U procesu proizvodnje vreća za smeće, efikasnost proizvodnje nije samo brzina mašine. Linija koja se kreće brzinom od 250 krugova u minuti i dalje može izgubiti 30 posto svog potencijalnog učinka. Ovi gubici nastaju zbog mikrozastoja, odbijanja otpada i dugog vremena zamjene. Metode za poboljšanje stvarne produktivnosti mašine za pravljenje vreća za smeće uključuju hardverski inženjering, upravljački softver i dizajn procesa. Da bismo razumjeli ove metode, moramo pogledati najveću brzinu mašine. Moramo razumjeti kako mašine eliminišu specifične vrste gubitaka koji umanjuju produktivnost.
Razlikovanje teoretskog i produktivnog rezultata
Prvo pravilo analize produktivnosti je da su nominalna brzina i stvarni učinak rijetko isti. Međunarodna organizacija za standardizaciju, kroz ISO 22400-2 o ključnim pokazateljima učinka za proizvodne operacije, definira ovaj jaz sa ukupnom efektivnošću opreme ili OEE. OEE umnožava stope dostupnosti, performansi i kvaliteta. Na primjer, mašina sa 200 vreća u minuti ima 12 posto zastoja. Radi na 85 posto svoje najveće brzine kako bi se nosio s varijacijama materijala. I čini 4 posto proizvoda -van specifikacije. Ova mašina ima OEE od oko 63 posto. Tako je izgubljeno 37 posto njegovog teoretskog kapaciteta.
Moderna mašina za pravljenje vreća za smeće popravlja svako od ova tri područja gubitka specifičnim inženjerskim rješenjima. Ne oslanja se na operatera da prati i smanji gubitke. Sljedeći odjeljci govore o tome kako mašina smanjuje svaku vrstu gubitka.
Tandemska zaptivna arhitektura za udvostručenje protoka
Najdirektniji način da se poboljša produktivnost je da se promeni dizajn mašine, a ne da ona radi brže. Stara linija za proizvodnju vreća za smeće koristi hermetičku stanicu. Svaka mašina na ovoj stanici obrađuje vreću. Svaki ciklus ima korake. Zaptivke se zatvaraju. Zatvorite na 160-200 stepeni na 0,15-0,4 sekunde. Onda ga otvori. Film zatim pomiče dužinu vreće naprijed. Cijeli ciklus traje 0,4-0,6 sekundi. To ograničava proizvodnju na oko 100-150 vreća u minuti.
Da bi se poboljšala efikasnost proizvodnje, mašina za pravljenje vreća za smeće ima uređaj za serijsko zaptivanje. To znači izmjenu između dvije stanice za zaptivanje. Stanica B pomiče film i sprema se za zatvaranje kada je stanica A bila u zastoju. Dvije stanice dijele isti filmski put. Ali jedan po jedan rade u različitim položajima torbe. Ovo je udvostručilo protok na 250–350 vreća u minuti. Ovo neće prepoloviti dužinu boravka. Ovo je važno jer zadržavanje kraće od 0,15 sekundi slabi pečat.
Društvo inžinjera plastike (SPE) ima tehnički dokument o -brzovom zatvaranju polietilenske folije. Radovi pokazuju da pri normalnim temperaturama zaptivača, vreme zadržavanja manje od 0,12 sekundi ne dozvoljava da se polimerni lanci u potpunosti pomešaju kroz zaptivanje. Ovo će smanjiti snagu ljuštenja za 25-35 posto. Serijski dizajn održava dobar zastoj. U isto vrijeme, udvostručuje broj pečata generiranih u minuti od vremena stroja. Ovo je rezultiralo povećanjem neto produktivnosti od 95 posto u odnosu na dizajn sa-jednom zaustavljanjem. Ovo povećanje je uzelo u obzir dodatne radove na održavanju na drugoj lokaciji.
