La indústria de l'embalatge al detall ha canviat. Una comanda gran per a un tipus de producte un cop s'han complert els horaris de producció. Ara el propietari de la marca vol un sprint. Necessiten molta mida de bossa, disseny d'impressió i tipus de material. El canvi ve de les vendes en línia, més marques de botigues i noves normes sobre residus. Per tant, l'equip de conversió s'ha de convertir ràpidament. Però encara ha de ser d'alta qualitat. Els envasadors minoristes solucionen el problema. Utilitza peces intercanviables, emmagatzematge de la configuració digital, canvis ràpids de mida i controls de qualitat-integrats. Així, els convertidors poden guanyar diners amb petites comandes. Les màquines velles amb peces fixes no podien fer-ho.
L'economia de la producció per lots petits-
The old bag production line is 50,000 to 200,000 units each. The 30-to-60-minute changeover cost was spread across millions of bags. But the average order has now dropped below 10,000. The International Trade Centre (ITC) says this is more common among mid-market retail brands in rich countries. So the transition started taking longer than production time. That reduces contribution margins by 25 to 40 percent.
El Manufacturing Performance Institute utilitza dades de la norma ISO 22400-2 com a indicadors clau de rendiment. S'observa que en els models híbrids, les màquines-de llarga durada amb una eficàcia global de l'equip (OEE) superior al 75% tendeixen a estar per sota del 45%. El descens no es deu a velocitats més lentes. Prové del temps lliure per a canvis mecànics, roscat de material i controls de primera qualitat. La nova màquina de bosses al detall resol aquest problema. Escurça aquests passos sense-valor afegit mitjançant canvis d'enginyeria en lloc d'afegir treballadors. Això Màquina de fabricació de bosses al detallL'enfocament aborda directament l'erosió del marge causada pels canvis freqüents.
Canvi de format impulsat per servo{0}
El canvi més important és l'ús de parts servo{0}}accionades amb controladors lògics programables (PLC). Substitueixen les lleves mecàniques, els enllaços de carrera fixa i les peces plegables regulables manualment. En una màquina basada en servo-, establiu l'amplada de la bossa, lligar-en profunditat, la forma del plec inferior i la longitud de tall trucant a les receptes desades. No cal girar el volant.
Les troballes de la Institution of Mechanical Engineers es van publicar a Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. Els resultats van mostrar que les màquines de bosses servo-reduïen el temps mitjà de conversió de format de 35 a 50 minuts a 4 a 8 minuts. Ha baixat un 80 per cent. La millora prové de tres fonts, va mostrar l'estudi. En primer lloc, no hi ha necessitat de temporització mecànica, ja que els servoeixos utilitzen un perfil de lleves electrònics per sincronitzar-se. En segon lloc, el registre automàtic de la ubicació utilitza el codificador per emmagatzemar la posició absoluta + -0.05 mm. En tercer lloc, els paràmetres de l'acumulador-recorden els valors de temperatura, pressió i velocitat alhora.
Per als fabricants de bosses al detall amb cinc a vuit canvis de format per torn, el temps estalviat podria estalviar entre 2,5 i 3,5 hores de temps de producció al dia. Això és suficient per rebre sis petits lots addicionals de comandes sense afegir torns. Un modernMàquina de fabricació de bosses al detallaprofita aquestes capacitats de servo-per convertir els canvis de format freqüents en un avantatge competitiu en lloc d'una pèrdua de productivitat.
Empalmament automàtic de rotlles i roscat de material
La producció de-lots petits i d'alta-varietat implica sovint canviar de substrat. Canvieu el paper kraft marró de 80 g/m2 de paper marró marró per un kraft blanc de 120 g/m2 de paper marró blanc. O podeu canviar de paper sense revestir a polièster. O moure's entre diferents amplades de xarxa. Cada substitució requereix que la màquina s'aturi. A continuació,-coseu a mà el nou pergamí amb l'extrem de la xarxa corrent. A continuació, el material es torna a enfilar a través dels corrons de guia, la taula plegable i el port de segellat.
