Puede que no te des cuenta, pero muchos de los productos que compras en realidad cuestan mucho más que el precio inicial que pagaste por ellos. Por ejemplo, digamos que pagó $25,000 por su vehículo. ¿Qué distancia conduce y cuántos galones de gasolina utiliza cada semana? ¿Con qué frecuencia cambia el aceite, rota los neumáticos o realiza otros trabajos de mantenimiento?

Durante un período de 5 años, los gastos necesarios para operar su vehículo pueden sumar fácilmente hasta $12,000 o aproximadamente la mitad del precio del vehículo. El tiempo que dedica a realizar búsquedas en línea, leer reseñas de automóviles y ver vehículos de posible compra también contribuye al costo de propiedad del vehículo.

Se aplica una lógica similar en la compra de bienes de capital: es fácil agregar costos inesperados a la experiencia de propiedad, tanto antes como después de la compra, si solo nos fijamos en el precio de compra inicial.

La solución “barata” a corto plazo puede acabar costándole más a largo plazo. En este artículo, exploraremos cómo se aplica el costo 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 husillo 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 rodillo de leva) dentro de una carcasa. para crear un único eje lineal.

Hay muchos tamaños y estilos disponibles, lo que facilita su combinación en sistemas robóticos multieje personalizados para una amplia gama de aplicaciones.

Se pueden combinar sistemas extremadamente pequeños para crear un sistema de dispensación de 3 ejes para la automatización de laboratorios, por ejemplo, o se pueden usar sistemas muy grandes para construir un sistema de manipulación de 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 embalaje de productos médicos suelen elegir 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 variador y diseñar interfaces de montaje, lo que les permite centrarse en su experiencia. : fabricación de dispositivos, cribado de alto rendimiento o embalaje.

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 importantes, incluida la manufacturera, para analizar los costos de vida de los principales activos. Un robot cartesiano u otro sistema de fabricación multieje bien implementado, por ejemplo, no sólo puede reducir el tiempo de producción y aumentar el rendimiento, sino que también puede mejorar la calidad y las ganancias.

Sin embargo, si se implementa mal, esas ganancias pueden desaparecer en retrabajos, rediseños o costos de mantenimiento inesperados. En nuestro ejemplo de automóvil, evaluamos los costos continuos de funcionamiento y mantenimiento del vehículo como consideraciones importantes más allá del precio de compra inicial. Pero, ¿qué factores debería considerar al evaluar los costos de un sistema de movimiento lineal? En este caso, los costos no planificados o considerados con poca frecuencia a menudo se encuentran en tres fases separadas de implementación del sistema.

Actividades previas a la compra como diseño y especificación.
Compras, que incluye realizar pedidos, recibir entregas, ensamblar el sistema y poner en marcha.
La fase posterior a la compra, que incluye el mantenimiento y la reutilización de su sistema.

La fase previa a la compra: el punto de partida crítico
La fase de precompra es la fase más importante de 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 apropiado. Tomar buenas decisiones en la fase previa a la compra puede ahorrar tiempo en el diseño del sistema y en el abastecimiento de los componentes. Hacerlo bien con antelación también garantiza un arranque fluido y un funcionamiento sin problemas. Con una buena planificación, es posible ahorrar algo de dinero sin causar problemas más adelante.

La clave del éxito en esta fase es dimensionar y seleccionar el módulo o módulos lineales adecuados para su sistema. Para facilitar el proceso de dimensionamiento y selección, las empresas de movimiento lineal más acreditadas ofrecen recursos considerables en herramientas de selección y dimensionamiento basadas en la web.

Un sistema cartesiano típico de tres ejes normalmente requiere al menos 17 horas de tiempo de ingeniería solo para dimensionar el sistema y garantizar que se obtienen los módulos correctos para manejar los requisitos de la aplicación, ni subdimensionados ni sobredimensionados. Por ejemplo, la automatización de laboratorios suele requerir sistemas más pequeños. Si el sistema es más grande de lo que requiere la aplicación, habrá desperdiciado dinero y espacio.

Unas buenas herramientas de dimensionamiento pueden guiar al usuario a través de los principales factores que deben tenerse en cuenta y pueden 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.

Los ahorros de costos resultantes de una buena planificación van mucho más allá del tiempo de ingeniería ahorrado. 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 terrible debido al bajo rendimiento, la pérdida de productividad y la pérdida de ingresos por oportunidades perdidas de lanzamiento al mercado.

