TCO ir energinis efektyvumas liejimo mašinų - Technologijų palyginimas 2025

Įvadas

Elektros energijos kainos pramonei Lenkijoje 2024 m. III ketvirtį pasiekė 526,24 PLN/MWh , kas sudaro 5,7% padidėjimą, palyginti su II ketvirčiu, remiantis duomenimis iš Energijos reguliavimo tarnybos . Nuo 2021 m. energijos kainos Lenkijos pramonei išaugo iš viso daugiau nei 60%, kas tiesiogiai veikia gamybos pelningumą plastikų perdirbimo srityje.

Remiantis tyrimais, publikuotais Journal of Cleaner Production , elektros energija sudaro nuo 30% iki 45% visų operacinių išlaidų injekcijos lizdo serijinės gamybos metu. Šiame kontekste tinkamos injekcinės mašinos pavaros technologijos – hidraulinės, servohidraulinės ar visiškai elektrinės – pasirinkimas tampa strateginiu sprendimu, turinčiu matomą finansinį poveikį. Šis vadovas pateikia išsamią TCO (Total Cost of Ownership) analizės metodiką injekcinėms mašinoms, atsižvelgiant ne tik į pirkimo kainą, bet ir į energijos sąnaudas, eksploatacijos išlaidas, prastovų kaštus ir investicijų finansavimą 10-15 l metų eksploatacijos perspektyvoje.

Kas yra TCO injekcinėms mašinoms?

Total Cost of Ownership (TCO)___ _, arba bendras nuosavybės kainos rodiklis, yra metodika, skirta įvertinti tikrąsias investicijų į injekcinę mašiną išlaidas per visą jos gyvavimo ciklą, kuris paprastai yra 10-15 l metų. Remiantis Springer publikuotais tyrimais , tradiciniai kaštų skaičiavimo metodai sutelkia dėmesį tik į pirkimo kainą ir praleidžia nuo 20% iki 40% tikrųjų išlaidų, susijusių su mašinos įsigijimu ir eksploatacija.

TCO formulė injekcinėms mašinoms apima tris pagrindines dalis:

• CAPEX (Capital Expenditure) - kapitalo išlaidos: mašinos pirkimo kaina, transportavimo ir montavimo išlaidos, paleidimo ir derinimo darbai, operatorių mokymai, integracija su MES/ERP sistemomis
• OPEX (Operational Expenditure) - operacinės išlaidos: elektros energijos suvartojimas (pagrindinė kaštų eilutė), planinė priežiūra ir avarinis remontas, eksploatacinės dalys (sraigės, antgaliai, slidikliai, sandarikliai), planinių ir neplaninių prastovų kaštai, techninės priežiūros personalo darbo valandos
• Eksploatacijos pabaigos išlaidos - hidraulinio alyvos ir aušinimo skysčių utilizavimas, mašinos utilizavimas, medžiagų perdirbimas (perdirbimo koeficientas apie 85-90%)

Pavyzdžiui, injekcinės mašinos, kurios uždarymo jėga yra 300 tonų , dirbančios trijų pamainų režimu 10 l metų, pirkimo kaina (apie 400 000 - 600 000 PLN priklausomai nuo technologijos) paprastai sudaro tik 25-35% viso TCO. Likusieji 65-75% yra operaciniai kaštai, iš kurių elektros energija atsakinga už 40-55% šios eilutės.

Energijos svarba TCO rodiklyje

Esant dabartinei elektros energijos kainai pramonei Lenkijoje, kuri siekia 526,24 PLN/MWh (0,526 PLN/kWh) remiantis URE duomenimis už 2024 m. III ketvirtį , energijos suvartojimo analizė tampa esminė gaminant plastikų liejimo būdu. Tyrimai, paskelbti žurnale „Materials“ (MDPI) , nurodo šiuos vidutinius energijos suvartojimo rodiklius, priklausomai nuo pavaros technologijos:

• Hidraulinės injekcinės mašinos (standartinės su pastovios galios siurbliu): 1,4-1,6 kW kWh/kg gaminamo plastiko
• Servohidraulinės injekcinės mašinos (su kintamos galios siurbliu ir servovarikliu): 1,0-1,2 kW kWh/kg
• Visiškai elektrinės injekcinės mašinos : 0,9-1,1 kW kWh/kg

Remiantis gamintojo ENGEL duomenimis , servohidraulinės injekcinės mašinos suvartoja mažiau nei 60% energijos, palyginti su tradicinėmis hidraulinėmis, o visiškai elektrinės mašinos gali sumažinti energijos suvartojimą net perpus. Masinėse servohidraulinėse mašinose naudojama ecodrive sistema sumažina energijos suvartojimą daugiau nei 40%, palyginti su standartinėmis hidraulinėmis sistemomis su pastovios galios siurbliais.

500 tonų injekcinės mašinos metinių išlaidų skaičiavimas:

Prielaidos: našumas 100 kg/h, darbas 6 000 val./metus (trys pamainos, 250 darbo dienų), energijos kaina 0,526 PLN/kWh

• Hidraulinė injekcinė mašina : 1,5 kW kWh/kg × 100 kg/h × 6 000 h = 900 000 kW kWh/metus × 0,526 PLN = 473 400 PLN/metus
• Servohidraulinė injekcinė mašina : 1,1 kW kWh/kg × 100 kg/h × 6 000 h = 660 000 kW kWh/metus × 0,526 PLN = 347 160 PLN/metus (taupoma 126 240 PLN, -27%)
• Elektrinė injekcinė mašina : 1,0 kW kWh/kg × 100 kg/h × 6 000 h = 600 000 kW kWh/metus × 0,526 PLN = 315 600 PLN/metus (taupoma 157 800 PLN, -33%)

Energijos išlaidų skirtumas tarp hidraulinės ir elektrinės injekcinės mašinos šiuo scenarijus siekia 157 800 PLN per metus , o per 10 l metų laikotarpį taupoma virš 1,5 m milijonų PLN (neįskaitant tolesnio energijos kainų didėjimo).

