Возможно, вы этого не осознаёте, но многие из приобретаемых вами товаров на самом деле стоят гораздо дороже первоначальной цены. Например, вы заплатили за автомобиль 25 000 долларов. Как далеко вы ездите и сколько галлонов бензина тратите в неделю? Как часто вы меняете масло, переставляете шины или проводите другие работы по техническому обслуживанию?

За 5 лет расходы на эксплуатацию вашего автомобиля могут легко составить до 12 000 долларов, что составляет примерно половину его стоимости. Время, потраченное на поиск информации в интернете, чтение автомобильных обзоров и просмотр потенциальных автомобилей для покупки, также влияет на стоимость владения автомобилем.

Аналогичная логика применима и при покупке капитального оборудования: легко добавить непредвиденные расходы к опыту владения, как до, так и после покупки, если рассматривать только первоначальную цену покупки.

«Дешёвое» решение в краткосрочной перспективе может обойтись вам дороже в долгосрочной. В этой статье мы рассмотрим, как совокупная стоимость владения (TCO) влияет на системы 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 линейной направляющей системой (часто шариковой направляющей или направляющим узлом с кулачковыми роликами) внутри корпуса для создания единой линейной оси.

Доступны различные размеры и стили, что позволяет легко объединять их в индивидуальные многоосевые роботизированные системы для широкого спектра применений.

Например, очень маленькие системы можно объединить для создания 3-осевой системы дозирования для автоматизации лабораторий, а очень большие системы можно использовать для создания системы обработки тяжелых автомобильных компонентов.

Для более интегрированной системы требуются двигатели, усилители привода и контроллеры, а для упрощения спецификации и заказа некоторые компании, занимающиеся линейным перемещением, начали предлагать комплексные, предварительно сконфигурированные системы декартового движения.

Компании, занимающиеся производством и упаковкой медицинской продукции, часто выбирают эти предварительно настроенные, предварительно собранные системы, чтобы сэкономить время и силы на монтаже и выравнивании нескольких осей, выборе правильной комбинации двигателя и привода, а также проектировании монтажных интерфейсов, что позволяет им сосредоточиться на своей специализации: производстве устройств, высокопроизводительном скрининге или упаковке.

TCO применяется к линейному движению
Принцип совокупной стоимости владения был впервые сформулирован в 1980-х годах для количественной оценки затрат на внедрение персональных компьютеров на рабочих местах.

С тех пор теория совокупной стоимости владения (TCO) широко применяется во всех основных отраслях промышленности, включая обрабатывающую промышленность, для анализа стоимости жизненного цикла основных активов. Например, грамотно реализованный декартов робот или другая многокоординатная производственная система могут не только сократить время производства и увеличить производительность, но и повысить качество и прибыль.

Однако при ненадлежащем внедрении эта прибыль может быть потеряна из-за доработок, перепроектирования или непредвиденных расходов на обслуживание. В нашем примере с автомобилем мы оценили текущие расходы на эксплуатацию и обслуживание транспортного средства как важные факторы, выходящие за рамки первоначальной цены покупки. Но какие факторы следует учитывать при оценке затрат на систему линейного перемещения? В данном случае незапланированные или редко учитываемые расходы часто встречаются на трёх отдельных этапах внедрения системы.

Предпродажные мероприятия, такие как проектирование и спецификация.
Закупка, которая включает заказ, приемку поставки, сборку системы и запуск.
Этап после покупки, включающий обслуживание и перепрофилирование вашей системы.

Фаза перед покупкой: критическая отправная точка
Этап подготовки к закупке — самый важный этап внедрения системы линейного перемещения. На этом этапе элементы затрат, влияющие на совокупную стоимость владения (TCO), зависят от времени, необходимого для проектирования, спецификации и приобретения подходящей системы линейного перемещения. Правильный выбор на этапе подготовки к закупке может сэкономить время на проектирование системы и поиск компонентов. Ранний выбор также гарантирует плавный запуск и бесперебойную работу. При грамотном планировании можно сэкономить деньги, не создавая проблем в будущем.

Ключ к успеху на этом этапе — определение размера и выбор подходящего линейного модуля или модулей для вашей системы. Чтобы упростить процесс определения размера и выбора, большинство авторитетных компаний, занимающихся линейным перемещением, предлагают значительный объём ресурсов в виде веб-инструментов для определения размера и выбора.

Типичная трёхосевая декартова система обычно требует не менее 17 часов инженерного времени только для того, чтобы подобрать модули, соответствующие требованиям приложения, — не слишком большие и не слишком маленькие. Например, для автоматизации лабораторий часто требуются системы меньшего размера. Если система больше, чем требуется для приложения, вы теряете деньги и пространство.

