Co jest bardziej opłacalne – drukarka pracy ciągłej (CIJ) czy drukarka termiczna (TIJ)?

07 października 2020 r.

Rozbicie szczegółowe wg 4 scenariuszy

W szczegółowym rozbiciu na 4 scenariusze analizujemy precyzyjnie koszty związane z każdą tych technologii, uwzględniając wszystkie rodzaje kosztów – zarówno inwestycyjnych, jak i operacyjnych.

Koszt to jeden z kluczowych elementów branych pod uwagę przy wyborze pomiędzy CIJ i TIJ (różnice pomiędzy nimi opisujemy w tymwpisie na naszym blogu).

Każde z tych rozwiązań charakteryzuje się odmiennym modelem kosztowym: Jakkolwiek CIJ wiąże się z wyższymi kosztami instalacji, wymaga regularnego serwisowania, zarazem generuje niższe koszty bieżące przy dużym wolumenie wydruków, natomiast TIJ oznacza niższe koszty instalacji i brak serwisowania, jednak eksploatacja tych drukarek może okazać się kosztowna przy dużej ilości wydruków.

Wolumen nie jest jednak jedynym czynnikiem decydującym.

Stworzyliśmy ten przewodnik, aby pomóc Wam oszacować koszty operacyjne.

Niniejszy przewodnik uwzględnia wszystkie elementy kosztowe – od inwestycji kapitałowej po materiały eksploatacyjne – włącznie z pomijanymi często aspektami, takimi, jak czas konfiguracji i czas wyłączenia z eksploatacji.

Dane pochodzą z badań rynkowych oraz wywiadów, przeprowadzonych przez nas z klientami i potencjalnymi klientami.

Odpowiedzmy zatem na pytanie: Które z rozwiązań – CIJ lub TIJ – jest bardziej efektywne kosztowo?

Podstawowe założenia dla naszych obliczeń

Ograniczamy możliwe scenariusze do dwóch podstawowych założeń

Drukujemy małe znaki (o wysokości 5mm) na powierzchni nieporowatej (np. tworzywo sztuczne lub szkło) ze standardową grubością tekstu:

Dodajemy łączny koszt (koszty inwestycyjne, operacyjne, koszty utrzymania i koszty ukryte) w okresie pięciu lat, który stanowi uzasadniony okres żywotności testowanego sprzętu.

Elementy kosztowe

1. NAKŁADY KAPITAŁOWE

Konieczny jest zakup sprzętu i jego amortyzacja.

Drukarki CIJ, z których korzystali nasi klienci, a obecnie korzystają potencjalni klienci, kosztują od 8.000 do 15.000 EUR. Dlatego zakładamy, że ich średni koszt wynosi 11.500 EUR, co obejmuje typowe akcesoria do drukarek CIJ.

Wybrana drukarka TIJ edding inline 12 kosztuje 3.490 EUR.

2. MATERIAŁY EKSPLOATACYJNE

W przypadku TIJ mają one formę wkładów z atramentem. Koszt atramentu rośnie wraz z liczbą wydruków.

W przypadku CIJ sytuacja jest nieco bardziej skomplikowana, ponieważ trzeba uwzględnić trzy rodzaje materiałów: Atrament, rozcieńczalnik i rozpuszczalnik:

Jeśli chodzi o atrament, sprawa jest prosta: niewielkie kropelki atramentu przywierają do powierzchni, w wyniku czego pojawiają się litery i cyfry. Koszt atramentu rośnie liniowo wraz ze wzrostem liczby wydruków, a na poziomie jednostkowym jest wyznaczany przez łączną powierzchnię pokrycia atramentu, która jest funkcją:

• Liczby wydrukowanych znaków
• Wielkości czcionki
• Grubości znaków

Rozcieńczalnik to substancja rozcieńczająca znajdująca się we wnętrzu CIJ. Czujnik mierzy poziom lepkości atramentu co dwie minuty; jeśli atrament jest zbyt gęsty, wstrzykuje się nieco rozcieńczalnika.

Rozpuszczalnik to zasadniczo ten sam materiał, co Rozcieńczalnik. Jest przechowywany poza modułem CIJ i wykorzystywany od czasu do czasu do ręcznego czyszczenia głowicy drukującej. Jego wykorzystanie jest uzależnione od liczby zmian pracy. Im częściej drukarka jest włączana i wyłączana, tym więcej zużywa się rozpuszczalnika.

