركة الخطية، والتي يشار إليها أيضًا بالوحدات الخطية أو المشغلات الكهروميكانيكية، تجمع عادةً بين آلية القيادة الخطية، مثل اللولب الكروي الدقيق أو الحزام المسنن، مع نظام توجيه خطي - غالبًا ما يكون عبارة عن مجموعة توجيه كروية أو بكرة كام - داخل مبيت لإنشاء محور خطي واحد.

تتوفر العديد من الأحجام والأنماط، مما يجعل من السهل دمجها في أنظمة روبوتية مخصصة متعددة المحاور لمجموعة واسعة من التطبيقات.

يمكن دمج الأنظمة الصغيرة للغاية لإنشاء نظام توزيع ثلاثي المحاور لأتمتة المختبرات، على سبيل المثال، أو يمكن استخدام أنظمة كبيرة جدًا لبناء نظام معالجة لمكونات السيارات الثقيلة.

للحصول على نظام أكثر تكاملاً، يلزم وجود محركات ومكبرات صوت وأجهزة تحكم، ولتبسيط المواصفات والطلب، بدأت بعض شركات الحركة الخطية في تقديم أنظمة حركة ديكارتية كاملة ومُعدة مسبقًا.

غالبًا ما تختار شركات التصنيع والتعبئة الطبية هذه الأنظمة التي تم تكوينها مسبقًا والمجمعة مسبقًا لتقليل الوقت والمتاعب في التركيب ومحاذاة المحاور المتعددة، واختيار المحرك المناسب ومجموعة القيادة، وتصميم واجهات التثبيت، مما يسمح لهم بالتركيز على خبراتهم : تصنيع الأجهزة، أو الفحص عالي الإنتاجية، أو التغليف.

يتم تطبيق TCO على الحركة الخطية
تم تعريف مبدأ التكلفة الإجمالية للملكية لأول مرة في الثمانينيات لتحديد تكلفة استخدام أجهزة الكمبيوتر الشخصية في مكان العمل.

ومنذ ذلك الحين، تم تطبيق نظرية التكلفة الإجمالية للملكية على نطاق واسع في جميع الصناعات الرئيسية، بما في ذلك التصنيع، لتحليل تكاليف عمر الأصول الرئيسية. على سبيل المثال، لا يمكن للروبوت الديكارتي المطبق بشكل جيد أو أي نظام تصنيع آخر متعدد المحاور أن يقلل وقت الإنتاج ويزيد الإنتاجية فحسب، بل يمكنه أيضًا تحسين الجودة والأرباح.

ومع ذلك، إذا تم تنفيذها بشكل سيء، فإن هذه الأرباح يمكن أن تختفي في إعادة العمل، أو إعادة التصميم، أو تكاليف الصيانة غير المتوقعة. في مثال السيارة الخاص بنا، قمنا بتقييم التكاليف المستمرة لتشغيل وصيانة السيارة كاعتبارات مهمة تتجاوز سعر الشراء الأولي. ولكن ما هي العوامل التي يجب مراعاتها عند تقييم تكاليف نظام الحركة الخطية؟ في هذه الحالة، غالبًا ما يتم العثور على التكاليف غير المخطط لها أو التي لا يتم أخذها في الاعتبار في ثلاث مراحل منفصلة من تنفيذ النظام.

أنشطة ما قبل الشراء مثل التصميم والمواصفات.
الشراء، والذي يتضمن الطلب والاستلام وتجميع النظام وبدء التشغيل.
مرحلة ما بعد الشراء، بما في ذلك صيانة النظام الخاص بك وإعادة استخدامه.

مرحلة ما قبل الشراء: نقطة البداية الحاسمة
تعد مرحلة ما قبل الشراء أهم مرحلة في تنفيذ نظام الحركة الخطية. في هذه المرحلة، تعتمد عناصر التكلفة التي تؤثر على التكلفة الإجمالية للملكية على الوقت اللازم لتصميم وتحديد وشراء نظام الحركة الخطية المناسب. إن اتخاذ خيارات جيدة في مرحلة ما قبل الشراء يمكن أن يوفر الوقت في تصميم النظام وفي تحديد مصادر المكونات. ويضمن الحصول على ذلك بشكل صحيح مبكرًا أيضًا بدء التشغيل السلس والتشغيل الخالي من المتاعب. من خلال التخطيط الجيد، من الممكن توفير بعض المال هنا دون التسبب في مشاكل لاحقًا.

