Quizás no te des cuenta, pero muchos de los productos que compras cuestan mucho más que el precio inicial que pagaste por ellos. Por ejemplo, supongamos que pagaste $25,000 por tu vehículo. ¿Qué distancia recorres y cuántos galones de gasolina consumes a la semana? ¿Con qué frecuencia cambias el aceite, rotas las llantas o realizas otros trabajos de mantenimiento?

En un período de 5 años, los gastos necesarios para operar su vehículo pueden ascender fácilmente a $12,000, o aproximadamente la mitad de su precio. El tiempo que dedica a buscar en línea, leer reseñas de autos y ver posibles vehículos también contribuye al costo de propiedad.

Una lógica similar se aplica en la compra de equipos de capital: es fácil agregar costos inesperados a la experiencia de propiedad, tanto antes como después de la compra, si solo se considera el precio de compra inicial.

La solución "económica" a corto plazo puede resultar más cara a largo plazo. En este artículo, exploraremos cómo se aplica el coste total de propiedad (TCO) a los sistemas de movimiento lineal.

Los sistemas de movimiento lineal, también conocidos como módulos lineales o actuadores electromecánicos, generalmente combinan un mecanismo de accionamiento lineal, como un tornillo de bolas de precisión o una correa dentada, con un sistema de guía lineal (a menudo un conjunto de guía de riel de bolas o de rodillos de leva) dentro de una carcasa para crear un solo eje lineal.

Hay muchos tamaños y estilos disponibles, lo que hace que sea fácil combinarlos en sistemas robóticos multieje personalizados para una amplia gama de aplicaciones.

Se pueden combinar sistemas extremadamente pequeños para crear, por ejemplo, un sistema de dispensación de 3 ejes para la automatización de laboratorio, o se pueden utilizar sistemas muy grandes para construir un sistema de manipulación para componentes automotrices pesados.

Para un sistema más integrado, se requieren motores, amplificadores de accionamiento y controladores, y para simplificar las especificaciones y los pedidos, algunas empresas de movimiento lineal han comenzado a ofrecer sistemas de movimiento cartesiano completos y preconfigurados.

Las empresas de fabricación y empaquetado médico a menudo eligen estos sistemas preconfigurados y preensamblados para eliminar el tiempo y la molestia de montar y alinear múltiples ejes, seleccionar la combinación adecuada de motor y accionamiento y diseñar interfaces de montaje, lo que les permite concentrarse en su experiencia: fabricación de dispositivos, detección de alto rendimiento o empaquetado.

TCO aplicado al movimiento lineal
El principio del costo total de propiedad se definió por primera vez en la década de 1980 para cuantificar el costo de implementar computadoras personales en el lugar de trabajo.

Desde entonces, la teoría del TCO se ha aplicado ampliamente en todas las industrias principales, incluida la manufacturera, para analizar el coste de vida útil de los activos principales. Un robot cartesiano u otro sistema de fabricación multieje bien implementado, por ejemplo, no solo puede reducir el tiempo de producción y aumentar el rendimiento, sino también mejorar la calidad y las ganancias.

Sin embargo, si se implementa de forma deficiente, esas ganancias pueden desaparecer debido a costos de retrabajo, rediseño o mantenimiento imprevistos. En nuestro ejemplo del automóvil, evaluamos los costos continuos de funcionamiento y mantenimiento del vehículo como consideraciones importantes, más allá del precio de compra inicial. Pero ¿qué factores se deben considerar al evaluar los costos de un sistema de movimiento lineal? En este caso, los costos imprevistos o poco considerados suelen encontrarse en tres fases distintas de la implementación del sistema.

Actividades previas a la compra, como diseño y especificación.
Compras, que incluye el pedido, la recepción, el montaje del sistema y la puesta en marcha.
La fase posterior a la compra, que incluye el mantenimiento y la reutilización de su sistema.

La fase de precompra: el punto de partida crítico
La fase de precompra es la más importante en la implementación de un sistema de movimiento lineal. En esta fase, los elementos de costo que influyen en el TCO dependen del tiempo necesario para diseñar, especificar y comprar el sistema de movimiento lineal adecuado. Tomar buenas decisiones en la fase de precompra puede ahorrar tiempo en el diseño del sistema y en la adquisición de los componentes. Una buena planificación temprana también garantiza una puesta en marcha fluida y un funcionamiento sin problemas. Con una buena planificación, es posible ahorrar dinero en esta fase sin causar problemas posteriores.

La clave del éxito en esta fase reside en dimensionar y seleccionar el módulo o módulos lineales adecuados para su sistema. Para facilitar el proceso de dimensionamiento y selección, la mayoría de las empresas de movimiento lineal de renombre ofrecen una amplia gama de recursos en herramientas de dimensionamiento y selección en línea.

Un sistema cartesiano típico de tres ejes suele requerir al menos 17 horas de ingeniería solo para dimensionarlo y garantizar que se obtengan los módulos adecuados para los requisitos de la aplicación, ni demasiado pequeños ni demasiado grandes. Por ejemplo, la automatización de laboratorios suele requerir sistemas más pequeños. Si el sistema es más grande de lo que requiere la aplicación, se desperdicia dinero y espacio.

Las buenas herramientas de dimensionamiento pueden guiar al usuario a través de los principales factores a considerar y reducir este tiempo a tres horas o menos. Junto con los generadores de dibujos automatizados, que brindan acceso instantáneo a modelos 2D y 3D incluso para sistemas complejos, el usuario puede ahorrar $1,120 o más solo en costos de ingeniería.

El ahorro de costos resultante de una buena planificación va mucho más allá del ahorro de tiempo de ingeniería. Considere las consecuencias de un sistema mal diseñado. Un sistema que no es lo suficientemente robusto para manejar la aplicación, si se instala, genera un desperdicio considerable debido al bajo rendimiento, la pérdida de productividad y la pérdida de ingresos por oportunidades de lanzamiento al mercado desaprovechadas.

