Et ehkä tajua sitä, mutta monet ostamistasi tuotteista maksavat itse asiassa paljon enemmän kuin alkuperäisen hinnan. Oletetaan esimerkiksi, että maksoit ajoneuvostasi 25 000 dollaria. Kuinka pitkälle ajat ja kuinka monta gallonaa bensiiniä käytät viikossa? Kuinka usein vaihdat öljyn, kierrätät renkaita tai teetätät muita huoltotöitä?

Viiden vuoden aikana ajoneuvon käyttökustannukset voivat helposti nousta jopa 12 000 dollariin eli noin puoleen ajoneuvon hinnasta. Myös aika, jonka käytät verkkohakuihin, autoarvostelujen lukemiseen ja potentiaalisten ostoautojen katseluun, vaikuttaa ajoneuvon omistamisen kustannuksiin.

Samanlainen logiikka pätee myös pääomahyödykkeiden ostoon: omistajuuskokemukseen on helppo lisätä odottamattomia kustannuksia sekä ennen ostoa että sen jälkeen, jos tarkastellaan vain alkuperäistä ostohintaa.

Lyhyellä aikavälillä "halpa" ratkaisu voi lopulta maksaa enemmän pitkällä aikavälillä. Tässä artikkelissa tutkimme, miten kokonaiskustannukset (TCO) vaikuttavat lineaariliikejärjestelmiin.

Lineaariliikejärjestelmät, joita kutsutaan myös lineaarimoduuleiksi tai sähkömekaanisiksi toimilaitteiksi, yhdistävät tyypillisesti lineaarisen käyttömekanismin, kuten tarkkuuskuularuuvin tai hammashihnan, lineaariseen ohjausjärjestelmään – usein kuulakisko- tai nokkarullaohjausyksikköön – kotelon sisällä yhden lineaariakselin luomiseksi.

Saatavilla on useita kokoja ja tyylejä, minkä ansiosta ne on helppo yhdistää räätälöityihin moniakselisiin robottijärjestelmiin monenlaisiin sovelluksiin.

Erittäin pieniä järjestelmiä voidaan yhdistää esimerkiksi laboratorioautomaatioon tarkoitetuksi kolmiakseliseksi annostelujärjestelmäksi, tai erittäin suuria järjestelmiä voidaan käyttää raskaiden autoteollisuuden osien käsittelyjärjestelmän rakentamiseen.

Integroidumpaa järjestelmää varten tarvitaan moottoreita, käyttövahvistimia ja ohjaimia, ja yksinkertaistaakseen määrittelyä ja tilaamista jotkut lineaariliikettä valmistavat yritykset ovat alkaneet tarjota täydellisiä, esikonfiguroituja karteesisia liikejärjestelmiä.

Lääketieteellisen laitteiden valmistus- ja pakkausyritykset valitsevat usein nämä esikonfiguroidut ja -kootut järjestelmät poistaakseen useiden akselien asennukseen ja kohdistamiseen, oikean moottori- ja käyttöyhdistelmän valintaan sekä asennusliitäntöjen suunnitteluun kuluvan ajan ja vaivan, mikä antaa heille mahdollisuuden keskittyä omaan asiantuntemukseensa: laitevalmistukseen, suurtehoseulontaan tai pakkaamiseen.

TCO sovellettuna lineaariseen liikkeeseen
Kokonaiskustannusten periaate määriteltiin ensimmäisen kerran 1980-luvulla mittaamaan henkilökohtaisten tietokoneiden käyttöönottokustannuksia työpaikoilla.

Siitä lähtien kokonaiskustannusteoriaa (TCO) on sovellettu laajasti kaikilla tärkeimmillä teollisuudenaloilla, mukaan lukien valmistusteollisuudessa, tärkeimpien omaisuuserien elinkaarikustannusten analysointiin. Esimerkiksi hyvin toteutettu karteesinen robotti tai muu moniakselinen valmistusjärjestelmä voi paitsi lyhentää tuotantoaikaa ja lisätä läpimenoa, myös parantaa laatua ja voittoja.

Jos toteutus on huono, nämä voitot voivat kuitenkin kadota uudelleentyöstöjen, uudelleensuunnittelun tai odottamattomien ylläpitokustannusten vuoksi. Autoesimerkissämme arvioimme ajoneuvon jatkuvia käyttö- ja ylläpitokustannuksia tärkeinä tekijöinä alkuperäisen ostohinnan lisäksi. Mutta mitä tekijöitä tulisi ottaa huomioon lineaariliikejärjestelmän kustannuksia arvioitaessa? Tässä tapauksessa suunnittelemattomat tai harvoin harkitut kustannukset löytyvät usein järjestelmän käyttöönoton kolmesta eri vaiheesta.

Ostoa edeltävät toimet, kuten suunnittelu ja määrittely.
Hankinta, johon sisältyy tilaaminen, toimituksen vastaanottaminen, järjestelmän kokoonpano ja käyttöönotto.
Oston jälkeinen vaihe, mukaan lukien järjestelmän ylläpito ja uudelleenkäyttötarkoituksen määrittäminen.

