Come calcolare il costo operativo di una macchina per la pulizia industriale: energia, consumabili e manutenzione

Panoramica

Il prezzo di acquisto di una macchina per la pulizia industriale rappresenta soltanto una parte del costo totale di proprietà.

Durante gli anni di produzione, elettricità, acqua, prodotti chimici per la pulizia, materiali filtranti, parti soggette a usura, manodopera per la manutenzione e fermi non programmati possono diventare spese operative significative.

Per questo motivo, le attrezzature per la pulizia industriale devono essere valutate non solo in base al prezzo d’acquisto iniziale, ma anche in base al loro costo operativo a lungo termine e al costo totale di proprietà (TCO) .

Per i clienti che valutano sistemi di pulizia automatizzati provenienti da Big Bird Industrial, in precedenza Harbin Shimada Big Bird Industrial , comprendere questi costi ricorrenti può aiutare a determinare la configurazione di attrezzatura più economica per una specifica applicazione produttiva.

1. Perché i costi operativi sono spesso sottostimati?

Le attrezzature per la pulizia industriale vengono tipicamente utilizzate come strumenti produttivi a lungo termine, spesso con una vita utile superiore ai dieci anni.

L’acquisto dell’attrezzatura rappresenta un investimento unico, mentre le seguenti spese continuano per tutta la durata operativa:

• Energia elettrica
• Acqua
• Prodotti chimici per la pulizia
• Filtro
• Ugelli e guarnizioni
• Altri componenti soggetti a usura
• Manodopera per Manutenzione
• Fermi Non Pianificati

In produzione su larga scala o continua, le spese operative accumulate possono diventare notevoli e alla fine superare l’investimento iniziale per l’attrezzatura.

Pertanto, la scelta dell’attrezzatura deve considerare entrambi i fattori:

Costo iniziale dell’attrezzatura + Costo operativo nel ciclo di vita

anziché concentrarsi esclusivamente sul preventivo per l’attrezzatura.

2. Costo n. 1: Consumo energetico

Il consumo energetico di una macchina industriale per la pulizia può derivare da diversi sistemi:

• Pompe ad alta pressione
• Pompe di circolazione
• Sistemi di riscaldamento
• Sistemi per il vuoto
• Trasportatori
• Robot industriali
• Sistemi di controllo e ausiliari

A seconda della configurazione del processo, i sistemi di riscaldamento e le pompe ad alta pressione possono rappresentare i principali consumatori di energia .

Come ridurre il consumo energetico?

Uno degli approcci più pratici consiste nell’adattare i parametri dell’attrezzatura alle effettive esigenze del processo.

Ad esempio:

• Evitare di utilizzare una pressione di pulizia eccessivamente elevata.
• Evitare il riscaldamento quando la pulizia a temperatura ambiente risulta sufficiente.
• Utilizzare acqua a pressione ridotta e a temperatura ambiente per le fasi di risciacquo idonee.
• Applicare parametri diversi alle diverse fasi del processo.
• Ottimizzare la filtrazione per ridurre i ricambi non necessari del fluido di pulizia.
• Minimizzare le distanze di trasporto e di trasferimento del pezzo non necessarie.

L’obiettivo non è utilizzare la pressione o la temperatura più basse possibili, bensì i parametri di processo più bassi ma efficaci, in grado di garantire costantemente il risultato di pulizia richiesto .

Esempio: Pulizia robotizzata del corpo valvola del cambio

Una macchina per la pulizia del corpo valvola di trasmissione a sei assi può avere una potenza installata totale di circa 18 KW .

La configurazione effettiva dell'attrezzatura può essere personalizzata in base alla pressione di pulizia richiesta, ai requisiti di riscaldamento, alla configurazione del robot, al metodo di asciugatura e ad altre condizioni di processo.

Un corretto abbinamento dei parametri può contribuire a evitare che una linea di produzione sia dotata di una capacità installata significativamente superiore alle effettive esigenze del processo.

3. Costo n. 2: Consumabili e prodotti chimici per la pulizia

I consumabili costituiscono un altro importante elemento del costo operativo a lungo termine.

