Es posible que no se dé cuenta, pero muchos de los productos que compra realmente cuestan mucho más que el precio inicial que pagó por ellos. Por ejemplo, supongamos que pagó $ 25,000 por su vehículo. ¿Hasta dónde conduces y cuántos galones de gasolina usas cada semana? ¿Con qué frecuencia cambia el aceite, gira los neumáticos o se realiza otros trabajos de mantenimiento?

Durante un período de 5 años, los gastos necesarios para operar su vehículo pueden sumar fácilmente $ 12,000 ”o aproximadamente la mitad del precio del vehículo. El tiempo que pasó realizando búsquedas en línea, leyendo revisiones de automóviles y ver los potenciales vehículos de compra también contribuye al costo de poseer el vehículo.

Se aplica una lógica similar 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 observa el precio de compra inicial.

La solución "barata" a corto plazo puede terminar costándole más a largo plazo. En este artículo, exploraremos cómo se aplica el costo total de propiedad (TCO) a los sistemas de movimiento lineal.

Sistemas de movimiento lineal, también conocidos como módulos lineales o actuadores electromecánicos, típicamente combinan un mecanismo de accionamiento lineal, como un tornillo de bola de precisión o una correa dentada, con un sistema de guía lineal, a menudo un conjunto de riel de bola o una guía de rodillos de levas, a intoqueja una carcasa 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 múltiples 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 laboratorio, por ejemplo, o se pueden usar sistemas muy grandes para construir un sistema de manejo para componentes automotrices pesados.

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

Las compañías de fabricación y envasado médicos a menudo eligen estos sistemas preconfigurados y previamente ensamblados para eliminar el tiempo y la molestia de montar y alinear múltiples ejes, seleccionar la combinación adecuada del motor y la unidad, y diseñar interfaces de montaje, lo que les permite concentrarse en su experiencia : Fabricación de dispositivos, detección de alto rendimiento o embalaje.

TCO aplicado al movimiento lineal
El principio de 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 de TCO se ha aplicado ampliamente en todas las industrias principales, incluida la fabricación, para analizar los costos de por vida de los principales activos. Un robot cartesiano bien implementado u otro sistema de fabricación de eje múltiple, por ejemplo, no solo puede reducir el tiempo de producción y aumentar el rendimiento, sino que también puede mejorar la calidad y las ganancias.

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

Actividades previas a la compra como el diseño y la especificación.
Compras, que incluye ordenar, recibir entrega, ensamblaje del sistema y inicio.
La fase posterior a la compra, que incluye mantener y reutilizar su sistema.

La fase previa a la compra: el punto de partida crítico
La fase previa a la compra es la fase más importante para implementar un sistema de movimiento lineal. En esta fase, los elementos de costo que influyen en TCO dependen del tiempo requerido 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 para obtener los componentes. Conseguirlo bien temprano también garantiza un inicio suave y una operación sin problemas. Con una buena planificación, es posible ahorrar algo de dinero aquí sin causar problemas más tarde.

La clave del éxito en esta fase es dimensionar y seleccionar el módulo lineal o módulos apropiados para su sistema. Para facilitar el proceso de tamaño y la selección, las compañías de movimiento lineal más de buena reputación ofrecen recursos considerables en las herramientas de tamaño y selección 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 para garantizar que obtenga los módulos correctos para manejar los requisitos de la aplicación, no de menor tamaño o de gran tamaño. Por ejemplo, la automatización de laboratorio a menudo requiere sistemas más pequeños. Si el sistema es más grande de lo que requiere la aplicación, ha desperdiciado tanto dinero como espacio.

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

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 como para manejar la aplicación, si se instala, conduce a terribles residuos debido al bajo rendimiento, la pérdida de productividad y los ingresos perdidos de las oportunidades de lanzamiento del mercado fallido.

Además, tenga en cuenta el costo adicional y la molestia de eliminar el sistema ineficaz, volver a analizar la aplicación, reordenar, reinstalar e iniciar un nuevo sistema. El tiempo perdido y el dinero involucrado pueden superar fácilmente miles de dólares y, si usted es un constructor de máquinas, puede costarle un cliente perdido.