Ostoa edeltävä vaihe: Kriittinen lähtökohta
Ostoa edeltävä vaihe on lineaariliikejärjestelmän käyttöönoton tärkein vaihe. Tässä vaiheessa kokonaiskustannuksiin vaikuttavat tekijät riippuvat sopivan lineaariliikejärjestelmän suunnitteluun, määrittelyyn ja hankintaan tarvittavasta ajasta. Hyvien valintojen tekeminen ostoa edeltävässä vaiheessa voi säästää aikaa järjestelmän suunnittelussa ja komponenttien hankinnassa. Oikein tehty alkuvaiheessa varmistaa myös sujuvan käyttöönoton ja ongelmattoman toiminnan. Hyvällä suunnittelulla on mahdollista säästää rahaa tässä aiheuttamatta ongelmia myöhemmin.

Tämän vaiheen onnistumisen avain on järjestelmällesi sopivan lineaarimoduulin tai -moduulien mitoitus ja valinta. Mitoitus- ja valintaprosessin helpottamiseksi useimmat hyvämaineiset lineaariliikkeitä tarjoavat huomattavia resursseja verkkopohjaisten mitoitus- ja valintatyökalujen muodossa.

Tyypillinen kolmiaksiaalinen karteesinen järjestelmä vaatii normaalisti vähintään 17 tuntia suunnitteluaikaa pelkästään järjestelmän mitoituksen määrittämiseen, jotta varmistetaan, että saat oikeat moduulit sovelluksen vaatimusten täyttämiseksi – eivätkä liian suuria tai liian suuria. Esimerkiksi laboratorioautomaatio vaatii usein pienempiä järjestelmiä. Jos järjestelmä on suurempi kuin sovellus vaatii, olet tuhlannut sekä rahaa että tilaa.

Hyvät mitoitustyökalut voivat opastaa käyttäjää tärkeimpien huomioon otettavien tekijöiden läpi ja lyhentää tämän ajan kolmeen tuntiin tai alle. Yhdessä automaattisten piirustusgeneraattoreiden kanssa, jotka tarjoavat välittömän pääsyn 2D- ja 3D-malleihin jopa monimutkaisissa järjestelmissä, käyttäjä voi säästää jopa 1 120 dollaria tai enemmän pelkästään suunnittelukustannuksissa.

Hyvän suunnittelun tuomat kustannussäästöt ulottuvat paljon säästettyä suunnitteluaikaa pidemmälle. Harkitse huonosti suunnitellun järjestelmän seurauksia. Järjestelmä, joka ei ole riittävän vankka käsittelemään sovellusta, johtaa asennettuna valtavaan hävikkiin heikon suorituskyvyn, menetettyjen tuottavuuden ja menetettyjen markkinoilletulomahdollisuuksien vuoksi.

Lisäksi ota huomioon tehottoman järjestelmän poistamisesta, sovelluksen koon muuttamisesta, uudelleen tilaamisesta, uudelleenasentamisesta ja uuden järjestelmän käynnistämisestä aiheutuvat lisäkustannukset ja vaiva. Hukkaan heitetty aika ja raha voivat helposti ylittää tuhansia dollareita, ja jos olet koneenrakentaja, se voi tarkoittaa menetettyä asiakasta.

Kun lineaariliikejärjestelmä on valittu ja suunniteltu sovellukseen, ostoprosessi alkaa. Jotkut yritykset voivat tarjota yhden osanumeron täydelliselle, moniakseliselle sähkömekaaniselle järjestelmälle, mikä helpottaa tilausprosessia yksinkertaisesti vähentämällä 20 tai 30 osanumeroa yhteen.

Tulos: Säästöjä toimittajien, ostotilausten ja rivikohtien määrässä, mikä johtaa edelleen ajansäästöihin hyväksymis-, hankinta- ja vastaanottoprosesseissa. Jos käsittelykustannukset ostotilausta kohden ovat 100 dollaria, säästöt voivat olla jopa 2 000 dollaria tai enemmän järjestelmää kohden (katso taulukko 1). Ja jos sinun on tilattava kaksoiskelpoinen järjestelmä, toistuvien järjestelmien kustannussäästöt ovat jo sisäänrakennettuina.

Kun lineaariliikejärjestelmä on vastaanotettu, sen kokoamiseen ja käyttöönottoon voidaan käyttää merkittävästi aikaa. Kustannusten vähentämiseksi tuotteen elinkaaren tässä vaiheessa on tärkeää valita järjestelmä, joka on helppo asentaa eikä vaadi monimutkaisia ​​käyttöönottomenettelyjä.

Esikootut lineaarimoduulit ja karteesiset järjestelmät tarjoavat tässä suhteessa vähiten monimutkaisuutta, sillä valmistaja tekee 80 prosenttia kokoonpano-, integrointi- ja ohjelmointityöstä.

Nämä kustannussäästöt tunnistaen monet järjestelmäintegraatioyritykset käyttävät valmiiksi konfiguroituja karteesisia järjestelmiä kustannusten ja läpimenoaikojen leikkaamiseksi ja kilpailuetuna siirtävät nämä säästöt loppukäyttäjilleen.