Servo{0}}Film vođeno indeksiranjem i profiliranjem ubrzanja
Pogonski mehanizam tankog filma vuče film kroz stanice za zaptivanje, perforiranje i rezanje. Sistem je bio glavni uzrok ograničenja brzine i varijabilnosti proizvoda. Mehanički bregasto{2}}pokrenuti indekseri imaju fiksne obrasce ubrzanja. Stavili su visoku etiketu na polietilensku foliju. Trzaj je stopa promjene ubrzanja. Ovo uzrokuje da se membrana rasteže, mijenja širinu i ponekad lomi brzinu za više od 150 krugova u minuti.
Servo pokretani indekseri zamjenjuju bregove sa programabilnim elektronskim profilom brega. Ovaj profil je pohranjen u kontroleru pokreta. Servo motor pokreće precizne parove valjaka. Ovi cilindri su obično prečnika 120-150 mm. Oni su hromirani-i imaju površinsku završnu obradu od Ra 0,2-0,4 mikrona. Valjak čvrsto drži film i pomiče se prema zadanoj dužini vrećice. Oni koriste S-krivu ubrzanja krivulje da ograniče trzaj. IEEE Transactions on Industrial Electronics proučavao je ovo. Rezultati pokazuju da profil kretanja S-krive može smanjiti omjer vršnog naprezanja filma za 40 posto u usporedbi s konstantnim profilom ubrzanja pri istoj cikličnoj brzini. Ovo omogućava mašini da radi brzinom od 250+ u minuti na 12 μm LLDPE filmu bez prekoračenja granice elastičnosti filma.
Servo indekser ima tačnost od ±0,3 mm za pozicioniranje dužine vreće. Ova preciznost je važna jer varijacije u dužini vrećice mogu utjecati na sljedeće korake. Ako je papirna kesa isečena duže od 2 mm, karton za pakovanje od 500 kesa je predugačak. Ako se platnena vreća skrati za 2 mm, veličina platnene vrećice ne zadovoljava zahtjeve. Odeljenje za pretvaranje TAPPI-ja kaže da je ponovljivost dimenzija bila unutar ±0,5 mm i da je količina otpada smanjena za 60-70 procenata u poređenju sa tolerancijama od ±2 mm.
Automatsko prebacivanje rola sa Flying Splice
Promjena valjka jedan je od najvećih uzroka neplaniranih zastoja u procesu pakovanja. Standardna rolna od 500 kg je široka 1.200 mm, a LDPE film od 15 μm je oko 28.000 linearnih metara. To je dovoljno za otprilike 35.000 standardnih vreća od 800 mm. Sa 250 vrećica u minuti, možete ostati bez rolata za oko 140 minuta. Dakle, postoji 8-10 promjena jačine zvuka po smjeni.
Ručno premotavanje traje 8-15 minuta. Morate zaustaviti mašinu, izvaditi praznu jezgru, ubaciti je u novi bubanj, spojiti rep filma sa žicom za pokretanje i ponovo je provući. To je jednako 60-120 minuta izgubljene proizvodnje po smjeni. Proizvođači vreća za smeće s automatskim mašinama za namotavanje skraćuju vrijeme svake promjene na 30-45 sekundi. Spajao se punom brzinom.
Tako funkcioniše sistem za{0}}napojnice. Sekundarni položaj za odvijanje drži zamjensku rolnu spremnom. Njegov prednji rub bio je pričvršćen ljepljivom trakom. Laserski senzor to detektuje kada prečnik pokretnog valjka dostigne postavljeni minimum. Kontrolni sistem zatim ubrzava stanje pripravnosti kako bi odgovarao brzini linije. Pritišće vrući štapić mozaika na točku preklapanja. Odrezao je staru mrežu. Sve se to dešava za 2-3 sekunde. Mašine nikada ne prestaju.
Evropsko udruženje organizacija za reciklažu i oporabu plastike (EPRO) ima operativne benchmarking podatke za fleksibilne pretvarače filma. Podaci pokazuju da je automatizovani sistem za spajanje smanjio prosečno vreme zastoja po smeni od promene rolne za 85 – 92 procenta. Ovo može vratiti 50-100 minuta vremena proizvodnje po smjeni.
