Forhandleremballasjeindustrien har endret seg. En stor ordre for en produkttype når produksjonsplanene er oppfylt. Nå vil merkeeieren ha en sprint. De trenger mye posestørrelse, trykkdesign og materialtype. Endringen kommer fra nettsalg, flere butikkmerker og nye regler om avfall. Derfor må konverteringsutstyr konverteres raskt. Men det må fortsatt være av høy kvalitet. Detaljhandelsbaggere løser problemet. Den bruker utskiftbare deler, lagring av digitale innstillinger, raske størrelsesendringer og innebygde-kvalitetskontroller. Så omformere kan tjene penger på små bestillinger. Det kunne ikke gamle maskiner med faste deler.
The Economics of Small-Batch Production
Den gamle poseproduksjonslinjen er på 50 000 til 200 000 enheter hver. Omstillingskostnaden på 30-til 60 minutter var fordelt på millioner av poser. Men den gjennomsnittlige ordren har nå sunket under 10.000. International Trade Center (ITC) sier at dette er mer vanlig blant mellomstore detaljhandelsmerker i rike land. Så overgangen begynte å ta lengre tid enn produksjonstiden. Det reduserer dekningsbidrag med 25 til 40 prosent.
Manufacturing Performance Institute bruker data fra ISO 22400-2 som nøkkelindikatorer for ytelse. Den bemerker at i hybridmodeller har maskiner med lang-drift med total utstyrseffektivitet (OEE) på over 75 prosent en tendens til å være under 45 prosent. Nedgangen skyldes ikke lavere hastighet. Det kommer fra fritid for mekaniske endringer, gjenging av material og første kvalitetskontroll. Den nye posemaskinen løser det problemet. Det forkorter disse trinnene uten{10}}verdi ved å utvikle endringer i stedet for å legge til arbeidere. Dette Detaljhandel bag Making Machinetilnærmingen adresserer direkte marginerosjonen forårsaket av hyppige omstillinger.
Servo-drevet formatskifte
Den største endringen er bruken av servo-drevne deler med programmerbare logiske kontrollere (PLC). De erstatter mekaniske cams, faste slagledd og manuelt justerbare foldedeler. På en servo-basert maskin, still inn posebredde, bind -dybde, bunnfalsform og avskjæringslengde ved å ringe lagrede oppskrifter. Du trenger ikke å vri på håndhjulet.
Funnene til Institution of Mechanical Engineers ble publisert i Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, del B: Journal of Engineering Manufacture. Resultatene viste at servo-drevne posemaskiner reduserte gjennomsnittlig tid for formatkonvertering fra 35–50 minutter til 4–8 minutter. Det er ned 80 prosent. Forbedringen kom fra tre kilder, viste studien. For det første er det ikke behov for mekanisk timing, siden servoakser bruker en elektronisk kamprofil for å synkronisere seg selv. For det andre bruker automatisk plasseringsregistrering koderen til å lagre absolutt posisjon + -0.05 mm. For det tredje gjenkaller akkumulatordrevne parameterinnstillinger-temperatur-, trykk- og hastighetsverdier samtidig.
For bagasjeprodusenter med fem til åtte formatendringer per skift, kan tidsbesparelsen spare mellom 2,5 og 3,5 timers produksjonstid per dag. Det er nok til å motta seks ekstra små bestillinger uten å legge til skift. En moderneDetaljhandel bag Making Machineutnytter disse servodrevne-egenskapene for å gjøre hyppige formatendringer til et konkurransefortrinn i stedet for et produktivitetstap.
Automatisk rulleskjøting og materialgjenging
Liten-batch, høy-produksjon betyr ofte endring av underlag. Bytt 80 g/m2 brun kraft av brunt brunt papir med 120 g/m2 hvit kraft av hvitt brunt papir. Eller du kan bytte fra ubestrøket papir til polyester. Eller flytte mellom ulike nettbredder. Hver utskifting krever at maskinen stopper. Deretter syr du{11}}den nye rullen sammen med enden av løpenettet. Materialet tres deretter igjen gjennom styreruller, klappbord og tetteport.