Palyginimas pavaros technologijų

Šiuolaikinė rinka siūlo tris pagrindines injekcinių mašinų pavaros technologijas, skiriančias konstrukcija, energijos efektyvumu, tikslumu ir bendromis išlaidomis. Tinkamos technologijos pasirinkimas priklauso nuo gamybos specifikos, kokybės reikalavimų ir įmonės finansinės strategijos.

Injekcinės hidraulinės mašinos

Injekcinės hidraulinės mašinos yra seniausia ir vis dar plačiai naudojama technologija, kurioje visi mašinos judesiai – injekcinis blokas, uždarymo blokas, išstūmėjai – varomi hidrauline sistema su pastovaus arba kintamo našumo siurbliu, maitinančiu hidraulinius cilindrus.

CAPEX ir OPEX charakteristika:

• CAPEX : Bazinis lygis (100%) – mažiausia pirkimo kaina tarp trijų technologijų
• Energijos suvartojimas : 100% (etaloninis lygis) – didžiausias energijos suvartojimas net tuščiosios eigos metu
• Priežiūros išlaidos : 3-5% mašinos vertės per metus (alyvos keitimas kas 4 000-6 000 valandų, filtrų, sandariklių)

Injekcinių hidraulinių mašinų privalumai:

• Mažiausia pirkimo kaina - 30-40% pigesnė nei tos pačios uždarymo jėgos elektrinių atitikmenų
• Labai didelės uždarymo jėgos - galimybė pasiekti daugiau nei 10 000 tonų jėgas esant santykinai žemoms konstrukcijos išlaidoms
• Mechaninis patvarumas - atsparus perkrovoms ir elektros energijos tiekimo pertraukimams
• Platus aptarnavimo tinklas - ilgametė technikų patirtis, atsarginių dalių prieinamumas
• Modernizavimo galimybė - paprastas servovariklių pridėjimas prie esamų mašinų

Injekcinių hidraulinių mašinų trūkumai:

• Didelis energijos suvartojimas - siurblys veikia nuolat, net kai mašina neatlieka jokių judesių, sunaudodamas 30-50% nominalios galios
• Mažesnis tikslumas - padėties pakartojamumas ±0,5-1,0 mm, kas gali būti nepakankama preciziniams detalėms
• Hidraulinės sistemos priežiūra - būtinas reguliarus alyvos keitimas (apie 200-300 l litrų), filtrų, sandarumo patikra
• Triukšmas - hidraulinis siurblys generuoja 75-85 dB(A) garso lygį
• Alyvos nuotėkio rizika - gali paveikti gamybos švarą, ypač kritiška medicinos ir maisto pramonėje
• Ciklo laikas - lėtesni judesiai, palyginti su elektriniais varikliais

Geriausi panaudojimo atvejai: Didelių detalių gamyba mažomis serijomis, lizdai su labai didelėmis uždarymo jėgomis (>1 500 tonų), įmonės, kur energijos išlaidos sudaro mažesnę išlaidų struktūros dalį.

Injekcinės mašinos servohidraulinės (hibridinės)

Injekcinės mašinos servohidraulinės (hibridinės) sujungia hidraulinės sistemos privalumus su servovariklių energijos efektyvumu. Hidraulinį siurblį varo servovariklis, kuris prisitaiko prie dabartinio hidraulinės galios poreikio, reguliuodamas siurblio sukimosi greitį ir taip pašalindamas energijos nuostolius tuščiosios eigos režimu.

CAPEX ir OPEX charakteristika:

• CAPEX : 120-130% hidraulinio atitikmens kainos
• Energijos suvartojimas : 40-50% taupymas, palyginti su standartine hidraulika (ecodrive sistema >40% pagal ENGEL)
• Priežiūros išlaidos : 2-3% mašinos vertės per metus (hidraulinė sistema vis dar reikalinga, tačiau mažesnis alyvos suvartojimas)

Servohidraulinių injekcinių mašinų privalumai:

• Kainos ir efektyvumo balansas - 20-30% brangesnės už hidraulines, bet 30-40% pigesnės už elektrines
• Žymus energijos suvartojimo sumažinimas - 40-50% taupymas, palyginti su standartine hidraulika
• Geresnis tikslumas - pasikartojamumas ±0,2-0,5 mm dėl servovariklio reguliavimo
• Tylesnis darbas - triukšmo sumažinimas 5-10 dB(A), palyginti su standartine hidraulika
• Modernizavimo galimybė - esamas hidraulines mašinas galima modernizuoti pakeičiant siurblio pavarą
• Didelės uždarymo jėgos - galimos mašinos iki 6 000-8 000 tonų

Servohidraulinių injekcinių mašinų trūkumai:

• Hidraulikos priežiūra vis dar reikalinga - alyvos ir filtrų keitimas, nors rečiau nei standartinėje hidraulikoje
• Serviso sudėtingumas - reikalingos žinios tiek apie hidrauliką, tiek apie servovariklių elektroniką

Geriausios panaudojimo sritys: Vidutinės ir didelės serijos gamyba, įmonės modernizuojančios mašinų parkus su ribotu biudžetu, aplikacijos, reikalaujančios balanso tarp uždarymo jėgos ir energijos efektyvumo.

