Jak obliczyć koszt eksploatacji maszyny do czyszczenia przemysłowego: energia, materiały eksploatacyjne i konserwacja

Przegląd

Cena zakupu przemysłowej maszyny do czyszczenia stanowi jedynie część łącznego kosztu posiadania.

W trakcie lat eksploatacji prąd elektryczny, woda, środki czyszczące, ośrodki filtracyjne, części zamienne podlegające zużyciu oraz koszty konserwacji i nieplanowanych przestojów mogą stanowić znaczne wydatki operacyjne.

Dlatego sprzęt do czyszczenia przemysłowego należy oceniać nie tylko pod kątem początkowej ceny zakupu, ale także pod kątem długoterminowych kosztów eksploatacji oraz całkowitych kosztów posiadania (TCO) .

Dla klientów oceniających zautomatyzowane systemy czyszczenia firmy Big Bird Industrial, wcześniej Harbin Shimada Big Bird Industrial , zrozumienie tych powtarzających się wydatków pozwala określić najbardziej opłacalną konfigurację sprzętu dla konkretnej aplikacji produkcyjnej.

1. Dlaczego koszty eksploatacji są często niedoszacowywane?

Sprzęt do czyszczenia przemysłowego zwykle służy jako długoterminowe wyposażenie produkcyjne, często przez ponad dziesięć lat.

Zakup sprzętu to jednorazowa inwestycja, natomiast poniższe wydatki utrzymują się przez cały okres eksploatacji:

• ELEKTRYCZNOŚĆ
• Woda
• Środki chemiczne do czyszczenia
• Filtry
• Dysze i uszczelki
• Innych części przeznaczonych do użytku
• Konserwacja i Utrzymanie
• Nieplanowane przestoje

W przypadku produkcji masowej lub ciągłej gromadzące się koszty eksploatacji mogą osiągnąć znaczne wartości i ostatecznie przekroczyć pierwotne inwestycje w zakup sprzętu.

Dlatego dobór sprzętu powinien uwzględniać oba czynniki:

Początkowy koszt sprzętu + Koszt eksploatacji w całym okresie użytkowania

a nie tylko cenę ofertową sprzętu.

2. Koszt nr 1: Zużycie energii

Zużycie energii przez przemysłowe urządzenie do mycia może wynikać z kilku systemów:

• Pompach wysokociśnieniowych
• Pompy cyrkulacyjne
• Systemy grzewcze
• Systemy próżniowe
• Przenośniki
• Roboty przemysłowe
• Systemy sterowania i pomocnicze

W zależności od konfiguracji procesu systemy grzewcze oraz pompy wysokociśnieniowe mogą stanowić główne odbiorniki energii .

Jak można zmniejszyć zużycie energii?

Jednym z najbardziej praktycznych podejść jest dopasowanie parametrów wyposażenia do rzeczywistych wymagań procesu.

Na przykład:

• Unikaj stosowania niepotrzebnie wysokiego ciśnienia czyszczenia.
• Unikaj podgrzewania, gdy czyszczenie w temperaturze otoczenia jest wystarczające.
• Do odpowiednich etapów płukania używaj wody o niższym ciśnieniu i w temperaturze otoczenia.
• Stosuj różne parametry na różnych etapach procesu.
• Zoptymalizuj filtrację, aby zmniejszyć niepotrzebną wymianę cieczy czyszczącej.
• Zminimalizuj niepotrzebne odległości transportu i przekazywania przedmiotów roboczych.

Celem nie jest zastosowanie najniższego możliwego ciśnienia lub temperatury, lecz najniższych skutecznych parametrów procesu, które stale zapewniają wymagany efekt czyszczenia .

Przykład: Czyszczenie korpusów zaworów przekładni za pomocą robotów

Sześciopozycyjna robocza maszyna do czyszczenia zaworów przekładni może mieć całkowitą zainstalowaną moc wynoszącą około 18 KW .

Rzeczywista konfiguracja urządzenia może być dostosowana indywidualnie w zależności od wymaganej ciśnienia czyszczenia, potrzeb grzewczych, konfiguracji robota, metody suszenia oraz innych warunków procesowych.

Dobór odpowiednich parametrów pozwala zapobiec sytuacji, w której linia produkcyjna posiada moc zainstalowaną znacznie przekraczającą rzeczywiste wymagania procesowe.

3. Koszt nr 2: zużywalne materiały i środki czyszczące

Zużywalne materiały stanowią kolejny istotny składnik długoterminowych kosztów eksploatacyjnych.

