Potresti non rendertene conto, ma molti dei prodotti che acquisti in realtà costano molto di più del prezzo iniziale che hai pagato per averli. Ad esempio, supponiamo che tu abbia pagato $ 25.000 per il tuo veicolo. Quanto lontano guidi e quanti litri di benzina consumi ogni settimana? Con quale frequenza cambi l'olio, ruoti le gomme o fai altri lavori di manutenzione?

In un periodo di 5 anni, le spese necessarie per far funzionare il tuo veicolo possono facilmente arrivare fino a $ 12.000 ", ovvero circa la metà del prezzo del veicolo. Anche il tempo dedicato a effettuare ricerche online, leggere recensioni di auto e visualizzare potenziali veicoli di acquisto contribuisce al costo di possesso del veicolo.

Una logica simile si applica all'acquisto di beni strumentali: è facile aggiungere costi imprevisti all'esperienza di proprietà, sia prima che dopo l'acquisto, se si considera solo il prezzo di acquisto iniziale.

La soluzione “economica” a breve termine potrebbe finire per costarti di più a lungo termine. In questo articolo esploreremo come si applica il costo totale di proprietà (TCO) ai sistemi di movimento lineare.

I sistemi di movimento lineare, definiti anche moduli lineari o attuatori elettromeccanici, in genere combinano un meccanismo di azionamento lineare, come una vite a ricircolo di sfere di precisione o una cinghia dentata, con un sistema di guida lineare, spesso un gruppo di guida con rotaia a sfere o rullo a camma, all'interno di un alloggiamento per creare un unico asse lineare.

Sono disponibili molte dimensioni e stili, il che rende facile combinarli in sistemi robotici multiasse personalizzati per un'ampia gamma di applicazioni.

È possibile combinare sistemi estremamente piccoli per creare un sistema di distribuzione a 3 assi per l'automazione di laboratorio, ad esempio, oppure è possibile utilizzare sistemi molto grandi per costruire un sistema di movimentazione per componenti automobilistici pesanti.

Per un sistema più integrato sono necessari motori, amplificatori di azionamento e controller e, per semplificare le specifiche e gli ordini, alcune aziende di movimento lineare hanno iniziato a offrire sistemi di movimento cartesiani completi e preconfigurati.

Le aziende di produzione e confezionamento di prodotti medicali scelgono spesso questi sistemi preconfigurati e preassemblati per eliminare il tempo e il fastidio di montare e allineare più assi, selezionare la combinazione corretta di motore e azionamento e progettare interfacce di montaggio, consentendo loro di concentrarsi sulla propria esperienza : produzione di dispositivi, screening ad alta produttività o imballaggio.

TCO Applicato al movimento lineare
Il principio del costo totale di proprietà è stato definito per la prima volta negli anni ’80 per quantificare il costo di implementazione dei personal computer sul posto di lavoro.

Da allora, la teoria del TCO è stata ampiamente applicata in tutti i principali settori, compreso quello manifatturiero, per analizzare i costi di vita delle principali risorse. Un robot cartesiano o un altro sistema di produzione multiasse ben implementato, ad esempio, non solo può ridurre i tempi di produzione e aumentare la produttività, ma può anche migliorare la qualità e i profitti.

Se implementati in modo inadeguato, tuttavia, tali profitti possono scomparire a causa di rilavorazioni, riprogettazioni o costi di manutenzione imprevisti. Nel nostro esempio dell'auto, abbiamo valutato i costi correnti di gestione e manutenzione del veicolo come considerazioni importanti oltre al prezzo di acquisto iniziale. Ma quali fattori dovresti considerare quando valuti i costi di un sistema di movimentazione lineare? In questo caso, i costi non pianificati o considerati raramente si riscontrano spesso in tre fasi separate di implementazione del sistema.

Attività pre-acquisto come progettazione e specifiche.
Acquisto, che comprende l'ordinazione, la presa in consegna, l'assemblaggio del sistema e la messa in servizio.
La fase post-acquisto, inclusa la manutenzione e il riutilizzo del sistema.