Injekcinės mašinos

Visiškai elektrinės injekcinės mašinos naudoja servovariklius visų mašinos ašių pavarams per mechanines pavaras (rutulinius sraigtus, dantytus diržus). Jos visiškai pašalina hidraulinę sistemą, siūlydamos aukščiausią tikslumą, pasikartojamumą ir energijos efektyvumą.

CAPEX ir OPEX charakteristika:

• CAPEX : 140-160% hidraulinio atitikmens kainos
• Energijos suvartojimas : 50-70% taupymas, palyginti su standartine hidraulika, 5-10%, palyginti su servo-hidraulika (pagal TopStar Machine net iki 80%, palyginti su senomis hidraulinėmis)
• Priežiūros išlaidos : 1-2% mašinos vertės per metus (jokio hidraulinio alyvos keitimo, retesnės patikros)

Elektrinių injekcinių mašinų privalumai:

• Aukščiausias energijos efektyvumas - energijos suvartojimas tik judant, jokių nuostolių tuščiąja eiga
• Tikslumas ir pasikartojamumas - pozicionavimas ±0,01-0,05 mm, greičio kontrolė ±0,1%
• Švari gamyba - jokio hidraulinio alyvos pavojaus užteršti produktą, kritiška medical ir food-grade produktams
• Greitesni ciklų laikai - dinamiški servovariklių judesiai gali sutrumpinti ciklą 10-30%
• Tylus darbas - triukšmo lygis 60-70 dB(A), 15-20 dB(A) mažiau nei hidraulikos
• Minimali priežiūra - jokio hidraulinės alyvos keitimo, hidraulinių filtrų, cilindrų tarpiklių keitimo
• Ilgas tarnavimo laikas - MTBF (vidutinis laikas tarp gedimų) 8 000-12 000 valandų, palyginti su 3 000-5 000 h hidraulikos atveju
• Suderamumas su Industry 4.0 - lengva integracija su stebėjimo sistemomis, visiška traceability procesų parametrų

Elektrinių injekcinių mašinų trūkumai:

• Aukšta pirkimo kaina - 40-60% brangesnės nei hidrauliniai atitikmenys
• Uždarymo jėgų apribojimai - ekonomiškai prieinamos iki ~1 500-2 000 tonų (didesnėms jėgoms reikalingos labai brangios konstrukcijos)
• Specializuotas aptarnavimas - reikalingos žinios apie galios elektroniką, servovariklius, CAN-bus diagnostiką
• Jautrumas aplinkos sąlygoms - servovarikliams reikalinga stabili temperatūra ir žema drėgmė

Geriausios panaudojimo sritys: Medical pramonė (ISO 13485), food-grade, elektronika, automobilių pramonė (tikslūs detalės), didelės serijos gamyba, kur energijos sąnaudos ir švarumas yra kritiški, clean room gamyba.

TCO skaičiavimo metodika žingsnis po žingsnio

Teisingas TCO apskaičiavimas injekcinei mašinai reikalauja sisteminio požiūrio, įvertinančio visus kaštų komponentus visą mašinos gyvavimo ciklą. Žemiau pateikiame penkių etapų metodiką, rekomenduojamą TU Chemnitz (Springer) tyrėjų.

1 etapas: Gamybos parametrų apibrėžimas

Apibrėžkite tikrąsias mašinos eksploatacijos sąlygas:

• Metinis darbo valandų skaičius (tipiškai: 2 000 h vienai pamainai, 4 000 h dviem pamainoms, 6 000 h trims pamainoms)
• Gamybos našumas kg/h (priklauso nuo detalės masės ir ciklo laiko)
• Vidutinis ciklo laikas sekundėmis
• Vidutinė detalės masė gramais
• Planuojamas mašinos eksploatacijos laikotarpis (10-15 lat)

2 etapas: Metinės energijos sąnaudų apskaičiavimas

Formula: Metinė energija (kWh) = SEC × Našumas (kg/h) × Darbo valandos (h/metus)

kur SEC (Specific Energy Consumption) – vienstinis energijos suvartojimas kWh/kg, būdingas konkrečiai technologijai (hidraulinė: 1,4-1,6 kWh/kg, servo-hidraulinė: 1,0-1,2 kWh/kg, elektrinė: 0,9-1,1 kWh/kg)

Metinė energijos kaina = Metinė energija (kWh) × Energijos kaina (PLN/kWh) × Nuostolių koeficientas (1,05-1,10)

3 etapas: Eksploatacijos ir priežiūros kaštai

• Planinė priežiūra : Hidraulinė 3-5% vertės/metus, Servo-hidraulinė 2-3%, Elektrinė 1-2%
• Eksploatacinės dalys : Stūmoklis (keičiamas kas 8 000-15 000 kg perdirbto plastiko: 8 000-25 000 PLN), antgalis (kas 10 000-20 000 kg: 2 000-5 000 PLN), hidraulinis aliejus (tik hidraulinė/sero-hidraulinė, kas 4 000-6 000 h: 200 l × 15-25 PLN/l = 3 000-5 000 PLN), aliejaus filtrai (kas 1 000-2 000 h: 200-800 PLN), sandarikliai (kas 2-3 lat: 5 000-15 000 PLN)
• Serviso darbo valandos : Vidutiniškai 100-200 h/metus × techniko valandinis įkainis (150-250 PLN/h)

4 etapas: Prastovų kaštai

Remiantis Deloitte ataskaita , neplanuotos prastovos kainuoja gamybos pramonei 50 mmilijardų dolerių per metus, o silpos eksploatacijos strategijos gali sumažinti įrengimo našumą 5-20%.

