Você pode não perceber, mas muitos dos produtos que você compra, na verdade, custam muito mais do que o preço inicial. Por exemplo, digamos que você pagou R$ 25.000 pelo seu veículo. Quantos quilômetros você dirige e quantos litros de gasolina 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 operar seu veículo podem facilmente chegar a US$ 12.000, ou aproximadamente metade do preço do veículo. O tempo gasto em pesquisas online, lendo avaliações de automóveis e visualizando veículos em potencial também contribui para o custo de propriedade do veículo.

Uma lógica semelhante se aplica à compra de equipamentos 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" a curto prazo pode acabar custando mais a 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 esferas de precisão ou correia dentada, com um sistema de guia linear — geralmente um conjunto de guia Ball Rail ou Cam Roller — dentro de uma caixa para criar um único eixo linear.

Há muitos tamanhos e estilos disponíveis, 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 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 as especificações e os pedidos, 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, selecionar a combinação adequada de motor e acionamento e projetar interfaces de montagem, o que permite que elas se concentrem 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 local de trabalho.

Desde então, a teoria do TCO tem sido amplamente aplicada em todos os principais setores, incluindo a indústria, para analisar os custos de vida útil dos principais ativos. Um robô cartesiano bem implementado ou outro sistema de manufatura multieixo, por exemplo, pode não apenas reduzir o tempo de produção e aumentar a produtividade, mas também melhorar a qualidade e os lucros.

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

Atividades de pré-compra, como design e especificação.
Compras, que incluem fazer pedidos, receber entregas, montar o sistema e iniciar o processo.
A fase pós-compra, incluindo manutenção e reutilização do seu sistema.

A fase de pré-compra: o ponto de partida crítico
A fase de pré-compra é a mais importante na 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 adequado. Fazer boas escolhas na fase de pré-compra pode economizar tempo no projeto do sistema e na aquisição dos componentes. Acertar logo no início também garante uma inicialização tranquila e uma operação sem problemas. Com um bom planejamento, é possível economizar dinheiro sem causar problemas mais tarde.

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 movimentação linear de renome oferece recursos consideráveis ​​em ferramentas de dimensionamento e seleção baseadas na web.

Um sistema cartesiano típico de três eixos normalmente requer pelo menos 17 horas de trabalho de engenharia apenas para dimensioná-lo e garantir que você esteja obtendo os módulos certos para atender aos requisitos da aplicação — nem subdimensionados nem superdimensionados. Por exemplo, a automação de laboratórios frequentemente exige sistemas menores. Se o sistema for maior do que o necessário para a aplicação, você desperdiçou dinheiro e espaço.

Boas ferramentas de dimensionamento podem orientar o usuário sobre os principais fatores a serem considerados, reduzindo esse tempo para três horas ou menos. Combinados 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 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 lidar com a aplicação, se instalado, leva a um desperdício terrível devido ao baixo desempenho, perda de produtividade e perda de receita devido à perda de oportunidades de lançamento no mercado.

Além disso, considere 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 fabricante de máquinas, pode custar a perda de um cliente.

Após a seleção e o projeto do sistema de movimento linear para a aplicação, iniciam-se as atividades de compra. Algumas empresas podem fornecer um único código de peça para um sistema eletromecânico multieixo completo, facilitando o processo de pedido, reduzindo de 20 a 30 códigos de peça para apenas um.

O resultado: economia no número de fornecedores, ordens de compra e itens de linha, resultando em economia de tempo em todos os processos de aprovação, aquisição e recebimento. Com um custo de processamento de US$ 100 por ordem de compra, a economia pode chegar a US$ 2.000 ou mais por sistema (consulte a Tabela 1). E se você precisar solicitar um sistema duplicado, a economia de custos com a repetição já está incluída.

Após o recebimento do sistema de movimento linear, uma quantidade significativa de tempo pode ser dedicada à montagem e à 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 nesse sentido, já que 80% do trabalho de montagem, integração e programação é feito pelo fabricante.

Reconhecendo essas economias de custos, muitas empresas de integração de sistemas estão usando sistemas cartesianos pré-configurados para reduzir seus custos e prazos de entrega e, como uma vantagem competitiva, estão repassando essas economias aos 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 ao fornecer aos fabricantes de máquinas e usuários finais opções simples de programação aberta.

A fase pós-compra
ou O que significa “lubrificado para a vida”?
Após a entrada em serviço do sistema, o trabalho de manutenção pode adicionar vários milhares de dólares ao custo de propriedade ao longo da 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 a vida toda".

No entanto, é importante observar que a vida útil (número de metros ou revoluções percorridas) é frequentemente definida sem carga aplicada ao sistema. Certifique-se de entender as "letras miúdas" do fabricante. Quando uma carga de apenas 45 kg (100 libras) é aplicada, a vida útil desses componentes "lubrificados para a vida toda" 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 por 16 horas por dia, isso equivale a aproximadamente um ano inteiro de vida útil perdido. Se a substituição programada do sistema de movimento linear for a cada três anos, 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 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. A equipe de manutenção apreciará esse projeto.

Além da lubrificação e da manutenção preventiva, às vezes é necessário reparar ou atualizar uma máquina para aumentar o desempenho, o que frequentemente envolve a troca ou atualização do sistema de movimento linear. Em muitos casos, não é necessário atualizar ou substituir todo o sistema linear — 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. Isso reduz não apenas o custo das peças necessárias, mas também o tempo necessário para realizar as alterações na máquina. Com componentes intercambiáveis, o custo de substituição ou atualização de um sistema de movimentação linear pode ser reduzido em 75%, por exemplo, se apenas o patim de deslizamento precisar ser substituído, e não o trilho perfilado.

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

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 o design iniciais, passando pelos custos de aquisição e inicialização, até a operação e manutenção do seu sistema, contribui para o seu custo total de propriedade.

Olhe além do preço fornecido na cotação do fornecedor e considere os custos associados à especificação, projeto, compra e manutenção do sistema. As economias de curto prazo obtidas simplesmente comprando os produtos com o menor preço inicial são rapidamente ofuscadas por custos inesperados que surgem nessas outras áreas.

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