Back to top

Performansın Ötesine Geçmek: Doğrudan Tahrikli Sistemlerde Maliyet Tasarrufları

24 Oca 2022
Kollmorgen uzmanları


Doğrudan tahrikli motorların performans avantajları iyi belgelenmiştir: Endüstri lideri performans, iyileştirilmiş doğruluk, daha yüksek verim, daha iyi güvenilirlik ve daha sessiz çalışma. Çünkü, geleneksel bir hareket kurulumunun aksine, doğrudan tahrikli bir sistem döner ya da doğrusal motoru yüke doğrudan bağlar ve sistemdeki hareketli parça sayısını azaltır. Bu parçaların (dişli kutusu, kayışlar, kasnaklar ve ilgili bileşenler) sistemden çıkartılması, birçok avantaja sahip ileri düzeyde dinamik bir çalışma sağlar. Doğrudan tahrik teknolojisinin avantajları hakkında daha fazlasını okuyun.

Ancak doğrudan tahrikli bir hareket sisteminde gözden kaçan bir husus vardır; geleneksel bir sistem ile karşılaştırıldığında sağladığı değer tasarrufları. Doğrudan tahrikli bir motor ile geleneksel bir sistem karşılaştırıldığında, doğrudan tahrik daha maliyetli bir çözüm gibi görünür. Ama bir adım geri çekilip tüm sistemi zaman içinde karşılaştırıldığında doğrudan tahrikli bir sistemin, geleneksel bir sisteme göre çok daha düşük maliyetli bir yaklaşım olduğu görülür. ABD pazarlarına dayanan hesaplamaları ve örnekleri kullanarak doğrudan tahrikli bir sistemin maliyet tasarruflarını analiz ettik. 

Daha Düşük Parça Maliyeti

Dişlilerin, kasnakların, contaların, yatakların ve diğer ilgili bileşenlerin kaldırılması, geleneksel sistemle karşılaştırıldığında hemen görünür maliyet tasarrufu getirir. Sistemin toplam maliyeti ve bu bileşenlerin motor maliyetinden nasıl düşülebileceği hakkında düşünmeye başlayabiliriz.

Parçada Maliyet Tasarrufu
= Motor Maliyeti – [(Dişliler) + (Triger Kayışları) + (Kasnaklar) + (Vidalı Miller) + (Keçeler) + (Rulmanlar)]

Mekanik aktarımın bileşenleri, sistem başına 300 dolara kadar mal olabilir. Öyleyse bu tutar motor maliyetinden düşülebilir. Bir doğrudan tahrikli motorun başlangıçtaki görünür maliyeti, mekanik aktarma sistemi olan geleneksel motora göre daha yüksek olabilir; ancak parçaların çıkartılması anında maliyet tasarrufu sağlar bu da kurulumu yapıldığında diğer uzun vadeli tasarrufları beraberinde getirir.

Daha Az İşçilik

Daha az parça sayısı daha az işçilik anlamına gelir çünkü toplanacak, monte edilecek ve hizalanacak kasnaklar, koruyucular, yataklar, kayışlar ve diğer bileşenler sistemde yer almaz. Bir doğrudan tahrikli motor doğrudan makineye monte edilebilir ve kendi yatakları ile kendini destekleyebilir. Bu yalnızca makinenin daha hızlı üretilmesini sağlamakla kalmaz ayrıca işçilik maliyetlerinde de tasarruf sağlar.

İşgücü Tasarruflarını Yükle
= (İşçilik oranı) + (Saat) + (Makine Sayısı)

Tasarruflar sistemler üzerinde harcanan süreye, pazardaki işçilik ücretlerine ve kaç saat gerekli odluğuna bağlıdır; ancak işçilik ücretinin saatlik 150 dolar olduğunu ve iki sistemde iki saat işçilik olduğunu tahmin ederek işçilik maliyetlerini 600 dolar olarak belirleyebiliriz. Yalnızca bir makine için konuşuyorsak, bu tutarı yukarıda tartıştığımız maliyet tasarrufları ile toplayarak 900 dolar toplam tasarruf değeri elde ederiz.

İlave bir maliyet tasarrufu da dişli kutusunu sürmek için gereken büyük boyutlu motorların elenmesidir; bunların maliyeti 500 ila 1500 dolar arasında değişir ve yüksek ataletli yükler nedeniyle daha fazla ince ayar gerektirirler. Doğrudan tahrik sayesinde atalet uyumsuzluğu sorunu da elenir ve bu da başka bir maliyet tasarrufu sağlar.  
 