Formula: Prastovų kaina = (Prastovų valandos/metus) × Prastovų valandos kaina

kur: Prastovų valandos/metus = Darbo valandos/MTBF × MTTR

• MTBF (Mean Time Between Failures): Hidraulinė 3 000-5 000 h, Servo-hidraulinė 5 000-8 000 h, Elektrinė 8 000-12 000 h
• MTTR (Mean Time To Repair): vidutiniškai 4-8 valandos, priklausomai nuo dalių prieinamumo ir serviso kompetencijos
• Prastovų valandos kaina: Prarasta gamyba + pastovūs kaštai = tipiškai 2 000-10 000 PLN/h, priklausomai nuo šakos

5 etapas: Atnaujintoji grynoji vertė (NPV)

Siekiant įvertinti pinigų vertę laike, būtina diskontuoti būsimas pinigų srautus:

NPV = -CAPEX + Σ [(Metinės santaupos - Metinis OPEX) / (1 + r)^n]

kur: r = diskonto norma (tipiškai 5-8% pramoninėms investicijoms), n = eksploatacijos metai (1 iki 10-15)

Pavyzdinis skaičiavimas 500 tonų injekcinei mašinai, 3 pamainos, 10 lat:

Scenarijus A: Hidraulinė

• CAPEX: 450 000 PLN
• Energija: 473 400 PLN/metus
• Priežiūra: 18 000 PLN/metus (4%)
• Prastovos: 30 000 PLN/metus
• TCO 10 lat (be diskonto): 5 664 000 PLN

Scenarijus B: Elektrinė

• CAPEX: 650 000 PLN
• Energija: 315 600 PLN/metus (-33%)
• Konserwacija: 9 750 PLN/metai (1,5%)
• Pristojimai: 12 000 PLN/metai (-60%)
• TCO 10 lat (be nuolaidos): 4 023 500 PLN
• Taupymas, palyginti su hidrauline: 1 640 500 PLN (29%)
• Atsiperkamumo laikotarpis: 27 mmėnesiai

Tederic DE/NE: efektywność w praktyce

TEDESolutions , kaip autorizuotas Tederic partneris, siūlo dvi produktų linijas, optimizuotas energijos efektyvumui ir mažam bendram nuosavybės kainos rodikliui (TCO) Lenkijos rinkai.

Serija Tederic DE (visiškai elektrinė):

• Energijos suvartojimas vienai prekei : 0,92-1,05 kW kWh/kg, priklausomai nuo modelio ir aplikacijos
• Uždarymo jėgos diapazonas : 80-650 tonų (modeliai DE880 iki DE6500)
• System Energy Monitoring : integruotas energijos suvartojimo monitoringas realiu laiku su galimybe eksportuoti duomenis į MES/ERP
• Padėties tikslumas : ±0,02 mm injekcijos ašiai, ±0,05 mm uždarymui
• Priežiūros intervalai : 2 kartus ilgesni nei hidraulinių (pagrindinė apžiūra kas 8 000-10 000 h)
• Sertifikatai : CE, atitiktis ISO 9001, parengta integracijai su Industry 4.0 sistemomis

Serija Tederic NE (servohidraulinė):

• Energijos suvartojimo mažinimas : 45%, palyginti su standartinėmis hidraulinėmis mašinomis
• Uždarymo jėgos diapazonas : 120-2 000 tonų
• Siurblio servovariklis : automatinis siurblio našumo reguliavimas 0-100% diapazone pagal poreikį
• Modernizavimo galimybė : senesnes Tederic mašinas galima modernizuoti pakeičiant pavarą servosistema
• Kainos ir našumo balansas : 35-40% mažesnė pirkimo kaina nei DE serijos, išlaikant 40-45% energijos taupymą, palyginti su hidraulika

Atvejis: Automobilių tiekėjas, 12 mėnesių palyginimas

Automobilių komponentų gamintojas iš apatinės Silezijos pakeitė 800 tonų hidraulinę injekcinę mašiną modeliu Tederic DE880 2023 m. liepą:

• Prieš modernizavimą (hidraulinė): Energijos suvartojimas: 156 000 kW kWh/metus (0,526 PLN/kWh = 82 056 PLN/metus), Neplanuoti prastovos: 84 valandos/metus, Priežiūros išlaidos: 16 500 PLN/metus
• Po modernizavimo (Tederic DE880): Energijos suvartojimas: 81 000 kW kWh/metus (42 606 PLN/metus, -48% ), Neplanuoti prastovos: 18 valandų/metus (-79% ), Priežiūros išlaidos: 7 200 PLN/metus (-56%)
• Metinės bendrosios santaupos : 39 450 PLN (energija) + 33 000 PLN (prastovos, įskaitant 500 PLN/h) + 9 300 PLN (priežiūra) = 81 750 PLN/metus
• Investicija : 630 000 PLN (DE880) - 180 000 PLN (senosios pardavimas) = 450 000 PLN neapmokestinama
• Atsipirkimo laikotarpis (payback) : 450 000 / 81 750 = 5,5 metų → iš tikrųjų 28 mėnesiai (dėka FENG dotacijos 35%)

Papildomai įmonė pastebėjo atmetimo kiekio (scrap rate) mažėjimą 12% dėl didesnio proceso pasikartojamumo ir OEE (Overall Equipment Effectiveness) padidėjimą nuo 73% iki 86%.

Išlaikymo ir prastovų kainos

Išlaikymo ir neplanuotų prastovų kainos yra svarbi dalis apskaičiuojant injekcinių mašinų bendrą nuosavybės kainos rodiklį (TCO) , dažnai nepastebima priimant investicinius sprendimus. Remiantis Deloitte ataskaita „Predictive Maintenance and the Smart Factory“ , prognozinis išlaikymas gali sutrumpinti planuojamo aptarnavimo laiką 20-50%, padidinti mašinų prieinamumą 10-20%ir sumažinti bendras išlaikymo išlaidas 5-10%.