مفتاح النجاح في هذه المرحلة هو تحديد حجم الوحدة الخطية أو الوحدات النمطية المناسبة لنظامك واختيارها. لتسهيل عملية تحديد الحجم والاختيار، توفر معظم شركات الحركة الخطية ذات السمعة الطيبة موارد كبيرة في أدوات تحديد الحجم والاختيار المستندة إلى الويب.

يتطلب النظام الديكارتي النموذجي ثلاثي المحاور عادةً ما لا يقل عن 17 ساعة من الوقت الهندسي فقط لضبط حجم النظام لضمان حصولك على الوحدات المناسبة للتعامل مع متطلبات التطبيق - ليست صغيرة الحجم أو كبيرة الحجم. على سبيل المثال، غالبًا ما تتطلب أتمتة المختبرات أنظمة أصغر. إذا كان النظام أكبر مما يتطلبه التطبيق، فقد أهدرت المال والمساحة.

يمكن لأدوات التحجيم الجيدة أن توجه المستخدم عبر العوامل الرئيسية التي يجب أخذها في الاعتبار، ويمكن أن تقلل هذا الوقت إلى ثلاث ساعات أو أقل. إلى جانب مولدات الرسم الآلية، التي توفر الوصول الفوري إلى النماذج ثنائية وثلاثية الأبعاد حتى بالنسبة للأنظمة المعقدة، يمكن للمستخدم توفير 1120 دولارًا أو أكثر في التكاليف الهندسية وحدها.

إن التوفير في التكاليف الناتج عن التخطيط الجيد يتجاوز بكثير توفير الوقت الهندسي. فكر في عواقب النظام المصمم بشكل سيء. إن النظام الذي لا يتمتع بالقوة الكافية للتعامل مع التطبيق، في حالة تثبيته، يؤدي إلى إهدار رهيب بسبب الأداء الضعيف، وفقدان الإنتاجية، وفقدان الإيرادات بسبب ضياع فرص الإطلاق في السوق.

بالإضافة إلى ذلك، ضع في الاعتبار التكلفة الإضافية والمتاعب الناتجة عن إزالة النظام غير الفعال، وإعادة حجم التطبيق، وإعادة الطلب، وإعادة التثبيت، وبدء تشغيل نظام جديد. يمكن أن يتجاوز الوقت والمال الضائع آلاف الدولارات بسهولة، وإذا كنت منشئ الآلات، فقد يكلفك ذلك عميلاً ضائعًا.

بمجرد اختيار نظام الحركة الخطية وتصميمه في التطبيق، تبدأ أنشطة الشراء. يمكن لبعض الشركات توفير رقم جزء واحد لنظام كهروميكانيكي كامل ومتعدد المحاور، مما يجعل عملية الطلب أسهل عن طريق تقليل 20 أو 30 رقم جزء إلى رقم واحد.

النتيجة: توفير في عدد الموردين وأوامر الشراء والبنود، مما يؤدي أيضًا إلى توفير الوقت خلال عمليات الموافقة والشراء والاستلام. عند تكلفة معالجة قدرها 100 دولار لكل أمر شراء، يمكن أن يصل التوفير إلى 2000 دولار أخرى أو أكثر لكل نظام (انظر الجدول 1). وإذا كنت بحاجة إلى طلب نظام مكرر، فإن توفير التكاليف المتكرر مدمج بالفعل.

بعد استلام نظام الحركة الخطية، يمكن قضاء قدر كبير من الوقت في تجميع النظام وبدء تشغيله. لتقليل التكلفة في هذه المرحلة من دورة حياة المنتج، من المهم اختيار نظام سهل التثبيت ولا يتطلب إجراءات بدء تشغيل معقدة.

توفر الوحدات الخطية المجمعة مسبقًا والأنظمة الديكارتية أقل قدر من التعقيد في هذا الصدد، حيث يتم تنفيذ 80 بالمائة من أعمال التجميع والتكامل والبرمجة من قبل الشركة المصنعة.

وإدراكًا لهذه الوفورات في التكاليف، تستخدم العديد من شركات تكامل الأنظمة الأنظمة الديكارتية التي تم تكوينها مسبقًا لخفض تكاليفها والمهل الزمنية، وكميزة تنافسية، تقوم بتمرير هذه الوفورات إلى المستخدمين النهائيين.

بالاشتراك مع الأنظمة المجمعة مسبقًا، يمكن لواجهات الآلة البشرية (HMIs) وبروتوكولات البرمجة سهلة الاستخدام توفير المزيد من الوقت والمال من خلال تزويد صانعي الآلات والمستخدمين النهائيين بخيارات برمجة بسيطة مفتوحة.