Daha Düşük Bakım Maliyetleri

Olmayan parçalar aşınmaz. Mekanik aktarma sistemden çıkartıldığında dişli sistemlerin bakım ve değişiklik ihtiyaçları da ortadan kalkar. Bakım gerektiren parçalar için kaynak temini, sipariş ve depolama gibi yan maliyetler olsa da olası tasarrufları hesaplamak için bakım maliyetleri için en basit tanımı kullanacağız: İşçilik + parçalar. 

Bunu şu şekilde düşünebiliriz:

Bakım Maliyetleri
= [(Dişliler) + (Triger Kayışları) + (Kasnaklar) + (Vidalı Miller) + (Contalar) + (Rulmanlar)] + (İşçilik + Saat)

Bu formül kullanıldığında, mekanik aktarmadaki bakım maliyetlerinin parça maliyetine ek olarak bu parçaların kurulumu için gereken işçilik ücretlerini de içereceğini görebiliriz. Örneğin toplam değiştirilebilir parça 300 dolara eşitse ve bu parçaların takılması saati 150 dolardan 2 saat sürüyorsa toplam bakım maliyeti parçalar ve işçilik için 600 dolar olacaktır. Bunu ilk parçaların ve kurulum işçiliğinin maliyetlerine eklediğinizde bu ekipmanın kullanım ömrü boyunca toplam genel maliyeti 1200 dolar olacaktır.

Azalan Çalışmama Zamanı, Artan Gelir

Daha az bakım zamanı gerektiren daha az sayıda parça, bir makinenin genel çalışmama zamanını azaltır, bu da artan üretimle birlikte geliri artırır. Herhangi bir şirketin en büyük masraf kalemlerinden biri beklenmeyen çalışmama zamanıdır. Bu yalnızca burada belirtilen ilişkili bakım maliyetlerinden değil ayrıca boşta kalan iş gücünden, diğer süreçlere olan etkisinden ve azalan verimden de kaynaklanır. Konuyu basit tutmak için çalışmama zamanı sırasındaki maliyet kaybını toplam çalışmama zamanı miktarına, ortalama üretim hızına ve her birimdeki brüt kâra bakarak hesaplayacağız.

Kesinti Maliyetleri
= (Atıl Süre) + (Kayıp Ünite Üretimi + Birim Maliyet)

Buradaki değişken gerçek çalışma zamanıdır. Sistemin planlı çalışma zamanı 10 saat ve çalışmama zamanı 2 saattir; bu süre zarfında, birim başına 25 dolar brüt kâr ile 500 birim üreten sistemde 2 saatlik çalışmama zamanının kaybı 3125 dolar olacaktır. Çalışmama zamanını yarı yarıya azaltsanız, yani 1 saat yapsanız bile 1700 dolara yakın tasarruf elde edersiniz. Doğrudan tahrik ile buraya kadar elde edilen tasarruf en az 2900 doları buldu. 
 

Daha İyi Performans, Daha İyi Üretim

Motoru doğrudan yüke bağlayarak mekanik aktarmanın sistemden çıkartılması, gecikme, geri tepme ya da hiçbir yönde hareket kaybı olmayacağı anlamına gelir. Avantajı ise artan konum, hız ve dinamik doğruluktur, bunlar da verimliliği iyileştirerek daha iyi performans sağlar. 

Daha iyi performans ile birlikte gelen maliyet tasarruflarını ölçmek için çeşitli yollar vardır. Daha az kusur, daha az işçilik, daha fazla sipariş vb. olabilir. Ancak buradaki amacımız doğrultusunda verime bakacağız. Doğrudan tahrik teknolojisi dışında her şeyi aynı tutalım ve verimi artırarak maliyetleri azaltmaktan ziyade üretimi iyileştirmeye göz atalım.

Verim, envanter bölü zaman olarak hesaplanır (R = I/T). Aynı zaman zarfında işlenebilecek envanter arttıkça bir sürecin verimliliği de artar. Bunu, envanter sürecindeki farkın birim maliyet ile çarpılmasından dolayı potansiyel brüt gelirde bir artış olarak düşünebiliriz.  