Además, tenga en cuenta el coste adicional y las complicaciones que supone eliminar el sistema ineficaz, redimensionar la aplicación, reordenar, reinstalar e iniciar un nuevo sistema. El tiempo y el dinero perdidos pueden superar fácilmente los miles de dólares y, si usted fabrica máquinas, podría perder un cliente.

Una vez seleccionado y diseñado el sistema de movimiento lineal para la aplicación, comienzan las compras. Algunas empresas pueden proporcionar un único número de pieza para un sistema electromecánico multieje completo, lo que facilita el proceso de pedido al reducir 20 o 30 números de pieza a uno.

El resultado: Ahorro en el número de proveedores, órdenes de compra y partidas, lo que a su vez genera ahorros de tiempo en los procesos de aprobación, adquisición y recepción. Con un costo de procesamiento de $100 por orden de compra, el ahorro podría ascender a $2,000 adicionales o más por sistema (ver Tabla 1). Y si necesita solicitar un sistema duplicado, el ahorro en costos de repetición ya está integrado.

Tras recibir el sistema de movimiento lineal, se puede dedicar bastante tiempo a ensamblarlo y ponerlo en marcha. Para reducir costos en esta etapa del ciclo de vida del producto, es importante elegir un sistema fácil de instalar que no requiera procedimientos de arranque complejos.

Los módulos lineales premontados y los sistemas cartesianos ofrecen la menor complejidad en este sentido, ya que el 80 por ciento del trabajo de montaje, integración y programación lo realiza el fabricante.

Al reconocer estos ahorros de costos, muchas empresas de integración de sistemas están utilizando sistemas cartesianos preconfigurados para reducir sus costos y plazos de entrega y, como ventaja competitiva, están trasladando esos ahorros a sus usuarios finales.

En combinación con sistemas preensamblados, interfaces hombre-máquina (HMI) fáciles de usar y protocolos de programación pueden ahorrar aún más tiempo y dinero al brindarles a los fabricantes de máquinas y a los usuarios finales opciones de programación simples y abiertas.

La fase posterior a la compra
o ¿Qué significa “lubricado de por vida”?
Tras la puesta en servicio del sistema, las tareas de mantenimiento pueden añadir varios miles de dólares al coste de propiedad durante su vida útil. Este es un aspecto clave que los diseñadores de máquinas (y el departamento de compras) suelen subestimar. Algunos productos lineales se comercializan ingeniosamente como "lubricados de por vida".

Sin embargo, es importante tener en cuenta que la vida útil (número de metros o revoluciones recorridas) suele definirse sin aplicar carga al sistema. Asegúrese de comprender la letra pequeña del fabricante. Con una carga de tan solo 45 kg (100 libras), la vida útil de estos componentes lubricados de por vida puede reducirse cinco veces, por ejemplo, de 25 000 km a 5000 km.

Para una máquina con una carrera de 1 metro, que se desplaza a 1 m/s durante 16 horas diarias, esto equivale a aproximadamente un año completo de vida útil perdido. Si el reemplazo programado del sistema de movimiento lineal es cada tres años, un año de vida útil perdido aumenta la frecuencia de reemplazo en un 33 %.

Para reducir los costos de mantenimiento o reemplazo, elija un sistema de movimiento lineal con sellos de contacto completo, que preservan la lubricación dentro de los componentes móviles y evitan la entrada de contaminación. El tiempo y el esfuerzo de relubricación también se pueden reducir al elegir un sistema con puertos de lubricación de fácil acceso o la posibilidad de usar un sistema de lubricación automático. El personal de mantenimiento apreciará este diseño.

Además de la lubricación y el mantenimiento preventivo, a veces es necesario reparar o actualizar una máquina para aumentar su rendimiento, lo que suele implicar cambiar o actualizar el sistema de movimiento lineal. En muchos casos, no es necesario actualizar o reemplazar todo el sistema lineal; solo uno o dos componentes.

Algunos fabricantes de productos lineales facilitan la sustitución de solo una parte de su sistema ofreciendo componentes intercambiables, como rieles perfilados y patines. Esto reduce no solo el coste de las piezas necesarias, sino también el tiempo necesario para realizar los cambios en la máquina. Con componentes intercambiables, el coste de sustitución o actualización de un sistema de movimiento lineal puede reducirse en un 75 %, por ejemplo, si solo es necesario sustituir el patín y no el riel perfilado.

TCO pone el precio bajo en contexto
El entorno de fabricación actual se define cada vez más por iniciativas lean, cuyo objetivo es reducir el desperdicio siempre que sea posible. Sin embargo, el pensamiento lean se suele implementar únicamente para reorganizar los procesos de fabricación.

Como hemos visto, la reducción de desperdicios para optimizar el TCO puede ocurrir en cada fase de un proyecto de bienes de capital. Todo, desde la investigación y el diseño iniciales, pasando por los costos de adquisición y puesta en marcha, hasta la operación y el mantenimiento del sistema, contribuye al costo total de propiedad.

Considere más allá del precio del presupuesto del proveedor y los costos asociados con la especificación, el diseño, la compra y el mantenimiento del sistema. Los ahorros a corto plazo que se obtienen simplemente comprando los productos con el precio inicial más bajo se ven rápidamente eclipsados ​​por los costos inesperados que surgen en estas otras áreas.

Alcanzar la excelencia en la fabricación, eliminar el desperdicio, mejorar la satisfacción de los trabajadores, incrementar los ingresos y las ganancias y aumentar la calidad son resultados posibles si se aplican consideraciones de TCO al especificar y comprar tecnologías de fabricación.