כיצד מתאימה מכונה לייצור תיקים קמעונאית לדגמי הזמנה-קטנה, גבוהה-?

תעשיית האריזה הקמעונאית השתנתה. הזמנה גדולה לסוג מוצר לאחר עמידה בלוחות הזמנים של הייצור. עכשיו בעל המותג רוצה ספרינט. הם צריכים הרבה גודל תיק, עיצוב הדפסה וסוג החומר. השינוי מגיע ממכירות מקוונות, יותר מותגי חנויות וכללים חדשים על בזבוז. לכן יש להמיר ציוד הסבה במהירות. אבל זה עדיין צריך להיות באיכות גבוהה. שקיות קמעונאיות פותרות את הבעיה. הוא משתמש בחלקים הניתנים להחלפה, אחסון הגדרות דיגיטליות, שינויים מהירים בגודל ובדיקות איכות-מובנות. אז ממירים יכולים להרוויח כסף על הזמנות קטנות. מכונות ישנות עם חלקים קבועים לא יכלו לעשות זאת.

הכלכלה של ייצור-קטן
קו הייצור הישן של התיקים הוא 50,000 עד 200,000 יחידות כל אחד. עלות ההחלפה של 30-ל-60 דקות התפרסה על פני מיליוני תיקים. אבל ההזמנה הממוצעת ירדה כעת מתחת ל-10,000. מרכז הסחר הבינלאומי (ITC) אומר שזה נפוץ יותר בקרב מותגי קמעונאות בינוניים במדינות עשירות. אז המעבר התחיל לקחת יותר מזמן הייצור. זה מקטין את מרווחי התרומה ב-25 עד 40 אחוזים.

המכון לביצועי ייצור משתמש בנתונים מ-ISO 22400-2 בתור מדדי ביצועים מרכזיים. הוא מציין שבדגמים היברידיים, מכונות-לאורך זמן עם יעילות ציוד כללית (OEE) של מעל 75 אחוז נוטות להיות מתחת ל-45 אחוז. הירידה אינה נובעת ממהירויות איטיות יותר. זה מגיע מזמן פנוי לשינויים מכניים, השחלת חומרים ובדיקות איכות ראשונות. מכונת התיקים הקמעונאית החדשה פותרת את הבעיה הזו. זה מקצר את השלבים הלא{10}}בעלי ערך מוסף על ידי שינויים הנדסיים במקום על ידי הוספת עובדים. זֶה מכונה לייצור תיקים קמעונאייםהגישה מטפלת ישירות בשחיקת השוליים הנגרמת כתוצאה מהחלפות תכופות.

שינוי פורמט מונע-servo
השינוי הגדול ביותר הוא השימוש בחלקים-מונעי סרוו עם בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות (PLC). הם מחליפים מצלמות מכניות, חיבורי מהלך קבועים וחלקים מתקפלים הניתנים להתאמה ידנית. במכונה מבוססת-סרוו, הגדר את רוחב התיק, קשר- לעומק, צורת הקיפול התחתון ואורך החתך על ידי קריאה למתכונים שמורים. אתה לא צריך לסובב את גלגל היד.

ממצאי המוסד למהנדסי מכונות פורסמו בכתב העת Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. התוצאות הראו שמכונות שקיות מונעות-בסרוו הפחיתו את הזמן הממוצע להמרת פורמט מ-35-50 דקות ל-4-8 דקות. זה ירד ב-80 אחוז. השיפור הגיע משלושה מקורות, כך הראה המחקר. ראשית, אין צורך בתזמון מכני, מכיוון שצירי סרוו משתמשים בפרופיל פקה אלקטרוני כדי לסנכרן את עצמו. שנית, רישום מיקום אוטומטי משתמש במקודד לאחסון מיקום מוחלט + -0.05 מ"מ. שלישית, הגדרות פרמטר מונעות-של מצברים זוכרות ערכי טמפרטורה, לחץ ומהירות בבת אחת.