Brüt gelir
= ((lx – ly)/T) + (Birim Maliyet)

Buradaki durumda, geleneksel bir motorun bir saate ürettiğini doğrudan tahrikli motorun ürettiğinden çıkararak üretilen malların toplam miktarını görebiliriz. Pres besleme makinesi olan bir müşteride Kollmorgen, doğrulukta 0,002"ten 0,0005"e bir artış gözlemlemişti. Bir başka müşteri yüksek hızlardaki verimde %13 artış elde etmişti. Bu artışı bir örnek olarak alırsak, saatte 500 birimden saatte 565 birime artış ve birim başına 15 dolar brüt gelir, saatlik brüt ürün gelirinde 975 dolar artış sağlayacaktır. Tabii ki burada bu oranı korumak için ek malzeme maliyetleri hesaba katılmamıştır. Ancak bu durum daha fazla parça üretimi ya da daha az çalışma ve işçilik olarak dönüştürülebilir.

Toparlarsak

Yaşam döngüsünün neresinde durduğunuz fark etmez; yeni bir sisteminiz de olsa mevcut bir sistemi sürdürüyor da olsanız doğrudan tahrikli bir motorla belirgin maliyet tasarrufları elde edebilirsiniz. Görünür maliyetlerden daha iyi verime kadar her şeye bir arada bakarak farklı bileşenlerin bütünsel olarak nasıl çalıştığını görebiliriz:
  • Parçada Maliyet Tasarruflar = Motor Maliyeti – [(Dişliler) + (zamanlama kayışları) + (kasnaklar) + (aktarma vidaları) + (contalar) + (yataklar)]
  • Kurulum İşçiliği Tasarrufu = (işçilik ücreti) * (saat) * (makine sayısı)
  • Bakım Maliyetleri = [(Dişliler) + (zamanlama kayışları) + (kasnaklar) + (aktarma vidaları) + (contalar) + (yataklar)] + (işçilik ücreti * saat)
  • Çalışmama Zamanı Maliyetleri = Çalışmama Zamanı * (Kayıp Birim Üretimi * Birim Maliyet)
  • Brüt Gelir = ((Ix – Iy)/T)*Birim Maliyet

Doğrudan tahrik teknolojisinde en büyük kazanç, gerekli parça sayısındaki azalmadır. Parça sayısının azalmasıyla kurulum işçiliği ve bakım işçiliği gereksinimi de azalır, parça hatasına bağlı çalışmama zamanı durumları azalır ve çalışma zamanının artmasıyla üretkenlik artar.

Makineniz için Bir Doğrudan Tahrikli Sistem Tasarlamak

Tipik bir yaşam döngüsü üzerinden komple sisteme bakıldığında, doğrudan tahrikli bir sistemin geleneksel bir sisteme nazaran maliyet tasarrufları sağladığı aşikârdır. Ancak tasarruflar ve üretim realizasyonları makineye, lokasyona ve endüstriye göre değişir. Önemli olan şey, sistemi hem sizin hem de makinenizin ihtiyaçlarına göre seçmek ve uyumlu hale getirmektir. 

Kollmorgen'in, daha verimli ve kârlı bir makine inşa etmek için gerekli bir dizi motor, sürücü, geri besleme sistemi diğer bileşenleri içeren çeşitli türlerde mevcut doğrudan tahrikli sistemleri vardır. Sonraki makinenizi tasarlamadan önce, sisteminiz için en iyisini aldığınızdan emin olmak için mutlaka Kollmorgen'in uzmanlarından biri ile görüşün.

Yazar Hakkında

Kollmorgen Experts

Bu blog, mühendisler, müşteri hizmetleri ve tasarım uzmanları dahil olmak üzere, Kollmorgen'deki hareket ve otomasyon uzmanlarından oluşan bir ekip arasındaki iş birliği sonucunda hayata geçirildi. Projenizin hangi aşamasında olursanız olun yardım etmek için buradayız.

Bir uzmana danışın
Dahili Hareket
Fieldbus
Genel
Gıda Mevzuatı
Interconnectivity
İş
Kurulum İpuçları
Medikal
Mühendislik
Otomatik yönlendirmeli araçlar (AGV)
Paketleme
Petrol ve Gaz
Robotik
Tarihçe
Teknoloji
Üniversite İşbirliği
Uygulamalar
Uzay ve Savunma