Você pode não perceber, mas muitos dos produtos que você compra custam muito mais do que o preço inicial que você pagou por eles. Por exemplo, digamos que você pagou US$ 25.000 pelo seu veículo. Quantos quilômetros você percorre e quantos litros de gasolina você usa por semana? Com ​​que frequência você troca o óleo, faz o rodízio dos pneus ou realiza outros serviços de manutenção?

Ao longo de um período de 5 anos, as despesas necessárias para manter seu veículo podem facilmente chegar a US$ 12.000, ou aproximadamente metade do preço do veículo. O tempo gasto em pesquisas online, leitura de avaliações de carros e visualização de veículos que você pretende comprar também contribui para o custo de propriedade do veículo.

Uma lógica semelhante se aplica à compra de bens de capital: é fácil adicionar custos inesperados à experiência de propriedade, tanto antes quanto depois da compra, se você considerar apenas o preço de compra inicial.

A solução "barata" no curto prazo pode acabar custando mais caro no longo prazo. Neste artigo, vamos explorar como o custo total de propriedade (TCO) se aplica a sistemas de movimento linear.

Os sistemas de movimento linear, também chamados de módulos lineares ou atuadores eletromecânicos, normalmente combinam um mecanismo de acionamento linear, como um fuso de esferas de precisão ou uma correia dentada, com um sistema de guia linear — geralmente um conjunto de guia de trilho de esferas ou de roletes com came — dentro de uma carcaça para criar um único eixo linear.

Estão disponíveis em diversos tamanhos e estilos, o que facilita a combinação em sistemas robóticos multieixos personalizados para uma ampla gama de aplicações.

Sistemas extremamente pequenos podem ser combinados para criar um sistema de dispensação de 3 eixos para automação laboratorial, por exemplo, ou sistemas muito grandes podem ser usados ​​para construir um sistema de manuseio para componentes automotivos pesados.

Para um sistema mais integrado, são necessários motores, amplificadores de acionamento e controladores, e para simplificar a especificação e o pedido, algumas empresas de movimento linear começaram a oferecer sistemas de movimento cartesiano completos e pré-configurados.

Empresas de fabricação e embalagem de dispositivos médicos frequentemente optam por esses sistemas pré-configurados e pré-montados para eliminar o tempo e o incômodo de montar e alinhar vários eixos, selecionar a combinação adequada de motor e acionamento e projetar interfaces de montagem, o que lhes permite se concentrar em sua especialidade: fabricação de dispositivos, triagem de alto rendimento ou embalagem.

TCO aplicado ao movimento linear
O princípio do Custo Total de Propriedade foi definido pela primeira vez na década de 1980 para quantificar o custo de implementação de computadores pessoais no ambiente de trabalho.

Desde então, a teoria do Custo Total de Propriedade (TCO) tem sido amplamente aplicada em todos os principais setores, incluindo o setor manufatureiro, para analisar os custos ao longo da vida útil de ativos importantes. Um robô cartesiano bem implementado ou outro sistema de manufatura multieixos, por exemplo, pode não apenas reduzir o tempo de produção e aumentar a produtividade, mas também melhorar a qualidade e os lucros.

Se mal implementados, esses lucros podem desaparecer em retrabalho, redesenho ou custos inesperados de manutenção. No exemplo do carro, avaliamos os custos contínuos de operação e manutenção do veículo como considerações importantes além do preço de compra inicial. Mas quais fatores devem ser considerados ao avaliar os custos de um sistema de movimento linear? Nesse caso, custos não planejados ou raramente considerados costumam ser encontrados em três fases distintas da implementação do sistema.

Atividades pré-compra, como projeto e especificação.
O processo de compras inclui o pedido, o recebimento, a montagem do sistema e a sua inicialização.
A fase pós-compra, incluindo a manutenção e a reutilização do seu sistema.

