כיצד מכונה לייצור שקיות אשפה מגבירה את הפרודוקטיביות?

בתהליך ייצור שקי האשפה, יעילות הייצור אינה רק מהירות המכונה. קו שרץ במהירות של 250 הקפות לדקה עדיין יכול לאבד 30 אחוז מהתפוקה הפוטנציאלית שלו. הפסדים אלו נובעים מזמן השבתה מיקרו, סירוב לבזבוז וזמני החלפה ארוכים. השיטות לשיפור הפרודוקטיביות בפועל של מכונה לייצור שקיות אשפה כוללות הנדסת חומרה, תוכנת בקרה ותכנון תהליכים. כדי להבין את השיטות הללו, עלינו להסתכל על המהירות המרבית של המכונה. עלינו להבין כיצד מכונות מבטלות סוגים ספציפיים של הפסדים הפוגעים בפריון.

הבחנה בין תפוקה תיאורטית ופרודוקטיבית

הכלל הראשון של ניתוח הפרודוקטיביות הוא שמהירות מדורג והתפוקה בפועל הם לעתים רחוקות זהים. הארגון הבינלאומי לתקינה, באמצעות ISO 22400-2 על מדדי ביצועים מרכזיים לפעולות ייצור, מגדיר את הפער הזה עם יעילות ציוד כללית, או OEE. OEE מכפיל את שיעורי הזמינות, הביצועים והאיכות. לדוגמה, למכונה שדורגה 200 שקיות לדקה יש 12 אחוז השבתה. הוא פועל ב-85 אחוז מהמהירות המרבית שלו כדי להתמודד עם שינויים בחומר. והוא מייצר 4 אחוזים-מהמוצר המתאים למפרט. למכונה זו יש OEE של כ-63 אחוזים. אז 37 אחוז מהיכולת התיאורטית שלו אובדים.

מכונה מודרנית לייצור שקיות אשפה מתקנת כל אחד משלושת אזורי האובדן הללו עם פתרונות הנדסיים ספציפיים. זה לא מסתמך על המפעיל שיצפה בהפסדים ויפחית אותם. הסעיפים הבאים בוחנים כיצד המכונה מצמצמת כל סוג של אובדן.

ארכיטקטורת איטום טנדם להכפלת תפוקה

הדרך הישירה ביותר לשפר את הפרודוקטיביות היא לשנות את עיצוב המכונה, לא לגרום לה לפעול מהר יותר. פס ייצור ישן של שקיות אשפה משתמש בתחנה אטומה. כל מכונה בתחנה זו מעבדת שקית. לכל מחזור יש שלבים. חותמות נסגרות. סגור ב-160-200 מעלות למשך 0.15-0.4 שניות. ואז פתח אותו. לאחר מכן הסרט מזיז את אורך התיק קדימה. המחזור המלא לוקח 0.4-0.6 שניות. זה מגביל את הייצור לכ-100-150 שקיות לדקה.

על מנת לשפר את יעילות הייצור, מכונה לייצור שקיות אשפה מאמצת מכשיר איטום סדרתי. המשמעות היא החלפה בין שתי תחנות איטום. תחנה B מזיזה סרט ומתכוננת לסגירה כאשר תחנה A הייתה בזמן השבתה. שתי התחנות חולקות את אותו נתיב סרט. אבל בזה אחר זה הם עובדים בתנוחות שונות של תיקים. זה הכפיל את התפוקה ל-250-350 שקיות לדקה. זה לא יקצר בחצי את משך השהייה. זה חשוב מכיוון שהשהייה של פחות מ-0.15 שניות מחלישה את האיטום.

לחברת מהנדסי פלסטיק (SPE) יש מאמר טכני על איטום סרטי פוליאתילן במהירות גבוהה-. מהניירות עולה כי בטמפרטורות איטום רגילות, זמן שהייה של פחות מ-0.12 שניות אינו מאפשר לשרשראות הפולימר להתמזג במלואו לאורך האיטום. זה יקטין את חוזק הקליפה ב-25-35 אחוזים. עיצוב סדרתי שומר על זמן השבתה טוב. במקביל, הוא מכפיל את מספר החותמות שנוצרו בדקה לפי זמן מכונה. זה הביא לעלייה של 95 אחוז בתפוקה נטו בהשוואה לעיצוב{10}}יחיד. גידול זה לקח בחשבון עבודות תחזוקה נוספות באתר השני.