Jak to wygląda w liczbach? Na podstawie rozmów z naszymi klientami i potencjalnymi klientami oraz badań rynkowych opracowaliśmy cztery scenariusze dla różnych firm:

• Przypadek 1 to producent kosmetyków luksusowych o niskim wolumenie produkcji, który drukuje sześciocyfrowy numer partii na 10 artykułach na minutę w trybie pracy jednozmianowej. Rocznie produkuje się w ten sposób 1,2 mln jednostek.
• Przypadek 2 to średniej wielkości producent przekąsek, który drukuje sześciocyfrową datę przydatności do spożycia na 20 artykułach na minutę w trybie dwuzmianowym. Produkcja roczna wynosi 4,8 mln jednostek.
• Przypadek 3 to średniej wielkości firma farmaceutyczna drukująca liczby 15-cyfrowe (nr partii i data przydatności) na 20 artykułach na minutę w trybie dwuzmianowym – 4,8 mln jednostek rocznie.
• Przypadek 4 to zakład butelkujący napoje, który drukuje sześciocyfrową datę przydatności do spożycia na 1000 jednostkach na minutę w trybie dwuzmianowym – 240 jednostek rocznie.

Oto podsumowanie wszystkich kosztów zmiennych w eurocentach:

Z powyższej tabeli można wyciągnąć dwa kluczowe wnioski:

W przypadku TIJ nie zachodzi efekt skali w przypadku kosztów zmiennych, bez względu na liczbę wydruków. W przypadku CIJ, efekt skali w odniesieniu do kosztów jest bardzo znaczący – mamy do czynienia ze spadkiem z wartości 4.283 do 87 przy setkach milionów wydruków rocznie.

Główny czynnik kosztowy w przypadku CIJ to rozcieńczalnik, a nie atrament. Jak widzimy, w Przypadku 4, koszt rozcieńczalnika na wydruk wynosi 1% kosztu rozcieńczalnika na wydruk w Przypadku 1. Jako, że zużycie rozcieńczalnika zależy od czasu pracy drukarki, zależy nam na tym, aby rozłożyć to zużycie na jak najwięcej drukarek. Dlatego też CIJ to opcja bardziej ekonomiczna przy bardzo wysokiej liczbie wydruków.

3. KONSERWACJA

Większość znanych nam drukarek CIJ oferowanych jest na zasadzie wliczenia w cenę zakupu kosztów serwisowania w pierwszym roku użytkowania. Po upływie tego okresu, średni roczny koszt serwisowania to 810 EUR (lata 2-5).

Drukarki TIJ, takie jak edding compact, nie wymagają serwisowania. Większość usterek można usunąć po prostu poprzez wymianę wkładu z atramentem. Ponadto, w ciągu pierwszych dwóch lat pracy, dział techniczny edding pokrywa wszelkie koszty w tym zakresie (z wyjątkiem usterek spowodowanych przez błędy użytkownika). Biorąc pod uwagę niskie prawdopodobieństwo wystąpienia usterki, zakładamy, że średni koszt wynosi 200 EUR (lata 3-5).

4. KOSZTY UKRYTE

Istnieją także koszty ukryte eksploatacji drukarek CIJ (które nie dotyczą TIJ):

4a. Koszty instalacji i szkolenia

Instalacja i skalibrowanie drukarki CIJ do produkcji masowej, a także wyszkolenie personelu w jej obsłudze, zajmuje nawet cały dzień. W naszych obliczeniach założyliśmy, że czas instalacji i szkolenia to jeden dzień. Przy założeniu, że średnie wynagrodzenie doświadczonego kierownika linii produkcyjnej wynosi 50.000 EUR, mamy do czynienia z kosztem jednorazowym w wysokości 213 EUR. W przypadku, gdy nie musimy uwzględniać kosztu instalacji drukarki TIJ (co zajmuje kilka minut) i szkolenia (obsługa jest tak intuicyjna, że wystarczy na nie kilka minut), kwota ta spada do 200 EURi przyjmuje wartość 0 dla drukarek TIJ.

Czy koszty dodatkowe są naliczane przez dostawców CIJ w związku z ich instalacją i szkoleniem personelu? Nie mamy danych na ten temat, zastosujemy więc tę samą praktykę, co nasz partner technologiczny Elried: Koszt szkolenia i instalacji drukarek CIJ w wysokości 400 EUR (w związku z ich złożonością) jest zerowy w przypadku TIJ (instrukcje pisemne są wystarczające, a obsługa produktu jest bardzo intuicyjna).

4b. Koszt wyłączenia z eksploatacji

Oprócz planowego serwisowania (o którym mowa powyżej), konieczne jest serwisowanie dodatkowe w przypadku, gdy drukarka została wyłączona na ponad 2o minut i doszło do wyschnięcia atramentu w jej częściach mechanicznych. Jednak nawet krótszy czas wyłączenia prowadzi do niepożądanego wyłączenia urządzenia z eksploatacji – uruchomienie drukarki CIJ trwa kilka minut. Ze względu na dużą liczbę części ruchomych, częściej także dochodzi do usterek.