La fase di pre-acquisto: il punto di partenza critico
La fase di preacquisto è la fase più importante nell'implementazione di un sistema di movimento lineare. In questa fase, gli elementi di costo che influenzano il TCO dipendono dal tempo necessario per progettare, specificare e acquistare il sistema di movimento lineare appropriato. Fare buone scelte nella fase di pre-acquisto può far risparmiare tempo nella progettazione del sistema e nell'approvvigionamento dei componenti. Una corretta esecuzione tempestiva garantisce inoltre un avvio regolare e un funzionamento senza problemi. Con una buona pianificazione, è possibile risparmiare un po' di soldi qui senza causare problemi in seguito.

La chiave del successo in questa fase è il dimensionamento e la selezione del modulo o dei moduli lineari appropriati per il vostro sistema. Per semplificare il processo di dimensionamento e selezione, le aziende di movimento lineare più rinomate offrono notevoli risorse in strumenti di dimensionamento e selezione basati sul web.

Un tipico sistema cartesiano a tre assi richiede normalmente almeno 17 ore di progettazione solo per dimensionare il sistema ed essere sicuri di ottenere i moduli giusti per gestire i requisiti dell'applicazione, non sottodimensionati o sovradimensionati. Ad esempio, l’automazione dei laboratori spesso richiede sistemi più piccoli. Se il sistema è più grande di quanto richiesto dall'applicazione, hai sprecato denaro e spazio.

Buoni strumenti di dimensionamento possono guidare l'utente attraverso i principali fattori da considerare e possono ridurre questo tempo a tre ore o meno. Insieme ai generatori di disegni automatizzati, che forniscono accesso immediato ai modelli 2D e 3D anche per sistemi complessi, l'utente può risparmiare 1.120 dollari o più solo sui costi di progettazione.

Il risparmio sui costi derivante da una buona pianificazione va ben oltre il tempo risparmiato in termini di progettazione. Considera le conseguenze di un sistema mal progettato. Un sistema che non è sufficientemente robusto per gestire l'applicazione, se installato, porta a terribili sprechi dovuti a scarse prestazioni, perdita di produttività e perdita di entrate derivanti dalle mancate opportunità di lancio sul mercato.

Inoltre, tieni conto dei costi aggiuntivi e del fastidio di rimuovere il sistema inefficace, ridimensionare l'applicazione, riordinare, reinstallare e avviare un nuovo sistema. Lo spreco di tempo e denaro può facilmente superare le migliaia di dollari e, se sei un costruttore di macchine, potrebbe costarti la perdita di un cliente.

Una volta selezionato e progettato il sistema di movimento lineare nell'applicazione, iniziano le attività di acquisto. Alcune aziende possono fornire un unico codice articolo per un sistema elettromeccanico multiasse completo, semplificando il processo di ordinazione semplicemente riducendo 20 o 30 codici articolo a uno.

Il risultato: risparmio nel numero di fornitori, ordini di acquisto e voci, con conseguente ulteriore risparmio di tempo durante i processi di approvazione, approvvigionamento e ricezione. Con un costo di elaborazione di 100 dollari per ordine di acquisto, il risparmio potrebbe ammontare ad altri 2.000 dollari o più per sistema (vedere Tabella 1). E se hai bisogno di ordinare un sistema duplicato, i risparmi sui costi ripetuti sono già integrati.

Dopo aver ricevuto il sistema di movimento lineare, è possibile dedicare una notevole quantità di tempo all'assemblaggio e all'avvio del sistema. Per ridurre i costi in questa fase del ciclo di vita del prodotto, è importante scegliere un sistema che sia facile da installare e che non richieda complesse procedure di avvio.

I moduli lineari preassemblati e i sistemi cartesiani offrono la minore complessità in questo senso, poiché l'80% del lavoro di assemblaggio, integrazione e programmazione viene svolto dal produttore.

Riconoscendo questi risparmi sui costi, molte aziende di integrazione di sistemi utilizzano sistemi cartesiani preconfigurati per ridurre i costi e i tempi di consegna e, come vantaggio competitivo, trasferiscono tali risparmi ai propri utenti finali.

