כיצד מכונה לייצור תיקים בסופרמרקט עומדת בדרישות של ייצור רציף-בנפח גבוה?

סופרמרקטים משתמשים בשקיות ניילון בקצב מדאיג. רשת קמעונאית בינונית- יכולה להשתמש ביותר ממיליון שקיות בשבוע בכל החנויות שלה. היצרנים המספקים את התיקים הללו עובדים בלחץ מתמיד. שולי הרווח נמוכים. זמני האספקה ​​קפדניים. תקופת ההשבתה פירושה לא רק אובדן זמן, אלא גם אובדן חוזים. מכונה לייצור תיקים בסופרמרקטמודלים הם לא רק לא יעילים, הם לא יכולים לרוץ מהר מספיק. זו לא בחירה עסקית טובה.

מאמר זה מציג את שיטת ההנדסה והתפעול של ביצוע מודרנימכונה לייצור תיקים בסופרמרקטמערכות פועלות ברציפות במהירות של 400 יחידות לדקה. זה חייב גם לשמור על דיוק מימד נמוך, חוזק איטום ואובדן חומר.

מסגרת פעולה רציפה

Servo-Motion Systems מחליפות מצלמות מכניות

יצרני תיקי וינטג' השתמשו במערכות מצלמות מכניות לאיטום, חיתוך וקיפול. מערכות אלו פעלו היטב, אך עם מגבלות ברורות. עם כל שינוי מוצר, אתה מכוון את המצלמה באופן ידני. ככל שעוקבי המצלמות מתמעטים, כך גם הזמן הולך ומתמעט. עם הזמן, זה הפך את איכות הפלט גרועה יותר ויותר.

מכונה חדשה נוטה כמעט לחלוטין לכיוון-תכנונים מונעי סרוו. לכל תחנה מרכזית-מזין סרטים, סרגל איטום, חותך, מכונת קיפול ומערם שקיות-יש מנוע סרוו משלו. בקר תנועה מרכזי מתאם את כל זה. זה מבטל את החיבור המכני בין התחנות. זה גם מאפשר לך לשנות דיגיטלית את הגדרות התזמון תוך שניות. אתה לא צריך להגדיר מחדש דברים ביד.

מחקר ב-IEEE Transactions in Industrial Informatics מראה שמכונות אריזה מבוססות-סרוו השיגו 99.2% זמינות מכנית במשך 30 ימי פעולה רצופים. מכונות מונעות מצלמות הן רק 94.5%. ההבדל הזה של-כמעט 5 נקודות אחוז-פירושו עוד אלפי מזוודות למשמרת (IEEE, 2021).

אמינות ירודה כזו אינה טובה ליצרני תיקי סופרמרקט. היא קובעת אם תיתקלו או תפספסו משלוח שבועי למרכז ההפצה של החנות.

אספקת חומרים קבועים באמצעות חיבור מעופף

הבעיה הגדולה ביותר עם שקים-אל-בגב היא התגלגלות. גליל שקיות מכולת סטנדרטיות בניילון פולימרי יכול להימשך 20 עד 45 דקות במהירות מלאה. כאשר הגלילה מסתיימת, המכונה עוצרת או, אם יש לה את המערכת הנכונה, מבצעת ספייס מעופף.

כאשר הגלגלת הפועלת כמעט ריקה, מערכת ספייס הטיסה מוצאת אותו. זה האיץ גלגול חדש כדי להתאים למהירות. לאחר מכן הדביקו את הקצוות של הגלילים הישנים לתחילתם של החדשים. כל התהליך אינו מאט את הרשת או מפסיק את הפלט. במכונות ללא תכונה זו, נדרש זמן השבתה של 3 עד 7 דקות עבור כל החלפת גליל. זה שווה ל-40 עד 90 דקות של אובדן ייצור במשמרת אחת.

בהנחיות הטכניות שלו לגבי יעילות חומרי אריזה, ארגון המזון והחקלאות של האו"ם (FAO) קובע כי מערכות שחבור אוטומטיות מפחיתות את פסולת החומר בכ-2.5%. הם יכולים גם לשפר משמעותית את היעילות הכוללת של הציוד במהלך פעולות המרה המוניות (FAO, 2022).

טעינת גלילים אוטומטית והשחלת אינטרנט

בנוסף לחבור, הנחת גליל חדש של סרט על מתלה השחרור היא דרך נוספת להאט. גליל שלם של שקיות מכולת שוקל בין 800 ל-1,200 קילוגרם. טעינה ופריקה ידנית דורשת מלגזה, שני עובדים והשבתה של 10 עד 15 דקות.

חָדָשׁמכונה לייצור תיקים בסופרמרקטלמערכות יש מפזר חשמלי ומערכות צ'אק הידראוליות או פנאומטיות. הם יכולים להסיר גלילים חדשים ישירות ממסוע ההזנה. לאחר השלמת התפירה, המפעיל מתחיל ברצף חוט אינטרנט אוטומטי. זה ייאטם דרך רולר הריקוד של המכונה, מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל מתקפל שרשרת מונעת עם חגורה -. אתה לא צריך למשוך עם הידיים. זה מקטין את זמן עיבוד החוטים מ-15 דקות לפחות מ-3 דקות. זה גם מבטל את הסיכון של פציעה לעובדים בעת משיכת רשת דרך מכונה שהיא מתח ייצור.