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

El resultado: ahorros en el número de proveedores, órdenes de compra y líneas de pedido, lo que lleva a los ahorros de tiempo durante los procesos de aprobación, adquisición y recepción. Con un costo de procesamiento de $ 100 por orden de compra, los ahorros podrían sumar otros $ 2,000 o más por sistema (ver Tabla 1). Y si necesita pedir un sistema duplicado, los ahorros de costos repetidos ya están integrados.

Después de que se recibe el sistema de movimiento lineal, se puede dedicar a una cantidad significativa de tiempo ensamblando e iniciando el sistema. Para reducir el costo en esta etapa del ciclo de vida del producto, es importante elegir un sistema que sea fácil de instalar y que no requiere procedimientos de inicio complejos.

Los módulos lineales previamente ensamblados y los sistemas cartesianos ofrecen la menor complejidad a este respecto, ya que el fabricante realiza el 80 por ciento de los trabajos de ensamblaje, integración y programación.

Reconociendo estos ahorros de costos, muchas compañías de integración de sistemas están utilizando sistemas cartesianos preconfigurados para reducir sus costos y tiempos de entrega y, como ventaja competitiva, están pasando esos ahorros a sus usuarios finales.

Junto con los sistemas previamente ensamblados, las interfaces de máquinas humanas fáciles de usar (HMIS) y los protocolos de programación pueden ahorrar aún más tiempo y dinero al proporcionar a constructores de máquinas y usuarios finales con opciones de programación basadas en abiertos simples.

La fase posterior a la compra
¿O qué significa "lubricado por la vida"?
Después de poner en servicio el sistema, el trabajo de mantenimiento puede agregar varios miles de dólares al costo de propiedad durante la vida del sistema. Esta es un área clave a menudo subestimada por los diseñadores de máquinas (y el departamento de compras). Algunos productos lineales se comercializan inteligentemente como "lubricados de por vida".

Sin embargo, es importante tener en cuenta que la vida (número de metros o revoluciones recorridas) a menudo se define sin carga aplicada al sistema. Asegúrese de comprender la "letra pequeña" del fabricante. Cuando se aplica una carga de solo 100 libras, la vida de estos componentes "lubricados para la vida" puede reducirse cinco veces, por ejemplo, de 25,000 km a 5,000 km.

Para una máquina con accidente cerebrovascular de 1 metro, que viaja a 1 m/s durante 16 horas por día, esto equivale a aproximadamente un año completo de vida que se pierde. Si el reemplazo programado del sistema de movimiento lineal es cada tres años, entonces un año perdido de vida 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 completo, que preservan la lubricación dentro de los componentes móviles y evitan que la contaminación ingrese. El tiempo y el esfuerzo de re-lubricación también se pueden reducir eligiendo un sistema con puertos lubricantes de fácil acceso o la capacidad de usar un sistema de lubricante automático. El personal de mantenimiento apreciará tal diseño.

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

Algunos fabricantes de productos lineales facilitan reemplazar solo una parte de su sistema al ofrecer componentes intercambiables ”, por ejemplo, rieles y bloques de corredores. Esto reduce no solo el costo de las piezas que se necesitan, sino también el tiempo requerido para realizar los cambios en la máquina. Con componentes intercambiables, el costo de reemplazar o actualizar un sistema de movimiento lineal puede reducirse en un 75 por ciento, por ejemplo, si solo el bloque de corredores necesita ser reemplazado, y no el riel perfilado.

TCO pone bajo precio en contexto
El entorno de fabricación actual está cada vez más definido por iniciativas Lean, para reducir los desechos siempre que sea posible. Pero el pensamiento lean se implementa con frecuencia para reorganizar solo los procesos de fabricación.

Como hemos visto, la reducción de los desechos para optimizar TCO puede ocurrir en cada fase de un proyecto de equipo de capital. Todo, desde su investigación y diseño inicial, a través de la adquisición y los costos de inicio, y finalmente la operación y el mantenimiento de su sistema, contribuye a su 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 logrados simplemente comprando los productos con el precio de compra inicial más bajo se eclipsan rápidamente por costos inesperados que surgen en estas otras áreas.

Lograr la excelencia en la fabricación, eliminar los desechos, mejorar la satisfacción de los trabajadores, mejorar los ingresos y las ganancias, y aumentar la calidad puede resultar si se aplican las consideraciones de TCO al especificar y comprar tecnologías de fabricación.