Как рассчитать эксплуатационные затраты на промышленную машину для очистки: энергия, расходные материалы и техническое обслуживание

Обзор

Цена покупки промышленной очистной машины составляет лишь одну часть совокупной стоимости владения.

В течение многих лет эксплуатации электроэнергия, вода, чистящие химикаты, фильтрующие материалы, изнашиваемые детали, трудозатраты на техническое обслуживание и незапланированные простои могут стать значительными эксплуатационными расходами.

По этой причине промышленное очистное оборудование следует оценивать не только по его первоначальной цене покупки, но и по долгосрочным эксплуатационным расходам и общей стоимости владения (TCO) .

Для заказчиков, оценивающих автоматизированные очистные системы от Big Bird Industrial, ранее Harbin Shimada Big Bird Industrial , понимание этих регулярных расходов помогает определить наиболее экономичную конфигурацию оборудования для конкретного производственного применения.

1. Почему эксплуатационные расходы зачастую недооцениваются?

Промышленное очистное оборудование обычно используется как долгосрочное производственное оборудование, часто со сроком службы более десяти лет.

Покупка оборудования — это единовременная инвестиция, тогда как следующие расходы возникают на протяжении всего срока эксплуатации:

• ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
• Водой
• Химикаты для очистки
• Средства фильтрации
• Сопла и уплотнения
• Другие изнашиваемые детали
• Обслуживание
• Случайные простои

При крупносерийном или непрерывном производстве совокупные эксплуатационные расходы могут стать значительными и в конечном счёте превысить первоначальные капитальные затраты на оборудование.

Поэтому при выборе оборудования следует учитывать оба фактора:

Первоначальную стоимость оборудования + Эксплуатационные расходы за весь срок службы

а не только ценовое предложение на оборудование.

2. Затраты № 1: энергопотребление

Энергопотребление промышленной очистной машины может происходить от нескольких систем:

• Насосы высокого давления
• Циркуляционные насосы
• Систем отопления
• Вакуумные системы
• Конвейеры
• Промышленные роботы
• Системы управления и вспомогательные системы

В зависимости от конфигурации процесса системы нагрева и высоконапорные насосы могут быть основными потребителями энергии .

Как можно снизить энергопотребление?

Один из наиболее практичных подходов — подобрать параметры оборудования в соответствии с реальными требованиями процесса.

Например:

• Избегайте использования избыточно высокого давления очистки.
• Избегайте нагрева, если для очистки достаточно температуры окружающей среды.
• Для соответствующих стадий ополаскивания используйте воду с более низким давлением и при температуре окружающей среды.
• Применяйте различные параметры на разных стадиях процесса.
• Оптимизируйте фильтрацию, чтобы сократить ненужную замену очищающей жидкости.
• Сведите к минимуму ненужные расстояния транспортировки и перемещения деталей.

Цель состоит не в использовании минимально возможного давления или температуры, а в применении минимальных эффективных параметров процесса, которые стабильно обеспечивают требуемый результат очистки .

Пример: роботизированная очистка корпуса клапана трансмиссии

Шестиярусная роботизированная машина для очистки клапанных корпусов трансмиссии может иметь общую установленную мощность приблизительно 18 КВт .

Фактическая конфигурация оборудования может быть адаптирована в соответствии с требуемым давлением очистки, потребностями в нагреве, конфигурацией робота, методом сушки и другими технологическими условиями.

Правильный подбор параметров помогает предотвратить ситуацию, при которой производственная линия оснащена избыточной установленной мощностью по сравнению с реальными технологическими требованиями.

3. Затраты № 2: расходные материалы и химические средства для очистки

Расходные материалы — ещё один важный компонент долгосрочных эксплуатационных затрат.

К ним могут относиться:

• Химикаты для очистки
• Средства фильтрации
• Сосуды
• Уплотнители
• Стеклянные
• Другие изнашиваемые компоненты

Среди них срок службы рабочей жидкости для очистки и эффективность её фильтрации тесно связаны между собой.

Почему фильтрация влияет на стоимость рабочей жидкости для очистки?

Система фильтрации помогает поддерживать чистоту моющего раствора, непрерывно удаляя загрязнения, образующиеся в процессе производства.

Правильно спроектированная система фильтрации может снизить скорость накопления загрязнений в моющей жидкости, потенциально продлевая срок её эксплуатации и уменьшая частоту замены.

Для различных применений могут потребоваться разные технологии фильтрации.

Например, промышленная система очистки увеличенного размера может использовать:

• Автоматическую промывку обратным потоком с автоматической выгрузкой остатков
• Мешочная фильтрация
• Бумажно-ленточная фильтрация

Каждое решение имеет различный баланс между первоначальными капитальными затратами, расходами на расходные материалы, требованиями к техническому обслуживанию и уровнем автоматизации.

Автоматическая промывка обратным потоком и выгрузка остатков

Автоматическая промывка обратным потоком снижает необходимость ручной очистки и ручного обращения с остатками.