Inline detekcija defekta i ispravljanje zatvorene{0}}petlje
Gubitak kvaliteta je vrećica napravljena od specifikacija koja se mora baciti ili prodati u nižem kvalitetu. Oni obično čine 3-6 posto proizvodnje mašina bez inline inspekcije. Na 250+ torbi po satu brze željeznice-, problem sa kvalitetom koji ostaje neprimijećen čak 90 sekundi rezultirao je sa 375 loših torbi.
Savremeni sistem detekcije mašinskog vida ima dve ključne tačke.
Seal Check koristi 2.048 – 4.096 piksela visoke{4}}žičane{5}}kamere za skeniranje rezolucije. Kamere će snimiti donji pečat čim bude napravljen. Sistem provjeri ravnomjernost širine zaptivke. Nalazi nepotpunu fuziju, ili hladnoću. Također pronalazi kontaminaciju poput čestica gela ili prašine zarobljene u pečatu. Udruženje za tehnologiju pakovanja i obrade (PMMI) saopštilo je da je inline termalna slika pomoću vidljive svetlosti detektovala 98 odsto oštećenja zaptivača pri brzinama većim od 300 vreća u minuti.
Inspekcija perforacije koristi drugu kameru. Kamera provjerava dubinu i ujednačenost perforacije. Uboda uzrokovana plitkom vrećicom podveza. Previše duboka rana uzrokuje prerano pucanje vrećica u omotu. Sistem mjeri debljinu mosta preostalog materijala na svakoj tački perforacije. Označava vreće izvan raspona tolerancije 0.5 -1.5 mm.
Kada se otkrije kvar, sistem ne samo da oglašava alarm. On šalje mjerne podatke nazad u kontrolere zaptivanja i perforacije. Ako je temperatura zaptivke preniska i fuzija nije potpuna, kontroler će automatski podići tačku podešavanja za 2 – 3 stepena C. Ako je dubina perforacije previše plitka, servo podešavanje dubine oštrice 0,02 mm. Ova zatvorena{7}}korekcija je odobrena u skladu sa članom 8.5.1 ISO 9001 okvira upravljanja kvalitetom na rezultatu procesa kontrole. Smanjuje otpad{11}}vezan za kvalitet sa 3-6 posto na manje od 0,5 posto. To odgovara 6 – 12 dodatnih minuta proizvodnje po satu.
Brza{0}}promjena alata za više-proizvodnju
Kako se linija vreća za smeće širi, tako će se širiti i veličine, kao što su od 20-litarskih kuhinjskih vreća do 240-litarskih kutija za kante. Mjerila se također razlikuju, od tankih vrećica od 12 mikrona do 35 μm vrećica za teške uvjete rada. I različiti stilovi, kao što su plosnati pečat, zvezdasti pečat, patent zatvarač, pečat, itd. Stoga je brzo prebacivanje između ovih tipova ključni faktor u proizvodnji.
SMED SMED metoda Japanskog menadžmenta. Mnoge fabrike ga koriste za promjenu poslova. SMED vrijeme postavljanja dijeli na dva dijela. Interna podešavanja znače da je mašina morala da se zaustavi. Eksterna podešavanja znače da možete biti spremni dok mašina nastavlja da radi. Mašina za pravljenje vreća za smeće koja prati SMED pravila ima ove karakteristike.
- Brza{0}}brtvila za brzo otpuštanje pomoću poluge za zaključavanje umjesto rezača za vijke. Kao rezultat toga, vrijeme potrebno za razmjenu bar kodova smanjeno je sa 20 minuta na manje od 3 minute.
- Kolica za alate postavljena unaprijed. Oni drže zaptivne šipke sljedećeg formata, perforirane oštrice i preklopne ploče direktno u mašini. Oni su postavljeni u trenutnoj vožnji.
- Servo podešavanja prema receptu. Dužina, širina preklapanja i položaj perforacije ovih kontrolnih vreća. PLC će ih pozvati za pet sekundi. I nije mu potrebna mehanička promjena.
- Tačke spajanja vodilica s navojem i stanica za spajanje trake su oznake boja. Stoga, operater ne mora gledati u bilo koji priručnik kako bi pronašao i povezao ispravnu putanju.