European Union of Papermaking Associations (EUROSAC) er den europeiske sammenslutningen av sekkekraftpapirprodusenter. De tekniske retningslinjene viser at automatisert flue-tippesystem reduserer nedetiden til underlagene til mindre enn 45 sekunder. Manuell skjøting tar 8–12 minutter. Flyskjøtingen fungerer ved å akselerere nye hjul til rett-linjehastighet gjennom en overflatedrevet- kveilmaskin. Fest deretter den forberedte tapestrimmelen til den løpende banen ved riktig overlappingsøyeblikk. Maskinen stopper ikke.
Etter søm bruker automatiske tresystemer pneumatiske skyttelbelter eller vakuum-assisterte matestrimler. De kan bære nye nett over materialets bane på 60–90 sekunder. Paper and Paperboard Packaging Environmental Council (PPEC) sier at automatiseringen eliminerte den største årsaken til nedetid i blandet modelleringsarbeid. Dette er på grunn av de forskjellige trådtreningsferdighetene til operatører av forskjellige materialkvaliteter. For enhverDetaljhandel bag Making Machinehåndtering av ulike bestillingsmikser, automatisk skjøting og tråding er avgjørende for å holde ikke-produktiv tid på et minimum.
Oppskriftsbehandling og digitale jobbkøer
En bagasjeprodusent som behandler mange forskjellige bestillinger ved hjelp av et MES-grensesnitt (Manufacturing Execution System). Systemet gjør mer enn bare å lagre oppskrifter. MES-departementet innhenter arbeidsordre elektronisk. Den bruker standardprotokoller som International Society of Automation sin ISA-95. Jobbene sorteres deretter for å redusere den totale overgangstiden.
Sortering av logikk grupperer jobber etter materialtype først. Dette reduserer antallet spleisehendelser. Grupper deretter etter bredden på posen. Dette reduserer variasjonen av hengselplaten i hver materialgruppe. Til slutt er de gruppert etter grafisk design. Dette reduserer variasjonen av oppstrøms trykkplate. Institute of The Society of Manufacturing Engineers har publisert case-studier. De viser at smart jobbsekvensering kan redusere den totale daglige overgangstiden med 30–40 prosent sammenlignet med servo-drevet maskinvare alene. Denne effekten blir noen ganger referert til som "fleksibilitet". Den trenger ikke en ny maskin. Du trenger bare å optimalisere programvaren.
Når jobben når foran i køen, sender MES oppskriften til PLS. Alle innstillinger lastes automatisk. Inkludert posedimensjoner, forseglingstemperaturfordeling, limbruk, skjæreposisjon og kvalitetskontrollterskel. Operatørens jobb endret seg fra mekanisk justering til å sjekke ting. Operatøren bekrefter at det belastede underlaget samsvarer med materialet i oppskriften. Operatøren slipper deretter maskinen og starter produksjonen.
Inline kvalitetsverifisering for korte løp
I lang-produksjon hadde operatørene tid til å oppdage og løse kvalitetsproblemer manuelt. Etter noen hundre enheter kan dårlig tetting eller ujevn rynking oppstå. Så fortsatte den å kjøre med lite avfall. I små partier kan en ordre på 5000 enheter fullføres før noen ser feilen.
For å løse dette problemet har en ny bagprodusent et inline vision-system. Systemene sjekker hver pose med full hastighet. Association for Packaging and Processing Technologies (PMMI) beskriver ytelsen til emballasjelinjen i sin rapport. Maskinsynssystemer på fleksible emballasjeenheter kan sjekke mer enn 400 maskiner i minuttet, sa selskapet. De er 99,5 prosent nøyaktige og kan oppdage vanlige feil som forseglingskvalitet, brettenøyaktighet, rent skjæring og utskriftsjustering.