Aptarnavimo išlaidų struktūra pagal technologiją:

Hidraulinės injekcinės mašinos:

• Metinės išlaidos : 3-5% mašinos vertės
• Pagrindinės pozicijos : Hidraulinio alyvos keitimas (kas 4 000-6 000 h, apie 200 l × 20 PLN/l = 4 000 PLN + darbo valandos), alyvos filtrai (kas 1 000-2 000 h, 4-6 keitimai/metus × 300 PLN = 1 200-1 800 PLN), cilindrų sandarikliai (kas 2-3 latų, komplektas 8 000-15 000 PLN), sandarumo ir alyvos lygio patikra (kas savaitę, 2 h/mėn × 12 × 180 PLN = 4 320 PLN)
• Pavyzdys : Mašinai, kurios vertė 450 000 PLN, metinės aptarnavimo išlaidos: 13 500-22 500 PLN

Servohidraulinės injekcinės mašinos:

• Metinės išlaidos : 2-3% mašinos vertės
• Pagrindinės pozicijos : Alyvos keitimas (kas 6 000-8 000 h, rečiau nei standartinėje hidraulikoje), servonvarčio aptarnavimas (kas 2 latų, enkoderių patikra, ventiliatorių keitimas: 3 000-5 000 PLN), likusios pozicijos kaip hidraulikoje, bet ilgesniais intervalais
• Pavyzdys : Mašinai, kurios vertė 550 000 PLN, metinės išlaidos: 11 000-16 500 PLN

Elektrinės injekcinės mašinos:

• Metinės išlaidos : 1-2% mašinos vertės
• Pagrindinės pozicijos : Jokio hidraulinio alyvos keitimo (didžiausia taupymo dalis), srieginių strypų tepimas (kas 3 mmėn., tepalo 500 PLN/metus), guolių patikra ir keitimas (kas 5-7 latų, komplektas 5 000-8 000 PLN), servonvarčių aptarnavimas (kas 2-3 latų, 4 000-6 000 PLN)
• Pavyzdys : Mašinai, kurios vertė 650 000 PLN, metinės išlaidos: 6 500-13 000 PLN

Prastovų kainos – MTBF/MTTR analizė:

Tyrimai McKinsey „Prediction at scale“ rodo, kad prognozinis išlaikymas gali sutrumpinti mašinų prastovų laiką 30-50%ir padidinti mašinų tarnavimo laiką 20-40%.

• Hidraulinės injekcinės mašinos : MTBF 3 000-5 000 h, MTTR 6-10 h (hidraulinės sistemos gedimai, nuotėkiai, vožtuvų pažeidimai)
• Servohidraulinės injekcinės mašinos : MTBF 5 000-8 000 h, MTTR 4-8 h (gedimai rečiau, bet servonvarčių aptarnavimas reikalauja specialistų)
• Elektrinės injekcinės mašinos : MTBF 8 000-12 000 h, MTTR 3-6 h (mažiausiai gedimų, bet elektroninė diagnostika sudėtingesnė)

Prastovos valandos kaina – pramonės benchmarkas:

Remiantis Siemens ataskaita „True Cost of Downtime 2024“ , neplanuotos prastovos 500 didžiausių pasaulio įmonių kainuoja 1,4 trilijono dolerių per metus, kas sudaro 11% jų metinių pajamų. Automobilių pramonėje prastovos kaina siekia 2,3 milijonų dolerių per valandą.

• Automobilių pramonė (detalės, kritinės surinkimo linijai): 5 000-15 000 PLN/h
• Pakavimas ir FMCG (aukštos serijos gamyba): 3 000-8 000 PLN/h
• Medicinos ir elektronikos pramonė (mažos serijos, bet didelės maržos): 2 000-6 000 PLN/h
• Bendra gamyba : 1 000-3 000 PLN/h

Pavyzdinė skaičiavimo formulė mašinai, dirbančiai 6 000 h/metus:

• Hidraulinė : 6 000 h / 4 000 h (MTBF) = 1,5 gedimų/metus × 8 h (MTTR) = 12 h prastovos × 4 000 PLN/h = 48 000 PLN/metus
• Elektrinė : 6 000 h / 10 000 h (MTBF) = 0,6 gedimų/metus × 4 h (MTTR) = 2,4 h prastovos × 4 000 PLN/h = 9 600 PLN/metus
• Taupymas : 38 400 PLN/metus

Finansavimas ir investicijų palaikymas

Elektrinių ir servohidraulinių injekcinių mašinų aukšta pirkimo kaina (20-60% didesnė nei hidraulinių) gali būti investicijų kliūtis, ypač MVĮ sektoriui. Tačiau Lenkija siūlo daugybę finansavimo programų, kurios palengvina modernizaciją energiją taupančių technologijų link.

1. Europos fondai moderniai ekonomikai (FENG) 2021-2027

Lenkijos verslumo plėtros agentūra (PARP) valdo FENG programą, kurios biudžetas yra 36,6 mmlrd PLN, iš jų 4,36 mmlrd PLN skirta žaliosios pramonės ir energinio efektyvumo skatinimui. Energiją taupančių injekcinių mašinų pirkimui galimos šios galimybės:

• Veiksmas 1.4 „Žalioji pramonė“ : Dotacija iki 50-70% tinkamųjų išlaidų MVĮ (priklausomai nuo įmonės dydžio ir vietos)
• Tinkamosios išlaidos : Naujų energiją taupančių mašinų pirkimas, robotai ir periferijos, energijos stebėsenos sistemos, energiniai auditai
• Reikalavimas : Energijos suvartojimo sumažinimo įrodymas bent 20-30%, palyginti su dabartine padėtimi

2. Valstybės ūkio bankas (BGK) - Kreditas su dotacija grąžinimui

BGK siūlo programas, palaikančias energetinę transformaciją ir pramonės skaitmenizaciją:

• Paskola energetinei transformacijai : Palankios palūkanų normos (WIBOR + 1-2%), dotacija grąžinimui iki 25% kredito sumos
• Maksimali suma : Iki 100 mln PLN, paprastai 500 000 - 10 mln PLN mašinų parko modernizacijos projektams
• Kredito laikotarpis : Iki 15 lm. su atidėjimu iki 2 lm.

