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. Quão longe você dirige e quantos galões de gasolina você usa por semana? Com que frequência você troca o óleo, gira os pneus ou realiza outros trabalhos de manutenção?

Durante um período de 5 anos, as despesas necessárias para operar seu veículo podem facilmente chegar a US$ 12.000 – ou aproximadamente metade do preço do veículo. O tempo que você gasta conduzindo pesquisas on-line, lendo avaliações de automóveis e visualizando veículos para compra em potencial também contribui para o custo de propriedade do veículo.

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

A solução “barata” no curto prazo pode acabar custando mais caro no longo prazo. Neste artigo, exploraremos como o custo total de propriedade (TCO) se aplica aos 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 parafuso de esfera de precisão ou uma correia dentada, com um sistema de guia linear - geralmente um conjunto de guia de trilho de esfera ou rolo de came - dentro de um alojamento para criar um único eixo linear.

Muitos tamanhos e estilos estão disponíveis, o que facilita combiná-los em sistemas robóticos multieixos personalizados para uma ampla gama de aplicações.

Sistemas extremamente pequenos podem ser combinados para criar um sistema de distribuição de 3 eixos para automação de laboratório, 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.

As empresas de fabricação e embalagem médica geralmente escolhem esses sistemas pré-configurados e pré-montados para eliminar o tempo e o incômodo de montar e alinhar vários eixos, selecionando a combinação adequada de motor e acionamento e projetando interfaces de montagem, o que lhes permite concentrar-se em sua experiência : 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 local de trabalho.

Desde então, a teoria do TCO tem sido amplamente aplicada em todas as principais indústrias, incluindo a indústria transformadora, para analisar os custos de vida dos principais activos. Um robô cartesiano bem implementado ou outro sistema de fabricação multieixos, por exemplo, pode não apenas reduzir o tempo de produção e aumentar o rendimento, mas também pode melhorar a qualidade e os lucros.

No entanto, se forem mal implementados, esses lucros podem desaparecer em retrabalho, reprojeto ou custos inesperados de manutenção. No nosso exemplo do carro, avaliamos os custos contínuos de funcionamento e manutenção do veículo como considerações importantes além do preço de compra inicial. Mas que fatores você deve considerar ao avaliar os custos de um sistema de movimento linear? Neste caso, os custos não planeados ou raramente considerados são frequentemente encontrados em três fases distintas de implementação do sistema.

Atividades de pré-compra, como design e especificação.
Compras, que inclui pedido, recebimento, montagem do sistema e inicialização.
A fase pós-compra, incluindo a manutenção e a redefinição do seu sistema.

A fase de pré-compra: o ponto de partida crítico
A fase de pré-compra é a fase mais importante da implementação de um sistema de movimento linear. Nesta fase, os elementos de custo que influenciam o TCO dependem do tempo necessário para projetar, especificar e adquirir o sistema de movimento linear apropriado. Fazer boas escolhas na fase de pré-compra pode economizar tempo no projeto do sistema e na aquisição dos componentes. Acertar cedo também garante uma inicialização suave e uma operação sem problemas. Com um bom planejamento, é possível economizar algum dinheiro aqui sem causar problemas depois.

A chave para o sucesso nesta fase é dimensionar e selecionar o módulo ou módulos lineares apropriados para o seu sistema. Para facilitar o processo de dimensionamento e seleção, as empresas de movimento linear mais conceituadas oferecem recursos consideráveis ​​em ferramentas de dimensionamento e seleção baseadas na web.

Um sistema cartesiano de três eixos típico normalmente requer pelo menos 17 horas de engenharia apenas para dimensionar o sistema e garantir que você esteja obtendo os módulos certos para lidar com os requisitos da aplicação – nem subdimensionados nem superdimensionados. Por exemplo, a automação laboratorial muitas vezes exige sistemas menores. Se o sistema for maior do que o aplicativo exige, você desperdiçou dinheiro e espaço.

Boas ferramentas de dimensionamento podem orientar o usuário nos principais fatores que precisam ser considerados e podem reduzir esse tempo para três horas ou menos. Juntamente com 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 apenas em custos de engenharia.

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

Além disso, leve em consideração o custo extra e o incômodo de remover o sistema ineficaz, redimensionar o aplicativo, reordenar, reinstalar e iniciar um novo sistema. O desperdício de tempo e dinheiro envolvido pode facilmente ultrapassar milhares de dólares e, se você for um construtor de máquinas, poderá custar-lhe a perda de um cliente.

