Uma pergunta bem frequente no dia a dia de um fabricante de máquinas é, “como aumentar o custo-benefício na fabricação das máquinas?”
Será que estou levando em consideração os pontos principais durante o planejamento, instalação e start-up da minha máquina?
Saber como encontrar o melhor o custo-benefício na fabricação das máquinas pode ser um ponto importantíssimo para se destacar no mercado e sair na frente da concorrência, mas será que não estamos pensando sempre nos mesmos pontos e nos esquecendo dos “detalhes” mais importantes?
No post de hoje eu quero falar de uma forma abrangente sobre alguns conceitos de instalação de máquinas. Costumamos seguir sempre o mesmo caminho (normalmente aquele que estamos mais acostumados e temos maior conhecimento) e nos esquecemos de novas tecnologias que podem tornar todo o projeto da máquina mais rápido e fácil, além de diminuir significativamente o tempo de instalação reduzindo a lista de materiais utilizados e ganhando em tecnologia como por exemplo diagnóstico.
Como posso reduzir o custo da minha máquina?
Este é um ponto muito interessante, pois na maioria dos casos imaginamos que somente conseguiremos reduzir o custo da máquina se comprarmos componentes mais baratos. Este além de ser um processo bem trabalhoso para a equipe de compras não vai ser muito eficiente, isto porque precisamos ter me mente que o custo de fabricação de uma máquina é muito mais complexo do que apenas o custo dos materiais, temos que levar e conta também:
- Engenharia / Projeto
- Infraestrutura
- Instalação / Montagem
- start up
- Logística
- Manutenção / Serviço
- Custo do material
O custo do material na fabricação de uma máquina é responsável por aproximadamente 1/3 do custo total, ou seja, se conseguirmos reduzir os outros 2/3 teremos mais efetividade na hora da redução dos custos totais
Custo total na fabricação de uma máquina
Agora sabendo disso vamos entender quais são as possibilidades e estudar caso a caso as opções.
Como estou fazendo hoje?
Para começar precisamos entender como estamos fazendo hoje, qual a tecnologia, qual o conceito de fiação, tenho ou preciso de diagnóstico etc.
Para exemplificar eu escolhi um conceito que é encontrado na grande maioria das máquinas que é utilizando cartões de IO dentro do painel ao lado do CLP com proteção IP20. Este é um exemplo de aplicação clássica e que conseguimos enxergar rapidamente os prós e contras.
Este é um conceito que não requer experiência na instalação, pois utilizam componentes convencionais sem muita tecnologia e que já são utilizados há muitos anos. Porém rapidamente enxergamos os pontos fracos desse conceito como a necessidade de muito espaço dentro do painel elétrico, muitos componentes são exigidos como por exemplo interface para proteção dos cartões de saída, bornes de passagem, muita fiação dentro das canaletas, muitos pontos de conexões que acarretam um longo tempo de montagem, muitos pontos de entrada e saída de fio para identificar, além de pouco diagnóstico gerando alguns problemas como falhas intermitentes (esta é uma das falhas mais temidas por qualquer equipe de manutenção).
Portanto, quando nos deparamos com este tipo de instalação com cartões IP20 dentro do painel podemos entender como uma instalação demorada, alto custo com material e com pouco diagnóstico que em muitos casos pode interferir diretamente na produtividade da máquina.
Instalação utilizando cartões IP20 dentro do painel elétrico
Como posso melhorar?
Cada máquina tem a sua peculiaridade e cada projeto deve ser estudado individualmente, assim podemos entender quais são os pontos mais importantes que devemos seguir para entregar uma máquina o mais próximo possível das expectativas do Cliente ou até mesmo superá-las.
Para este exemplo vamos comparar uma aplicação com cartões de IO remoto e ver se conseguimos enxergar como reduzir o custo total da máquina.
Podemos citar como um ponto contra a falta de conhecimento do conceito que gera uma insegurança na hora da implementação e também o custo do material que pode ser elevado para aplicações pequenas, onde a quantidade de pontos de IO’s é reduzida, ou seja, quanto maior a quantidade de pontos de entradas e de saídas mais barato o conceito irá ficar.
Agora falando dos prós, podemos citar diversos pontos positivos ao tirar os cartões de IO do painel e levá-los para o campo, pois o grau de proteção IP67 permite que os módulos fiquem expostos fora de painéis.
Quando os cartões estão próximos dos pontos de IO no campo resulta na utilização de cabos curtos, em alguns casos cabos de 60 centímetros ou até menor. Como alguns conceitos garantem uma boa modularidade possibilitando que os módulos fiquem bem distribuídos pelo campo, os únicos cabos longos a serem utilizados são os cabos de rede (Profinet, Profibus, Ethernet IP, DeviceNet etc) que levará todas as informações dos IO’s até o CLP e o cabo de alimentação dos módulos.