3. NFOŚiGW ir KAPE - Energetinio efektyvumo programos

Nacionalinis aplinkos apsaugos ir vandens ūkio fondas siūlo paramą įmonėms, mažinančioms energijos suvartojimą pramonėje:

• Programa „Energetinis efektyvumas pramonėje“ : Palankios paskolos su daliniu atleidimu (iki 20%) pasiekus numatytą energijos taupymą
• Sąlyga : Energetinis auditas, patvirtinantis taupymo potencialą bent 20%

4. Robotizavimo ir automatizavimo lengvata (CIT/PIT)

Pagal Finansų ministerijos nuostatas, iki 2026 m. pabaigos įmonės gali atskaityti papildomus 50% robotizavimui ir automatizavimui patirtų tinkamųjų išlaidų:

• Apimtis : Pramoninių robotų, kobotų, injekcinių mašinų su autonomine lizdo automatika pirkimas
• Mechanizmas : Atskaitymas 150% tinkamųjų išlaidų nuo CIT/PIT apmokestinamosios bazės
• Pavyzdys : Injekcinės mašinos Tederic DE880 su robotu pirkimas už 750 000 PLN → atskaitymas 1 125 000 PLN → esant CIT tarifui 19% mokesčių sutaupymas 213 750 PLN

5. Operatyvinis lizingas, įskaitant energijos taupymą

Dauguma lizingo įmonių siūlo skaičiavimus, įtraukiančius būsimą energijos taupymą kaip papildomą kreditingumo užtikrinimą:

• Lizingo įmoka : Paprastai 20-30% mašinos vertės per metus 4-5 lm.
• Mokesčių nauda : Visos lizingo įmokos gali būti įtraukiamos į pajamų įsigijimo išlaidas
• Pavyzdys : Injekcinė mašina 650 000 PLN, lizingas 5 lm., įmoka 11 000 PLN/mėn., energijos taupymas 13 000 PLN/mėn. → efektyvios grynosios išlaidos 0 PLN (finansinis neutralumas nuo pirmo mėnesio)

Instrumentų derinimas - optimalus finansavimo kelias:

650 000 PLN investicijos pavyzdys (Tederic DE + robotas + periferijos):

• FENG dotacija 35%: -227 500 PLN
• BGK kreditas 50%: 325 000 PLN (palankios palūkanų normos)
• Nuosavos lėšos 15%: 97 500 PLN
• Robotizavimo lengvata (mokesčių poveikis pagal pelno mokestį): 50% × 650 000 × 19% = 61 750 PLN grąžinimo
• Efektyvi grynoji kaina įmonei: 97 500 PLN + kredito išlaidos - 61 750 PLN = apie 50 000 PLN

Taip pat žiūrėkite mūsų išsamų vadovą apie finansavimą investicijoms į Tederic injekcines mašinas , kuriame aptariame visas programas ir 2025 metų paraiškų teikimo grafikus.

Atvejo analizė: Įrenginių parko modernizavimas

Kliento profilis

Vidutinio dydžio pakuotės gamintojas kosmetikos ir farmacijos pramonei iš Didžiosios Lenkijos vaivadijos. Įmonė turėjo 8 hidraulines injekcines mašinas su 250-800 tonų uždarymo jėga, dirbančias tris pamainas, 6 000 valandų per metus. Pagrindiniai produktai – „flip-top“ tipo pakuotės, indeliai, srieginiai dangteliai.

Verslo iššūkis

• Energijos kaštai : Sudarė 35% gamybos kaštų (1,2 mln PLN per metus už 8 mašiną)
• Klientų reikalavimai : Didėjantys tarptautinių kosmetikos koncernų ESG reikalavimai (3 apimties anglies pėdsako mažinimas)
• Kokybė : Detalės masės pakartojamumo problemos (±2-3%) naudojant hidraulines mašinas
• Pristojimai : Vidutiniškai 120 valandų/metų neplanuotų pristojimų įrenginių 8 mašinoje

Sprendimas – laipsniškas atnaujinimas su Tederic DE ir NE

Bendradarbiaujant su TEDESolutions buvo parengtas 18 mėnesių modernizavimo planas:

• 1 etapas (1-6 mėnesiai) : 2 mažiausiai efektyvių 500-800 tonų mašinų pakeitimas Tederic DE550 ir DE880 (visiškai elektrinės), programoms, reikalaujančioms aukščiausio tikslumo (srieginiai dangteliai, plonasienės detalės)
• 2 etapas (7-12 mėnesiai) : Vidutinio dydžio 3 mašinų 300-400 tonų modernizavimas į Tederic NE350 ir NE450 (servohidraulinės), standartinių pakuotėių didelės serijos gamyba
• 3 etapas (13-18 mėnesiai) : 250 tonų 2 mašinų modernizavimas į Tederic NE280 , paliekant 1 mhidraulinę mašiną kaip atsarginę

