Возможно, вы этого не осознаете, но многие товары, которые вы покупаете, на самом деле стоят намного дороже, чем их первоначальная цена. Например, предположим, вы купили автомобиль за 25 000 долларов. Как далеко вы ездите и сколько галлонов бензина расходуете каждую неделю? Как часто вы меняете масло, делаете перестановку шин или проводите другие работы по техническому обслуживанию?

За 5 лет расходы на эксплуатацию автомобиля могут легко составить до 12 000 долларов — или примерно половину стоимости самого автомобиля. Время, потраченное на поиск информации в интернете, чтение автомобильных обзоров и просмотр потенциальных автомобилей для покупки, также вносит свой вклад в стоимость владения автомобилем.

Аналогичная логика применима и к приобретению основного капитала: легко добавить непредвиденные расходы к опыту владения, как до, так и после покупки, если рассматривать только первоначальную цену приобретения.

«Дешевое» решение в краткосрочной перспективе может в конечном итоге обойтись вам дороже. В этой статье мы рассмотрим, как показатель общей стоимости владения (TCO) применяется к системам линейного перемещения.

Системы линейного перемещения, также называемые линейными модулями или электромеханическими приводами, обычно объединяют линейный приводной механизм, такой как прецизионный шариковый винт или зубчатый ремень, с системой линейных направляющих — часто это шариковая направляющая или роликовая направляющая — внутри корпуса для создания единой линейной оси.

Доступно множество размеров и вариантов исполнения, что позволяет легко комбинировать их в многоосевые роботизированные системы, предназначенные для широкого спектра применений.

Например, из очень маленьких систем можно создать трехкоординатную систему дозирования для автоматизации лабораторных работ, а из очень больших систем можно построить систему для перемещения тяжелых автомобильных компонентов.

Для более интегрированной системы требуются двигатели, усилители привода и контроллеры, и для упрощения спецификации и заказа некоторые компании, занимающиеся линейным перемещением, начали предлагать полные, предварительно сконфигурированные системы перемещения в декартовой системе координат.

Компании, занимающиеся производством и упаковкой медицинской продукции, часто выбирают эти предварительно сконфигурированные и собранные системы, чтобы избежать затрат времени и усилий на монтаж и выравнивание нескольких осей, выбор подходящей комбинации двигателя и привода, а также проектирование монтажных интерфейсов, что позволяет им сосредоточиться на своих основных направлениях: производстве медицинских изделий, высокопроизводительном скрининге или упаковке.

Применение TCO к линейному движению
Принцип общей стоимости владения был впервые сформулирован в 1980-х годах для количественной оценки затрат на внедрение персональных компьютеров на рабочем месте.

С тех пор теория совокупной стоимости владения (TCO) получила широкое применение во всех основных отраслях промышленности, включая обрабатывающую промышленность, для анализа затрат на протяжении всего срока службы основных активов. Например, хорошо внедренный декартов робот или другая многоосевая производственная система может не только сократить время производства и увеличить производительность, но и улучшить качество и прибыль.

Однако при неправильной реализации эта прибыль может исчезнуть из-за необходимости доработок, перепроектирования или непредвиденных затрат на техническое обслуживание. В нашем примере с автомобилем мы оценили текущие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание транспортного средства как важные факторы, выходящие за рамки первоначальной цены покупки. Но какие факторы следует учитывать при оценке стоимости системы линейного перемещения? В этом случае незапланированные или редко учитываемые затраты часто возникают на трех отдельных этапах внедрения системы.

Предпродажные мероприятия, такие как проектирование и разработка технических характеристик.
Закупка, которая включает в себя оформление заказа, приемку товара, сборку системы и ее запуск.
Этап после покупки, включая техническое обслуживание и перепрофилирование вашей системы.

Этап подготовки к покупке: критически важный отправной пункт.
Этап подготовки к закупке является наиболее важным этапом внедрения системы линейного перемещения. На этом этапе факторы, влияющие на общую стоимость владения (TCO), зависят от времени, необходимого для проектирования, выбора и приобретения подходящей системы линейного перемещения. Правильный выбор на этапе подготовки к закупке может сэкономить время на проектировании системы и поиске компонентов. Правильный выбор на раннем этапе также обеспечивает плавный запуск и бесперебойную работу. При хорошем планировании можно сэкономить средства на этом этапе, не создавая проблем в дальнейшем.

Ключ к успеху на этом этапе — правильный подбор и установка подходящих линейных модулей для вашей системы. Чтобы упростить процесс подбора и установки, большинство авторитетных компаний, занимающихся линейными перемещениями, предлагают значительные ресурсы в виде веб-инструментов для подбора и установки модулей.

Для расчета размеров типичной трехкоординатной декартовой системы обычно требуется не менее 17 часов инженерного времени, чтобы убедиться, что вы получаете модули, соответствующие требованиям приложения, а не слишком маленькие или слишком большие. Например, для автоматизации лабораторных работ часто требуются системы меньшего размера. Если система больше, чем требуется для приложения, вы зря тратите и деньги, и место.

Удобные инструменты для расчета размеров могут помочь пользователю учесть основные факторы, что сократит время на расчеты до трех часов или меньше. В сочетании с автоматизированными генераторами чертежей, обеспечивающими мгновенный доступ к 2D и 3D моделям даже для сложных систем, пользователь может сэкономить 1120 долларов и более только на инженерных затратах.