Первоначальная стоимость оборудования при этом может быть выше, однако такое решение оказывается выгодным для применений с высокой нагрузкой загрязнений и непрерывным производством.

Бумажно-ленточная фильтрация

Фильтрация с использованием бумажной ленты имеет относительно простую конструкцию и непрерывно расходует фильтровальную бумагу.

Она может быть практичным решением для применений, при которых допустим постоянный расход фильтровального материала и уровень загрязнения соответствует данному методу фильтрации.

Мешочная фильтрация

Фильтрация с использованием мешков обеспечивает относительно простую конфигурацию фильтра и удобное обслуживание.

Правильный выбор должен основываться на следующих факторах:

• Объём загрязнений
• Характеристики частиц
• Часы производства
• Требуемый уровень фильтрации
• Стоимость рабочей силы
• Стоимость фильтровального материала
• Необходимый уровень автоматизации

Самый дешёвый в покупке фильтр не обязательно является решением с наименьшими совокупными затратами за весь срок службы оборудования.

4. Не упускайте из виду износ сопел

Сопла — ещё один важный расходный элемент в системах высокого давления.

В процессе длительной эксплуатации износ отверстия сопла постепенно изменяет геометрию его выходного отверстия.

Это может повлиять на:

• Форма струи
• Скорость потока
• Характеристики удара
• Полноту очистки
• Эффективность очистки

Поэтому в системах высокого давления сопла следует рассматривать как износостойкие детали расходные, а не постоянные компоненты.

Регулярный осмотр и плановая замена позволяют поддерживать стабильную эффективность очистки и предотвращают негативное влияние изношенных сопел на технологический процесс.

5. Затраты № 3: техническое обслуживание и простои

Затраты на техническое обслуживание включают:

• Трудозатраты на регулярное техническое обслуживание
• Профилактические осмотры
• Плановое обслуживание
• Замена запасных частей
• Замена изнашиваемых частей

Однако одна из наиболее значительных статей расходов в производственной среде зачастую составляет случайные простои .

Если машина для очистки становится узким местом на высокопроизводительной линии, простои оборудования могут нарушить последующие этапы производства и привести к потерям, значительно превышающим стоимость ремонта.

Как снизить риск простоев?

Несколько мер конструктивного и управленческого характера могут помочь:

Конструкция оборудования, удобная для технического обслуживания

Изнашиваемые части, фильтры, приспособления, насосы и другие сервисные компоненты должны быть легко доступны для осмотра и замены.

Автоматическая фильтрация и удаление остатков

Для применений с высокой степенью загрязнения автоматическая фильтрация и сброс остатков позволяют сократить ручное вмешательство и простои, связанные с очисткой.

Профилактическое обслуживание

Вместо ожидания отказа можно составить графики технического обслуживания для:

• Сосуды
• Уплотнители
• Средства фильтрации
• Насосы
• Установки
• Других критически важных компонентов

Критически важных запасных частей

Наличие соответствующих запасных частей на складе может сократить время восстановления после непредвиденных отказов.

6. Конструкция оборудования также влияет на стоимость технического обслуживания

Долгосрочная стоимость технического обслуживания определяется не только качеством отдельных компонентов.

Важную роль играет также архитектура оборудования.

Например:

• Может ли оператор легко осматривать внутреннюю камеру очистки?
• Можно ли быстро снимать приспособления?
• Можно ли получить доступ к фильтрам без длительного простоя?
• Можно ли эффективно заменять сопла?
• Удобно ли удалять остатки?
• Доступны ли зоны технического обслуживания?

Эти детали напрямую влияют на количество трудозатрат, необходимых в течение всего срока службы оборудования.

Оборудование с несколько более высокой первоначальной стоимостью может иметь иной профиль долгосрочных затрат, если его требования к техническому обслуживанию значительно ниже.

7. Практические способы снижения эксплуатационных расходов

1. Согласование параметров процесса

Устанавливайте давление, температуру, расход и время очистки в соответствии с реальными характеристиками обрабатываемой детали и требованиями к удалению загрязнений.

Избегайте постоянной работы при избыточных параметрах процесса.

2. Использование многоступенчатой фильтрации

Используйте различные ступени фильтрации в зависимости от степени загрязнения.

Например, грубая фильтрация улавливает крупные частицы, а тонкая фильтрация защищает заключительный этап очистки или ополаскивания.

Это может продлить срок службы очищающей жидкости и фильтрующего материала.

3. Автоматизируйте удаление остатков

Для применений, при которых образуется большое количество загрязнений, автоматический сброс остатков снижает потребность в ручной очистке и прерываниях производства.

4. Используйте гибкое оборудование для производства нескольких моделей

Если на одной линии производятся несколько моделей деталей, гибкая система очистки повышает коэффициент использования оборудования.

Более высокий коэффициент использования позволяет распределить постоянные затраты на оборудование на большее количество деталей.