Depois que o sistema de movimento linear for selecionado e projetado na aplicação, as atividades de compra começam. Algumas empresas podem fornecer um único número de peça para um sistema eletromecânico completo de múltiplos eixos, facilitando o processo de pedido simplesmente reduzindo 20 ou 30 números de peça para um.

O resultado: economia no número de fornecedores, pedidos de compra e itens de linha, gerando ainda mais economia de tempo durante os processos de aprovação, aquisição e recebimento. Com um custo de processamento de US$ 100 por pedido de compra, a economia poderia chegar a outros US$ 2.000 ou mais por sistema (ver Tabela 1). E se você precisar solicitar um sistema duplicado, a economia de custos repetida já está incorporada.

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

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

Reconhecendo estas poupanças de custos, muitas empresas de integração de sistemas estão a utilizar sistemas cartesianos pré-configurados para reduzir os seus custos e prazos de entrega e, como vantagem competitiva, estão a transferir essas poupanças para os seus utilizadores finais.

Em conjunto com sistemas pré-montados, interfaces homem-máquina (HMIs) e protocolos de programação fáceis de usar podem economizar ainda mais tempo e dinheiro, fornecendo aos construtores de máquinas e aos usuários finais opções simples de programação de base aberta.

A fase pós-compra
ou O que significa “lubrificado para o resto da vida”?
Após o sistema ser colocado em serviço, o trabalho de manutenção pode adicionar vários milhares de dólares ao custo de propriedade durante a vida útil do sistema. Esta é uma área-chave 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 notar que a vida útil (número de metros ou revoluções percorridas) é muitas vezes definida sem carga aplicada ao sistema. Certifique-se de entender as “letras miúdas” do fabricante. Quando é aplicada uma carga de apenas 100 libras, a vida útil destes componentes “lubrificados para toda a vida” pode ser reduzida em cinco vezes, por exemplo, de 25.000 km para 5.000 km.

Para uma máquina com curso de 1 metro, viajando a 1 m/s durante 16 horas por dia, isso equivale a aproximadamente um ano completo de vida perdida. Se a substituição programada do sistema de movimento linear for a cada três anos, um ano de vida perdido aumentará 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 evitam a entrada de contaminação. O tempo e o esforço de relubrificação também podem ser reduzidos escolhendo um sistema com portas de lubrificação de fácil acesso ou a capacidade de usar um sistema de lubrificação automática. O pessoal de manutenção apreciará esse design.

Além da lubrificação e da manutenção preventiva, às vezes é necessário reparar ou atualizar uma máquina para aumentar o desempenho, o que muitas vezes envolve alterar ou atualizar o sistema de movimento linear. Em muitos casos, todo o sistema linear não precisa ser atualizado ou substituído – apenas um ou dois componentes.

Alguns fabricantes de produtos lineares facilitam a substituição de apenas uma parte do seu sistema, oferecendo componentes intercambiáveis ​​– trilhos perfilados e patins de deslizamento, por exemplo. Isto reduz não apenas o custo das peças necessárias, mas também o tempo necessário para fazer as alterações na máquina. Com componentes intercambiáveis, o custo de substituição ou atualização de um sistema de movimento linear pode ser reduzido em 75%, por exemplo, se apenas o patim de guia precisar ser substituído e não o trilho perfilado.

TCO coloca preço baixo em contexto
O ambiente de produção atual é cada vez mais definido por iniciativas enxutas – para reduzir o desperdício sempre que possível. Mas o pensamento Lean é frequentemente implementado apenas para reorganizar os processos de produção.

Como vimos, a redução de desperdícios para otimizar o TCO pode ocorrer em todas as fases de um projeto de equipamento de capital. Tudo, desde a pesquisa e design inicial, passando pelos custos de aquisição e inicialização e, finalmente, pela operação e manutenção do seu sistema, contribui para o seu custo total de propriedade.

Vá além do preço fornecido na cotação do fornecedor e considere os custos associados à especificação, projeto, compra e manutenção do sistema. As poupanças a curto prazo obtidas através da simples compra dos produtos com o preço de compra inicial mais baixo são rapidamente eclipsadas pelos custos inesperados que surgem nestas outras áreas.

Alcançar a excelência na produção, eliminar desperdícios, melhorar a satisfação dos trabalhadores, aumentar as receitas e os lucros e aumentar a qualidade podem resultar se as considerações de TCO forem aplicadas ao especificar e comprar tecnologias de produção.