Yhdessä esiasennettujen järjestelmien kanssa käyttäjäystävälliset ihmisen ja koneen väliset käyttöliittymät (HMI) ja ohjelmointiprotokollat ​​voivat säästää vielä enemmän aikaa ja rahaa tarjoamalla koneenrakentajille ja loppukäyttäjille yksinkertaisia ​​avoimen lähdekoodin ohjelmointivaihtoehtoja.

Oston jälkeinen vaihe
tai mitä "elämää kestävä voide" tarkoittaa?
Kun järjestelmä on otettu käyttöön, huoltotyöt voivat lisätä järjestelmän käyttökustannuksia useilla tuhansilla dollareilla sen käyttöiän aikana. Tämä on keskeinen osa-alue, jota konesuunnittelijat (ja hankintaosasto) usein aliarvioivat. Joitakin lineaarituotteita markkinoidaan ovelasti "elämänikäiseksi voideltuina".

On kuitenkin tärkeää huomata, että käyttöikä (kuljettujen metrien tai kierrosten määrä) määritellään usein ilman järjestelmän kuormitusta. Varmista, että ymmärrät valmistajan "pienellä präntätyn" määritelmän. Jo 45 kilon kuormitus voi lyhentää näiden "kestovoideltujen" komponenttien käyttöikää viisinkertaiseksi, esimerkiksi 25 000 kilometristä 5 000 kilometriin.

Yhden metrin iskunpituudella varustetulle koneelle, joka liikkuu 1 m/s nopeudella 16 tuntia päivässä, tämä vastaa noin yhden kokonaisen menetetyn käyttövuoden. Jos lineaariliikejärjestelmän suunniteltu vaihto tapahtuu kolmen vuoden välein, menetetty käyttövuosi lisää vaihtoväliä 33 prosentilla.

Voit vähentää huolto- tai vaihtokustannuksia valitsemalla lineaariliikejärjestelmän, jossa on täyskosketustiivisteet. Ne säilyttävät voitelun liikkuvien komponenttien sisällä ja estävät epäpuhtauksien pääsyn niihin. Voitelun uudelleenkulutusta ja -työtä voidaan vähentää myös valitsemalla järjestelmä, jossa on helposti käytettävät voiteluliitännät tai mahdollisuus käyttää automaattista voitelujärjestelmää. Huoltohenkilöstö arvostaa tällaista suunnittelua.

Voitelun ja ennaltaehkäisevän huollon lisäksi konetta on joskus tarpeen korjata tai päivittää suorituskyvyn parantamiseksi, mikä usein tarkoittaa lineaariliikejärjestelmän vaihtamista tai päivittämistä. Monissa tapauksissa koko lineaarijärjestelmää ei tarvitse päivittää tai vaihtaa – vain yksi tai kaksi komponenttia.

Jotkut lineaarituotteiden valmistajat helpottavat vain osan järjestelmästään vaihtamista tarjoamalla vaihdettavia komponentteja, kuten profiilikiskoja ja liukupaloja. Tämä vähentää paitsi tarvittavien osien kustannuksia, myös koneen muutosten tekemiseen kuluvaa aikaa. Vaihdettavien komponenttien avulla lineaariliikejärjestelmän vaihtamisen tai päivittämisen kustannuksia voidaan vähentää 75 prosenttia, jos esimerkiksi vain liukupala on vaihdettava eikä profiilikiskoa.

TCO asettaa alhaisen hinnan kontekstiin
Nykypäivän valmistusympäristöä määrittelevät yhä enemmän lean-aloitteet – jätteen vähentäminen aina kun mahdollista. Lean-ajattelua käytetään kuitenkin usein vain valmistusprosessien uudelleenjärjestelyyn.

Kuten olemme nähneet, kokonaiskustannusten optimointi voi tapahtua investointiprojektin jokaisessa vaiheessa, jolloin karsitaan jätettä. Kaikki alkuperäisestä tutkimuksesta ja suunnittelusta hankinta- ja käynnistyskustannuksiin sekä järjestelmän käyttöön ja ylläpitoon vaikuttaa kokonaiskustannuksiin.

Katso pelkästään toimittajan tarjouksessa annettua hintaa pidemmälle ja ota huomioon järjestelmän määrittelyyn, suunnitteluun, hankintaan ja ylläpitoon liittyvät kustannukset. Lyhyen aikavälin säästöt, jotka saavutetaan ostamalla tuotteita yksinkertaisesti halvimmalla alkuperäisellä ostohinnalla, peittyvät nopeasti odottamattomien kustannusten alle, joita syntyy näillä muilla alueilla.

Kokonaiskustannusten (TCO) huomioon ottaminen valmistusteknologioita määritettäessä ja ostettaessa voi johtaa valmistuksen huippuosaamiseen, jätteen poistamiseen, työntekijöiden tyytyväisyyden parantamiseen, tulojen ja voittojen kasvattamiseen sekä laadun parantamiseen.