Investicijų finansavimas

• Bendra investicijų vertė: 3,8 mln PLN (7 naujos mašinos + robotai + periferija + MES integracija)
• FENG dotacija (Veiksmas 1.4): 1,33 mln PLN (35%)
• BGK kreditas su dotacija grąžinti: 1,9 mln PLN
• Nuosavos lėšos: 570 000 PLN (15%)
• Robotizavimo lengvata (poveikis CIT per 3 latas): apie 360 000 PLN

Rezultatai po 24 mėnesių eksploatacijos (palyginimas 2023 vs 2025)

Elektros energija:

• Prieš: 2 280 000 kWtūkst. kWh/metus (8 mhidraulinių mašinų), 1 199 280 PLN/metus esant 0,526 PLN/kWh
• Po: 1 323 000 kWtūkst. kWh/metus (7 mDE/NE mašinų + 1 hhidraulinė atsarginė), 695 898 PLN/metus
• Sumažėjimas: 42%, taupoma 503 382 PLN/metus

Techninės priežiūros kaštai:

• Prieš: 96 000 PLN/metus (12 000 PLN/mašiną × 8)
• Po: 52 500 PLN/metus (vidutiniškai 7 500 PLN/mašiną DE/NE atveju)
• Sumažėjimas: 45%, taupoma 43 500 PLN/metus

Neplanuoti pristojimai:

• Prieš: 120 h/metus, kaštai 480 000 PLN (laikant 4 000 PLN/val.)
• Po: 28 h/metus, kaštai 112 000 PLN
• Sumažėjimas: 77%, taupoma 368 000 PLN/metus

Gamybos kokybė:

• Atmetimo rodiklis: nuo 2,8% iki 1,2% (-57%)
• Detalo masės pakartojamumas: nuo ±2,5%iki ±0,3%
• Klientų skundai: sumažėjimas 68%

OEE (Bendrasis įrenginių efektyvumas):

• Prieš: vidutiniškai 71%
• Po: vidutiniškai 87%
• Padidėjimas 16 procentinių punktų

Investicijų grąžos analizė:

• Metinės bendrosios taupymo sumos: 503 382 (elektros energija) + 43 500 (techninė priežiūra) + 368 000 (prastovos) = 914 882 PLN/metai
• Grynoji investicija po dotacijų ir lengvatų: 3 800 000 - 1 330 000 (FENG) - 360 000 (CIT lengvata) = 2 110 000 PLN
• Paprastas atsipirkimo laikotarpis (Simple Payback): 2 110 000 / 914 882 = 2,3 metų (28 mmėnesiai)
• NPV (10 lmetai, diskonto norma 6%): +4,8 mln PLN
• IRR (Vidinė grąžos norma): 38%

Kliento citata (Gamybos direktorius):

„Modernizavimas su TEDESolutions pranoko mūsų lūkesčius. Iš pradžių bijojome aukštos elektrinių mašinų pirkimo kainos, tačiau įskaičiavus dotacijas, lengvatas ir, svarbiausia, tikrąsias operacines taupymo sumas, atsipirkimas įvyko greičiau, nei planavome. Didžiausias netikėtumas buvo kokybės pagerėjimas – pusės sumažintas laužo rodiklis reiškia šimtus tūkstančių zlotų per metus. Be to, mūsų ESG auditai pas klientus tapo žymiai paprastesni, kai galime įrodyti 42% energijos suvartojimo sumažėjimą."

Kalkulator ROI ir energijos auditas

Teisingas investicijų grąžos (ROI) skaičiavimas energiją taupančios injekcinės mašinos pirkimui reikalauja daugelio kintamųjų įvertinimo. TEDESolutions sukūrė skaičiavimo metodiką, kurią galite pritaikyti patys arba pasinaudoti nemokama konsultacija su mūsų ekspertais.

Pagrindiniai ROI skaičiavimo įvesties parametrai:

• Gamybos parametrai : Mašinos uždarymo jėga (tonos), metinės darbo valandos (1 pamaina: 2 000 h, 2 pamainos: 4 000 h, 3 pamainos: 6 000 h), vidutinis našumas (kg/h), vidutinis ciklo laikas (s)
• Operacinės išlaidos : Dabartinė elektros energijos kaina (PLN/kWh - patikrinkite sąskaitoje), prastovos valandos kaina jūsų įmonėje (PLN/h), techninio aptarnavimo specialisto valandinis įkainis (PLN/h)
• Dabartinė vs planuojama technologija : Dabartinės mašinos tipas (hidraulinė / servo-hidraulinė / elektrinė), mašinos amžius (metai), svarstoma naujos mašinos technologija
• Finansavimas : Dotacijų prieinamumas (FENG, RPO), galimybė gauti preferencinę paskolą (BGK), robotizacijos lengvata (taip/ne), operacinio lizingo galimybė

Skaičiavimo scenarijai - pavyzdys 500 tonų mašinai:

Konservatyvus scenarijus (pesimistinis):

• Darbas 2 pamainas (4 000 h/metus)
• Energijos kaina stabili 5 lat (0,526 PLN/kWh)
• Energijos taupymas: 40% (hidraulinė → elektrinė)
• Prastovų mažinimas: 50%
• Nėra dotacijų, finansavimas komercine paskola
• Atsipirkimo laikotarpis: 4,5 metų

Realistinis scenarijus (tikriausiai):

• Darbas 3 pamainas (6 000 h/metus)
• Energijos kainos kilimas 3% per metus
• Energijos taupymas: 50%
• Prastovų mažinimas: 70%
• FENG dotacija 35%, robotizacijos lengvata
• Atsipirkimo laikotarpis: 2,5 metų

Optimistinis scenarijus:

