אולי אתם לא מודעים לכך, אבל רבים מהמוצרים שאתם קונים עולים למעשה הרבה יותר מהמחיר הראשוני ששילמתם עבורם. לדוגמה, נניח ששילמתם 25,000 דולר עבור הרכב שלכם. כמה רחוק אתם נוסעים וכמה גלונים של בנזין אתם צורכים בכל שבוע? באיזו תדירות אתם מחליפים שמן, מבצעים סיבובי צמיגים או מבצעים עבודות תחזוקה אחרות?

במשך תקופה של 5 שנים, ההוצאות הדרושות להפעלת הרכב שלכם יכולות בקלות להצטבר ל-12,000 דולר או כמחצית ממחיר הרכב. הזמן שאתם משקיעים בחיפושים מקוונים, קריאת ביקורות רכב וצפייה ברכבים פוטנציאליים לרכישה תורם גם הוא לעלות הבעלות על הרכב.

היגיון דומה חל גם על רכישת ציוד הון: קל להוסיף עלויות בלתי צפויות לחוויית הבעלות, הן לפני הרכישה והן אחריה, אם מסתכלים רק על מחיר הרכישה הראשוני.

הפתרון ה"זול" בטווח הקצר עלול בסופו של דבר לעלות לכם יותר בטווח הארוך. במאמר זה, נחקור כיצד עלות הבעלות הכוללת (TCO) חלה על מערכות תנועה ליניארית.

מערכות תנועה ליניאריות, המכונות גם מודולים ליניאריים או מפעילים אלקטרומכניים, משלבות בדרך כלל מנגנון הנעה ליניארי, כגון בורג כדורי מדויק או חגורה משוננת, עם מערכת הנחיה ליניארית - לרוב מכלול הנחיה של מסילת כדור או גליל גלילה - בתוך בית כדי ליצור ציר ליניארי יחיד.

זמינים גדלים וסגנונות רבים, מה שמקל על שילובם למערכות רובוטיות רב-ציריות מותאמות אישית עבור מגוון רחב של יישומים.

ניתן לשלב מערכות קטנות במיוחד כדי ליצור מערכת דיספלעציה בעלת 3 צירים לאוטומציה של מעבדות, לדוגמה, או להשתמש במערכות גדולות מאוד כדי לבנות מערכת טיפול עבור רכיבי רכב כבדים.

עבור מערכת משולבת יותר, נדרשים מנועים, מגברי הנעה ובקרים, וכדי לפשט את המפרט וההזמנות, כמה חברות תנועה ליניארית החלו להציע מערכות תנועה קרטזיות מלאות ומוגדרות מראש.

חברות ייצור ואריזה רפואיות בוחרות לעתים קרובות במערכות מורכבות ומוגדרות מראש אלו כדי לחסוך את הזמן והטרחה הכרוכים בהרכבה ויישור של צירים מרובים, בחירת שילוב המנוע וההינע המתאים ותכנון ממשקי הרכבה, מה שמאפשר להן להתמקד במומחיות שלהן: ייצור מכשירים, סינון בתפוקה גבוהה או אריזה.

עלות כוללת (TCO) מיושם על תנועה ליניארית
עקרון עלות הבעלות הכוללת הוגדר לראשונה בשנות ה-80 כדי לכמת את עלות הטמעת מחשבים אישיים במקום העבודה.

מאז, תיאוריית ה-TCO יושמה באופן נרחב בכל התעשיות העיקריות, כולל ייצור, כדי לנתח את עלויות החיים של נכסים עיקריים. רובוט קרטזי או מערכת ייצור רב-צירית אחרת המיושם היטב, לדוגמה, יכולים לא רק לקצר את זמן הייצור ולהגדיל את התפוקה, אלא גם לשפר את האיכות והרווחים.

עם זאת, אם הם מיושמים בצורה גרועה, רווחים אלה עלולים להיעלם עקב עבודות מחדש, עיצוב מחדש או עלויות תחזוקה בלתי צפויות. בדוגמת המכונית שלנו, הערכנו את העלויות השוטפות של תפעול ותחזוקה של הרכב כשיקולים חשובים מעבר למחיר הרכישה הראשוני. אבל אילו גורמים יש לקחת בחשבון בעת ​​הערכת עלויות של מערכת תנועה ליניארית? במקרה זה, עלויות לא מתוכננות או עלויות הנלקחות בחשבון לעתים רחוקות נמצאות לעתים קרובות בשלושה שלבים נפרדים של יישום המערכת.

פעילויות טרום רכישה כגון תכנון ומפרט.
רכש, הכולל הזמנה, קבלת משלוח, הרכבת המערכת והפעלה מחדש.
שלב שלאחר הרכישה, כולל תחזוקה וחידוש ייעוד המערכת.