ISO 22400-2 OEE pravila koristi Institut za proizvodne performanse. Otkrili su da su SMED mašine za vreće mogle promijeniti cijeli format za šest do 10 minuta. Ovo uključuje provjeru kvaliteta prve stavke. Ali prosječna mašina traje 30-45 minuta. Za pogone sa 4-6 promjena formata po smjeni, možete uštedjeti 90-180 minuta radnog vremena.
Predviđeno održavanje i dostupnost opreme
Neplanirani prekid rada dolazi od kvara komponente. Na primjer, ležajevi se zaglave, grijači zaptivki izgaraju ili se oštrica perforacije istroši. Gašenje je najviše ugrozilo produktivnost. Jer to se dešava bez upozorenja. Morate pronaći problem prije nego što ga možete riješiti.
Institut Društva proizvodnih inženjera objavio je neke podatke. Podaci pokazuju da je neplanirano vrijeme zastoja za Packers trebalo 45 do 90 minuta od prekida do ponovnog pokretanja. Sama dijagnoza traje 25-40 minuta.
Prediktivno održavanje rješava ovaj problem. Provjerava se ispravnost dijelova. Daje upozorenje kada se dio pogorša, ali ne pokvari. Ono što treba i ne treba raditi kod proizvođača mašina za pravljenje vreća za smeće uključuje:
Senzori vibracija su montirani na ležaj zaptivne stanice. Senzori ubrzanja mjere uzorke vibracija ležajeva. Kada počne trkačko-svlačenje ležajeva, frekvencija vibracija se očigledno mijenja. Promjena se može otkriti između 200 i 400 radnih sati prije nego što se ležaj potpuno pokvari. Ovo je u skladu sa pravilima ISO 10816 za inspekciju mehaničkih vibracija. Ovo rano upozorenje daje vam vremena da promijenite ležaj tokom planiranog prekida održavanja.
Kontrolom provjerite otpor grijača zaptivke. Brtva sadrži grijače uloška. Kako grijači stare, tako raste i njihov otpor. Gledajući trendove otpora, možete vidjeti kada se grijači bliži kraju svog vijeka trajanja. Ovo sprečava neispravan rad temperature zaptivača tokom cirkulacije. Ako dođe do takvog kvara, to bi izazvalo stotine polomljenih pečata prije nego što to primijeti bilo koji operater.
Rubovi perforacije{0}}oštrice su također bili pod nadzorom. Ali u većini slučajeva senzor se ne može montirati direktno na oštricu. Umjesto toga, mjerite silu potrebnu za siluete. Ova sila se očitava iz povratne informacije o momentu servo sistema sa lopaticama. Oštrica se otupila i sila raste. Kada je obrtni moment 15 – 20 posto veći od normalnog, to znači da se oštrice moraju zamijeniti. Dakle, možete planirati da ga izbrusite ili zamijenite, umjesto da čekate da se kvalitet reza pogorša i onda ga popravite.
United US. Ured za energetsku efikasnost i obnovljivu energiju Ministarstva energetike daje smjernice o pouzdanosti proizvodnog sistema. Kaže se da prediktivno održavanje uređaja sa mekim{3}}kompaktiranjima može smanjiti neplanirane zastoje za 35–45 posto. Oni također smanjuju troškove rada za održavanje za 20-30 posto u odnosu na pasivno održavanje.
Upravljanje energijom i održiva produktivnost
Veća produktivnost može koristiti više energije. Ovo može smanjiti vašu uštedu. Ovo je posebno tačno kada su cene električne energije visoke ili se nameću porezi na ugljenik. Mašina za pravljenje vreća za smeće ima karakteristike uštede energije i upravljanja potrošnjom električne energije.
- Servo regenerativno kočenje je jedna od karakteristika. servo za indeksiranje filma-usporava sa pune brzine na nulu u svakom ciklusu, motor postaje generator. Šalje kinetičku energiju nazad na DC sabirnicu. Na brzim mašinama koje rade više od 250 ciklusa u minuti, ova reciklirana energija može zadovoljiti 15–25 posto ukupne potrebe za energijom servo sistema.