Possono includere:

• Prodotti chimici per la pulizia
• Filtro
• Ugelli
• Sigilli
• Gasket
• Altri componenti soggetti a usura

Tra questi, durata utile del fluido di pulizia e prestazioni del sistema di filtrazione sono strettamente correlate.

Perché la filtrazione influisce sul costo del fluido di pulizia?

Il sistema di filtrazione contribuisce a mantenere la pulizia della soluzione detergente rimuovendo in continuo le contaminazioni generate durante la produzione.

Un sistema di filtrazione progettato correttamente può ridurre la velocità con cui le contaminazioni si accumulano nel liquido detergente, prolungandone potenzialmente la durata utile e riducendo la frequenza di sostituzione.

Diverse applicazioni possono richiedere tecnologie di filtrazione differenti.

Ad esempio, un sistema industriale di pulizia sovradimensionato può utilizzare:

• Filtrazione con lavaggio automatico in controcorrente e scarico automatico dei residui
• Filtrazione a sacco
• Filtrazione a nastro di carta

Ogni soluzione presenta un diverso equilibrio tra costo iniziale dell’impianto, costo dei consumabili, esigenze di manutenzione e livello di automazione.

Lavaggio automatico in controcorrente e scarico dei residui

La filtrazione con lavaggio automatico in controcorrente può ridurre la pulizia manuale e la gestione dei residui.

Il costo iniziale dell’attrezzatura può essere più elevato, ma risulta vantaggioso per applicazioni con carichi elevati di contaminazione e produzione continua.

Filtrazione a nastro di carta

La filtrazione con nastro di carta ha una struttura relativamente semplice e consuma continuamente la carta filtrante.

Può risultare pratica per applicazioni in cui è accettabile un consumo continuo del mezzo filtrante e il carico di contaminanti è adatto a questo metodo di filtrazione.

Filtrazione a sacco

La filtrazione con sacco offre una configurazione filtrante relativamente semplice e una manutenzione immediata.

La scelta più appropriata deve basarsi su:

• Volume di contaminanti
• Caratteristiche delle particelle
• Ore di produzione
• Livello di filtrazione richiesto
• Costo della Manodopera
• Costo del mezzo filtrante
• Automazione richiesta

Il filtro meno costoso da acquistare non è necessariamente la soluzione filtrante a costo più basso sull’intero ciclo di vita dell’attrezzatura.

4. Non trascurare l’usura degli ugelli

Gli ugelli sono un altro consumabile importante nei sistemi di pulizia ad alta pressione.

Durante il funzionamento prolungato, l'usura dell'orifizio dell'ugello può modificare gradualmente la geometria dell'apertura.

Ciò può influenzare:

• Forma del getto
• Tasso di flusso
• Caratteristiche d'impatto
• Copertura della pulizia
• Prestazioni di pulizia

Negli impianti ad alta pressione, gli ugelli devono quindi essere considerati parti soggette a usura componenti sostituibili

L'ispezione regolare e la sostituzione programmata possono contribuire a mantenere prestazioni di pulizia costanti ed evitare che ugelli degradati compromettano il processo.

5. Costo n. 3: Manutenzione e fermo macchina

I costi di manutenzione comprendono:

• Manodopera per la manutenzione ordinaria
• Ispezioni Preventive
• Manutenzione Programmata
• Sostituzione di ricambi
• Sostituzione di parti soggette a usura

Tuttavia, uno dei costi più importanti in un ambiente produttivo è spesso fermi Non Pianificati .

Se una macchina per la pulizia diventa un collo di bottiglia in una linea di produzione ad alto volume, i tempi di fermo dell’attrezzatura possono interrompere la produzione a valle e generare perdite significativamente superiori al costo della riparazione stessa.

Come ridurre il rischio di tempi di fermo?

Diverse misure progettuali e gestionali possono aiutare:

Struttura dell’attrezzatura facile da mantenere

Le parti soggette a usura, i filtri, i dispositivi di fissaggio, le pompe e altri componenti di manutenzione devono essere accessibili per ispezione e sostituzione.

Filtrazione e rimozione dei residui automatizzate

Per applicazioni ad alta contaminazione, la filtrazione e lo scarico dei residui automatizzati possono ridurre l’intervento manuale e i tempi di fermo legati alla pulizia.