ניהול חום תחת עומס מתמשך

קירור בר איטום חום ויציבות טמפרטורה

שקיות פלסטיק אטומות בחום. כל מחזור איטום דורש מוט איטום של 160-200 מעלות. הוא לוחץ על הסרט ומשך אותו לאחור. בקצב של 400 שקיות לדקה, החותם מסתובב כמעט שבע פעמים בשנייה. אם לא תנהלו היטב את החום, הטמפרטורה של הבר תעלה עם החום. זה מוביל לאיטום- יתר, מה שמחליש את הסרט שליד החותם. אחרת זה יוביל לאיטום תת-איטום ולהדבקה חלשה.

יצרנית תיקי סופרמרקט-מעוצבת היטב מתקנת את זה עם אטמי קירור אקטיביים. תעלות הקירור של הבר מכילות נוזלים מבוקרים בטמפרטורה{{2}, בדרך כלל מים או תערובת- של גליקול במים. זה לוקח עודף חום בין מחזורים. חיישני צמד תרמיים נותנים משוב בזמן אמת לבקר הטמפרטורה במספר נקודות על המוט. לאחר מכן, הבקר משנה את הספק של המחמם באלפיות שניות.

מחקר שפורסם ב-Journal of Manufacturing Science and Engineering מצא שבמערכות איטום תרמיות רציפות, בקרת טמפרטורה אקטיבית הפחיתה את השונות בחוזק האיטום ב-60% בהשוואה לסורגים מקוררים בהסעה פסיבית-. זה גם מבטל למעשה פגמי איטום קר המתרחשים במערכות-לא מקוררות במהירות גבוהה (ASME, 2020).

ניטור תרמי של מסבים והנעים

ריצה רציפה לא רק מתחממת בתחנת האיטום, אלא גם בחלקים המסתובבים של המכונה. מיסבים, עוקבי פקה אטימה ומעמד חותך על צירי ההינע הראשיים יתחממו תחת עומס יציב. אם לא נזהרים, התחממות יתר של המסבים עלולה לפגוע בשמן הסיכה. זה מאיץ בלאי ויכול להוביל לתקלות גדולות.

מכונות בעלות ביצועים גבוהים- מתקינות חיישני טמפרטורה בנקודות מרכזיות של מיסבים. כאשר טמפרטורת הפעולה חורגת מהמגבלה שנקבעה, מערכת הבקרה תשמיע אזעקה. במקרים מסוימים, המערכת עצמה מאטה את הייצור ומקררת את החלקים. זה ימנע תקלות ללא צורך בזמן השבתה.

הנדסת תחזוקה חזויה והנדסת זמן פעולה

ניטור מצב באמצעות ניתוח רעידות

ההבדל בין תחזוקה מתוכננת לכשל לא מתוכנן הוא מדד מרכזי לייצור מתמשך. הפסקות בלתי צפויות של קו המזוודות עלולות לעלות יותר מ-200 דולר לדקה בתפוקה אבודה. זה גם גורם לעיכובים באספקה.מכונה לייצור תיקים בסופרמרקטהיחידות מתוכננות לפעול 24 שעות ביממה וחייבות לזהות בעיות לפני שהן מתרחשות.

מכונות מודרניות משתמשות במד תאוצה בחלקי מפתח. בעיקר מיסבים, תיבת הילוכים, מנועי סרוו ומכלול חיתוך. חיישנים אלה מזהים כל הזמן אותות רטט. כאשר המיסב מתחיל להיסדק או הציוד מתחיל להיסדק, דפוס תדר הרטט משתנה באופן ברור. תוכניות לימוד מכונה- שהוכשרו במצב רטט רגיל יכולות לזהות שינויים אלה ימים או אפילו שבועות לפני שהחלקים נכשלים בפועל.

זה הארגון הבינלאומי לתקינה מכוסה על ידי ISO 10816. תקן זה מספק כללים להערכת חומרת הרטט של מכונות תעשייתיות. מכונות שנבנו לשימוש ללא הפרעה בדרך כלל מכוונות לרמות רטט מתחת למגבלת אזור ISO 10816. הם מתריעים אוטומטית כאשר קריאה נכנסת ל-B (ISO, 2017).

ניהול בלאי כלי עבודה

חותכים ומשטחי מוט הם חלקים בלויים. ייתכן שיהיה צורך להחליף או ללטש קצה חיתוך של טונגסטן קרביד של-יצרנית תיקים במהירות גבוהה לאחר 8 מיליון עד 12 מיליון מחזורים. כלומר, כ-2-3 שבועות של ייצור רצוף. מערכת החיזוי אינה ממתינה לאיכות חיתוך ירודה, אלא מחשבת את מחזור החיתוך הכולל מאז החלפת הכלי האחרונה. לאחר מכן, ההחלפה מתוכננת בתוך זמן התחזוקה המתוכנן.