5. Внедрите профилактическое техническое обслуживание

Установите графики осмотра и замены следующих компонентов:

• Сосуды
• Уплотнители
• Средства фильтрации
• Насосы
• Установки
• Другие изнашиваемые компоненты

Профилактическое техническое обслуживание может снизить вероятность непредвиденных отказов.

6. Оценка рекуперации воды и тепла

Там, где это технически и экологически целесообразно, производственные предприятия могут провести оценку следующих аспектов:

• Рециркуляция моющей жидкости
• Повторное использование воды
• Восстановление тепла
• Использование отходящего тепла

Целесообразность следует определять с учётом технологии мойки, химического состава моющей жидкости, характеристик загрязнений, местных требований и условий производства.

8. Упрощённая промышленная модель расчёта совокупной стоимости владения (TCO) для процессов мойки

При сравнении различных конфигураций моющих машин эксплуатационные затраты можно рассматривать в трёх основных категориях:

Энергия

Электроэнергия + нагрев + вакуум + транспортировка + робототехника

Расходные материалы

Моющие химические вещества + фильтрующие материалы + сопла + уплотнения + изнашиваемые детали

Техническое обслуживание и простои

Регулярное техническое обслуживание + запасные части + трудозатраты + незапланированный простой

Следовательно, более полную оценку можно выразить концептуально следующим образом:

Общая стоимость владения = инвестиции в оборудование + энергия + расходные материалы + техническое обслуживание + простои

Точная расчётная формула должна основываться на количестве рабочих часов заказчика, годовом объёме производства, степени загрязнения обрабатываемых деталей, технологических параметрах процесса, стоимости труда и ожидаемом сроке службы оборудования.

ЧаВО

В: Каковы основные эксплуатационные расходы промышленной машины для очистки?

Основные расходы обычно включают:

• Электроэнергию для насосов, систем нагрева, вакуумных систем, роботов и вспомогательного оборудования
• Воду и моющие химические вещества
• Средства фильтрации
• Сопла и другие изнашиваемые компоненты
• Обслуживание
• Запасные части
• Потери производства, вызванные незапланированным простоем

Относительная доля значительно варьируется в зависимости от конфигурации процесса и условий производства.

В: Как можно продлить срок службы чистящих химикатов?

Фильтрация и управление загрязнениями являются ключевыми факторами.

Подходящая система фильтрации может непрерывно удалять частицы из раствора для очистки и снижать накопление загрязнений.

Полезные меры включают:

• Многоступенчатая фильтрация
• Своевременный слив остатков
• Отдельную фильтрацию для окончательного ополаскивания
• Регулярный контроль концентрации моющего агента
• Контроль pH, где это применимо
• Долив раствора для очистки в соответствии с фактическим состоянием, а не необоснованная замена всего объёма в резервуаре

Фактическая стратегия технического обслуживания и замены должна соответствовать техническим требованиям поставщика очищающего агента.

В: Метод фильтрации оказывает существенное влияние на эксплуатационные расходы?

- Да, я знаю.

Различные системы фильтрации имеют разные структуры затрат.

Автоматическая обратная промывка и удаление осадка: более высокие первоначальные инвестиции, меньшее вмешательство оператора, подходит для непрерывного производства с высокой степенью загрязнения.

Фильтрация бумажной лентой: относительно простая конфигурация, но требует постоянного расхода фильтровальной бумаги.

Мешочная фильтрация: простая конструкция и обслуживание; фильтровальные мешки требуют периодической замены или очистки.

Выбор подходящей системы должен основываться на нагрузке загрязнения, времени работы, стоимости рабочей силы, требуемой эффективности фильтрации и долгосрочных расходах на расходные материалы.

В: Требуется ли регулярная замена насадок для мойки высокого давления?

- Да, я знаю.

Длительная работа под высоким давлением постепенно изнашивает отверстие насадки и изменяет характеристики струи.

Это может повлиять на расход, форму струи, силу удара и эффективность очистки.

Поэтому насадки следует включить в план регулярного осмотра и профилактического обслуживания оборудования.

Интервал замены должен определяться с учётом фактического рабочего давления, состояния рабочей жидкости, наработки в часах, материала насадки и наблюдаемого износа.

Заключение

Стоимость покупки промышленной моечной машины — лишь начальный этап её экономической оценки.

Для длительного производственного использования следует учитывать три основные категории эксплуатационных затрат:

Энергия + Расходные материалы + Техническое обслуживание и простои

Самое экономичное оборудование не обязательно является машиной с самой низкой ценой покупки. Более точная оценка учитывает, способно ли оборудование поддерживать требуемую производительность очистки при одновременном контроле энергопотребления, расхода моющей жидкости, расхода фильтров, замены изнашиваемых деталей, трудозатрат на техническое обслуживание и простоев производства.

Big Bird Industrial, ранее Harbin Shimada Big Bird Industrial может оценивать конфигурацию оборудования с учётом заготовок заказчика, объёмов производства, характеристик загрязнений, требований к очистке и условий эксплуатации, помогая заказчикам учитывать как производственные показатели процесса, так и долгосрочную экономическую эффективность эксплуатации.