יצירת אינדקס-מונחה של סרטים ופרופיל האצה

מנגנון הנעה של סרט דק מושך את הסרט דרך תחנות איטום, ניקוב וחיתוך. המערכת הייתה גורם עיקרי למגבלות מהירות ושונות במוצר. לאינדקס המונעים במצלמות-מכניות יש דפוסי תאוצה קבועים. הם שמו תווית מתנשאת על סרט הפוליאתילן. טלטלה היא קצב השינוי בתאוצה. זה גורם לממברנה להימתח, לשנות רוחב ולפעמים לשבור מהירות ביותר מ-150 הקפות לדקה.

אינדקס מונעי סרוו מחליפים מצלמות עם פרופיל פקה אלקטרוני הניתן לתכנות. פרופיל זה מאוחסן בבקר התנועה. מנוע הסרוו מניע זוגות גלילים מדויקים. צילינדרים אלו הם בדרך כלל בקוטר 120-150 מ"מ. הם מצופים בכרום- ובעלי גימור משטח של Ra 0.2-0.4 מיקרון. הרולר מחזיק את הסרט בחוזקה ונע קדימה לפי אורך השקית שנקבע. הם משתמשים בעקומת האצה של עקומת S- כדי להגביל טלטלה. ה-IEEE Transactions on Industrial Electronics חקר זאת. התוצאות מראות שפרופיל תנועה של עקומת S יכול להפחית את שיא יחס מתח הסרט ב-40 אחוז בהשוואה לפרופיל תאוצה קבועה באותה מהירות מחזורית. זה מאפשר למכונה לפעול בקצב של 250+ לדקה על סרט 12 מיקרומטר LLDPE מבלי לחרוג מהמגבלה האלסטית של הסרט.

לאינדקס הסרוו יש דיוק של ±0.3 מ"מ למיקום אורך התיק. דיוק זה חשוב כי שינויים באורך התיק יכולים להשפיע על השלבים הבאים. אם שקית הנייר נחתכת באורך של יותר מ-2 מ"מ, קרטון האריזה של 500 שקיות ארוך מדי. אם תיק הבד נחתך ב-2 מ"מ, גודל שקית הבד אינו עומד בדרישות. חטיבת ההמרה של TAPPI אומרת שהחזרה הממדית הייתה בטווח של ±0.5 מ"מ ושיעור הפסולת הנפח הופחת ב-60-70 אחוזים בהשוואה לסובלנות של ±2 מ"מ.

החלפת גלילים אוטומטית עם Flying Splice

החלפת הגלגלת היא אחד הגורמים הגדולים ביותר להשבתה לא מתוכננת בתהליך האריזה. הגליל הסטנדרטי של 500 ק"ג הוא ברוחב 1,200 מ"מ וסרט ה-LDPE בגודל 15 מיקרומטר הוא כ-28,000 מטרים ליניאריים. זה מספיק לכ-35,000 שקיות סטנדרטיות של 800 מ"מ. ב-250 שקיות לדקה, תוכלו להיגמר מהלחמניות תוך כ-140 דקות. אז יש 8-10 שינויים בנפח בכל משמרת.

החזרה ידנית לאחור נמשכת 8-15 דקות בכל פעם. עליך לעצור את המכונה, להוציא את הליבה הריקה, להעמיס אותה בתוף חדש, לחבר את זנב הסרט עם החוט הרץ ולהשחיל אותו מחדש. זה שווה 60-120 דקות של אובדן ייצור בכל משמרת. יצרני שקיות אשפה עם מכונות סלילים אוטומטיות מקצרים את זמן כל שינוי ל-30-45 שניות. זה התחבר במלוא המהירות.

כך פועלת-מערכת הטיפ לטוס. תנוחת הפריסה המשנית מחזיקה את הגליל החלופי מוכן. הקצה הקדמי שלו היה מאובטח עם סרט דביק. חיישן הלייזר מזהה זאת כאשר קוטר הגלגלת הפועלת מגיע למינימום המוגדר. לאחר מכן מערכת הבקרה מאיצה את גלגול ההמתנה כדי להתאים למהירות הקו. הוא לוחץ את מקל הפסיפס החם אל נקודת החפיפה. זה קטע את הרשת הישנה. כל זה קורה תוך 2-3 שניות. מכונות אף פעם לא עוצרות.

לאיגוד האירופי של ארגוני מיחזור ושחזור פלסטיק (EPRO) יש נתוני מידוד תפעולי עבור ממירי סרטים גמישים. הנתונים מראים שמערכת שחבור אוטומטית הפחיתה את זמן ההשבתה הממוצע למשמרת משינויים בגלגול ב-85 - 92 אחוזים. זה יכול לשחזר 50-100 דקות של זמן ייצור בכל משמרת.