עבור יצרני תיקים קמעונאיים עם חמישה עד שמונה שינויים בפורמט בכל משמרת, הזמן שנחסך יכול לחסוך בין 2.5 ל-3.5 שעות של זמן ייצור ביום. זה מספיק כדי לקבל שש קבוצות קטנות נוספות של הזמנות מבלי להוסיף למשמרות. מודרנימכונה לייצור תיקים קמעונאייםממנף את היכולות המונעות-של סרוו כדי להפוך שינויים תכופים בפורמט ליתרון תחרותי ולא לטמיון פרודוקטיביות.

שחבור גליל אוטומטי והשחלת חומרים
ייצור-קטן, במגוון-גבוהים פירושו לרוב שינוי מצעים. החלף קראפט חום חום 80 גרם/מ"ר מנייר חום חום חום ב-120 גרם/מ"ר קראפט לבן של נייר חום לבן. או שאתה יכול לעבור מנייר לא מצופה לפוליאסטר. או מעבר בין רוחבי רשת שונים. כל החלפה מחייבת את הפסקת המכונה. לאחר מכן תופר{11}}ביד את המגילה החדשה יחד עם קצה רשת הריצה. לאחר מכן, החומר מושחל שוב דרך גלילי מנחה, שולחן מתקפל ופתח איטום.

האיחוד האירופי של איגודי ייצור נייר (EUROSAC) הוא הפדרציה האירופית של יצרני נייר שק קראפט. ההנחיות הטכניות שלה מראות שמערכת אוטומטית להטות-עוף מפחיתה את זמן ההשבתה של המצעים לפחות מ-45 שניות. שחבור ידני אורך 8-12 דקות. שחבור הטיסה פועל על ידי האצת סלילים חדשים למהירות-קו ישר דרך מכונת סלילים מונעת על פני-. לאחר מכן חבר את רצועת הקלטת המוכנה לרשת הפועלת ברגע הנכון של החפיפה. המכונה לא עוצרת.

לאחר התפירה, מערכות השחלה אוטומטיות משתמשות בחגורות מעבורות פנאומטיות או ברצועות הזנה בעזרת ואקום-. הם יכולים לשאת רשתות חדשות על פני מסלול החומר תוך 60-90 שניות. המועצה לסביבה של נייר וקרטון (PPEC) טוענת שהאוטומציה ביטלה את הגורם הגדול ביותר להשבתה בעבודות דוגמנות מעורבות. הסיבה לכך היא כישורי השחלת חוטים שונים של מפעילים בדרגות חומר שונות. לכלמכונה לייצור תיקים קמעונאייםטיפול בתערובות הזמנות מגוונות, שחבור והשחלה אוטומטיים חיוניים כדי לצמצם את הזמן הלא פרודוקטיבי-למינימום.

ניהול מתכונים ותורי עבודה דיגיטליים
יצרנית תיקים קמעונאית המעבדת הזמנות רבות ושונות באמצעות ממשק מערכת ביצוע ייצור (MES). המערכת עושה יותר מסתם אחסון מתכונים. משרד ה-MES מקבל הזמנות עבודה באופן אלקטרוני. הוא משתמש בפרוטוקולים סטנדרטיים כמו ISA-95 של האגודה הבינלאומית לאוטומציה. לאחר מכן ממוינים המשרות כדי לצמצם את זמן ההחלפה הכולל.

מיון ההיגיון מקבץ תחילה עבודות לפי סוג חומר. זה מקטין את מספר אירועי השחבור. לאחר מכן יש לקבץ לפי רוחב השקית. זה מקטין את השונות של לוח הצירים בכל קבוצת חומרים. לבסוף, הם מקובצים לפי עיצוב גרפי. זה מפחית את השונות של לוח ההדפסה במעלה הזרם. המכון של האגודה למהנדסי ייצור פרסם מקרי מקרים. הם מראים שרצף עבודה חכם יכול להפחית את זמן ההחלפה היומי הכולל ב-30-40 אחוז בהשוואה לחומרה מונעת-שרת בלבד. אפקט זה מכונה לפעמים "גמישות". זה לא צריך מכונה חדשה. אתה רק צריך אופטימיזציה של תוכנה.