La Unió Europea d'Associacions Papereres (EUROSAC) és la federació europea de fabricants de paper kraft de sacs. Les seves directrius tècniques mostren que el sistema automatitzat d'inclinació-volant redueix el temps d'inactivitat dels substrats a menys de 45 segons. L'empalmament manual triga entre 8 i 12 minuts. L'empalmament de vol funciona accelerant els nous rodets a la velocitat-de línia recta a través d'una màquina d'enrotllament-accionada per superfície. A continuació, enganxeu la cinta de cinta preparada a la xarxa en funcionament en el moment correcte de superposició. La màquina no s'atura.
Després de la costura, els sistemes d'enfilat automàtic utilitzen cinturons de llançadora pneumàtics o tires d'alimentació assistides per buit-. Poden transportar xarxes noves pel camí del material en 60-90 segons. El Consell Ambiental d'Embalatges de Paper i Cartró (PPEC) diu que l'automatització va eliminar la principal causa de temps d'inactivitat en el treball de modelatge mixt. Això es deu a les diferents habilitats de roscat de rosca dels operadors de diferents graus de material. Per a qualsevolMàquina de fabricació de bosses al detallLa gestió de diverses combinacions d'ordres, l'empalmament automàtic i l'enfilament són essencials per reduir el temps no-productiu al mínim.
Gestió de receptes i cues de treball digitals
Un fabricant de bosses al detall que processa moltes comandes diferents mitjançant una interfície de Manufacturing Execution System (MES). El sistema fa més que només emmagatzemar receptes. El Ministeri del MES obté les ordres de treball telemàticament. Utilitza protocols estàndard com l'ISA-95 de la International Society of Automation. A continuació, s'ordenen els treballs per reduir el temps de canvi global.
La lògica d'ordenació agrupa primer els treballs per tipus de material. Això redueix el nombre d'esdeveniments d'unió. A continuació, agrupa segons l'amplada de la bossa. Això redueix la variació del tauler de frontissa en cada grup de materials. Finalment, s'agrupen per disseny gràfic. Això redueix la variació de la planxa d'impressió aigües amunt. L'Institut de la Societat d'Enginyers de Fabricació ha publicat estudis de casos. Mostren que la seqüenciació intel·ligent de treballs pot reduir el temps total de canvi diari entre un 30 i un 40 per cent en comparació amb el maquinari servo-només. Aquest efecte de vegades s'anomena "flexibilitat". No necessita una màquina nova. Només cal optimitzar el programari.
Quan el treball arriba al capdavant de la cua, el MES envia la recepta al PLC. Tots els paràmetres es carregaran automàticament. Inclou dimensions de la bossa, distribució de la temperatura de segellat, ús d'adhesius, posició de tall i llindar d'inspecció de qualitat. Els canvis de feina de l'operador van canviar de l'ajust mecànic a la comprovació de les coses. L'operador confirma que el substrat carregat coincideix amb el material de la recepta. Llavors l'operari deixa anar la màquina i comença la producció.
Verificació de qualitat en línia per a tirades curtes
En la producció-de llarga durada, els operadors van tenir temps per detectar i resoldre manualment els problemes de qualitat. Després d'uns quants centenars d'unitats, es pot produir un segellat deficient o arrugues desiguals. Després va continuar funcionant amb pocs residus. En lots petits, es pot completar una comanda de 5.000 unitats abans que ningú vegi el defecte.
Per resoldre aquest problema, un nou fabricant de bosses minoristes té un sistema de visió en línia. Els sistemes revisen cada bossa a tota velocitat. L'Associació per a Tecnologies d'Embalatge i Processament (PMMI) descriu el rendiment de la línia d'envasament en el seu informe. Els sistemes de visió artificial en dispositius d'embalatge flexible poden comprovar més de 400 màquines per minut, va dir la companyia. Tenen una precisió del 99,5 per cent i poden detectar defectes comuns com ara la qualitat del segell, la precisió del plegat, el tall net i l'alineació d'impressió.