זיהוי פגמים מוטבע ותיקון לולאה סגורה-

הפסדי איכות היא תיק העשוי מפרטים שיש לזרוק או למכור בדרגה נמוכה יותר. אלה בדרך כלל מהווים 3-6 אחוזים מייצור המכונה ללא בדיקה מובנית. בקו הרכבת המהיר של 250+ מזוודות לשעה-, בעיית איכות שלא מורגשת אפילו 90 שניות הביאה ל-375 מזוודות גרועות.

למערכת מודרנית לזיהוי ראיית מכונה יש שתי נקודות מפתח.

Seal Check משתמש במצלמת סריקה של 2,048 - 4,096 פיקסלים ברזולוציה גבוהה-בגבוהה-. המצלמות יצלמו את האיטום התחתון מיד עם יצירתו. מערכת בדיקת אחידות רוחב האיטום. הוא מוצא היתוך לא שלם, או קור. הוא גם מוצא זיהום כמו חלקיקי ג'ל או אבק הכלוא באיטום. האגודה לטכנולוגיות אריזה ועיבוד (PMMI) אמרה כי הדמיה תרמית מוטבעת באמצעות אור גלוי זיהתה 98 אחוז מהפגמים באיטום במהירויות של יותר מ-300 שקיות לדקה.

בדיקת ניקוב משתמשת במצלמה שנייה. המצלמה בודקת את העומק והאחידות של הניקוב. פנצ'ר שנגרם מתיק חוסם עורקים רדוד. פצע עמוק מדי גורם לשקיות לקרע מוקדם בעיטוף. המערכת מודדת את עובי גשר החומר הנותר בכל נקודת ניקוב. הוא מסמן שקיות מחוץ לטווח הסיבולת של 0.5 -1.5 מ"מ.

כאשר מתגלה פגם, המערכת לא רק משמיעה אזעקה. הוא שולח נתוני מדידה בחזרה לבקרי האיטום והניקוב. אם טמפרטורת האיטום נמוכה מדי וההיתוך אינו שלם, הבקר יעלה אוטומטית את נקודת ההגדרה 2 - 3 מעלות צלזיוס. אם עומק הניקוב רדוד מדי, התאמת סרוו עומק הלהב 0.02 מ"מ. תיקון לולאה סגורה-זה מאושר בהתאם לסעיף 8.5.1 של מסגרת ניהול האיכות ISO 9001 על הפלט של תהליך הבקרה. זה מפחית את הפסולת-הקשורה לאיכות מ-3-6 אחוזים מתחת ל-0.5 אחוזים. זה שווה 6 - 12 דקות ייצור נוספות לשעה.

שינוי מהיר של-כלים עבור ייצור רב-פורמטים

ככל שקו הזבל מתרחב, כך גם הגדלים יתרחבו, כמו שקיות מטבח בנפח של 20-ליטר ועד לפחיות של 240 ליטר. גם מדידים משתנים, משקיות דקות של 12 מיקרון ועד לשקיות כבדות בגודל 35 מיקרון. וסגנונות שונים, כגון חותם שטוח, חותם כוכב, רוכסן, חותם וכו'. לכן, מעבר מהיר בין הסוגים הללו הוא גורם מפתח בתפוקה.

ה-SMED שיטת SMED על ידי איגוד הניהול של יפן. מפעלים רבים משתמשים בו כדי להחליף עבודה. SMED מחלק את זמן ההתקנה לשני חלקים. הגדרות פנימיות אומר שהמכונה נאלצה לעצור. הגדרות חיצוניות אומרות שאתה יכול להיות מוכן כשהמכונה ממשיכה לפעול. למכונה לייצור שקיות אשפה העוקבת אחר כללי SMED יש את התכונות הללו.

• אטמים לשחרור מהיר- באמצעות ידית נעילת פקה במקום חותכי ברגים. כתוצאה מכך, הזמן הנדרש להחלפת ברקודים הצטמצם מ-20 דקות לפחות מ-3 דקות.
• עגלות כלי עבודה במקום מראש. הם מחזיקים את מוטות האיטום, להבי הניקוב והצלחות המתקפלות של הפורמט הבא ישירות במכונה. הם מוגדרים בריצה הנוכחית.
• התאמות סרוו לפי מתכון. האורך, רוחב הקיפול ומיקום הניקוב של שקיות בקרה אלו. PLC תתקשר אליהם תוך חמש שניות. וזה לא צריך שינוי מכני.
• נקודות החיבור של מסילות ההובלה ותחנות הדבקת הקלטת הן קודי צבע. לכן, המפעיל לא צריך להסתכל במדריך כלשהו כדי למצוא ולחבר את הנתיב הנכון.