Mogą one obejmować:

• Środki chemiczne do czyszczenia
• Filtry
• Szczeliny
• Uszczelnienia
• Spęgi
• Inne zużywające się elementy

Wśród nich okres użytkowania płynu czyszczącego oraz wydajność filtracji są ze sobą ściśle powiązane.

Dlaczego filtracja wpływa na koszt płynu czyszczącego?

System filtracji pomaga utrzymać czystość roztworu czyszczącego, usuwając w sposób ciągły zanieczyszczenia powstające podczas produkcji.

Poprawnie zaprojektowany system filtracji może zmniejszyć szybkość gromadzenia się zanieczyszczeń w cieczy czyszczącej, co potencjalnie wydłuża jej czas użytkowania i zmniejsza częstotliwość wymiany.

Różne zastosowania mogą wymagać różnych technologii filtracji.

Na przykład przesadnie duży przemysłowy system czyszczący może wykorzystywać:

• Filtrację z automatycznym przeczyszczaniem i automatycznym odprowadzaniem osadu
• Filtracja workowa
• Filtracja taśmą papierową

Każde rozwiązanie charakteryzuje się innym bilansem między początkowymi kosztami inwestycyjnymi, kosztami materiałów eksploatacyjnych, wymaganiami serwisowymi oraz poziomem zautomatyzowania.

Automatyczne przeczyszczanie i odprowadzanie osadu

Filtracja z automatycznym przeczyszczaniem może zmniejszyć konieczność ręcznego czyszczenia oraz obsługi osadu.

Początkowe koszty zakupu sprzętu mogą być wyższe, ale rozwiązanie to może okazać się korzystne w zastosowaniach o dużym obciążeniu zanieczyszczeniami i ciągłej produkcji.

Filtracja taśmą papierową

Filtracja taśmą papierową ma stosunkowo prostą konstrukcję i ciągle zużywa papier filtracyjny.

Może być praktyczna w zastosowaniach, w których akceptowalne jest ciągłe zużycie materiału filtracyjnego oraz gdy obciążenie zanieczyszczeniami nadaje się do tej metody filtracji.

Filtracja workowa

Filtracja workami zapewnia stosunkowo prostą konfigurację filtracji i łatwą konserwację.

Odpowiedni wybór powinien opierać się na:

• Objętości zanieczyszczeń
• Charakterystyka cząstek
• Godzinach pracy produkcji
• Wymaganym stopniu filtracji
• Koszt robocizny
• Koszcie materiału filtracyjnego
• Wymaganym poziomie automatyzacji

Najtańszy do zakupu filtr niekoniecznie stanowi najtańszą w całym cyklu życia urządzenia całość rozwiązania filtracyjnego.

4. Nie pomijaj zużycia dyszy

Dysze to kolejny ważny materiał eksploatacyjny w systemach czyszczenia pod wysokim ciśnieniem.

W trakcie długotrwałej pracy zużycie otworu dyszy może stopniowo zmieniać geometrię otworu.

Może to wpływać na:

• Kształt strumienia
• Wskaźnik przepływu
• Charakterystyka uderzeniowa
• Zasięg czyszczenia
• Skuteczność oczyszczania

W systemach pod wysokim ciśnieniem dysze należy zatem traktować jako części przeznaczone do wymiany składniki wymienne, a nie stałe.

Regularne inspekcje i zaplanowana wymiana pozwalają utrzymać spójną wydajność czyszcząca oraz zapobiec negatywnemu wpływowi zużytych dysz na proces.

5. Koszt nr 3: konserwacja i przestoje

Koszty konserwacji obejmują:

• Praca związana z konserwacją rutynową
• Przeglądy zapobiegawcze
• Planowane serwisy
• Wymiana części zamiennych
• Wymiana części zużywających się

Jednak jednym z najważniejszych kosztów w środowisku produkcyjnym jest często nieplanowane przestoje .

Jeśli maszyna do czyszczenia staje się wąskim gardłem na linii produkcyjnej o dużej wydajności, przestoje sprzętu mogą zakłócić produkcję w dalszej części linii i spowodować straty znacznie większe niż sam koszt naprawy.

Jak zmniejszyć ryzyko przestojów?

Można podjąć kilka działań projektowych i organizacyjnych:

Konstrukcja sprzętu łatwa w konserwacji

Części zużywające się, filtry, uchwyty, pompy oraz inne elementy serwisowe powinny być łatwo dostępne do kontroli i wymiany.

Automatyczna filtracja i usuwanie osadów

W zastosowaniach o wysokim stopniu zanieczyszczenia automatyczna filtracja i odprowadzanie osadów mogą zmniejszyć konieczność ingerencji ręcznej oraz przestoje związane z czyszczeniem.