Disse visuelle systemene gir data for statistisk prosesskontroll. Algoritmen utløser deretter en automatisk løsning. Hvis foldebredden beveger seg med 0,3 mm, flytter servokontrolleren posisjonen til foldepressen med 0,05 mm. Operatører trenger ikke å gjøre noe. Denne lukkede-sløyfetilnærmingen er eksplisitt akseptert i ISO 9001 kvalitetsstyringsrammeverket. Artikkel 8.5.1 sier at organisasjonen må "kontrollere prosessutdata for å forhindre avvik". Automatisert SPC gir en sann{11}}måte for å møte denne regelen på svært variable linjer. På disse linjene er manuell prøvetaking for treg til å fungere ordentlig. ENDetaljhandel bag Making Machineutstyrt med inline vision sikrer at selv den første posen på en kort kjøring oppfyller kvalitetsstandarder, og eliminerer risikoen for å fullføre en hel bestilling før en defekt oppdages.
Modulært verktøy og rask-bytte av forbruksvarer
Selv med servo-drevet justering, må visse fysiske komponenter endres hvis formatet varierer for mye. For eksempel kan en posebredde fra 250 mm til 420 mm kreve nye folder, tetninger eller kuttede sylindre. Nåværende maskiner bruker metoder som er avledet fra et enkelt-minutt mold-switching-system (SMED). Japan Management Association formaliserte systemet.
Insideroppgaver er oppgaver som krever maskinstans. Disse holdes på et minimum, med verktøy plassert på hurtig-monteringsblokker med repeterbarhetsstifter. Eksterne oppsettoppgaver kan fullføres mens maskinen fortsatt kjører den siste oppgaven. Dette inkluderer forvarming av forseglingen til riktig temperatur, forhåndsinstallering av neste substratrull til avviklingsberedskapsposisjon og forhåndsinstallering av limmunnstykke. På slutten av den nåværende operasjonen, vil operatøren erstatte dysen en om gangen. Fargekodet -lokaliseringssko. Operatører fester forvarmede stenger til forseglingsstasjoner og gir ut nye oppskrifter. Dette krever vanligvis nedetid på 90-120 sekunder.
European Committee for Standardization (CEN) har en teknisk spesifikasjon kalt CEN/TS 15901. Den håndterer automatisert optisk inspeksjon i emballasje. CEN sier at en rask-endring av verktøy også vil hjelpe med konsistens i testingen. Når synssystemets referansebilde knyttet til lasterens formel, var førstegangsraten for det nye formatet 97–98 prosent i de 50 beste enhetene. Når operatører manuelt justerer inspeksjonsparametere, er førstegangsraten bare 85–88 prosent.
Energi- og materialeffektivitet i periodisk produksjon
Hyppige start- og stoppsykluser bruker mer energi enn steady state-produksjon. Forseglingsbakkene må-varmes opp på nytt hver gang poseprodusenten starter på nytt etter utskifting. Limbeholderens tykkelse må oppfylle kravene til påføring. servosystemene må passere gjennom akselerasjonsprofiler.
EU-kommisjonens felles forskningssenter presenterte papir- og pappkonverteringsindustrien i sitt BAT-referansedokument. Det står at standby termiske styringssystem forsegler klemmene ved 85–90 prosent arbeidstemperatur på fritiden. Disse systemene reduserer energiforbruket ved omstart med 60 prosent. De reduserer også re-termaliseringstiden fra 4–6 minutter til mindre enn 60 sekunder. On-demand limsmeltesystemer deler varmsmelte i små partier på 50 g til 100 g, som ikke alltid holder tanken full på fem liter. Disse systemene reduserer energiforbruket til lim med 40 prosent. De reduserer også nedbrytningen av materialer under langvarig inaktivitet.
Sløsing med materiale under formateringsendringer har blitt løst gjennom Prediction Cutoff System. Når MES signaliserer en endring i jobben, beregner maskinen gjenværende banelengde som trengs for å fullføre gjeldende ordre. Den bremser ned der den siste posen kuttes. Den løper ikke for ekstra materiale og kaster 15–25 meter. Mat- og landbruksorganisasjonen De forente nasjoners forente nasjoner (FAO) gir veiledning om optimalisering av bærekraftig emballasjemateriale. Den sa at denne «kjøreavslutningen i riktig-størrelse» ville redusere formateringssløsing med 70 prosent. Dette er viktig når omformeren endrer format 12 til 20 ganger om dagen.