MANUTENZIONE PREVENTIVA

Invece di attendere un guasto, è possibile stabilire programmi di manutenzione per:

• Ugelli
• Sigilli
• Filtro
• Che sono affidabili e funzionano efficientemente, aiutando i conducenti a mantenere il veicolo in buone condizioni.
• Fissaggi
• Altri componenti critici

Ricambi critici

Mantenere in magazzino i ricambi appropriati può ridurre il tempo necessario per ripristinare il funzionamento dopo guasti imprevisti.

6. Anche la progettazione dell’attrezzatura influisce sui costi di manutenzione

I costi di manutenzione a lungo termine non dipendono esclusivamente dalla qualità dei singoli componenti.

Anche l’architettura dell’attrezzatura è rilevante.

Ad esempio:

• L’operatore può ispezionare facilmente la camera interna di pulizia?
• Le apparecchiature di fissaggio possono essere rimosse rapidamente?
• I filtri possono essere raggiunti senza causare tempi di fermo prolungati?
• È possibile sostituire gli ugelli in modo efficiente?
• La rimozione dei residui è comoda?
• Le aree di manutenzione sono accessibili?

Questi dettagli influenzano direttamente le ore di lavoro richieste durante la vita utile dell’attrezzatura.

Una macchina con un prezzo iniziale leggermente più elevato potrebbe presentare un profilo di costo a lungo termine diverso, qualora i suoi requisiti di manutenzione siano significativamente inferiori.

7. Modo pratici per ridurre i costi operativi

1. Adattare i parametri del processo

Impostare pressione, temperatura, portata e tempo di pulizia in base al pezzo reale e ai requisiti di contaminazione.

Evitare di far funzionare il sistema permanentemente a parametri di processo eccessivi.

2. Utilizzare una filtrazione multistadio

Utilizzare stadi di filtrazione diversi per carichi di contaminazione differenti.

Ad esempio, una filtrazione grossolana può trattenere particelle più grandi, mentre una filtrazione più fine protegge lo stadio finale di pulizia o risciacquo.

Ciò può contribuire ad allungare la durata utile del fluido di pulizia e dei mezzi filtranti.

3. Automatizzare la rimozione dei residui

Per applicazioni che generano grandi quantità di contaminazione, lo scarico automatico dei residui può ridurre i requisiti di pulizia manuale e le interruzioni della produzione.

4. Utilizzare attrezzature flessibili per la produzione multi-modello

Quando sulla stessa linea vengono prodotti più modelli di pezzi, un sistema di pulizia flessibile può aumentare l’utilizzo delle attrezzature.

Un utilizzo più elevato può contribuire a distribuire i costi fissi delle attrezzature su un numero maggiore di pezzi.

5. Implementare la manutenzione preventiva

Stabilire programmi di ispezione e sostituzione per:

• Ugelli
• Sigilli
• Filtro
• Che sono affidabili e funzionano efficientemente, aiutando i conducenti a mantenere il veicolo in buone condizioni.
• Fissaggi
• Altri componenti soggetti a usura

La manutenzione preventiva può ridurre la probabilità di guasti imprevisti.

6. Valutare il recupero di acqua e calore

Dove tecnicamente e ambientalmente appropriato, gli impianti produttivi possono valutare:

• Ricircolo del fluido di pulizia
• Riuso dell'acqua
• Recupero di calore
• Recupero del calore di scarto

La fattibilità deve essere determinata in base al processo di pulizia, alla chimica del fluido, alle caratteristiche dei contaminanti, ai requisiti locali e alle condizioni produttive.

8. Un semplice quadro di riferimento per il TCO della pulizia industriale

Nel confrontare diverse configurazioni di macchine per la pulizia, il costo operativo può essere considerato attraverso tre categorie principali:

Energia

Elettricità + Riscaldamento + Vuoto + Movimentazione + Robotica

Consumabili

Prodotti chimici per la pulizia + Materiali filtranti + Ugelli + Guarnizioni + Parti soggette a usura

Manutenzione e Fermi Produzione

Manutenzione ordinaria + Ricambi + Manodopera + Fermo macchina non programmato

Una valutazione più completa può quindi essere espressa concettualmente come:

Costo totale di proprietà = Investimento in attrezzature + Energia + Consumabili + Manutenzione + Fermo macchina

Il calcolo esatto deve basarsi sulle ore di produzione del cliente, sul volume annuale, sulla contaminazione dei pezzi da lavorare, sui parametri di processo, sui costi della manodopera e sulla durata prevista dell’attrezzatura.