Z drugiej strony, drukarki TIJ są uruchomione i działają przez cały czas. Nie wymagają czyszczenia ani planowego serwisowania. Usterkę można często naprawić poprzez wymianę naboju z atramentem, co nie wymaga specjalistycznej wiedzy. Jest to istotne, ponieważ drastycznie ogranicza czas wyłączenia urządzenia z eksploatacji. Każdy, kto akurat znajduje się w pobliżu, może natychmiast usunąć usterkę, nie czekając na przeszkolonego technika.

W rezultacie, (liczony ostrożnie) czas eksploatacji drukarek CIJ wynosi średnio 95%.

W przypadku drukarek edding compact (TIJ), jakkolwiek chcielibyśmy uznać, że wynosi on 100%, musimy w rzeczywistości uwzględnić możliwość wystąpienia usterek, dlatego też zakładamy, że czas ich eksploatacji wynosi 99%.

Nie uwzględniamy tu prawdopodobieństwa uszkodzenia urządzenia w stopniu wymagającym jego wymiany. Nie dysponujemy wystarczającą ilością danych w tym zakresie, dlatego też zakładamy, że zarówno w przypadku drukarek CIJ, jak i edding compact, prawdopodobieństwo nagłego, nieoczekiwanego i nieodwracalnego uszkodzenia jest równie niskie.

Elementy kosztowe – podsumowanie

Powyższe liczby i założenia ilustruje podręczna tabela:

Podsumowanie kosztów

Jeśli dodamy powyższe liczby dla perspektywy 5 lat, jaki będzie wynik? Które rozwiązanie sprawdzi się lepiej w każdym ze scenariuszy?

Oto nasze wyniki – liczby przedstawiają łączny koszt (w eurocentach) w horyzoncie czasowym pięciu lat z podziałem na liczbę wydruków. Dla wszystkich wydruków przyjęliśmy wartość 5mm i standardowej grubości znaku.

Przykład ten pokazuje, że przy bardzo dużej liczbie wydruków, drukarki CIJ są znacznie tańsze w eksploatacji od drukarek TIJ.

Jest jednak i argument dodatkowy: Zmniejszenie kosztów jest możliwe, tak, aby drukarki TIJ pozostały konkurencyjne również przy niezwykle wysokiej liczbie wydruków.

Jak zapewne pamiętacie, w założeniach uwzględniliśmy standardową grubość wydruku:

Co by się stało, gdybyśmy zmienili grubość druku w taki sposób, aby zminimalizować koszty, zapewniając jednocześnie czytelność wydruku?

W tym scenariuszu, koszt atramentu spada o 93%, co ma ogromny wpływ na przyjęty model. Pamiętajmy, że w przypadku drukarek CIJ, koszt atramentu stanowi niewielką cząstkę kosztów zmiennych, dlatego różnica będzie niewielka. O wiele większa jest ona w przypadku TIJ – przekonajcie się sami:

Przy cieńszym wydruku, nawet przy scenariuszu 240 mln jednostek rocznie, koszt eksploatacji TIJ rośnie bardzo nieznacznie. Zważywszy, o ile łatwiejsze i bardziej komfortowe jest korzystanie z drukarek TIJ, mogą one okazać się lepszym wyborem także przy wysokim wolumenie wydruku. Jedynym ograniczeniem jest tu prędkość wydruku. Jak wspominaliśmy w artykule na blogu CIJ kontra TIJ, TIJ ma prędkość wydruku do 100 m na minutę.

Przy jakim wolumenie koszty są mniej więcej równe?

Ostatnie ciekawe pytanie dotyczy poziomu, na którym przecinają się krzywe kosztów – to znaczy wolumenu, przy którym koszty są identyczne dla horyzontu 5 lat.

Przeprowadziliśmy regresję dla punktów danych, wskazanych powyżej.

W standardowym scenariuszu koszt jest ten sam przy około 60m wydruków rocznie, co oznacza: Do momentu osiągnięcia 60m wydruków rocznie, wykorzystanie TIJ jest tańsze, a od tego punktu korzystniejsze kosztowo staje się zastosowanie CIJ:

W przypadku redukcji grubości wydruku, liczba ta wzrasta do około 170m:

Wniosek

Mamy nadzieję, że ten tekst pomoże Ci w wybraniu właściwej technologii.

Skontaktuj się z nami, jeśli chcesz, abyśmy przeanalizowali konkretny scenariusz.