Vous ne vous en rendez peut-être pas compte, mais la plupart des produits que vous achetez coûtent en réalité beaucoup plus cher que le prix initial que vous avez payé pour les acheter. Par exemple, disons que vous avez payé 25 000 $ pour votre véhicule. Quelle distance parcourez-vous et combien de gallons d’essence utilisez-vous chaque semaine ? À quelle fréquence changez-vous l’huile, permutez-vous les pneus ou effectuez-vous d’autres travaux d’entretien ?

Sur une période de 5 ans, les dépenses nécessaires au fonctionnement de votre véhicule peuvent facilement s'élever jusqu'à 12 000 $ », soit environ la moitié du prix du véhicule. Le temps que vous avez passé à effectuer des recherches en ligne, à lire des critiques automobiles et à consulter des véhicules à acheter potentiels contribue également au coût de possession du véhicule.

Une logique similaire s'applique à l'achat de biens d'équipement : il est facile d'ajouter des coûts inattendus à l'expérience de propriété, avant et après l'achat, si l'on considère uniquement le prix d'achat initial.

La solution « bon marché » à court terme peut finir par vous coûter plus cher à long terme. Dans cet article, nous explorerons comment le coût total de possession (TCO) s'applique aux systèmes de mouvement linéaire.

Les systèmes de mouvement linéaire, également appelés modules linéaires ou actionneurs électromécaniques, combinent généralement un mécanisme d'entraînement linéaire, tel qu'une vis à billes de précision ou une courroie crantée, avec un système de guidage linéaire (souvent un ensemble de guidage sur rail à billes ou à rouleaux à came) à l'intérieur d'un boîtier. pour créer un seul axe linéaire.

De nombreuses tailles et styles sont disponibles, ce qui facilite leur combinaison dans des systèmes robotiques multi-axes personnalisés pour une large gamme d'applications.

Des systèmes extrêmement petits peuvent être combinés pour créer un système de distribution à 3 axes pour l'automatisation de laboratoire, par exemple, ou de très grands systèmes peuvent être utilisés pour construire un système de manipulation de composants automobiles lourds.

Pour un système plus intégré, des moteurs, des amplificateurs de variateur et des contrôleurs sont nécessaires, et pour simplifier les spécifications et les commandes, certaines sociétés de mouvement linéaire ont commencé à proposer des systèmes de mouvement cartésien complets et préconfigurés.

Les entreprises de fabrication et d'emballage médicaux choisissent souvent ces systèmes préconfigurés et préassemblés pour éliminer le temps et les tracas liés au montage et à l'alignement de plusieurs axes, à la sélection de la combinaison moteur/entraînement appropriée et à la conception d'interfaces de montage, ce qui leur permet de se concentrer sur leur expertise. : fabrication d'appareils, criblage à haut débit ou conditionnement.

TCO appliqué au mouvement linéaire
Le principe du coût total de possession a été défini pour la première fois dans les années 1980 pour quantifier le coût de mise en œuvre des ordinateurs personnels sur le lieu de travail.

Depuis lors, la théorie du TCO a été largement appliquée dans toutes les grandes industries, y compris l’industrie manufacturière, pour analyser les coûts sur la durée de vie des principaux actifs. Un robot cartésien bien mis en œuvre ou un autre système de fabrication multi-axes, par exemple, peut non seulement réduire le temps de production et augmenter le débit, mais peut également améliorer la qualité et les bénéfices.

Cependant, s’ils sont mal mis en œuvre, ces bénéfices peuvent disparaître en raison de retouches, de refontes ou de coûts de maintenance inattendus. Dans notre exemple de voiture, nous avons évalué les coûts permanents d’exploitation et d’entretien du véhicule comme des considérations importantes au-delà du prix d’achat initial. Mais quels facteurs devez-vous prendre en compte lors de l’évaluation des coûts d’un système de mouvement linéaire ? Dans ce cas, les coûts imprévus ou rarement pris en compte se retrouvent souvent dans trois phases distinctes de mise en œuvre du système.

