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    TCO del sistema de movimiento lineal

    Puede que no te des cuenta, pero muchos de los productos que compras en realidad cuestan mucho más que el precio inicial que pagaste por ellos. Por ejemplo, supongamos que pagó $25,000 por su vehículo. ¿Qué distancia maneja y cuántos galones de gasolina usa cada semana? ¿Con qué frecuencia cambia el aceite, rota los neumáticos o realiza otros trabajos de mantenimiento?

    Durante un período de 5 años, los gastos necesarios para operar su vehículo pueden sumar fácilmente hasta $12,000 o aproximadamente la mitad del precio del vehículo. El tiempo que dedicó a realizar búsquedas en línea, leer reseñas de automóviles y ver vehículos de compra potencial también contribuye al costo de propiedad del vehículo.

    Se aplica una lógica similar en la compra de bienes de capital: es fácil agregar costos inesperados a la experiencia de propiedad, tanto antes como después de la compra, si solo observa el precio de compra inicial.

    La solución “barata” a corto plazo puede terminar costándote más a largo plazo. En este artículo, exploraremos cómo se aplica el costo total de propiedad (TCO) a los sistemas de movimiento lineal.

    Los sistemas de movimiento lineal, también denominados módulos lineales o actuadores electromecánicos, suelen combinar un mecanismo de accionamiento lineal, como un husillo de bolas de precisión o una correa dentada, con un sistema de guía lineal, a menudo un conjunto de guía de riel de bolas o rodillo de leva, dentro de una carcasa. para crear un único eje lineal.

    Hay muchos tamaños y estilos disponibles, lo que facilita combinarlos en sistemas robóticos multieje personalizados para una amplia gama de aplicaciones.

    Se pueden combinar sistemas extremadamente pequeños para crear un sistema de dosificación de 3 ejes para la automatización de laboratorio, por ejemplo, o se pueden usar sistemas muy grandes para construir un sistema de manipulación para componentes automotrices pesados.

    Para un sistema más integrado, se requieren motores, amplificadores de accionamiento y controladores, y para simplificar las especificaciones y los pedidos, algunas empresas de movimiento lineal han comenzado a ofrecer sistemas de movimiento cartesiano completos y preconfigurados.

    Las empresas de embalaje y fabricación médica a menudo eligen estos sistemas premontados y preconfigurados para eliminar el tiempo y la molestia de montar y alinear varios ejes, seleccionar la combinación adecuada de motor y accionamiento y diseñar interfaces de montaje, lo que les permite centrarse en su experiencia. : fabricación de dispositivos, cribado de alto rendimiento o embalaje.

    TCO aplicado al movimiento lineal
    El principio del costo total de propiedad se definió por primera vez en la década de 1980 para cuantificar el costo de implementar computadoras personales en el lugar de trabajo.

    Desde entonces, la teoría del TCO se ha aplicado ampliamente en todas las principales industrias, incluida la fabricación, para analizar los costos de por vida de los principales activos. Un robot cartesiano bien implementado u otro sistema de fabricación de ejes múltiples, por ejemplo, no solo puede reducir el tiempo de producción y aumentar el rendimiento, sino que también puede mejorar la calidad y las ganancias.

    Sin embargo, si se implementa de manera deficiente, esas ganancias pueden desaparecer en reelaboración, rediseño o costos de mantenimiento inesperados. En nuestro ejemplo de automóvil, evaluamos los costos continuos de operación y mantenimiento del vehículo como consideraciones importantes más allá del precio de compra inicial. Pero, ¿qué factores debe considerar al evaluar los costos de un sistema de movimiento lineal? En este caso, los costos no planificados o considerados con poca frecuencia a menudo se encuentran en tres fases separadas de implementación del sistema.

    Actividades previas a la compra, como diseño y especificación.
    Compras, que incluye pedidos, recepción de entregas, montaje y puesta en marcha del sistema.
    La fase posterior a la compra, incluido el mantenimiento y la readaptación de su sistema.