Экономия средств, достигаемая благодаря грамотному планированию, выходит далеко за рамки экономии времени на проектирование. Рассмотрим последствия плохо спроектированной системы. Система, недостаточно надежная для работы с данным приложением, в случае ее установки, приведет к огромным потерям из-за низкой производительности, снижения продуктивности и упущенной прибыли из-за нереализованных возможностей вывода продукта на рынок.

Кроме того, следует учитывать дополнительные затраты и сложности, связанные с демонтажем неэффективной системы, изменением размеров приложения, повторным заказом, повторной установкой и запуском новой системы. Потери времени и денег могут легко превысить тысячи долларов, а для производителя оборудования это может привести к потере клиента.

После выбора и проектирования системы линейного перемещения в соответствии с требованиями приложения начинается процесс закупки. Некоторые компании могут предоставить единый артикул для полной многоосевой электромеханической системы, что упрощает процесс заказа, просто сокращая количество артикулов с 20 или 30 до одного.

Результат: экономия на количестве поставщиков, заказов на закупку и позиций, что дополнительно приводит к экономии времени на всех этапах утверждения, закупки и приемки. При стоимости обработки одного заказа на закупку в 100 долларов экономия может составить еще 2000 долларов и более на каждую систему (см. Таблицу 1). А если вам потребуется заказать дубликат системы, экономия на повторных затратах уже заложена в стоимость.

После получения системы линейного перемещения значительное количество времени может быть потрачено на ее сборку и запуск. Для снижения затрат на этом этапе жизненного цикла продукта важно выбрать систему, которая проста в установке и не требует сложных процедур запуска.

Предварительно собранные линейные модули и декартовы системы координат в этом отношении наименее сложны, поскольку 80 процентов работ по сборке, интеграции и программированию выполняются производителем.

Осознавая эту экономию средств, многие компании, занимающиеся системной интеграцией, используют предварительно сконфигурированные декартовы системы для сокращения затрат и сроков выполнения заказов и, в качестве конкурентного преимущества, передают эту экономию своим конечным пользователям.

В сочетании с предварительно собранными системами, удобные человеко-машинные интерфейсы (HMI) и протоколы программирования могут еще больше сэкономить время и деньги, предоставляя производителям оборудования и конечным пользователям простые варианты программирования на основе открытых технологий.

Этап после покупки
Или что означает «смазано на всю жизнь»?
После ввода системы в эксплуатацию работы по техническому обслуживанию могут увеличить стоимость владения на несколько тысяч долларов за весь срок службы системы. Это ключевой аспект, который часто недооценивают конструкторы машин (и отдел закупок). Некоторые линейные изделия искусно рекламируются как «смазанные на весь срок службы».

Однако важно отметить, что ресурс (количество метров или оборотов) часто определяется без нагрузки на систему. Обязательно ознакомьтесь с условиями производителя. При нагрузке всего в 100 фунтов срок службы этих компонентов, «смазанных на весь срок службы», может сократиться, например, в пять раз, с 25 000 км до 5 000 км.

Для машины с ходом 1 метр, движущейся со скоростью 1 м/с в течение 16 часов в день, это примерно соответствует одному полному году потерянного ресурса. Если плановая замена системы линейного перемещения производится каждые три года, то потеря одного года ресурса увеличивает частоту замены на 33 процента.

Для снижения затрат на техническое обслуживание или замену выбирайте систему линейного перемещения с уплотнениями полного контакта, которые сохраняют смазку внутри движущихся компонентов и предотвращают попадание загрязнений. Время и усилия, затрачиваемые на повторную смазку, также можно сократить, выбрав систему с легкодоступными смазочными портами или возможностью использования автоматической системы смазки. Обслуживающий персонал оценит такую ​​конструкцию.

Помимо смазки и профилактического обслуживания, иногда возникает необходимость в ремонте или модернизации машины для повышения производительности, что часто включает в себя замену или обновление системы линейного перемещения. Во многих случаях модернизация или замена всей системы линейного перемещения не требуется — достаточно заменить лишь один или два компонента.

Некоторые производители линейных систем упрощают замену только части системы, предлагая взаимозаменяемые компоненты — например, профилированные направляющие и направляющие блоки. Это снижает не только стоимость необходимых деталей, но и время, необходимое для внесения изменений в оборудование. Благодаря взаимозаменяемым компонентам стоимость замены или модернизации системы линейного перемещения может быть снижена, например, на 75 процентов, если необходимо заменить только направляющий блок, а не профилированную направляющую.

Общая стоимость владения (TCO) позволяет оценить низкую цену в контексте.
Современная производственная среда все чаще определяется принципами бережливого производства — стремлением сократить потери везде, где это возможно. Однако бережливое мышление часто применяется лишь для реорганизации производственных процессов.

Как мы уже видели, сокращение потерь для оптимизации общей стоимости владения может происходить на каждом этапе проекта по приобретению капитального оборудования. Все, начиная с первоначальных исследований и проектирования, через затраты на приобретение и запуск, и, наконец, эксплуатацию и техническое обслуживание вашей системы, влияет на общую стоимость владения.

Не ограничивайтесь только ценой, указанной в коммерческом предложении поставщика, и учитывайте затраты, связанные с выбором, проектированием, приобретением и обслуживанием системы. Краткосрочная экономия, достигаемая за счет простой покупки продукции с самой низкой начальной ценой, быстро нивелируется непредвиденными расходами, возникающими в этих других областях.

Достижение совершенства в производстве, устранение потерь, повышение удовлетворенности работников, увеличение доходов и прибыли, а также повышение качества — все это может быть достигнуто, если при выборе и приобретении производственных технологий учитывать общую стоимость владения (TCO).