שיטה זו, יחד עם נתוני בקרת תהליכים סטטיסטיים על דיוק גודל השקית, מאפשרת לצוות התחזוקה לשנות את התבנית לפני שהאיכות מתחילה לרדת. זה לא רק יאריך את חיי השירות של הכלי, אלא גם לא ייצור מוצרים נחותים.

אבטחת איכות של מהירות ייצור

מערכות ראייה מוטבעות

ייצור המוני חסר תועלת אם הייצור אינו עומד בתקנות. דגימה ידנית, בה נלקחת שקית לבדיקה כל 500 או 1,000 יחידות, אינה קולטת פגמים אקראיים המתרחשים בין בדיקה לבדיקה.

מכונה לייצור תיקים בסופרמרקטהדגמים כוללים מערכות ראייה מוטבעות לייצור רציף. הם בודקים כל שקית כשהיא יוצאת מתחנת החיתוך. מצלמה במהירות גבוהה- לוכדת את אזור החותם, מטפלת בחיתוך ובגודל התיק הכולל במהירות מלאה. תוכנית עיבוד תמונה משווה כל תיק עם דגם ייחוס. הם מסמנים בעיות כמו אטימות לא שלמות, חתכים חסרים בידית, מגבלות שגיאות בגודל או משטחים מלוכלכים.

הוועדה האירופית לתקינה (CEN) המפרט הטכני CEN/TS 15901 עוסק בבדיקה אופטית אוטומטית בייצור אריזות. הוא ממליץ על 100% בדיקות מקוונות של מוצרים שכשלים מבניים שלהם עלולים להוות סיכון בטיחותי לצרכנים. שקיות מכולת הנושאות פריטים כבדים או חמים הם דוגמה טובה (CEN, 2021).

יעילות אנרגטית תחת עומס מתמשך

הפעלת מכונה במשך שבועות ארוכים דורשת הרבה אנרגיה. קווי ייצור של שקיות- במהירות גבוהה יכולים להפעיל 25 עד 40 קילוואט. לכן התייעלות אנרגטית חשובה הן לסביבה והן לתקציב.

מכונות מונעות-משרתות הן באופן טבעי יעילות יותר ממכונות הידראוליות או פנאומטיות. הם משתמשים בכוח רק מתי ואיפה שהם צריכים אותו. כונן סרוו רגנרטיבי לוכד אנרגיה מצעדים איטיים, כגון כאשר מוט החותם נמשך לאחור. הם שולחים אנרגיה בחזרה למערכת החשמל של המכונה. בנוסף, ניהול כוח גיבוי משבית חלקים לא רצויים, כגון תנורי חימום, מסועים ואורות, בהתראה קצרה. זה יקטין בזבוז אנרגיה במהלך הפסקה.

מַסְקָנָה

עמידה בצורך בייצור המוני אינו עוסק בבניית מכונות מהירות יותר. זה דורש גישה מערכתית-שלוקחת בחשבון כל צוואר בקבוק אפשרי. שלבים אלה כוללים הזנת חומרים, בקרת חום, בלאי חלקים, בדיקות איכות ושימוש באנרגיה. מאגר סופרמרקטים משיגים ייצור יציב באמצעות דיוק מונע בסרוו, טיפול אוטומטי בגלילים, ניהול חום אקטיבי, תחזוקה חזויה ובדיקת איכות מקוונת. כל זה פועל ביחד כדי לשמור על זרימת שקיות בקצב של כמה מאות בדקה, במשמרות ובמעט עזרה. מכוון היטב-מכונה לייצור תיקים בסופרמרקטמסנכרן את כל המערכות הללו כדי להשיג תפוקה עקבית תוך שמירה על שלמות התיק בכל יחידה.

מכיוון שרשתות האספקה ​​הקמעונאיות ממשיכות לדרוש זמני אספקה ​​קצרים יותר וזמני אספקה, המורכבות ההנדסית של ציוד זה תהיה חשובה אף יותר לעלות ולביצועים של ייצור אריזות גמישות.

הפניות

IEEE. (2021).מכונות אריזה מונעות-servo: ניתוח אמינות ושימושיות בסביבות ייצור מתמשכות. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 17(8), 5462-5471.

FAO (ארגון המזון והחקלאות של האומות המאוחדות של האומות המאוחדות) (2022).הנחיות טכניות על יעילות חומרי אריזה בשרשרת אספקת המזון הקמעונאית. רומא: FAO.

האגודה האמריקאית של מהנדסי מכונות (ASME) (2020).ויסות תרמי פעיל במערכות איטום תרמי רציף: השפעה על שינויים בחוזק האיטום. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 142(11), 111004.

ISO (הארגון הבינלאומי לתקינה 2017).ISO 10816: רטט מכני-הערכה של רטט מכונה על ידי מדידת חלקים שאינם- מסתובבים. ז'נבה: הארגון הבינלאומי לתקינה.

CEN (הוועדה האירופית לתקינה) (2021).CEN/TS 15901: בדיקה אופטית אוטומטית בייצור-דרישות ושיטות בדיקה של אריזות. בריסל: CEN.