ISO 22400-2 כללי OEE משמשים את המכון לביצועי ייצור. הם גילו שמכונות שקיות מבוססות SMED הצליחו לשנות את כל הפורמט תוך שש עד 10 דקות. זה כולל בדיקות איכות פריט ראשון. אבל המכונה הממוצעת לוקחת 30-45 דקות. עבור מפעלים עם 4-6 שינויים בפורמט בכל משמרת, ניתן לחסוך 90-180 דקות של זמן עבודה.

תחזוקה חזויה וזמינות ציוד

זמן השבתה לא מתוכנן נובע מכשל ברכיבים. לדוגמה, מיסבים נתקעים, מחממי איטום נשרפים או להב ניקוב נשחק. הכיבוי פגעה בפריון הכי הרבה. כי זה קורה בלי אזהרה. אתה צריך למצוא את הבעיה לפני שאתה יכול לפתור אותה.

המכון של האגודה למהנדסי ייצור פרסם כמה נתונים. זמן ההשבתה הבלתי מתוכנן של ה-Packers לקח 45 עד 90 דקות מהפסקה להפעלה מחדש, כך הראו הנתונים. האבחון לבדו לוקח 25-40 דקות.

תחזוקה חזויה פותרת בעיה זו. זה בדק את תקינות החלקים. זה נותן אזהרה כשחלק מחמיר אבל לא נכשל. היתרונות והאל תעשה של יצרן מכונות לייצור שקיות אשפה כוללים:

חיישני רטט מותקנים על המיסב של תחנת האיטום. חיישני תאוצה מודדים את דפוסי הרטט של מיסבים. כאשר המירוץ-של מיסבים מתחיל, תדר הרטט משתנה ללא ספק. ניתן לזהות את השינוי בין 200 ל-400 שעות עבודה לפני שהמיסב נשבר לחלוטין. זה תואם לכללי ISO 10816 לבדיקת רעידות מכניות. אזהרה מוקדמת זו נותנת לך זמן להחליף מיסבים במהלך עצירת תחזוקה מתוכננת.

בדוק את עמידות מחמם החותם באמצעות ניטור. החותם מכיל מחממי מחסנית. ככל שתנורי החימום מתבגרים, כך גם ההתנגדות שלהם גדלה. על ידי התבוננות במגמות התנגדות, אתה יכול לראות מתי תנורי חימום מתקרבים לסוף חייהם. זה מונע מטמפרטורות איטום לא תפקוד לקוי במהלך המחזור. אם תקלה כזו מתרחשת, היא תגרום למאות חותמות שבירות לפני שמפעיל כלשהו יבחין.

גם קצוות הלהב-החורים היו במעקב. אבל ברוב המקרים, לא ניתן להרכיב את החיישן ישירות על הלהב. במקום זאת, אתה מודד את הכוח הנדרש לצלליות. כוח זה נקרא ממשוב המומנט של מערכת הסרוו המונעת בשבשבת. הלהב התקהה והכוח עולה. כאשר המומנט גבוה ב-15-20 אחוז מהרגיל, זה אומר שצריך להחליף להבים. אז אתה יכול לתכנן לטחון אותו או להחליף אותו, במקום לחכות לאיכות החתך להידרדר ואז לתקן אותו.

ארה"ב המאוחדת. המשרד להתייעלות אנרגטית ואנרגיה מתחדשת של משרד האנרגיה מספק הנחיות לגבי אמינות מערכת הייצור. הוא אומר כי תחזוקה חזויה של התקנים ארוזים- רכים יכולה להפחית את זמן ההשבתה הלא מתוכנן ב-35-45 אחוזים. הם גם מפחיתים את עלויות העבודה בתחזוקה ב-20-30 אחוז בהשוואה לתחזוקה פסיבית.

ניהול אנרגיה ופריון בר קיימא

פרודוקטיביות גבוהה יותר יכולה לצרוך יותר אנרגיה. זה עשוי להפחית את החיסכון שלך. זה נכון במיוחד כאשר מחירי החשמל גבוהים או מוטלים מיסי פחמן. למכונה לייצור שקיות אשפה יש את המאפיינים של חיסכון באנרגיה וניהול צריכת החשמל.