    La fase previa a la compra: el punto de partida crítico
    La fase previa a la compra es la fase más importante de la implementación de un sistema de movimiento lineal. En esta fase, los elementos de costo que influyen en el TCO dependen del tiempo requerido para diseñar, especificar y comprar el sistema de movimiento lineal adecuado. Tomar buenas decisiones en la fase previa a la compra puede ahorrar tiempo en el diseño del sistema y en la obtención de los componentes. Hacerlo bien temprano también garantiza un arranque suave y un funcionamiento sin problemas. Con una buena planificación, es posible ahorrar algo de dinero aquí sin causar problemas más adelante.

    La clave del éxito en esta fase es dimensionar y seleccionar el módulo o módulos lineales apropiados para su sistema. Para facilitar el proceso de dimensionamiento y selección, la mayoría de las empresas de movimiento lineal de renombre ofrecen recursos considerables en herramientas de selección y dimensionamiento basadas en la web.

    Un sistema cartesiano típico de tres ejes normalmente requiere al menos 17 horas de tiempo de ingeniería solo para dimensionar el sistema y asegurarse de que está obteniendo los módulos correctos para manejar los requisitos de la aplicación, ni demasiado pequeños ni demasiado grandes. Por ejemplo, la automatización de laboratorios a menudo requiere sistemas más pequeños. Si el sistema es más grande de lo que requiere la aplicación, habrá desperdiciado dinero y espacio.

    Las buenas herramientas de dimensionamiento pueden guiar al usuario a través de los principales factores que deben tenerse en cuenta y pueden reducir este tiempo a tres horas o menos. Junto con los generadores de dibujos automatizados, que brindan acceso instantáneo a modelos 2D y 3D, incluso para sistemas complejos, el usuario puede ahorrar $1120 o más solo en costos de ingeniería.

    Los ahorros de costos resultantes de una buena planificación van mucho más allá del tiempo de ingeniería ahorrado. Considere las consecuencias de un sistema mal diseñado. Un sistema que no es lo suficientemente robusto para manejar la aplicación, si está instalado, genera un desperdicio terrible debido al bajo rendimiento, la pérdida de productividad y la pérdida de ingresos por oportunidades de lanzamiento al mercado perdidas.

    Además, tenga en cuenta el costo adicional y la molestia de eliminar el sistema ineficaz, cambiar el tamaño de la aplicación, reordenar, reinstalar y poner en marcha un nuevo sistema. El tiempo y el dinero desperdiciados involucrados pueden superar fácilmente los miles de dólares y, si usted es un fabricante de máquinas, puede costarle la pérdida de un cliente.

    Una vez que se selecciona y diseña el sistema de movimiento lineal en la aplicación, comienzan las actividades de compra. Algunas empresas pueden proporcionar un único número de pieza para un sistema electromecánico completo de varios ejes, lo que facilita el proceso de pedido simplemente reduciendo 20 o 30 números de pieza a uno.

    El resultado: Ahorros en el número de proveedores, órdenes de compra y artículos de línea, lo que lleva aún más a ahorrar tiempo a lo largo de los procesos de aprobación, adquisición y recepción. Con un costo de procesamiento de $100 por orden de compra, los ahorros podrían sumar otros $2,000 o más por sistema (consulte la Tabla 1). Y si necesita pedir un sistema duplicado, los ahorros de costos repetidos ya están incorporados.

    Después de recibir el sistema de movimiento lineal, se puede dedicar una cantidad significativa de tiempo a ensamblar y poner en marcha el sistema. Para reducir el costo en esta etapa del ciclo de vida del producto, es importante elegir un sistema que sea fácil de instalar y que no requiera procedimientos complejos de puesta en marcha.

    Los módulos lineales preensamblados y los sistemas cartesianos ofrecen la menor complejidad en este sentido, ya que el 80 por ciento del trabajo de ensamblaje, integración y programación lo realiza el fabricante.

    Al reconocer estos ahorros de costos, muchas empresas de integración de sistemas utilizan sistemas cartesianos preconfigurados para reducir sus costos y plazos de entrega y, como ventaja competitiva, transfieren esos ahorros a sus usuarios finales.