Хорошие инструменты для расчета размеров помогут пользователю разобраться в основных факторах, которые необходимо учитывать, и сократят время до трёх часов или меньше. В сочетании с автоматическими генераторами чертежей, которые обеспечивают мгновенный доступ к двухмерным и трёхмерным моделям даже для сложных систем, пользователь может сэкономить 1120 долларов США и более только на инженерных расходах.

Экономия средств за счёт грамотного планирования выходит далеко за рамки экономии времени на разработку. Подумайте о последствиях плохо спроектированной системы. Система, недостаточно надёжная для решения задач, при её установке приведёт к серьёзным потерям из-за низкой производительности, снижения производительности и упущенной выгоды от упущенных возможностей вывода продукта на рынок.

Кроме того, учтите дополнительные расходы и сложности, связанные с демонтажем неэффективной системы, изменением масштаба приложения, повторным заказом, повторной установкой и запуском новой системы. Потери времени и денег могут легко превысить тысячи долларов, а если вы машиностроитель, это может привести к потере клиента.

После выбора и проектирования системы линейного перемещения начинается процесс закупки. Некоторые компании могут предоставить единый номер детали для полной многоосевой электромеханической системы, что упрощает процесс заказа, сокращая количество деталей с 20 или 30 до одного.

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

После получения системы линейного перемещения значительное время может быть потрачено на её сборку и запуск. Для снижения затрат на этом этапе жизненного цикла изделия важно выбрать систему, которая проста в установке и не требует сложных пусконаладочных процедур.

Наименьшую сложность в этом отношении представляют предварительно собранные линейные модули и декартовы системы, поскольку 80 процентов работ по сборке, интеграции и программированию выполняет производитель.

Осознавая эту экономию средств, многие компании, занимающиеся системной интеграцией, используют предварительно настроенные декартовы системы для сокращения своих расходов и сроков поставки и, в качестве конкурентного преимущества, передают эту экономию своим конечным пользователям.

В сочетании с предварительно собранными системами, удобными для пользователя человеко-машинными интерфейсами (HMI) и протоколами программирования можно сэкономить еще больше времени и денег, предоставляя машиностроителям и конечным пользователям простые открытые возможности программирования.

Фаза после покупки
или Что означает «смазанный на всю жизнь»?
После ввода системы в эксплуатацию техническое обслуживание может увеличить стоимость владения на несколько тысяч долларов за весь срок службы системы. Это важный фактор, 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 пройденных метров или оборотов) часто определяется без нагрузки на систему. Убедитесь, что вы понимаете «мелкий шрифт» производителя. При нагрузке всего 100 фунтов ресурс этих «смазанных на весь срок службы» компонентов может сократиться в пять раз, например, с 25 000 км до 5000 км.

Для машины с ходом 1 метр, работающей со скоростью 1 м/с в течение 16 часов в день, это эквивалентно потере примерно одного полного года срока службы. Если плановая замена системы линейного перемещения производится каждые три года, то потерянный год срока службы увеличивает частоту замены на 33%.

Чтобы снизить затраты на обслуживание или замену, выберите систему линейного перемещения с полноконтактными уплотнениями, которые сохраняют смазку внутри подвижных компонентов и предотвращают попадание загрязнений. Время и усилия по повторной смазке также можно сократить, выбрав систему с легкодоступными смазочными отверстиями или с возможностью использования автоматической системы смазки. Обслуживающий персонал оценит такую конструкцию.

Помимо смазки и профилактического обслуживания, иногда требуется ремонт или модернизация станка для повышения производительности, что часто подразумевает замену или обновление системы линейного перемещения. Во многих случаях требуется не вся линейная система, а лишь один или два компонента.

Некоторые производители линейных систем упрощают замену только части своей системы, предлагая взаимозаменяемые компоненты, например, профилированные рельсы и каретки. 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 на 75%, например, если требуется заменить только каретку, а не профилированную направляющую.

TCO рассматривает низкую цену в контексте
Современная производственная среда всё чаще определяется бережливыми инициативами, направленными на сокращение отходов везде, где это возможно. Однако бережливое мышление часто применяется только для реорганизации производственных процессов.

Как мы уже видели, сокращение отходов для оптимизации совокупной стоимости владения может происходить на каждом этапе проекта капитального оборудования. Всё, начиная с первоначальных исследований и проектирования, включая затраты на приобретение и запуск, и, наконец, эксплуатацию и обслуживание системы, влияет на общую стоимость владения.

Обращайте внимание не только на цену, указанную в коммерческом предложении поставщика, но и на расходы, связанные с разработкой спецификации, проектированием, закупкой и обслуживанием системы. Краткосрочная экономия, достигаемая за счёт простой покупки продуктов по самой низкой первоначальной цене, быстро сводится на нет непредвиденными расходами, возникающими в этих других областях.

Достижение совершенства в производстве, устранение отходов, повышение удовлетворенности работников, увеличение доходов и прибыли, а также повышение качества — все это может быть достигнуто, если при выборе и приобретении производственных технологий будут учитываться факторы совокупной стоимости владения.