気づいていないかもしれませんが、購入する製品の多くは、実際に最初に支払った価格よりもはるかに高価です。たとえば、車に 25,000 ドルを支払ったとします。毎週どのくらいの距離を運転し、何ガロンのガソリンを使用しますか?オイル交換、タイヤ交換、その他のメンテナンス作業はどれくらいの頻度で行いますか?

5 年間で、車両の運用に必要な費用は簡単に 12,000 ドルに達する可能性があり、車両価格の約半分になります。オンラインで検索したり、自動車レビューを読んだり、購入候補の車両を確認したりするのに費やした時間も、車両の所有コストに影響します。

同様のロジックが資本設備の購入にも当てはまります。最初の購入価格だけを見ると、購入前と購入後の両方で、所有体験に予期せぬコストが簡単に追加されます。

短期的には「安価な」ソリューションでも、長期的にはコストが高くなる可能性があります。この記事では、総所有コスト (TCO) がリニア モーション システムにどのように適用されるかについて説明します。

リニア モジュールまたは電気機械アクチュエータとも呼ばれるリニア モーション システムは、通常、ハウジング内で精密ボールネジや歯付きベルトなどのリニア ドライブ メカニズムと、ボール レールやカム ローラー ガイド アセンブリなどのリニア ガイド システムを組み合わせます。単一の直線軸を作成します。

多くのサイズとスタイルが用意されているため、それらを簡単に組み合わせて、幅広い用途向けのカスタム多軸ロボット システムを構築できます。

たとえば、非常に小型のシステムを組み合わせて実験室オートメーション用の 3 軸ディスペンス システムを作成したり、非常に大型のシステムを使用して重量のある自動車部品のハンドリング システムを構築したりできます。

より統合されたシステムには、モーター、駆動アンプ、コントローラーが必要ですが、仕様と注文を簡素化するために、一部のリニアモーション会社は、事前構成された完全なデカルトモーションシステムの提供を開始しています。

医療製造および包装会社は、複数の軸の取り付けと位置合わせ、適切なモーターとドライブの組み合わせの選択、取り付けインターフェイスの設計にかかる時間と手間を省き、専門知識に集中できるようにするために、これらの構成済み、組み立て済みのシステムを選択することがよくあります。 : デバイス製造、ハイスループットスクリーニング、またはパッケージング。

直線運動に適用される TCO
総所有コストの原則は、職場でのパーソナル コンピューターの導入コストを定量化するために 1980 年代に初めて定義されました。

それ以来、TCO 理論は、主要な資産の生涯コストを分析するために、製造業を含むすべての主要産業に広く適用されてきました。たとえば、適切に実装されたデカルト ロボットやその他の多軸製造システムは、生産時間を短縮してスループットを向上させるだけでなく、品質と利益も向上させることができます。

ただし、実装が不十分な場合、それらの利益は再作業、再設計、または予期せぬメンテナンス費用として消えてしまう可能性があります。私たちの自動車の例では、最初の購入価格を超える重要な考慮事項として、車両のランニングとメンテナンスにかかる継続的なコストを評価しました。しかし、リニアモーションシステムのコストを評価する際にはどのような要素を考慮すべきでしょうか?この場合、計画外のコストやあまり考慮されないコストが、システム導入の 3 つの別々のフェーズで発生することがよくあります。

設計や仕様などの購入前の活動。
購入には、注文、納品、システムの組み立て、起動が含まれます。
システムの保守と再利用を含む購入後のフェーズ。

購入前のフェーズ: 重要な開始点
購入前のフェーズは、リニアモーション システムの実装において最も重要なフェーズです。このフェーズでは、TCO に影響を与えるコスト要素は、適切なリニア モーション システムの設計、仕様、購入に必要な時間によって異なります。購入前の段階で適切な選択をすると、システムの設計やコンポーネントの調達にかかる時間を節約できます。早期に適切に対処することで、スムーズな起動とトラブルのない操作が保証されます。しっかり計画を立てれば、後で問題を起こすことなく、ここでお金を節約することが可能です。

この段階で成功する鍵は、システムに適切なリニア モジュールのサイジングと選択です。サイジングと選択のプロセスを容易にするために、ほとんどの信頼できるリニアモーション会社は、Web ベースのサイジングと選択ツールでかなりのリソースを提供しています。

一般的な 3 軸デカルト システムでは、アプリケーション要件に対応できる適切なモジュールを確実に入手できるようにするために、システムのサイズを調整するだけで通常、少なくとも 17 時間のエンジニアリング時間を必要とします (サイズが過大でも過小でもありません)。たとえば、研究室の自動化では、より小規模なシステムが必要になることがよくあります。システムがアプリケーションに必要なサイズより大きい場合、お金とスペースの両方が無駄になります。

適切なサイジング ツールを使用すると、考慮する必要がある主な要素をユーザーにガイドして、この時間を 3 時間以下に短縮できます。複雑なシステムであっても 2D および 3D モデルに即座にアクセスできる自動図面ジェネレーターと組み合わせることで、ユーザーはエンジニアリング コストだけで 1,120 ドル以上を節約できます。

適切な計画によるコスト削減は、エンジニアリング時間の節約をはるかに超えています。不適切に設計されたシステムがもたらす結果を考えてみましょう。アプリケーションを処理できるほど堅牢ではないシステムがインストールされている場合、パフォーマンスの低下、生産性の低下、市場投入の機会の逸失による収益の損失により、ひどい無駄が発生します。