כאשר העבודה מגיעה לקדמת התור, ה-MES שולח את המתכון ל-PLC. כל ההגדרות ייטענו אוטומטית. כולל מידות שקיות, חלוקת טמפרטורת איטום, שימוש בדבק, תנוחת חיתוך וסף בדיקת איכות. תפקידו של המפעיל השתנה מהתאמה מכנית לבדיקת דברים. המפעיל מאשר שהמצע הטעון מתאים לחומר במתכון. לאחר מכן המפעיל משחרר את המכונה ומתחיל בייצור.

אימות איכות מוטבע עבור ריצות קצרות
בייצור-ארוך, למפעילים היה זמן לזהות ולפתור בעיות איכות באופן ידני. לאחר כמה מאות יחידות, אטימה לקויה או קמטים לא אחידים עלולה להתרחש. ואז הוא המשיך לרוץ עם מעט פסולת. במנות קטנות, ניתן להשלים הזמנה של 5,000 יחידות לפני שמישהו יראה את הפגם.

כדי לפתור בעיה זו, ליצרנית תיקים קמעונאית חדשה יש מערכות ראייה מוטבעות. המערכות בודקות כל שקית במלוא המהירות. האגודה לטכנולוגיות אריזה ועיבוד (PMMI) מתארת ​​את הביצועים של קו האריזה בדוח שלה. מערכות ראיית מכונה על התקני אריזה גמישים יכולות לבדוק יותר מ-400 מכונות בדקה, אמרה החברה. הם מדויקים ב-99.5 אחוז ויכולים לזהות פגמים נפוצים כגון איכות איטום, דיוק קיפול, חיתוך נקי ויישור הדפסה.

מערכות חזותיות אלו מספקות נתונים לבקרת תהליכים סטטיסטיים. לאחר מכן האלגוריתם מפעיל תיקון אוטומטי. אם רוחב הקיפול זז ב-0.3 מ"מ, בקר הסרוו מזיז את מיקום המכבש המתקפל ב-0.05 מ"מ. המפעילים לא צריכים לעשות כלום. גישה זו במעגל סגור- מקובלת במפורש במסגרת ניהול האיכות ISO 9001. סעיף 8.5.1 קובע כי על הארגון ``לפקח על תפוקות התהליך כדי למנוע אי התאמה ''. SPC אוטומטי מספק{11}דרך בזמן אמת לעמוד בכלל זה בקווים משתנים מאוד. בקווים אלה, הדגימה הידנית איטית מכדי לפעול כראוי. אמכונה לייצור תיקים קמעונאייםמצויד בראייה מוטבעת מבטיח שאפילו התיק הראשון של ריצה קצרה עומד בתקני איכות, ומבטל את הסיכון של השלמת הזמנה שלמה לפני זיהוי פגם.

כלים מודולריים והחלפת-חומרים מתכלים מהירים
אפילו עם התאמה מונעת-שרת, יש לשנות רכיבים פיזיים מסוימים אם הפורמט משתנה יותר מדי. לדוגמה, רוחב שק מ-250 מ"מ עד 420 מ"מ עשוי לדרוש קיפולים חדשים, אטמים או צילינדרים חתוכים. מכונות נוכחיות משתמשות בשיטות הנגזרות ממערכת מיתוג-דקה-(SMED) אחת. איגוד הניהול של יפן יצר את המערכת באופן רשמי.

משימות פנימיות הן משימות הדורשות כיבוי של מכונה. אלה נשמרים למינימום, עם כלים המוצבים על בלוקי הרכבה-מהירים עם סיכות חוזרות. ניתן להשלים משימות הגדרה חיצוניות כשהמכשיר עדיין מפעיל את המשימה האחרונה. זה כולל חימום מוקדם של האיטום לטמפרטורה הנכונה, התקנה מראש של גליל התשתית הבא למצב המתנה של מסיר, והתקנה מראש של פיית דבק. בתום הפעולה הנוכחית, המפעיל יחליף את הקוביה אחת בכל פעם. אתחול איתור-בצבע. מפעילים מחברים מוטות מחוממים מראש לתחנות איטום ומשחררים מתכונים חדשים. זה בדרך כלל דורש זמן השבתה של 90-120 שניות.