Además, tenga en cuenta el costo adicional y la molestia de eliminar el sistema ineficaz, cambiar el tamaño de la aplicación, reordenar, reinstalar e iniciar un nuevo sistema. La pérdida de tiempo y dinero involucrada puede superar fácilmente los miles de dólares y, si usted es un fabricante de máquinas, puede costarle la pérdida de un cliente.

Una vez que se selecciona y diseña el sistema de movimiento lineal en la aplicación, comienzan las actividades de compra. Algunas empresas pueden proporcionar un único número de pieza para un sistema electromecánico multieje completo, lo que facilita el proceso de pedido simplemente reduciendo 20 o 30 números de pieza a uno.

El resultado: ahorros en la cantidad de proveedores, órdenes de compra y líneas de pedido, lo que genera además un ahorro de tiempo en los procesos de aprobación, adquisición y recepción. Con un costo de procesamiento de $100 por orden de compra, los ahorros podrían sumar otros $2000 o más por sistema (consulte la Tabla 1). Y si necesita pedir un sistema duplicado, los ahorros de costos repetidos ya están incorporados.

Una vez recibido el sistema de movimiento lineal, se puede dedicar una cantidad significativa de tiempo a ensamblar y poner en marcha el sistema. Para reducir costos en esta etapa del ciclo de vida del producto, es importante elegir un sistema que sea fácil de instalar y que no requiera procedimientos de puesta en marcha complejos.

Los módulos lineales premontados y los sistemas cartesianos son los que presentan la menor complejidad a este respecto, 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 tiempos de entrega y, como ventaja competitiva, están trasladando esos ahorros a sus usuarios finales.

Junto con los sistemas preensamblados, las interfaces hombre-máquina (HMI) y los protocolos de programación fáciles de usar pueden ahorrar aún más tiempo y dinero al proporcionar a los fabricantes de máquinas y a los usuarios finales opciones simples de programación de base abierta.

La fase posterior a la compra
o ¿Qué significa “lubricado de por vida”?
Una vez que el sistema se pone en servicio, los trabajos de mantenimiento pueden agregar varios miles de dólares al costo de propiedad durante la vida útil del sistema. Ésta es un área clave que los diseñadores de máquinas (y el departamento de compras) suelen subestimar. Algunos productos lineales se comercializan inteligentemente como "lubricados de por vida".

Sin embargo, es importante tener en cuenta que la vida útil (número de metros o revoluciones recorridas) a menudo se define sin aplicar carga al sistema. Asegúrese de comprender la “letra pequeña” del fabricante. Cuando se aplica una carga de sólo 100 libras, la vida útil de estos componentes “lubricados de por vida” se puede reducir cinco veces, por ejemplo, de 25.000 km a 5.000 km.

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

Para reducir los costos de mantenimiento o reemplazo, elija un sistema de movimiento lineal que incorpore sellos de contacto total, 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 eligiendo un sistema con puertos de lubricación de fácil acceso o la capacidad de utilizar un sistema de lubricación automático. El personal de mantenimiento apreciará este diseño.

Más allá de la lubricación y el mantenimiento preventivo, a veces es necesario reparar o actualizar una máquina para aumentar su rendimiento, lo que a menudo implica cambiar o actualizar el sistema de movimiento lineal. En muchos casos, no es necesario actualizar ni reemplazar todo el sistema lineal: solo uno o dos componentes.

Algunos fabricantes de productos lineales facilitan la sustitución sólo de una parte de su sistema ofreciendo componentes intercambiables, por ejemplo carriles perfilados y patines. Esto reduce no sólo el coste de las piezas que se necesitan, sino también el tiempo necesario para realizar los cambios en la máquina. Con componentes intercambiables, el coste de sustitución o modernización de un sistema de movimiento lineal se puede reducir en un 75 por ciento, si, por ejemplo, sólo es necesario cambiar el patín y no el carril perfilado.

TCO pone el precio bajo en contexto
El entorno de fabricación actual está cada vez más definido por iniciativas lean: reducir el desperdicio siempre que sea posible. Pero el pensamiento lean se utiliza con frecuencia sólo para reorganizar los procesos de fabricación.

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

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

Lograr la excelencia en la fabricación, eliminar el desperdicio, mejorar la satisfacción de los trabajadores, mejorar los ingresos y las ganancias y aumentar la calidad pueden ser resultados si se aplican consideraciones del TCO al especificar y comprar tecnologías de fabricación.