Konserwacja zapobiegawcza

Zamiast czekać na awarię, harmonogramy konserwacji można ustalić dla:

• Szczeliny
• Uszczelnienia
• Filtry
• Pompy
• Wyroby
• Innych kluczowych komponentów

Kluczowych części zamiennych

Posiadanie odpowiednich części zamiennych na stanie może skrócić czas potrzebny na przywrócenie działania po nieoczekiwanych awariach.

6. Projekt wyposażenia wpływa również na koszty konserwacji

Długoterminowe koszty konserwacji nie są określone wyłącznie przez jakość poszczególnych komponentów.

Istotne jest również architektura wyposażenia.

Na przykład:

• Czy operator może łatwo sprawdzić wnętrze komory czyszczącej?
• Czy uchwyty można szybko zdjąć?
• Czy filtry można sprawdzać bez konieczności długotrwałego postoju?
• Czy dysze można wymieniać wydajnie?
• Czy usuwanie pozostałości jest wygodne?
• Czy obszary konserwacji są łatwo dostępne?

Te szczegóły mają bezpośredni wpływ na liczbę godzin pracy potrzebnych w całym okresie eksploatacji urządzenia.

Maszyna o nieco wyższej początkowej cenie może mieć inną długoterminową strukturę kosztów, jeśli jej wymagania serwisowe są znacznie niższe.

7. Praktyczne sposoby obniżenia kosztów eksploatacji

1. Dostosowanie parametrów procesu

Ustaw ciśnienie, temperaturę, przepływ oraz czas czyszczenia zgodnie z rzeczywistymi wymaganiami dotyczącymi przedmiotu obrabianego i stopnia zanieczyszczenia.

Unikaj stałej pracy przy nadmiernych parametrach procesu.

2. Zastosuj wielostopniową filtrację

Używaj różnych etapów filtracji w zależności od stopnia zanieczyszczenia.

Na przykład grubą filtrację można wykorzystać do usuwania większych cząstek, podczas gdy dokładniejsza filtracja chroni końcowy etap czyszczenia lub płukania.

Może to wydłużyć okres użytkowania płynu czyszczącego oraz ośrodków filtracyjnych.

3. Zautomatyzuj usuwanie pozostałości

W przypadku zastosowań generujących duże ilości zanieczyszczeń automatyczne odprowadzanie pozostałości pozwala zmniejszyć konieczność ręcznego czyszczenia oraz przerwy w produkcji.

4. Używaj elastycznych urządzeń do produkcji wielu modeli

Gdy na tej samej linii produkcyjnej wytwarzane są różne modele przedmiotów roboczych, elastyczny system czyszczący zwiększa wykorzystanie sprzętu.

Wyższe wykorzystanie pozwala rozdzielić stałe koszty zakupu sprzętu na większą liczbę części.

5. Wdroż proaktywną konserwację

Ustalić harmonogramy kontroli i wymiany dla:

• Szczeliny
• Uszczelnienia
• Filtry
• Pompy
• Wyroby
• Inne zużywające się elementy

Konserwacja zapobiegawcza może zmniejszyć prawdopodobieństwo nieoczekiwanych awarii.

6. Ocena odzysku wody i ciepła

Gdzie technicznie i środowiskowo uzasadnione, zakłady produkcyjne mogą ocenić:

• Obieg płynów czyszczących
• Ponowne Wykorzystanie Wody
• Odzyskiwanie ciepła
• Wykorzystanie odpadowego ciepła

Możliwość realizacji należy określić na podstawie procesu czyszczenia, chemii płynów, charakterystyki zanieczyszczeń, lokalnych wymogów oraz warunków produkcyjnych.

8. Prosta ramka TCO do przemysłowego czyszczenia

Przy porównywaniu różnych konfiguracji maszyn do czyszczenia koszty eksploatacji można rozważyć w trzech głównych kategoriach:

Energia

Energia elektryczna + ogrzewanie + próżnia + transport + robotyka

Materiały eksploatacyjne

Środki czyszczące + ośrodki filtracyjne + dysze + uszczelki + części zużywające się

Konserwacja i przestoje

Konserwacja rutynowa + części zamienne + praca ręczna + nieplanowane przestoje

Można więc pojęciowo wyrazić bardziej kompleksową ocenę jako:

Całkowity koszt posiadania = inwestycja w sprzęt + energia + materiały eksploatacyjne + konserwacja + przestoje

Dokładne obliczenia powinny opierać się na liczbie godzin produkcji u klienta, rocznym wolumenie, zanieczyszczeniu przedmiotów obrabianych, parametrach procesu, kosztach pracy ręcznej oraz przewidywanym okresie użytkowania sprzętu.