In combinazione con sistemi preassemblati, interfacce uomo-macchina (HMI) e protocolli di programmazione di facile utilizzo possono far risparmiare ancora più tempo e denaro fornendo ai costruttori di macchine e agli utenti finali semplici opzioni di programmazione su base aperta.

La fase post-acquisto
o Cosa significa “lubrificato per la vita”?
Dopo che il sistema è stato messo in servizio, i lavori di manutenzione possono aggiungere diverse migliaia di dollari al costo di proprietà per tutta la vita del sistema. Questa è un'area chiave spesso sottovalutata dai progettisti di macchine (e dall'ufficio acquisti). Alcuni prodotti lineari sono abilmente commercializzati come “lubrificati a vita”.

Tuttavia è importante notare che la vita (numero di metri o giri percorsi) è spesso definita senza carico applicato al sistema. Assicurati di comprendere le "clausole scritte in piccolo" del produttore. Applicando un carico di appena 100 libbre, la durata di questi componenti “lubrificati a vita” può essere ridotta di cinque volte, ad esempio da 25.000 km a 5.000 km.

Per una macchina con una corsa di 1 metro, che viaggia a 1 m/s per 16 ore al giorno, ciò equivale a circa un anno intero di vita perso. Se la sostituzione programmata del sistema di movimento lineare avviene ogni tre anni, un anno di vita perso aumenta la frequenza di sostituzione del 33%.

Per ridurre i costi di manutenzione o sostituzione, scegli un sistema di movimento lineare che incorpori tenute a contatto completo, che preservano la lubrificazione all'interno dei componenti in movimento e impediscono l'ingresso di contaminazione. È inoltre possibile ridurre i tempi e gli sforzi di rilubrificazione scegliendo un sistema con porte di lubrificazione di facile accesso o la possibilità di utilizzare un sistema di lubrificazione automatico. Il personale di manutenzione apprezzerà questo design.

Oltre alla lubrificazione e alla manutenzione preventiva, a volte è necessario riparare o aggiornare una macchina per aumentarne le prestazioni, il che spesso comporta la modifica o l'aggiornamento del sistema di movimento lineare. In molti casi non è necessario aggiornare o sostituire l’intero sistema lineare, ma solo uno o due componenti.

Alcuni produttori di prodotti lineari semplificano la sostituzione solo di una parte del loro sistema offrendo componenti intercambiabili, ad esempio guide profilate e pattini. Ciò riduce non solo il costo delle parti necessarie, ma anche il tempo necessario per apportare le modifiche alla macchina. Con componenti intercambiabili è possibile ridurre i costi per la sostituzione o l'aggiornamento di un sistema lineare del 75%, ad esempio se è necessario sostituire solo il pattino e non la rotaia profilata.

Il TCO contestualizza il prezzo basso
L'ambiente produttivo odierno è sempre più definito da iniziative snelle, volte a ridurre gli sprechi ove possibile. Ma il pensiero snello viene spesso utilizzato solo per riorganizzare i processi produttivi.

Come abbiamo visto, la riduzione degli sprechi per ottimizzare il TCO può avvenire in ogni fase di un progetto di beni strumentali. Tutto, dalla ricerca e progettazione iniziali, ai costi di acquisizione e avvio, fino al funzionamento e alla manutenzione del sistema, contribuisce al costo totale di proprietà.

Guarda oltre il semplice prezzo indicato nel preventivo del fornitore e considera i costi associati alla specifica, alla progettazione, all'acquisto e alla manutenzione del sistema. I risparmi a breve termine ottenuti semplicemente acquistando i prodotti con il prezzo di acquisto iniziale più basso vengono rapidamente eclissati dai costi imprevisti che si presentano in queste altre aree.

Il raggiungimento dell'eccellenza produttiva, l'eliminazione degli sprechi, il miglioramento della soddisfazione dei lavoratori, l'aumento dei ricavi e dei profitti e l'aumento della qualità possono essere tutti risultati se si applicano considerazioni sul TCO quando si specificano e si acquistano le tecnologie di produzione.