- Kontrola rezervnih pečata je još jedna funkcija. Tokom promjena rola, promjena formata ili kratkih zaustavljanja proizvodnje, temperature zaptivke se održavaju na 85–90 posto radne tačke. Ne svodi se uvijek na sobnu temperaturu. Zajednički istraživački centar Evropske komisije (JRC) ima referentni rad o pretvaranju polimernog filma. Režim pripravnosti skraćuje vrijeme potrebno za ponovno zagrijavanje zaptivne šipke sa 4-6 minuta na manje od 60 sekundi, kaže se. Koristi 40 posto manje energije od potpunog ponovnog zagrijavanja.
- Također se koristi topljenje sa-ljepilom. Za mašine koje koriste ljepljivu traku za izradu vrećica sa vezicom, ljepilo se obrađuje u malim serijama od 50 – 100 grama pomoću sistema za vruće taljenje na{4}}na zahtjev. Nemaju pun rezervoar od 5 litara na 170 stalno. Ovo smanjuje potrošnju energije ljepljivog sistema za 35-40 posto.
Zaključak
Efikasnost proizvođača mašina za pravljenje vreća za smeće proizlazi iz mnogih stvari koje rade zajedno. To uključuje dizajn mašine (kao što je tandem zaptivanje), kontrolu pokreta (servo-pokrenuto S-indeksiranje krivulje), automatizaciju (promjene leteće-smicanja kotrljanja), linijsku kontrolu kvaliteta (korekcija zatvorene petlje zasnovana na viziji-bazirana-korekcija), metode rada (alat za planiranje zasnovano na SMED{{6}), praćenje (predviđeno planiranje zasnovano na alatu za praćenje i vibr) obrtni moment) i potrošnja energije (regenerativno kočenje i rezervna kontrola temperature).
Svaki dio je nadoknadio različitu vrstu gubitka. Ove vrste gubitaka su iz OEE okvira. Oni su upotrebljivost, performanse i kvaliteta. A efekti tih delova se ne zbrajaju samo tako. Pomnožite dva.
Na primjer, ako mašina poveća svaku površinu gubitka za 15 posto, ukupni porast produktivnosti iznosi oko 55 posto. Ne 15 posto. To se događa jer kada performanse i kvalitet postanu također bolji, ostaje više vremena za proizvodnju.
Upravo ovaj efekat množenja čini pravi{0}}inženjerski sistem{0}} drugačijim od samo bržeg.
Reference
- ISO 22400-2:2014.Sistemi automatizacije i integracija - Ključni indikatori učinka (KPI) za upravljanje proizvodnim operacijama - Dio 2: KPI definicije.
- Društvo inženjera plastike (SPE).ANTEC Conference Proceedings - Vrijeme zadržavanja i čvrstoća brtvljenja u brzom-brzinom zatvaranju polietilenskom folijom.
- IEEE.Transakcije o industrijskoj elektronici - S-Profili kretanja krivulje za fleksibilno indeksiranje filma.
- TAPPI Converting Division.Tehničke smjernice za ponovljivost dimenzija u pretvaranju filma.
- Evropsko udruženje organizacija za reciklažu i oporavak plastike (EPRO).Operativni benchmarking podaci za fleksibilne filmske pretvarače.
- Udruženje za tehnologije pakovanja i obrade (PMMI).Inline inspekcijske tehnologije za{0}}brze linije za pakovanje.
- ISO 9001:2015.Sistemi upravljanja kvalitetom - Zahtjevi.
- Japansko udruženje menadžmenta.Metodologija-Single Minute Exchange of Die (SMED) metodologija i okvir implementacije.
- Institut za performanse proizvodnje.OEE Benchmarking studije za pretvaranje opreme.
- Društvo inženjera proizvodnje (SME).Studije slučaja prediktivnog održavanja u fleksibilnom pakovanju.
- ISO 10816.Mehaničke vibracije - Procjena vibracija mašine mjerenjem na ne-nerotirajućim dijelovima.
- Ministarstvo energetike SAD - Ured za energetsku efikasnost i obnovljivu energiju.Smjernice za pouzdanost i održavanje proizvodnih sistema.
- Zajednički istraživački centar Evropske komisije (JRC).BAT Referentni dokument za industriju pretvaranja polimernih filmova.