Aquests sistemes visuals proporcionen dades per al control estadístic del procés. Aleshores, l'algoritme activa una correcció automàtica. Si l'amplada de plegat es mou 0,3 mm, el servocontrolador mou la posició de la premsa plegable en 0,05 mm. Els operadors no han de fer res. Aquest enfocament de bucle tancat-s'accepta explícitament al marc de gestió de la qualitat ISO 9001. L'article 8.5.1 estableix que l'organització ha de "controlar les sortides del procés per evitar la no conformitat". L'SPC automatitzat ofereix una manera-en temps real de complir aquesta regla en línies molt variables. En aquestes línies, el mostreig manual és massa lent per funcionar correctament. AMàquina de fabricació de bosses al detallequipat amb visió en línia garanteix que fins i tot la primera bossa d'una tirada curta compleixi els estàndards de qualitat, eliminant el risc de completar una comanda sencera abans que es detecti un defecte.
Eines modulars i consumibles de{0}}canvi ràpid
Fins i tot amb l'ajust servo-, s'han de canviar determinats components físics si el format varia massa. Per exemple, una amplada de bossa de 250 mm a 420 mm pot requerir nous plecs, segells o cilindres tallats. Les màquines actuals utilitzen mètodes derivats d'un sistema de canvi de motlle d'un sol -minut-(SMED). la Japan Management Association va formalitzar el sistema.
Les tasques internes són tasques que requereixen l'aturada de la màquina. Aquests es mantenen al mínim, amb eines col·locades en blocs de muntatge-ràpid amb agulles de repetibilitat. Les tasques de configuració externa es poden completar mentre la màquina encara està executant l'última tasca. Això inclou preescalfar el segell a la temperatura correcta, preinstal·lar el següent rotllo de substrat a la posició d'espera del desenrotllador i preinstal·lar el broquet adhesiu. Al final de l'operació actual, l'operador substituirà la matriu d'una en una. Inici-localitzador codificat per colors. Els operadors connecten barres preescalfades a les estacions de segellat i publiquen noves receptes. Això sol requerir un temps d'inactivitat de 90-120 segons.
El Comitè Europeu d'Estandardització (CEN) té una especificació tècnica anomenada CEN/TS 15901. S'encarrega de la inspecció òptica automatitzada dels envasos. El CEN diu que un canvi ràpid-d'eines també ajudaria a la coherència de les proves. Quan la imatge de referència del sistema de visió es va vincular a la fórmula del carregador, la taxa de primer aprovació del nou format va ser del 97 al 98 per cent a les 50 unitats principals. Quan els operadors ajusten manualment els paràmetres d'inspecció, la taxa de primera passada és només del 85-88 per cent.
Eficiència energètica i material en producció intermitent
Els cicles freqüents d'inici i parada consumeixen més energia que la producció en estat estacionari. Les mordasses de segellat s'han de tornar a-escalfar cada vegada que es reinicia el fabricant de bosses al detall després de la substitució. El gruix del dipòsit d'adhesiu ha de complir els requisits d'aplicació. els servosistemes han de passar per perfils d'acceleració.
El Centre Comú de Recerca de la Comissió Europea va presentar la indústria de la conversió del paper i el cartró en el seu document de referència sobre les MTD. Diu que els sistemes de gestió tèrmica en espera segellen les pinces a un 85-90 per cent de temperatura de treball durant el seu temps lliure. Aquests sistemes redueixen el consum d'energia de reinici en un 60 per cent. També redueixen el temps de re-termalització de 4 a 6 minuts a menys de 60 segons. Els sistemes de fusió d'adhesius-a demanda divideixen la massa de fusió calenta en petits lots de 50 g a 100 g, cosa que no sempre mantindrà el dipòsit ple de cinc litres. Aquests sistemes redueixen el consum d'energia dels adhesius en un 40 per cent. També redueixen la descomposició dels materials durant una inactivitat prolongada.
El malbaratament de material durant els canvis de format s'ha abordat mitjançant el sistema de tall de predicció. Quan el MES indica un canvi de treball, la màquina calcula la longitud de banda restant necessària per completar la comanda actual. S'alenteix on es talla l'última bossa. No corre per material addicional i llença entre 15 i 25 metres. L'Organització de les Nacions Unides per a l'Agricultura i l'Alimentació (FAO) ofereix orientacions sobre l'optimització dels materials d'embalatge sostenibles. Va dir que aquesta "finalització d'execució de la-mida correcta" reduiria el malbaratament de format en un 70 per cent. Això és important quan el convertidor canvia de format de 12 a 20 vegades al dia.