A fase de pré-compra: o ponto de partida crucial.
A fase de pré-compra é a mais importante na implementação de um sistema de movimento linear. Nessa fase, os elementos de custo que influenciam o Custo Total de Propriedade (TCO) dependem do tempo necessário para projetar, especificar e adquirir o sistema de movimento linear adequado. Fazer boas escolhas na fase de pré-compra pode economizar tempo no projeto do sistema e na aquisição dos componentes. Acertar no início também garante uma inicialização tranquila e uma operação sem problemas. Com um bom planejamento, é possível economizar dinheiro nessa fase sem causar problemas posteriormente.

A chave para o sucesso nesta fase é dimensionar e selecionar o(s) módulo(s) linear(es) apropriado(s) para o seu sistema. Para facilitar o processo de dimensionamento e seleção, a maioria das empresas de movimento linear conceituadas oferece recursos consideráveis ​​em ferramentas online de dimensionamento e seleção.

Um sistema cartesiano típico de três eixos normalmente requer pelo menos 17 horas de trabalho de engenharia apenas para dimensionar o sistema e garantir que você esteja adquirindo os módulos corretos para atender aos requisitos da aplicação — nem subdimensionados, nem superdimensionados. Por exemplo, a automação laboratorial geralmente exige sistemas menores. Se o sistema for maior do que o necessário para a aplicação, você terá desperdiçado dinheiro e espaço.

Boas ferramentas de dimensionamento podem orientar o usuário pelos principais fatores a serem considerados e reduzir esse tempo para três horas ou menos. Aliadas a geradores de desenhos automatizados, que fornecem acesso instantâneo a modelos 2D e 3D, mesmo para sistemas complexos, o usuário pode economizar US$ 1.120 ou mais somente em custos de engenharia.

A economia de custos resultante de um bom planejamento vai muito além do tempo de engenharia economizado. Considere as consequências de um sistema mal projetado. Um sistema que não seja robusto o suficiente para suportar a aplicação, se instalado, leva a um enorme desperdício devido ao baixo desempenho, perda de produtividade e perda de receita por oportunidades de lançamento no mercado perdidas.

Além disso, considere o custo extra e o transtorno de remover o sistema ineficaz, redimensionar o aplicativo, fazer um novo pedido, reinstalar e iniciar um novo sistema. O tempo e o dinheiro desperdiçados podem facilmente ultrapassar milhares de dólares e, se você for um fabricante de máquinas, podem significar a perda de um cliente.

Após a seleção e o projeto do sistema de movimento linear para a aplicação, inicia-se o processo de compra. Algumas empresas oferecem um único código de peça para um sistema eletromecânico completo e multieixos, facilitando o pedido ao reduzir 20 ou 30 códigos de peça a um só.

O resultado: economia no número de fornecedores, pedidos de compra e itens de linha, o que leva a uma maior economia de tempo em todos os processos de aprovação, aquisição e recebimento. Com um custo de processamento de US$ 100 por pedido de compra, a economia pode chegar a US$ 2.000 ou mais por sistema (veja a Tabela 1). E se você precisar encomendar um sistema duplicado, a economia de custos recorrentes já está incluída.

Após o recebimento do sistema de movimento linear, uma quantidade significativa de tempo pode ser gasta na montagem e inicialização do sistema. Para reduzir custos nesta etapa do ciclo de vida do produto, é importante escolher um sistema que seja fácil de instalar e que não exija procedimentos complexos de inicialização.

Os módulos lineares pré-montados e os sistemas cartesianos oferecem a menor complexidade nesse aspecto, já que 80% do trabalho de montagem, integração e programação é feito pelo fabricante.

Reconhecendo essas reduções de custos, muitas empresas de integração de sistemas estão utilizando sistemas cartesianos pré-configurados para diminuir seus custos e prazos de entrega e, como vantagem competitiva, repassam essas economias para seus usuários finais.