Implikasjoner for arbeidsstyrken
Overgangen fra mekanisk til digital har endret ferdighetene som operatørene trenger. Gamle maskiner trengte erfarne teknikere med en dyp følelse av timingjusteringer. Server-baserte maskiner krever ferdigheter i oppskriftsadministrasjon, HMI-navigasjon og problemhåndtering. Den internasjonale arbeidsorganisasjonen (ILO) gjennomfører sektorstudier om hvordan produksjonsferdigheter endrer seg. Overgangen til digital produksjon reduserer vanligvis antallet operatører på hver rute med 30–40 prosent, heter det i rapporten. Samtidig økes kompetansepremien for gjenværende personell med 15–25 prosent.
For omformere som håndterer mange forskjellige bestillinger, betyr dette en klar opplæringsplan for kjøp av vesker. Operatører må være klar over de fysiske trinnene som er involvert i flytting av materialer og utskifting av støpeformer. De må også forstå logikken i reseptparametere. For eksempel må de vite hvorfor PE-belagte underlag må ha tetningstemperatur 15 grader høyere enn ubelagt kraft. De måtte vite hvordan de skulle sjekke at formelen stemmer med belastningen.
Konklusjon
Å bytte bagasjeutstyr for små bestillinger med-høy variasjon er ikke det samme. Det er et komplett system. Servo-drevne deler erstatter manuell justering. Flyvende-skjøteavviklinger sletter nedetid for tråden. MES-drevet jobbsekvensering forbedrer overgangsrekkefølgen. Inline vision garanterer kvalitet fra starten. SMED-basert verktøydesign reduserer fysiske innstillinger til mindre enn 2 minutter. Alle disse delene fungerer sammen. Som et resultat kan bagasjemaskiner for detaljhandel ha et OEE-nivå på mer enn 70 prosent%. Dette skjer selv når den behandler færre enn 10 000 bestillinger i gjennomsnitt. Gamle enheter kunne ofte ikke komme i nærheten av det tallet. Detaljhandelemballasje er i økende grad fragmentert blant private merkevarer, regionale markeder og sesongbegivenheter. Som et resultat vil denne produksjonsfleksibiliteten skifte fra en spesiell fordel til en konverterer med grunnleggende behov som ønsker å forbli i virksomhet. Den integrerte designen til det moderneDetaljhandel bag Making Machinegjør dette fleksibilitetsnivået oppnåelig, og transformerer det som en gang var en teknisk barriere til en kjernevirksomhet som muliggjør omformere.
Referanser
- International Trade Center (ITC) / WTO. Retningslinjer for anskaffelse av emballasjemaskiner og totale eierkostnader for fremvoksende markeder. Genève.
- ISO 22400-2:2014. Automatiseringssystemer og integrasjon - Key Performance Indicators (KPIer) for produksjonsdriftsstyring – Del 2: KPI-definisjoner.
- Institution of Mechanical Engineers (IMechE). Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture - Servo-drevet omstillingsytelse i fleksibelt emballasjeutstyr.
- EUROSAC - Fédération Européenne des Fabricants de Papier pour Sacs. Tekniske retningslinjer for sekkkraftpapirkonverteringsoperasjoner.
- International Society of Automation (ISA). ANSI/ISA-95: Enterprise-Control System Integration.
- Society of Manufacturing Engineers (SME). Produksjonstekniske casestudier om jobbsekvensering og myk fleksibilitet.
- Association for Packaging and Processing Technologies (PMMI). Benchmarking-rapport for emballasjelinjeytelse.
- ISO 9001:2015. Kvalitetsstyringssystemer - Krav.
- Japan Management Association. Single-Minute Exchange of Die (SMED) metodikk og implementeringsrammeverk.
- European Committee for Standardization (CEN). CEN/TS 15901 - Automatisk optisk inspeksjon i emballasje.
- Europakommisjonens felles forskningssenter (JRC). BAT-referansedokument for papir- og kartongkonverteringsindustrien.
- FNs mat- og landbruksorganisasjon (FAO). Retningslinjer for optimering av bærekraftig emballasjemateriale.
Den internasjonale arbeidsorganisasjonen (ILO). Sektorstudier om ferdighetsutvikling i digital produksjon.