Activités préalables à l'achat telles que la conception et la spécification.
Les achats, qui comprennent la commande, la prise de livraison, l'assemblage du système et la mise en service.
La phase post-achat, y compris la maintenance et la réutilisation de votre système.

La phase de pré-achat : le point de départ critique
La phase de pré-achat est la phase la plus importante de la mise en œuvre d’un système de mouvement linéaire. Dans cette phase, les éléments de coût influençant le TCO dépendent du temps nécessaire pour concevoir, spécifier et acheter le système de mouvement linéaire approprié. Faire de bons choix lors de la phase de pré-achat peut permettre de gagner du temps dans la conception du système et dans l'approvisionnement en composants. Faire les choses correctement dès le début garantit également un démarrage en douceur et un fonctionnement sans problème. Avec une bonne planification, il est possible d’économiser de l’argent ici sans causer de problèmes plus tard.

La clé du succès dans cette phase réside dans le dimensionnement et la sélection du ou des modules linéaires appropriés pour votre système. Pour faciliter le processus de dimensionnement et de sélection, les sociétés de mouvement linéaire les plus réputées proposent des ressources considérables en outils de dimensionnement et de sélection basés sur le Web.

Un système cartésien à trois axes typique nécessite normalement au moins 17 heures d'ingénierie rien que pour dimensionner le système afin de garantir que vous obtenez les bons modules pour répondre aux exigences de l'application, ni sous-dimensionnés ni surdimensionnés. Par exemple, l’automatisation des laboratoires nécessite souvent des systèmes plus petits. Si le système est plus grand que ce que nécessite l'application, vous gaspillez de l'argent et de l'espace.

De bons outils de dimensionnement peuvent guider l'utilisateur à travers les principaux facteurs à prendre en compte et peuvent réduire ce temps à trois heures ou moins. Associé à des générateurs de dessins automatisés, qui fournissent un accès instantané aux modèles 2D et 3D, même pour les systèmes complexes, l'utilisateur peut économiser 1 120 $ ou plus rien qu'en coûts d'ingénierie.

Les économies de coûts résultant d’une bonne planification vont bien au-delà du temps d’ingénierie économisé. Considérez les conséquences d’un système mal conçu. Un système qui n'est pas assez robuste pour gérer l'application, s'il est installé, entraîne un gaspillage terrible en raison de performances médiocres, d'une perte de productivité et d'une perte de revenus due à des opportunités de lancement sur le marché manquées.

De plus, tenez compte du coût supplémentaire et des tracas liés à la suppression du système inefficace, au redimensionnement de l'application, à la commande, à la réinstallation et au démarrage d'un nouveau système. Le temps et l’argent perdus peuvent facilement dépasser des milliers de dollars et, si vous êtes un constructeur de machines, cela peut vous faire perdre un client.

Une fois le système de mouvement linéaire sélectionné et intégré à l’application, les activités d’achat commencent. Certaines entreprises peuvent fournir un numéro de pièce unique pour un système électromécanique multi-axes complet, ce qui facilite le processus de commande en réduisant simplement 20 ou 30 références à un.

Le résultat : des économies dans le nombre de fournisseurs, de bons de commande et d'articles, ce qui entraîne également un gain de temps tout au long des processus d'approbation, d'approvisionnement et de réception. Avec un coût de traitement de 100 $ par bon de commande, les économies pourraient atteindre 2 000 $ supplémentaires ou plus par système (voir tableau 1). Et si vous devez commander un système en double, des économies de coûts répétées sont déjà intégrées.

Une fois le système de mouvement linéaire reçu, un temps considérable peut être consacré à l’assemblage et au démarrage du système. Pour réduire les coûts à cette étape du cycle de vie du produit, il est important de choisir un système facile à installer et ne nécessitant pas de procédures de démarrage complexes.

Les modules linéaires pré-assemblés et les systèmes cartésiens offrent le moins de complexité à cet égard, puisque 80 % du travail d'assemblage, d'intégration et de programmation est effectué par le fabricant.

Conscientes de ces économies, de nombreuses sociétés d'intégration de systèmes utilisent des systèmes cartésiens préconfigurés pour réduire leurs coûts et leurs délais de livraison et, comme avantage concurrentiel, répercutent ces économies sur leurs utilisateurs finaux.