שלב טרום הרכישה: נקודת ההתחלה הקריטית
שלב טרום הרכישה הוא השלב החשוב ביותר ביישום מערכת תנועה ליניארית. בשלב זה, רכיבי העלות המשפיעים על עלות הבעלות הכוללת (TCO) תלויים בזמן הנדרש לתכנון, הגדרת ורכישת מערכת התנועה הליניארית המתאימה. קבלת החלטות טובות בשלב טרום הרכישה יכולה לחסוך זמן בתכנון המערכת ובמיקור הרכיבים. ביצוע נכון מוקדם גם מבטיח הפעלה חלקה ותפעול ללא בעיות. עם תכנון טוב, ניתן לחסוך כאן כסף מבלי לגרום לבעיות בהמשך.

המפתח להצלחה בשלב זה הוא קביעת גודל ובחירת מודול או מודולים ליניאריים מתאימים למערכת שלכם. כדי להקל על תהליך קביעת הגודל והבחירה, רוב חברות התנועה הליניארית בעלות מוניטין מציעות משאבים ניכרים בכלי קביעת גודל ובחירה מבוססי אינטרנט.

מערכת קרטזית טיפוסית בעלת שלושה צירים דורשת בדרך כלל לפחות 17 שעות של זמן הנדסה רק כדי לקבוע את גודל המערכת ולוודא שאתם מקבלים את המודולים הנכונים להתמודדות עם דרישות היישום - לא קטנים או גדולים מדי. לדוגמה, אוטומציה במעבדה דורשת לעתים קרובות מערכות קטנות יותר. אם המערכת גדולה יותר ממה שהיישום דורש, בזבזתם גם כסף וגם מקום.

כלי קביעת גודל טובים יכולים להדריך את המשתמש דרך הגורמים העיקריים שיש לקחת בחשבון, ויכולים לקצר את הזמן הזה לשלוש שעות או פחות. בשילוב עם מחוללי שרטוט אוטומטיים, המספקים גישה מיידית למודלים דו-ממדיים ותלת-ממדיים אפילו עבור מערכות מורכבות, המשתמש יכול לחסוך 1,120 דולר או יותר בעלויות הנדסה בלבד.

חיסכון בעלויות הנובע מתכנון טוב חורג הרבה מעבר לחיסכון בזמן הנדסי. קחו בחשבון את ההשלכות של מערכת מהונדסת בצורה גרועה. מערכת שאינה חזקה מספיק כדי להתמודד עם היישום, אם מותקנת, מובילה לבזבוז נוראי עקב ביצועים ירודים, אובדן פרודוקטיביות ואובדן הכנסות מהחמצת הזדמנויות השקה לשוק.

בנוסף, קחו בחשבון את העלות הנוספת והטרחה הכרוכים בהסרת המערכת הלא יעילה, שינוי גודל האפליקציה, הזמנה מחדש, התקנה מחדש והפעלת מערכת חדשה. בזבוז הזמן והכסף הכרוכים בכך יכולים בקלות לעלות על אלפי דולרים, ואם אתם בוני מכונות, עלולים לעלות לכם באובדן לקוח.

לאחר בחירת מערכת התנועה הליניארית ותכנון היישום, מתחילות פעילויות הרכש. חברות מסוימות יכולות לספק מספר חלק יחיד עבור מערכת אלקטרו-מכנית מרובת צירים שלמה, מה שמקל על תהליך ההזמנה על ידי צמצום 20 או 30 מספרי חלק לאחד.

התוצאה: חיסכון במספר הספקים, הזמנות הרכש וסעיפים, מה שמוביל לחיסכון נוסף בזמן לאורך תהליכי האישור, הרכש והקבלה. בעלות עיבוד של 100 דולר להזמנת רכש, החיסכון יכול להצטבר לעוד 2,000 דולר או יותר לכל מערכת (ראה טבלה 1). ואם אתם צריכים להזמין מערכת כפולה, חיסכון בעלויות חוזרות כבר מובנה.

לאחר קבלת מערכת התנועה הליניארית, ניתן להקדיש זמן רב להרכבה ובהפעלת המערכת. כדי להפחית עלויות בשלב זה של מחזור חיי המוצר, חשוב לבחור מערכת קלה להתקנה שאינה דורשת הליכי הפעלה מורכבים.

מודולים ליניאריים מורכבים מראש ומערכות קרטזיות מציעים את המורכבות הנמוכה ביותר בהקשר זה, שכן 80 אחוז מעבודת ההרכבה, האינטגרציה והתכנות נעשות על ידי היצרן.

מתוך הכרה בחיסכון בעלויות אלו, חברות רבות לשילוב מערכות משתמשות במערכות קרטזיות מוגדרות מראש כדי לקצץ בעלויות ובזמני האספקה ​​שלהן, וכיתרון תחרותי, מעבירות את החיסכון הזה למשתמשי הקצה שלהן.