Implicacions en la força de treball
El pas de la mecànica a la digital ha canviat les competències que necessiten els operadors. Les màquines antigues necessitaven tècnics experimentats amb un profund sentit dels ajustos de temps. Les màquines basades en servidor-demanen habilitats en gestió de receptes, navegació HMI i gestió de problemes. L'Organització Internacional del Treball (OIT) realitza estudis sectorials sobre com estan canviant les habilitats de fabricació. El canvi a la fabricació digital normalment redueix el nombre d'operadors a cada ruta entre un 30 i un 40 per cent, segons l'informe. Al mateix temps, la prima de qualificació per al personal restant s'incrementarà entre un 15 i un 25 per cent.
Per als convertidors que gestionen moltes comandes diferents, això significa un pla de formació clar per a la compra de bosses al detall. Els operadors han de ser conscients dels passos físics que implica moure materials i substituir motlles. També han d'entendre la lògica dels paràmetres de la recepta. Per exemple, han de saber per què els substrats recoberts de PE han de tenir una temperatura de segellat 15 graus més alta que el kraft sense recobrir. Havien de saber com comprovar que la fórmula coincideix amb la càrrega.
Conclusió
Canviar l'equip d'envasat per a comandes petites i-de gran varietat no és el mateix. És un sistema complet. Les peces d'accionament servo-substitueixen l'ajust manual. Els-desbobinadors d'empalmament voladors suprimeixen el temps d'inactivitat del fil. La seqüenciació de tasques impulsada per MES-millora l'ordre de canvi. La visió en línia garanteix la qualitat des del principi. El disseny d'eines basat en SMED-redueix la configuració física a menys de 2 minuts. Totes aquestes parts funcionen juntes. Com a resultat, les màquines d'embossament minoristes poden tenir uns nivells d'OEE superiors al 70%. Això passa fins i tot quan processa menys de 10.000 comandes de mitjana. Els dispositius antics sovint no podien apropar-se a aquest nombre. L'envàs al detall està cada vegada més fragmentat entre marques privades, mercats regionals i esdeveniments de temporada. Com a resultat, aquesta flexibilitat de producció passarà d'un avantatge especial a un convertidor de necessitats bàsiques que vol mantenir-se en el negoci. El disseny integrat del modernMàquina de fabricació de bosses al detallfa que aquest nivell de flexibilitat sigui assolible, transformant el que abans va ser una barrera tècnica en un eina de negoci principal per als convertidors.
Referències
- Centre de Comerç Internacional (ITC) / OMC. Directrius d'adquisició de maquinària d'embalatge i cost total de propietat per a mercats emergents. Ginebra.
- ISO 22400-2:2014. Sistemes d'automatització i integració - Indicadors clau de rendiment (KPI) per a la gestió d'operacions de fabricació - Part 2: definicions de KPI.
- Institució d'Enginyers Mecànics (IMechE). Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture - Rendiment de canvi impulsat per servo-en equips d'embalatge flexible.
- EUROSAC - Fédération Européenne des Fabricants de Papier pour Sacs. Directrius tècniques per a les operacions de conversió de paper kraft de sacs.
- Societat Internacional d'Automatització (ISA). ANSI/ISA-95: Integració del sistema de control empresarial.
- Societat d'Enginyers de Fabricació (SME). Casos pràctics d'enginyeria de fabricació sobre seqüenciació de treballs i flexibilitat suau.
- Associació per a Tecnologies d'Embalatge i Processament (PMMI). Informe d'avaluació comparativa del rendiment de la línia d'embalatge.
- ISO 9001:2015. Sistemes de gestió de la qualitat - Requisits.
- Associació de Gestió del Japó. Metodologia i marc d'implementació d'-Intercanvi de matrius d'un sol minut (SMED).
- Comitè Europeu de Normalització (CEN). CEN/TS 15901 - Inspecció òptica automatitzada en envasos.
- Centre Comú de Recerca de la Comissió Europea (JRC). Document de referència sobre les MTD per a la indústria de transformació de paper i cartró.
- Organització de l'Alimentació i l'Agricultura (FAO) de les Nacions Unides. Directrius d'optimització de materials d'embalatge sostenibles.
Organització Internacional del Treball (OIT). Estudis sectorials sobre l'evolució de les competències en la fabricació digital.