Często zadawane pytania

P: Jakie są główne koszty eksploatacji przemysłowej maszyny do czyszczenia?

Główne koszty obejmują zwykle:

• Energia elektryczna dla pomp, systemów grzewczych, próżniowych, robotów i sprzętu pomocniczego
• Woda i środki czyszczące
• Filtry
• Dysze oraz inne części zużywające się
• Konserwacja i Utrzymanie
• Części zamienne
• Straty produkcji spowodowane nieplanowanym przestojem

Względna proporcja różni się znacznie w zależności od konfiguracji procesu i warunków produkcyjnych.

Pytanie: Jak przedłużyć okres użytkowania środków czyszczących?

Filtracja i zarządzanie zanieczyszczeniami są kluczowymi czynnikami.

Odpowiedni system filtracji może stale usuwać cząstki ze środka czyszczącego i ograniczać gromadzenie się zanieczyszczeń.

Przydatne środki obejmują:

• Wielostopniowe Filtracja
• Swojcze usuwanie pozostałości
• Oddzielną filtrację w końcowym płukaniu
• Regularne monitorowanie stężenia środka czyszczącego
• Monitorowanie pH tam, gdzie ma to zastosowanie
• Uzupełnianie roztworu czyszczącego w zależności od rzeczywistego stanu, a nie niepotrzebna wymiana całego zbiornika

Rzeczywista strategia konserwacji i wymiany powinna być zgodna z technicznymi wymaganiami dostawcy środka czyszczącego.

Pytanie: Czy metoda filtracji ma duży wpływ na koszty eksploatacji?

- Tak, to jest...

Różne systemy filtracji mają różne struktury kosztów.

Automatyczne przeczyszczanie wsteczne i odprowadzanie osadu: wyższe początkowe inwestycje, mniejsze ingerencje ręczne, odpowiednie do ciągłej produkcji przy wysokim stopniu zanieczyszczenia.

Filtracja taśmą papierową: porównywalnie prosta konfiguracja, ale ciągle zużywa się papier filtracyjny.

Filtracja workami: prosta konstrukcja i konserwacja, worki filtracyjne wymagają okresowej wymiany lub czyszczenia.

Odpowiedni system należy wybrać na podstawie obciążenia zanieczyszczeniami, czasu pracy, kosztów pracy, wymaganej wydajności filtracji oraz długoterminowych kosztów materiałów eksploatacyjnych.

Pytanie: Czy dysze do czyszczenia pod wysokim ciśnieniem wymagają regularnej wymiany?

- Tak, to jest...

Długotrwała praca pod wysokim ciśnieniem może stopniowo zużywać otwór dyszy i zmieniać charakterystykę strumienia.

Może to wpływać na przepływ, kształt strumienia, siłę uderzenia oraz skuteczność czyszczenia.

Dysze powinny zatem być objęte regularnymi przeglądem i planem konserwacji zapobiegawczej urządzenia.

Interwał wymiany należy ustalić na podstawie rzeczywistego ciśnienia roboczego, stanu medium roboczego, godzin produkcji, materiału dyszy oraz zaobserwowanego zużycia.

Wniosek

Cena zakupu przemysłowej maszyny do czyszczenia to jedynie początek jej oceny ekonomicznej.

W przypadku długotrwałej produkcji należy wziąć pod uwagę trzy główne kategorie kosztów eksploatacji:

Energia + Materiały eksploatacyjne + Konserwacja i przestoje

Najtańsze wyposażenie nie musi być koniecznie maszyną o najniższej cenie zakupu. Lepsza ocena uwzględnia, czy urządzenie jest w stanie utrzymać wymaganą wydajność czyszczącą przy jednoczesnej kontroli zużycia energii, zużycia płynu czyszczącego, zużycia filtrów, wymiany części podlegających zużyciu, kosztów konserwacji oraz przestoju produkcji.

Big Bird Industrial, wcześniej Harbin Shimada Big Bird Industrial może ocenić konfigurację urządzenia zgodnie z rodzajem przedmiotu obrabianego przez klienta, objętością produkcji, charakterystyką zanieczyszczeń, wymaganiami dotyczącymi czyszczenia oraz warunkami eksploatacji, pomagając klientowi wziąć pod uwagę zarówno wydajność procesu, jak i długoterminową opłacalność eksploatacji.