לוועדה האירופית לתקינה (CEN) יש מפרט טכני בשם CEN/TS 15901. הוא מטפל בבדיקה אופטית אוטומטית באריזה. ה-CEN אומר ששינוי מהיר של-כלי יעזור גם לעקביות של בדיקות. כאשר תמונת ההתייחסות של מערכת הראייה קישרה לנוסחת המעמיס, שיעור המעבר הראשון בפורמט החדש היה 97–98 אחוזים ב-50 היחידות המובילות. כאשר מפעילים מכוונים ידנית את פרמטרי הבדיקה, שיעור המעבר הראשון הוא 85-88 אחוז בלבד.

יעילות אנרגיה וחומרים בייצור לסירוגין
מחזורי התחלה ועצירה תכופים צורכים יותר אנרגיה מאשר ייצור במצב יציב. יש לחמם מחדש את לסתות האיטום-בכל פעם שיצרן התיקים הקמעונאי מופעל מחדש לאחר ההחלפה. עובי מיכל הדבק חייב לעמוד בדרישות ליישום. מערכות הסרוו חייבות לעבור דרך פרופילי תאוצה.

מרכז המחקר המשותף של הנציבות האירופית הציג את תעשיית המרת הנייר והקרטון במסמך ההתייחסות שלו BAT. הוא אומר שמערכות הניהול התרמי במצב המתנה אוטמות את המהדקים בטמפרטורת עבודה של 85-90 אחוז בזמנו הפנוי. מערכות אלו מפחיתות את צריכת האנרגיה של אתחול מחדש ב-60 אחוז. הם גם מפחיתים את-זמן התרמיזציה מחדש מ-4-6 דקות לפחות מ-60 שניות. מערכות המסת דבק לפי דרישה מחלקת את ההמסה החמה למנות קטנות של 50 גרם עד 100 גרם, מה שלא תמיד ישאיר את המיכל מלא בחמישה ליטר. מערכות אלו מפחיתות את צריכת האנרגיה של דבקים ב-40 אחוז. הם גם מפחיתים את פירוק החומרים במהלך חוסר פעילות ממושך.

בזבוז של חומר במהלך שינויי עיצוב טופל באמצעות מערכת חיתוך החיזוי. כאשר MES מאותתת על שינוי בעבודה, המכונה מחשבת את אורך הרשת הנותר הדרוש להשלמת ההזמנה הנוכחית. זה מאט את המקום שבו חותכים את השקית האחרונה. הוא לא רץ לחומר נוסף וזורק 15-25 מטרים. ארגון המזון והחקלאות של האו"ם (FAO) מספק הנחיות לאופטימיזציה של חומרי אריזה בר-קיימא. הוא אמר ש"הפסקת הריצה בגודל-נכון" תפחית את בזבוז הפורמט ב-70 אחוז. זה חשוב כאשר הממיר משנה פורמט 12 עד 20 פעמים ביום.

השלכות כוח העבודה
המעבר ממכני לדיגיטלי שינה את הכישורים הדרושים למפעילים. מכונות ישנות נזקקו לטכנאים מנוסים עם תחושה עמוקה של התאמות תזמון. מכונות מבוססות שרת- דורשות מיומנויות בניהול מתכונים, ניווט ב-HMI וטיפול בבעיות. ארגון העבודה הבינלאומי (ILO) עורך מחקרים מגזריים על האופן שבו מיומנויות הייצור משתנות. המעבר לייצור דיגיטלי מפחית בדרך כלל את מספר המפעילים בכל נתיב ב-30-40 אחוזים, נכתב בדו"ח. במקביל, תגדל פרמיית מיומנות עבור יתרת כוח האדם ב-15–25 אחוזים.