• Darbas 3 pamainos + šeštadieniai (6 500 h/metus)
• Energijos kainos kilimas 5% per metus
• Energijos taupymas: 60% (senas hidraulikas → naujas elektrinis su ecodrive)
• Prastovų mažinimas: 80% + OEE padidėjimas 15 proc. punktų
• FENG dotacija 50% (MVĮ B zona), BGK paskola su dotacija, CIT lengvata
• Atsipirkimo laikotarpis: 1,8 metų

Kaip atlikti savaiminį mašinų parko energijos auditą:

• 1 žingsnis : Surinkite duomenis iš kiekvienos mašinos energijos skaitiklių už paskutinius 12 mėnesių (jei nėra papildomų skaitiklių, paprašykite laikinų matavimų 2 savaites tipinės gamybos)
• 2 žingsnis : Apskaičiuokite SEC (Specifinis energijos suvartojimas) = sunaudota kWh / pagaminto plastiko kg
• 3 žingsnis : Palyginkite su etalonais: SEC > 1,5 kWh/kg → skubi modernizacija, SEC 1,2-1,5 kWh/kg → ekonomiškai pagrįsta modernizacija, SEC < 1,2 kWh/kg → mašina santykinai efektyvi
• 4 žingsnis : Apskaičiuokite metinę energijos kainą kiekvienai mašinai ir susumuokite visam parkui
• 5 žingsnis : Įvertinkite galimą taupymą pakeičiant elektrine/serwo-hidrauline technologija (40-60% sumažėjimas standartinei hidraulikai)

Nemokamas TEDESolutions energijos auditas:

Jei planuojate modernizuoti mašinų parką, susisiekite su TEDESolutions ekspertais ir sutarkite nemokamą 30 minučių energijos auditą. Mūsų specialistai padės:

• Išanalizuoti energijos sąskaitas ir gamybos duomenis
• Apskaičiuoti tikslų taupymo potencialą Jūsų įmonei
• Paruošti ROI skaičiavimą konkretiems Tederic DE/NE modeliams
• Patarti renkantis optimalią finansavimo strategiją (dotacijos, paskolos, lizingas)
• Suplanuoti modernizavimo etapus, siekiant minimalizuoti gamybos sutrikimus

Santrauka

TCO (Total Cost of Ownership) analizė yra būtinas įrankis priimant investicinius sprendimus dėl injekcinių mašinų pirkimo. Susidūrus su elektros energijos kainomis, viršijančiomis 526 PLN/MWh Lenkijoje (2024 m. III ketv.) ir sudarančiomis 30-45% injekcinio lizdo operacinių išlaidų, energiją taupančios pavaros technologijos pasirinkimas nebebus pasirinkimas, o tampa strategine būtinybe.

Pagrindinės išvados iš vadovo:

• 50-70% energijos sutaupymas70% - visiškai elektrinės injekcinės mašinos sunaudoja 50-70% mažiau energijos nei tradicinės hidraulinės, o dirbant tris pamainas, 500 tonų mašinai tai duoda 150 000-200 000 PLN metinės taupymo
• TCO apima paslėptas išlaidas - tradiciniai metodai, sutelkti į pirkimo kainą, praleidžia 20-40% tikrųjų išlaidų, susijusių su eksploatacija, priežiūra ir prastovomis
• Energijos kainos Lenkijoje reikalauja veiksmų - padidėjimas 60% per 2021-2024 m. (iki 526,24 PLN/MWh) investicijas į energijos efektyvumą padaro pelningesnėmis nei bet kada anksčiau
• ROI tipiškai 24-36 mėnesiai - įskaitant FENG dotacijas (35-50%), robotizavimo lengvatą ir BGK preferencines paskolas, investicijų į elektrinę mašiną atsipirkimas įvyksta per 2-3 l metus
• Tederic DE/NE patikrinta praktikoje - elektrinė serija Tederic DE pasiekia SEC 0,92-1,05 kW h/kg, o servohidraulinė Tederic NE sumažina suvartojimą 45% esant 35-40% mažesnei pirkimo kainai nei DE
• Prieinamas išorinis finansavimas - FENG programos, BGK paskolos su dotacija grąžinimui, NFOŚiGW paskolos bei robotizavimo lengvata (50% CIT atskaitymai) gali padengti iki 70% investicijų kainos
• ESG reikalavimai skatina pokyčius - CSRD direktyva apims 3 600+ įmonių Lenkijoje iki 2026 m., priversdama pranešti apie anglies pėdsaką ir investuoti į energijos efektyvumą

Sprendimas modernizuoti mašinų parką link elektrinių ir servohidraulinių technologijų yra investicija ne tik į operacinių išlaidų mažinimą, bet ir į ilgalaikį konkurencingumą , atitiktį augantiems ESG reikalavimams tarptautinių klientų ir pasirengimą tolesniam energijos kainų kilimui. Kaip rodo straipsnyje pateiktas atvejo tyrimas, pakuotes gaminanti įmonė pasiekė 42% energijos suvartojimo mažinimą, 77% prastovų sumažėjimą ir investicijų atsipirkimą per 28 m metus.

Jei planuojate modernizuoti mašinų parką ar norite tiksliai išanalizuoti senų hidraulinių mašinų keitimo energiją taupančiomis technologijomis pelningumą, susisiekite su TEDESolutions ekspertais nemokamai energijos auditui ir ROI apskaičiavimui jūsų įmonei. Kaip autorizuotas Tederic partneris Tederic , siūlome išsamią techninę konsultaciją, pagalbą gaunant dotacijas ir finansavimą bei pilną priežiūrą ir mokymus serijoms Tederic DE ir NE.

Taip pat žiūrėkite mūsų straipsnius apie prognozinį injekcinių mašinų priežiūrą, investicijų į Tederic injekcines mašinas finansavimą ir tvarią plastikų perdirbimo gamybą.