בשילוב עם מערכות מורכבות מראש, ממשקי אדם-מכונה (HMI) ידידותיים למשתמש ופרוטוקולי תכנות יכולים לחסוך עוד יותר זמן וכסף על ידי מתן אפשרויות תכנות פשוטות ופתוחות לבוני מכונות ולמשתמשי קצה.

שלב שלאחר הרכישה
או מה המשמעות של "משומן לכל החיים"?
לאחר שהמערכת נכנסת לשירות, עבודות תחזוקה יכולות להוסיף כמה אלפי דולרים לעלות הבעלות לאורך חיי המערכת. זהו תחום מפתח שלעתים קרובות לא מעריכים כראוי על ידי מתכנני מכונות (ומחלקת הרכש). חלק מהמוצרים הליניאריים משווקים בחוכמה כ"משומנים לכל החיים".

עם זאת, חשוב לציין כי אורך החיים (מספר המטרים או הסיבובים) מוגדר לעתים קרובות ללא עומס המופעל על המערכת. ודאו שאתם מבינים את "האותיות הקטנות" של היצרן. כאשר מופעל עומס של 45 ק"ג בלבד, אורך החיים של רכיבים "משומנים לכל החיים" אלה יכול להתקצר פי חמישה, לדוגמה, מ-25,000 ק"מ ל-5,000 ק"מ.

עבור מכונה עם מהלך של מטר אחד, הנעה במהירות של מטר לשנייה במשך 16 שעות ביום, זה שווה ערך לאובדן של שנה שלמה של חיים בערך. אם ההחלפה המתוכננת של מערכת התנועה הליניארית היא כל שלוש שנים, אזי שאובדן של שנה של חיים מגדיל את תדירות ההחלפה ב-33 אחוזים.

כדי להפחית עלויות תחזוקה או החלפה, בחרו במערכת תנועה ליניארית המשלבת אטמים במגע מלא, אשר שומרים על חומר הסיכה בתוך הרכיבים הנעים ומונעים חדירת זיהום. ניתן גם להפחית את זמן ומאמץ השימון החוזר על ידי בחירת מערכת עם פתחי סיכה נגישים בקלות או היכולת להשתמש במערכת סיכה אוטומטית. צוות התחזוקה יעריכו עיצוב כזה.

מעבר לשימון ותחזוקה מונעת, לעיתים יש צורך לתקן או לשדרג מכונה על מנת להגביר את הביצועים, שלעתים קרובות כרוכים בשינוי או שדרוג של מערכת התנועה הליניארית. במקרים רבים, אין צורך לשדרג או להחליף את המערכת הליניארית כולה - רק רכיב אחד או שניים.

חלק מיצרני המוצרים הליניאריים מקלים על החלפת חלק בלבד מהמערכת שלהם על ידי הצעת רכיבים הניתנים להחלפה - למשל, מסילות פרופיליות ובלוקים של מסלולים. זה מפחית לא רק את עלות החלקים הדרושים, אלא גם את הזמן הנדרש לביצוע השינויים במכונה. בעזרת רכיבים הניתנים להחלפה, ניתן להפחית את עלות ההחלפה או השדרוג של מערכת תנועה ליניארית ב-75 אחוזים, לדוגמה, אם יש צורך להחליף רק את בלוק המסלולים, ולא את המסילה הפרופילית.

עלות הבעלות הכוללת (TCO) שמה מחיר נמוך בהקשר
סביבת הייצור של ימינו מוגדרת יותר ויותר על ידי יוזמות רזה - כדי לצמצם בזבוז במידת האפשר. אבל חשיבה רזה מיושמת לעתים קרובות רק כדי לארגן מחדש תהליכי ייצור.

כפי שראינו, צמצום בזבוז כדי לייעל את עלות הבעלות הכוללת (TCO) יכול להתרחש בכל שלב של פרויקט ציוד הון. כל דבר, החל מהמחקר והתכנון הראשוניים, דרך עלויות הרכישה וההקמה, ולבסוף התפעול והתחזוקה של המערכת, תורם לעלות הבעלות הכוללת.

התבוננו מעבר למחיר המופיע בהצעת המחיר של הספק וחשבו על העלויות הכרוכות באפיון, תכנון, רכישה ותחזוקה של המערכת. החיסכון לטווח קצר המושג פשוט על ידי רכישת המוצרים במחיר הרכישה הראשוני הנמוך ביותר מתאפיל במהירות על ידי עלויות בלתי צפויות הנובעות בתחומים אחרים אלה.

השגת מצוינות בייצור, מניעת בזבוז, שיפור שביעות רצון העובדים, שיפור ההכנסות והרווחים והעלאת האיכות - כל אלה יכולים להתקבל אם שיקולי עלות הבעלות הכוללת (TCO) מיושמים בעת הגדרת ורכישת טכנולוגיות ייצור.