مرحلة ما بعد الشراء
أو ماذا تعني عبارة "lubed for life"؟
بعد وضع النظام في الخدمة، يمكن أن تضيف أعمال الصيانة عدة آلاف من الدولارات إلى تكلفة الملكية على مدى عمر النظام. هذا هو المجال الرئيسي الذي غالبًا ما يتم الاستهانة به من قبل مصممي الآلات (وقسم المشتريات). يتم تسويق بعض المنتجات الخطية بذكاء على أنها "مشحمة مدى الحياة".

ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن العمر (عدد الأمتار أو الدورات المقطوعة) يتم تحديده غالبًا دون تطبيق أي حمل على النظام. تأكد من أنك تفهم "التفاصيل الدقيقة" الخاصة بالشركة المصنعة. عند تطبيق حمولة تبلغ 100 رطل فقط، يمكن تقليل عمر هذه المكونات "المشحمة مدى الحياة" بمقدار خمس مرات، على سبيل المثال، من 25000 كيلومتر إلى 5000 كيلومتر.

بالنسبة لآلة بطول 1 متر، وتتحرك بسرعة 1 م/ث لمدة 16 ساعة يوميًا، فإن هذا يعادل خسارة سنة كاملة تقريبًا من العمر. إذا كان الاستبدال المقرر لنظام الحركة الخطية كل ثلاث سنوات، فإن سنة العمر الضائعة تزيد من تكرار الاستبدال بنسبة 33 بالمائة.

لتقليل تكاليف الصيانة أو الاستبدال، اختر نظام حركة خطية يتضمن أختام اتصال كاملة، والتي تحافظ على التشحيم داخل المكونات المتحركة وتمنع دخول التلوث. يمكن أيضًا تقليل وقت وجهد إعادة التشحيم عن طريق اختيار نظام به منافذ تشحيم يسهل الوصول إليها أو إمكانية استخدام نظام تشحيم تلقائي. سوف يقدر موظفو الصيانة هذا التصميم.

بالإضافة إلى التشحيم والصيانة الوقائية، يكون من الضروري في بعض الأحيان إصلاح أو ترقية الآلة من أجل زيادة الأداء، وهو ما يتضمن غالبًا تغيير أو ترقية نظام الحركة الخطية. في كثير من الحالات، لا يحتاج النظام الخطي بأكمله إلى الترقية أو الاستبدال - فقط مكون واحد أو مكونين.

تجعل بعض الشركات المصنعة للمنتجات الخطية من السهل استبدال جزء فقط من نظامها من خلال تقديم مكونات قابلة للتبديل - على سبيل المثال، القضبان المحددة وكتل العداء. وهذا لا يقلل فقط من تكلفة الأجزاء المطلوبة، ولكن أيضًا من الوقت اللازم لإجراء التغييرات في الماكينة. مع المكونات القابلة للتبديل، يمكن تقليل تكلفة استبدال أو ترقية نظام الحركة الخطية بنسبة 75 بالمائة، على سبيل المثال، إذا كانت هناك حاجة فقط إلى استبدال كتلة العداء، وليس السكة المحددة.

التكلفة الإجمالية للملكية تضع السعر المنخفض في السياق
يتم تحديد بيئة التصنيع اليوم بشكل متزايد من خلال المبادرات الهزيلة - لتقليل الهدر حيثما أمكن ذلك. لكن التفكير المرن يتم نشره في كثير من الأحيان لإعادة تنظيم عمليات التصنيع فقط.

كما رأينا، يمكن أن يحدث خفض الهدر لتحسين التكلفة الإجمالية للملكية في كل مرحلة من مراحل مشروع المعدات الرأسمالية. كل شيء بدءًا من البحث الأولي والتصميم، وحتى تكاليف الاستحواذ وبدء التشغيل، وأخيرًا تشغيل وصيانة النظام الخاص بك، يساهم في إجمالي تكلفة الملكية.

انظر إلى ما هو أبعد من مجرد السعر المقدم في عرض أسعار البائع وفكر في التكاليف المرتبطة بتحديد النظام وتصميمه وشرائه وصيانته. إن المدخرات قصيرة المدى التي يتم تحقيقها بمجرد شراء المنتجات بأقل سعر شراء أولي، سرعان ما تطغى عليها التكاليف غير المتوقعة التي تنشأ في هذه المجالات الأخرى.

يمكن أن يؤدي تحقيق التميز في التصنيع، والقضاء على الهدر، وتحسين رضا العمال، وتعزيز الإيرادات والأرباح، وزيادة الجودة، إلى تحقيق ذلك إذا تم تطبيق اعتبارات التكلفة الإجمالية للملكية عند تحديد تقنيات التصنيع وشرائها.