Outra facilidade é que os cabos possuem em sua ampla maioria conectores com padrão M12, podendo ser pré montados ajudando na rapidez da montagem. Aqui se compararmos a conexão plug’n play dos conectores M12 com a conexão por bornes, onde devemos decapar o fio, colocar terminal, identificar e parafusar em bornes, no final do dia o ganho de tempo de instalação será bem expressivo.
Instalação utilizando cartões IP67 no campo
Um ponto importante que ajuda na redução de custos é a diminuição da quantidade de itens da lista de materiais. Quanto menos componentes utilizarmos significa que iremos montar mais rápido e provavelmente eliminaremos custos. Na comparação com a primeira máquina que utiliza o conceito com cartões IP20, no mínimo eliminaremos as interfaces para proteção dos cartões, bornes, identificação, fiação, terminais entre outros e pensando em custo também podemos imaginar que com a diminuição destes componentes o painel elétrico terá uma dimensão menor e sabemos que diminuindo a chaparia do painel conseguimos reduzir um custo significativo.
Já no outro conceito, além dos de IO Remoto IP67 que estarão distribuídos no campo levaremos somente os cabos de rede e alimentação para dentro do painel, eliminando todo o restante. Os cartões de IO Remoto IP67 tem versões configuráveis, onde um módulo atende a demanda de entradas e saídas ajudando na padronização de itens e também já tem proteção contra curto circuito eliminando interfaces ajudando no diagnóstico.
Já que falamos em diagnóstico agora podemos falar sobre produtividade. Será que conseguimos garantir uma alta produtividade para máquinas onde o conceito é baseado em conexões via bornes, cabos multi vias, instalação ponto a ponto?
Se falarmos com alguém de uma equipe de manutenção a resposta será “Não”, pois é muito comum encontrar máquinas paradas por falhas intermitentes causadas por mau contato, curto circuito não detectado pelo disjuntor, cabos e/ou fios rompidos entre outros. Estes tipos de falhas demandam muito tempo para serem encontradas e a produtividade da máquina cai drasticamente.
Estes tipos de problemas podem ser reduzidos utilizando cartões com proteção contra curto, diagnósticos via rede, conexões plug’n play etc. Além de agregar tecnologia com diagnóstico por ponto de IO a produtividade da máquina irá alcançar níveis altíssimos que são desejados pelos Clientes.
Até agora reduzimos a quantidade de componentes dentro do painel, reduzimos cabos e conexões diminuindo o tempo de montagem e start up e agregamos tecnologia sem aumentar os custos, agora chegou a hora de falar do projeto.
Projetos sob demanda
Tudo começa no planejamento e projeto da máquina, então este é um passo muito importante. Se formos parar pra pensar há alguns anos atrás as equipes de engenharia de uma empresa de médio porte chegava a ter umas 10 pessoas, todos tinham muito trabalho e o H.H era bem preenchido, mas hoje com o cenário econômico atual as mesmas empresas enxugaram os custos e as mesmas equipes chegam a ter 3 ou até mesmo 2 pessoas. Mas com a economia aquecendo novamente essas pessoas remanescentes ficaram ou ficarão sobrecarregadas, portanto um desenvolvimento de projeto simples e rápido pode ser fundamental para se tornar competitivo no mercado, pois quanto menos tempo se leva para projetar e montar a máquina, menor tempo de entrega para o Cliente resultando em maiores chances de vender!
Agora pense no esquema elétrico de uma máquina que tenha 64 pontos entradas e saídas digitais, utilizando cartões IP20 dentro do painel teremos mais de 600 pontos de conexão via borne. Se considerarmos os cartões IP67 no campo utilizando cabos com conectores injetados teremos menos de 10 pontos de conexão via borne. Pois é, essa é a diferença de conexões!!! Agora imagine o esquema elétrico de uma máquina com 600 pontos de conexão a mais. O tempo para execução será bem maior gerando baixa produtividade da equipe de engenharia.
Resumo da ópera.
Quando pensamos no custo benefício na fabricação das máquinas industriais não podemos pensar somente no custo dos componentes, pois eles são responsáveis por apenas 1/3 do custo total.
Devemos considerar vários outros fatores, os principais são; agilidade e facilidade do projeto elétrico, redução da quantidade de cabos no campo e no painel, montagem mais rápida evitando um número elevado de conexões, redução de componentes utilizando os cartões no campo ao invés de utilizá-los no painel, cartões configuráveis possibilitando a padronização de artigos etc.
Todo esse processo é responsável por 2/3 do custo total e por mais que o custo do material seja um pouco mais alto, todos os outros benefícios fazem valer a pena.
Custo total na fabricação de uma máquina
Agora que já temos uma ideia de como aumentar o custo-benefício na fabricação das máquinas, neste blog você pode encontrar diversos conteúdos riquíssimos com informações sobre o conceito em IP67.
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