FAQ

D: Quali sono i principali costi operativi di una macchina industriale per la pulizia?

I costi principali includono tipicamente:

• Elettricità per pompe, riscaldamento, sistemi a vuoto, robot ed equipaggiamenti ausiliari
• Acqua e prodotti chimici per la pulizia
• Filtro
• Ugelli e altre parti soggette a usura
• Manodopera per Manutenzione
• Ricambi
• Perdite di produzione causate da fermi macchina imprevisti

La proporzione relativa varia notevolmente a seconda della configurazione del processo e delle condizioni di produzione.

D: Come si può prolungare la durata utile dei prodotti chimici per la pulizia?

La filtrazione e la gestione delle contaminazioni sono fattori chiave.

Un sistema di filtrazione adeguato può rimuovere continuamente le particelle dalla soluzione di pulizia e ridurre l’accumulo di contaminanti.

Misure utili includono:

• Filtrazione a Più Fasi
• Svuotamento tempestivo dei residui
• Filtrazione separata per il risciacquo finale
• Monitoraggio regolare della concentrazione dell’agente di pulizia
• Monitoraggio del pH, ove applicabile
• Ricarica della soluzione di pulizia in base alle effettive condizioni, anziché sostituire interamente il serbatoio inutilmente

La strategia effettiva di manutenzione e sostituzione deve seguire i requisiti tecnici del fornitore dell’agente per la pulizia.

D: Il metodo di filtrazione ha un impatto significativo sui costi operativi?

- Sì, è vero.

I diversi sistemi di filtrazione presentano strutture di costo differenti.

Risciacquo automatico all’indietro e scarico dei residui: investimento iniziale più elevato, minore intervento manuale, adatto alla produzione continua ad alto livello di contaminazione.

Filtrazione con nastro di carta: configurazione relativamente semplice, ma consuma continuamente carta filtrante.

Filtrazione con sacchi: struttura e manutenzione semplici, con sacchi filtranti da sostituire o pulire periodicamente.

Il sistema appropriato deve essere scelto in base al carico di contaminazione, alle ore di funzionamento, ai costi del lavoro, alle prestazioni di filtrazione richieste e ai costi a lungo termine dei consumabili.

D: Le ugelli per la pulizia ad alta pressione necessitano di sostituzione periodica?

- Sì, è vero.

Il funzionamento prolungato ad alta pressione può usurare gradualmente l’orifizio dell’ugello e modificare le caratteristiche del getto.

Ciò può influenzare la portata, la forma del getto, la forza d’impatto e le prestazioni di pulizia.

Gli ugelli devono quindi essere inclusi nel piano di ispezione regolare e manutenzione preventiva dell’attrezzatura.

L’intervallo di sostituzione deve essere stabilito in base alla pressione operativa effettiva, alle condizioni del fluido, alle ore di produzione, al materiale dell’ugello e all’usura osservata.

Conclusione

Il prezzo di acquisto di una macchina industriale per la pulizia rappresenta soltanto l’inizio della sua valutazione economica.

Per una produzione a lungo termine, occorre considerare tre principali categorie di costi operativi:

Energia + Consumabili + Manutenzione e fermo macchina

L'attrezzatura più economica non è necessariamente quella con il prezzo d'acquisto più basso. Una valutazione migliore tiene conto della capacità dell'attrezzatura di mantenere le prestazioni di pulizia richieste, controllando al contempo il consumo energetico, l'uso del fluido di pulizia, il consumo dei filtri, la sostituzione dei componenti soggetti a usura, la manodopera per la manutenzione e i tempi di fermo produttivo.

Big Bird Industrial, in precedenza Harbin Shimada Big Bird Industrial , può valutare la configurazione dell'attrezzatura in base al pezzo lavorato, al volume di produzione, alle caratteristiche di contaminazione, ai requisiti di pulizia e alle condizioni operative del cliente, aiutando quest'ultimo a considerare sia le prestazioni del processo sia l'economia operativa a lungo termine.