• בלימה רגנרטיבית סרוו היא אחת התכונות. סרוו האינדקס של הסרט- מאט ממהירות מלאה לאפס בכל מחזור, המנוע הופך לגנרטור. הוא שולח אנרגיה קינטית בחזרה לאפיק ה-DC. במכונות מהירות הפועלות יותר מ-250 מחזורים לדקה, אנרגיה ממוחזרת זו יכולה לענות על 15-25 אחוזים מכלל צורך ההספק של מערכת הסרוו.
• בקרת גיבוי חותם היא פונקציה נוספת. במהלך החלפת גלילים, שינויי פורמט או הפסקות ייצור קצרות, טמפרטורות האיטום נשמרות ב-85-90 אחוז מנקודת הגדרת העבודה. זה לא תמיד יורד לטמפרטורת החדר. למרכז המחקר המשותף של הנציבות האירופית (JRC) יש מאמר עזר בנושא המרת סרטי פולימרים. מצב המתנה מפחית את הזמן שלוקח לחמם מחדש את סרגל האיטום מ-4-6 דקות לפחות מ-60 שניות, נאמר. הוא משתמש ב-40 אחוז פחות אנרגיה מחימום מלא.
• נעשה שימוש גם בהתכה עם דבק-על פי דרישה. עבור מכונות שמשתמשות בסרט הדבקה לייצור שקיות שרוך, הדבק מעובד במנות קטנות של 50 - 100 גרם תוך שימוש במערכת -על פי דרישה. אין להם מיכל מלא של 5 ליטר ב-170 כל הזמן. זה מפחית את צריכת האנרגיה של מערכת הדבק ב-35-40 אחוזים.

מַסְקָנָה

היעילות של יצרנית מכונות לייצור שקיות אשפה נובעת מהרבה דברים שפועלים יחד. אלה כוללים את העיצוב של המכונה (כגון איטום טנדם), בקרת תנועה (אינדקס סרוו-מונעת עקומת S-), אוטומציה (שינויים בגלגול-זבוב), בקרת איכות מוטבעת (תיקון לולאה סגורה- מבוססת ראיה), שיטות הפעלה (SMED-מבוססות על תכנון כלי עבודה וחיזוי אנרגיה וניטור) על תכנון אנרגיה וחיזוי אנרגיה), (בלימה רגנרטיבית ובקרת טמפרטורה גיבוי).

כל חלק פיצה על סוג אחר של הפסד. סוגי אובדן אלה הם ממסגרת OEE. הם שימושיות, ביצועים ואיכות. וההשפעות של החלקים האלה לא רק מסתכמות. תכפיל את השניים.

לדוגמה, אם מכונה מגדילה כל אזור אובדן ב-15 אחוז, הפרודוקטיביות הכוללת עולה בכ-55 אחוז. לא 15 אחוז. זה קורה כי כאשר גם הביצועים והאיכות משתפרים, נשאר יותר זמן לייצור.

אפקט הכפל הזה הוא שהופך מערכת הנדסת-פרודוקטיביות אמיתית לשונה ממערכת מהירה יותר.
 

הפניות

• ISO 22400-2:2014.מערכות אוטומציה ואינטגרציה - מדדי ביצועים מרכזיים (KPIs) לניהול תפעול ייצור - חלק 2: הגדרות KPI.
• אגודת מהנדסי פלסטיק (SPE).הליכי כנס ANTEC - זמן שהייה וחוזק חותם באיטום סרטי פוליאתילן מהיר-.
• IEEE.עסקאות באלקטרוניקה תעשייתית - S-פרופילי תנועה של עקומה לאינדקס גמיש של סרטים.
• חטיבת המרת TAPPI.הנחיות טכניות לחזרה ממדית בהמרת סרטים.
• האיגוד האירופי של ארגוני מיחזור ושחזור פלסטיק (EPRO).נתוני מידוד תפעולי עבור ממירי סרטים גמישים.
• האגודה לטכנולוגיות אריזה ועיבוד (PMMI).טכנולוגיות בדיקה מוטבעות עבור קווי אריזה מהירים-.
• ISO 9001:2015.מערכות ניהול איכות - דרישות.
• איגוד הניהול של יפן.מתודולוגיית-Minute Exchange of Die (SMED) ומסגרת יישום אחת.
• מכון ביצועי ייצור.מחקרי בנצ'מרקינג של OEE להמרת ציוד.
• אגודת מהנדסי ייצור (SME).תיאורי מקרה של תחזוקה חזויה באריזה גמישה.
• ISO 10816.רטט מכני - הערכת רטט מכונה לפי מדידות על חלקים שאינם- מסתובבים.
• משרד האנרגיה האמריקאי - משרד ליעילות אנרגיה ואנרגיה מתחדשת.הנחיית אמינות ותחזוקה של מערכות ייצור.
• מרכז המחקר המשותף של הנציבות האירופית (JRC).מסמך עזר BAT לתעשיית המרת סרטי פולימרים.