Em conjunto com sistemas pré-montados, interfaces homem-máquina (IHMs) fáceis de usar e protocolos de programação podem economizar ainda mais tempo e dinheiro, fornecendo aos fabricantes de máquinas e usuários finais opções de programação simples e baseadas em código aberto.

A fase pós-compra
Ou o que significa "lubrificado para a vida toda"?
Após a entrada em operação do sistema, os trabalhos de manutenção podem adicionar vários milhares de dólares ao custo total de propriedade ao longo da vida útil do sistema. Esta é uma área crucial, frequentemente subestimada pelos projetistas de máquinas (e pelo departamento de compras). Alguns produtos lineares são habilmente comercializados como "lubrificados para toda a vida".

No entanto, é importante observar que a vida útil (número de metros ou rotações percorridas) geralmente é definida sem nenhuma carga aplicada ao sistema. Certifique-se de compreender as especificações do fabricante. Quando uma carga de apenas 45 kg (100 libras) é aplicada, a vida útil desses componentes "lubrificados para toda a vida útil" pode ser reduzida em cinco vezes, por exemplo, de 25.000 km para 5.000 km.

Para uma máquina com curso de 1 metro, deslocando-se a 1 m/s durante 16 horas por dia, isso equivale a aproximadamente um ano inteiro de vida útil perdida. Se a substituição programada do sistema de movimento linear for a cada três anos, então um ano de vida útil perdido aumenta a frequência de substituição em 33%.

Para reduzir os custos de manutenção ou substituição, escolha um sistema de movimento linear que incorpore vedações de contato total, que preservam a lubrificação dentro dos componentes móveis e impedem a entrada de contaminantes. O tempo e o esforço de relubrificação também podem ser reduzidos com a escolha de um sistema com pontos de lubrificação de fácil acesso ou com a possibilidade de utilização de um sistema de lubrificação automática. A equipe de manutenção certamente apreciará esse tipo de projeto.

Além da lubrificação e da manutenção preventiva, às vezes é necessário reparar ou modernizar uma máquina para aumentar o desempenho, o que frequentemente envolve a troca ou modernização do sistema de movimento linear. Em muitos casos, não é necessário modernizar ou substituir todo o sistema linear — apenas um ou dois componentes.

Alguns fabricantes de produtos lineares facilitam a substituição de apenas uma parte do sistema, oferecendo componentes intercambiáveis, como trilhos perfilados e blocos de rolamento. Isso reduz não só o custo das peças necessárias, mas também o tempo gasto para realizar as alterações na máquina. Com componentes intercambiáveis, o custo de substituição ou atualização de um sistema de movimento linear pode ser reduzido em até 75%, por exemplo, se apenas o bloco de rolamento precisar ser substituído, e não o trilho perfilado.

O Custo Total de Propriedade (TCO) contextualiza o baixo preço.
O ambiente de produção atual é cada vez mais definido por iniciativas lean — para eliminar o desperdício sempre que possível. Mas o pensamento lean é frequentemente aplicado apenas para reorganizar os processos de produção.

Como vimos, a redução de desperdícios para otimizar o Custo Total de Propriedade (TCO) pode ocorrer em todas as fases de um projeto de investimento em bens de capital. Tudo, desde a pesquisa e o projeto iniciais, passando pelos custos de aquisição e inicialização, até a operação e a manutenção do sistema, contribui para o custo total de propriedade.

Não se limite apenas ao preço apresentado na cotação do fornecedor e considere os custos associados à especificação, projeto, aquisição e manutenção do sistema. A economia a curto prazo obtida simplesmente comprando os produtos com o menor preço inicial é rapidamente ofuscada por custos inesperados que surgem nessas outras áreas.

Alcançar a excelência na manufatura, eliminar o desperdício, melhorar a satisfação dos trabalhadores, aumentar a receita e os lucros e elevar a qualidade são resultados possíveis se as considerações de Custo Total de Propriedade (TCO) forem aplicadas na especificação e aquisição de tecnologias de manufatura.