さらに、非効率なシステムの削除、アプリケーションのサイズ変更、再注文、再インストール、新しいシステムの起動にかかる追加のコストと手間も考慮に入れてください。無駄な時間と費用は軽く数千ドルを超え、機械製造業者の場合は顧客を失う可能性があります。

直線運動システムが選択され、アプリケーションに組み込まれるように設計されると、購入活動が始まります。一部の企業では、完全な多軸電気機械システムに対して 1 つの部品番号を提供し、20 または 30 の部品番号を 1 つに減らすだけで注文プロセスが容易になります。

その結果、ベンダー、注文書、品目の数が削減され、承認、調達、受領のプロセス全体にわたる時間の節約につながります。注文ごとに 100 ドルの処理コストがかかると、システムごとにさらに 2,000 ドル以上の節約になる可能性があります (表 1 を参照)。また、二重システムを注文する必要がある場合でも、リピートコストの削減がすでに組み込まれています。

リニアモーションシステムを受け取った後、システムの組み立てと起動にかなりの時間がかかることがあります。製品ライフサイクルのこの段階でコストを削減するには、設置が簡単で、複雑な起動手順を必要としないシステムを選択することが重要です。

事前に組み立てられたリニア モジュールとデカルト システムは、組み立て、統合、プログラミング作業の 80 パーセントがメーカーによって行われるため、この点で最も複雑さが軽減されます。

これらのコスト削減を認識して、多くのシステム インテグレーション企業は、事前構成されたデカルト システムを使用してコストとリード タイムを削減し、競争力の優位性として、その削減分をエンド ユーザーに還元しています。

事前に組み立てられたシステムと組み合わせて、ユーザーフレンドリーなヒューマン マシン インターフェイス (HMI) とプログラミング プロトコルを使用すると、機械製造業者とエンドユーザーにシンプルなオープンベースのプログラミング オプションを提供できるため、時間と費用をさらに節約できます。

購入後のフェーズ
または「生涯潤滑油」とはどういう意味ですか?
システムの運用開始後、メンテナンス作業により、システムの耐用年数全体にわたって所有コストが数千ドル増加する可能性があります。これは、機械設計者 (および購買部門) によって過小評価されがちな重要な領域です。一部の線形製品は、「一生使える潤滑剤」として巧妙に宣伝されています。

ただし、寿命 (移動メートル数または回転数) は、システムに負荷がかからない状態で定義されることが多いことに注意することが重要です。メーカーの「細かい部分」を必ず理解してください。わずか 100 ポンドの荷重がかかると、これらの「永久潤滑」コンポーネントの寿命は、たとえば 25,000 km から 5,000 km に 5 分の 1 に短縮される可能性があります。

1 メートルのストロークを持つ機械が 1 日あたり 1 メートル/秒で移動する場合、これは約 1 年分の寿命が失われることに相当します。リニア モーション システムの交換予定が 3 年ごとである場合、寿命が 1 年失われると、交換頻度が 33 パーセント増加します。

メンテナンスや交換のコストを削減するには、可動コンポーネント内の潤滑を維持し、汚染物質の侵入を防ぐ完全接触シールを組み込んだ直線運動システムを選択してください。アクセスしやすい潤滑ポートまたは自動潤滑システムを使用できるシステムを選択することによって、再潤滑の時間と労力も削減できます。保守担当者はこのような設計を高く評価します。

潤滑や予防保守以外にも、性能を向上させるために機械の修理やアップグレードが必要になる場合があります。これには、多くの場合、直線運動システムの変更やアップグレードが含まれます。多くの場合、リニア システム全体をアップグレードまたは交換する必要はなく、1 つまたは 2 つのコンポーネントだけで済みます。

リニア製品の一部のメーカーは、交換可能なコンポーネント (プロファイル レールやランナー ブロックなど) を提供することで、システムの一部のみを簡単に交換できるようにしています。これにより、必要な部品のコストが削減されるだけでなく、機械の変更に必要な時間も削減されます。交換可能なコンポーネントを使用すると、たとえば、プロファイル レールではなくランナー ブロックのみを交換する必要がある場合、リニア モーション システムの交換またはアップグレードのコストを 75 パーセント削減できます。

TCO は低価格を背景に置く
今日の製造環境は、可能な限り無駄を削減するという無駄のない取り組みによってますます定義されています。しかし、リーン思考は、製造プロセスを再編成するためだけに導入されることがよくあります。

これまで見てきたように、TCO を最適化するための無駄の削減は、資本設備プロジェクトのあらゆる段階で発生する可能性があります。初期の調査と設計から、取得と立ち上げのコスト、そして最終的にはシステムの運用と保守に至るまで、すべてが総所有コストに影響します。

ベンダーの見積書に記載された価格だけでなく、システムの仕様、設計、購入、保守に関連するコストも考慮してください。単に最初の購入価格が最も低い製品を購入することで達成される短期的な節約は、他の分野で発生する予期せぬコストによってすぐに消えてしまいます。

製造技術の指定と購入時に TCO を考慮すれば、優れた製造の実現、無駄の排除、従業員の満足度の向上、収益と利益の向上、品質の向上がすべて実現できます。