לממירים המטפלים בהזמנות רבות ושונות, המשמעות היא תוכנית הכשרה ברורה לרכישת תיקים קמעונאיים. על המפעילים להיות מודעים לשלבים הפיזיים הכרוכים בהעברת חומרים והחלפת תבניות. הם חייבים גם להבין את ההיגיון של פרמטרי מתכון. לדוגמה, הם צריכים לדעת מדוע מצעים מצופים PE צריכים להיות טמפרטורת איטום גבוהה ב-15 מעלות מאשר קראפט לא מצופה. הם היו צריכים לדעת לבדוק שהנוסחה תואמת את העומס.

מַסְקָנָה
החלפת ציוד אריזה עבור הזמנות קטנות ומגוונות-זה לא אותו דבר. זו מערכת שלמה. חלקים מונעי סרוו-מחליפים התאמה ידנית. מפרקי-חבור מעופפים מוחקים את זמן ההשבתה של השרשור. MES-רצף עבודה משפר את סדר המעבר. ראייה מוטבעת מבטיחה איכות מההתחלה. עיצוב כלים מבוסס SMED{10} מצמצם את ההגדרות הפיזיות לפחות מ-2 דקות. כל החלקים האלה עובדים ביחד. כתוצאה מכך, למכונות אריזה קמעוניות יכולות להיות רמות OEE של יותר מ-70 אחוז. זה קורה גם כאשר הוא מעבד פחות מ-10,000 הזמנות בממוצע. מכשירים ישנים לרוב לא יכלו להתקרב למספר הזה. אריזות קמעונאיות מפוצלות יותר ויותר בין מותגים פרטיים, שווקים אזוריים ואירועים עונתיים. כתוצאה מכך, גמישות הייצור הזו תעבור מיתרון מיוחד לממיר צרכים בסיסיים שרוצה להישאר בעסק. העיצוב המשולב של המודרנימכונה לייצור תיקים קמעונאייםהופך את רמת הגמישות הזו לניתנת להשגה, והופך את מה שהיה פעם מחסום טכני למאפשר עסקי ליבה לממירים.

הפניות

• מרכז הסחר הבינלאומי (ITC) / WTO. הנחיות רכש מכונות אריזה ועלות בעלות כוללת עבור שווקים מתעוררים. ז'נבה.
• ISO 22400-2:2014. מערכות אוטומציה ואינטגרציה - מדדי ביצועים מרכזיים (KPIs) לניהול תפעול ייצור - חלק 2: הגדרות KPI.
• מוסד מהנדסי מכונות (IMechE). הליכים של המוסד להנדסאי מכונות, חלק ב': Journal of Engineering Manufacture - ביצועי מעבר מונעי סרוו- בציוד אריזה גמיש.
• EUROSAC - Fédération Européenne des Fabricants de Papier pour Sacs. הנחיות טכניות לפעולות המרת נייר שק קראפט.
• האגודה הבינלאומית לאוטומציה (ISA). ANSI/ISA-95: אינטגרציה של מערכת בקרה ארגונית.
• אגודת מהנדסי ייצור (SME). מקרי מקרה של הנדסת ייצור על רצף עבודה וגמישות רכה.
• האגודה לטכנולוגיות אריזה ועיבוד (PMMI). דוח מידוד ביצועי קו אריזה.
• ISO 9001:2015. מערכות ניהול איכות - דרישות.
• איגוד הניהול של יפן. מתודולוגיה ומסגרת יישום של-Minute Exchange of Die (SMED).
• הוועדה האירופית לתקינה (CEN). CEN/TS 15901 - בדיקה אופטית אוטומטית באריזה.
• מרכז המחקר המשותף של הנציבות האירופית (JRC). מסמך עזר BAT לתעשיית המרת הנייר והקרטון.
• ארגון המזון והחקלאות (FAO) של האו"ם. הנחיות לאופטימיזציה של חומרי אריזה בת קיימא.

ארגון העבודה הבינלאומי (ILO). מחקרים מגזריים על התפתחות מיומנויות בייצור דיגיטלי.