    Junto con los sistemas preensamblados, las interfaces hombre-máquina (HMI) fáciles de usar y los protocolos de programación pueden ahorrar aún más tiempo y dinero al proporcionar a los fabricantes de máquinas y usuarios finales opciones de programación sencillas y abiertas.

    La fase posterior a la compra
    o ¿Qué significa “lubricado de por vida”?
    Una vez que el sistema se pone en servicio, el trabajo de mantenimiento puede agregar varios miles de dólares al costo de propiedad durante la vida útil del sistema. Esta es un área clave a menudo subestimada por los diseñadores de máquinas (y el departamento de compras). Algunos productos lineales se comercializan inteligentemente como "lubricados de por vida".

    Sin embargo, es importante tener en cuenta que la vida útil (número de metros o revoluciones recorridas) a menudo se define sin aplicar carga al sistema. Asegúrese de comprender la "letra pequeña" del fabricante. Cuando se aplica una carga de solo 100 libras, la vida útil de estos componentes "lubricados de por vida" puede reducirse cinco veces, por ejemplo, de 25 000 km a 5000 km.

    Para una máquina con una carrera de 1 metro, que viaja a 1 m/s durante 16 horas al día, esto equivale a aproximadamente un año completo de vida que se pierde. Si el reemplazo programado del sistema de movimiento lineal es cada tres años, un año de vida perdido aumenta la frecuencia de reemplazo en un 33 por ciento.

    Para reducir los costos de mantenimiento o reemplazo, elija un sistema de movimiento lineal que incorpore sellos de contacto total, que preservan la lubricación dentro de los componentes móviles y evitan la entrada de contaminación. El tiempo y el esfuerzo de relubricación también se pueden reducir eligiendo un sistema con puertos de lubricación de fácil acceso o la capacidad de usar un sistema de lubricación automática. El personal de mantenimiento apreciará este diseño.

    Más allá de la lubricación y el mantenimiento preventivo, a veces es necesario reparar o actualizar una máquina para aumentar el rendimiento, lo que a menudo implica cambiar o actualizar el sistema de movimiento lineal. En muchos casos, no es necesario actualizar o reemplazar todo el sistema lineal, solo uno o dos componentes.

    Algunos fabricantes de productos lineales facilitan la sustitución de solo una parte de su sistema al ofrecer componentes intercambiables, por ejemplo, rieles perfilados y patines. Esto reduce no solo el costo de las piezas que se necesitan, sino también el tiempo requerido para realizar los cambios en la máquina. Con componentes intercambiables, el costo de reemplazar o actualizar un sistema de movimiento lineal se puede reducir en un 75 por ciento, por ejemplo, si solo se necesita reemplazar el patín y no el riel perfilado.

    El costo total de propiedad pone el precio bajo en contexto
    El entorno de fabricación actual se define cada vez más por iniciativas esbeltas: para reducir el desperdicio siempre que sea posible. Pero el pensamiento esbelto se implementa con frecuencia solo para reorganizar los procesos de fabricación.

    Como hemos visto, la reducción de desperdicios para optimizar el TCO puede ocurrir en cada fase de un proyecto de equipo de capital. Todo, desde su investigación y diseño inicial, pasando por los costos de adquisición y puesta en marcha, y finalmente la operación y el mantenimiento de su sistema, contribuye a su costo total de propiedad.

    Mire más allá del precio provisto en la cotización del proveedor y considere los costos asociados con la especificación, el diseño, la compra y el mantenimiento del sistema. Los ahorros a corto plazo logrados simplemente comprando los productos con el precio de compra inicial más bajo son rápidamente eclipsados ​​por costos inesperados que surgen en estas otras áreas.

    El logro de la excelencia en la fabricación, la eliminación de desperdicios, la mejora de la satisfacción de los trabajadores, la mejora de los ingresos y las ganancias y el aumento de la calidad pueden resultar si se aplican las consideraciones de TCO al especificar y comprar tecnologías de fabricación.


    Hora de publicación: 04-jul-2022
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