En conjonction avec des systèmes pré-assemblés, des interfaces homme-machine (IHM) et des protocoles de programmation conviviaux peuvent permettre d'économiser encore plus de temps et d'argent en offrant aux constructeurs de machines et aux utilisateurs finaux des options de programmation simples et ouvertes.

La phase post-achat
ou Que signifie « lubrifié à vie » ?
Une fois le système mis en service, les travaux de maintenance peuvent ajouter plusieurs milliers de dollars au coût de possession pendant toute la durée de vie du système. Il s’agit d’un domaine clé souvent sous-estimé par les concepteurs de machines (et le service achats). Certains produits linéaires sont intelligemment commercialisés comme « lubrifiés à vie ».

Cependant, il est important de noter que la durée de vie (nombre de mètres ou de tours parcourus) est souvent définie sans charge appliquée au système. Assurez-vous de bien comprendre les « petits caractères » du fabricant. Lorsqu'une charge de seulement 100 livres est appliquée, la durée de vie de ces composants « lubrifiés à vie » peut être réduite de cinq fois, par exemple de 25 000 km à 5 000 km.

Pour une machine ayant une course de 1 mètre et se déplaçant à 1 m/s pendant 16 heures par jour, cela équivaut à environ une année complète de vie perdue. Si le remplacement programmé du système de mouvement linéaire a lieu tous les trois ans, une année de vie perdue augmente la fréquence de remplacement de 33 %.

Pour réduire les coûts de maintenance ou de remplacement, choisissez un système de mouvement linéaire intégrant des joints à contact complet, qui préservent la lubrification à l'intérieur des composants mobiles et empêchent la contamination de pénétrer. Le temps et les efforts de relubrification peuvent également être réduits en choisissant un système avec des ports de lubrification faciles d'accès ou la possibilité d'utiliser un système de lubrification automatique. Le personnel de maintenance appréciera une telle conception.

Au-delà de la lubrification et de la maintenance préventive, il est parfois nécessaire de réparer ou de mettre à niveau une machine afin d'en augmenter les performances, ce qui implique souvent de changer ou de mettre à niveau le système de mouvement linéaire. Dans de nombreux cas, l’ensemble du système linéaire n’a pas besoin d’être mis à niveau ou remplacé – juste un ou deux composants.

Certains fabricants de produits linéaires facilitent le remplacement d’une partie seulement de leur système en proposant des composants interchangeables – rails profilés et patins par exemple. Cela réduit non seulement le coût des pièces nécessaires, mais également le temps nécessaire pour effectuer les modifications sur la machine. Grâce aux composants interchangeables, le coût de remplacement ou de mise à niveau d'un système de mouvement linéaire peut être réduit de 75 pour cent, par exemple, si seul le bloc de guidage doit être remplacé, et non le rail profilé.

Le TCO place les prix bas dans leur contexte
L'environnement de fabrication d'aujourd'hui est de plus en plus défini par des initiatives Lean, visant à réduire les déchets autant que possible. Mais la pensée Lean est fréquemment déployée uniquement pour réorganiser les processus de fabrication.

Comme nous l'avons vu, la réduction du gaspillage pour optimiser le TCO peut se produire à chaque phase d'un projet d'investissement. Tout, depuis votre recherche et conception initiale, en passant par les coûts d'acquisition et de démarrage, et enfin l'exploitation et la maintenance de votre système, contribue à votre coût total de possession.

Regardez au-delà du prix indiqué sur le devis du fournisseur et tenez compte des coûts associés à la spécification, à la conception, à l'achat et à la maintenance du système. Les économies à court terme réalisées en achetant simplement les produits dont le prix d'achat initial est le plus bas sont rapidement éclipsées par les coûts inattendus qui surviennent dans ces autres domaines.

Atteindre l’excellence en matière de fabrication, éliminer le gaspillage, améliorer la satisfaction des travailleurs, augmenter les revenus et les bénéfices et augmenter la qualité peuvent tous résulter si les considérations du coût total de possession sont appliquées lors de la spécification et de l’achat des technologies de fabrication.