U procesu proizvodnje vreća za smeće, učinkovitost proizvodnje nije samo brzina stroja. Linija koja radi brzinom od 250 krugova u minuti još uvijek može izgubiti 30 posto svoje potencijalne proizvodnje. Ovi gubici nastaju zbog mikrozastoja, odbijanja rasipanja i dugih vremena prijelaza. Metode za poboljšanje stvarne produktivnosti stroja za izradu vreća za smeće uključuju hardverski inženjering, upravljački softver i dizajn procesa. Da bismo razumjeli ove metode, moramo pogledati najveću brzinu stroja. Moramo razumjeti kako strojevi uklanjaju određene vrste gubitaka koji smanjuju produktivnost.
Razlikovanje teorijskog i produktivnog rezultata
Prvo pravilo analize produktivnosti je da su nazivna brzina i stvarni učinak rijetko isti. Međunarodna organizacija za standardizaciju, kroz ISO 22400-2 o ključnim pokazateljima učinka za proizvodne operacije, definira ovaj jaz s ukupnom učinkovitosti opreme ili OEE. OEE umnožava stope dostupnosti, performansi i kvalitete. Na primjer, stroj s 200 vrećica u minuti ima 12 posto zastoja. Radi s 85 posto najveće brzine kako bi se nosio s varijacijama materijala. I čini 4 posto proizvoda-izvan specifikacije. Ovaj stroj ima OEE od oko 63 posto. Tako je izgubljeno 37 posto njegovog teorijskog kapaciteta.
Moderni stroj za izradu vreća za smeće popravlja svako od ova tri područja gubitka specifičnim inženjerskim rješenjima. Ne oslanja se na operatera da prati i smanjuje gubitke. Sljedeći odjeljci razmatraju kako stroj smanjuje svaku vrstu gubitka.
Tandemska brtvena arhitektura za udvostručenje propusnosti
Najizravniji način poboljšanja produktivnosti je promjena dizajna stroja, a ne brži rad. Stara linija za proizvodnju vreća za smeće koristi hermetički zatvorenu stanicu. Svaki stroj na ovoj stanici obrađuje vrećicu. Svaki ciklus ima korake. Brtve se zatvaraju. Zatvorite na 160-200 stupnjeva 0,15-0,4 sekunde. Zatim ga otvorite. Film zatim pomiče duljinu vrećice prema naprijed. Puni ciklus traje 0,4–0,6 sekundi. To ograničava proizvodnju na oko 100-150 vrećica u minuti.
Kako bi se poboljšala učinkovitost proizvodnje, stroj za izradu vreća za smeće koristi serijski uređaj za brtvljenje. To znači naizmjenično mijenjanje dviju stanica za pečaćenje. Stanica B pomiče film i priprema se za zatvaranje dok je postaja A bila u zastoju. Dvije postaje dijele isti filmski put. Ali jedan po jedan rade na različitim pozicijama torbe. To je udvostručilo protok na 250-350 vrećica u minuti. Time nećete prepoloviti duljinu boravka. Ovo je važno jer zadržavanje kraće od 0,15 sekundi slabi nepropusnost.
Društvo inženjera plastike (SPE) ima tehnički dokument o-brtvljenju polietilenskim filmom velike brzine. Radovi pokazuju da pri normalnim temperaturama spoja, vrijeme zadržavanja manje od 0,12 sekundi ne dopušta polimernim lancima da se potpuno spoje u cijelom spoju. To će smanjiti otpornost na ljuštenje za 25-35 posto. Serijski dizajn održava dobro vrijeme zastoja. U isto vrijeme, udvostručuje broj pečata generiranih u minuti prema vremenu stroja. To je rezultiralo povećanjem neto produktivnosti od 95 posto u odnosu na -singlestop dizajn. Ovo povećanje je uzelo u obzir dodatne radove na održavanju na drugom mjestu.
Servo{0}}indeksiranje filma i profiliranje ubrzanja
Pogonski mehanizam tankog filma vuče film kroz stanice za pečaćenje, perforiranje i rezanje. Sustav je glavni uzrok ograničenja brzine i varijabilnosti proizvoda. Mehanički br-indekseri imaju fiksne obrasce ubrzanja. Stavili su visoku oznaku na polietilensku foliju. Trzaj je stopa promjene ubrzanja. To uzrokuje rastezanje membrane, promjenu širine i ponekad smanjenje brzine za više od 150 krugova u minuti.
Indekseri na servo pogon zamjenjuju ekscentre programibilnim elektroničkim profilom brijega. Ovaj profil je pohranjen u kontroleru pokreta. Servo motor pokreće precizne parove valjaka. Ovi cilindri su obično promjera 120-150 mm. Kromirani su-i imaju površinsku završnicu od Ra 0,2-0,4 mikrona. Valjak čvrsto drži foliju i pomiče se prema naprijed prema zadanoj duljini vrećice. Oni koriste S-krivulju ubrzanja za ograničavanje trzaja. IEEE Transactions on Industrial Electronics je to proučavao. Rezultati pokazuju da profil gibanja S-krivulje može smanjiti vršni omjer naprezanja filma za 40 posto u usporedbi s profilom konstantnog ubrzanja pri istoj cikličkoj brzini. To omogućuje stroju da radi brzinom od 250+ u minuti na 12 μm LLDPE filmu bez prekoračenja granice elastičnosti filma.
Servo indekser ima točnost od ±0,3 mm za pozicioniranje duljine vrećice. Ta je točnost važna jer varijacije u duljini vrećice mogu utjecati na sljedeće korake. Ako je papirna vrećica izrezana više od 2 mm, kutija za pakiranje od 500 vrećica je predugačka. Ako je platnena vrećica skraćena za 2 mm, veličina platnene vrećice ne zadovoljava zahtjeve. Odjel za pretvorbu TAPPI-ja kaže da je ponovljivost dimenzija bila unutar ±0,5 mm i da je stopa volumenskog otpada smanjena za 60-70 posto u usporedbi s tolerancijama od ±2 mm.
Automatizirana promjena valjaka s letećim spojem
Promjena valjka jedan je od najvećih uzroka neplaniranih zastoja u procesu pakiranja u vreće. Standardna rola od 500 kg široka je 1.200 mm, a 15 μm LDPE folija ima oko 28.000 dužnih metara. To je dovoljno za otprilike 35.000 standardnih vreća od 800 mm. S 250 vrećica u minuti, možete ostati bez peciva za oko 140 minuta. Dakle, ima 8-10 promjena glasnoće po smjeni.
Ručno premotavanje unatrag traje 8-15 minuta. Morate zaustaviti stroj, izvaditi praznu jezgru, staviti je u novi bubanj, spojiti rep filma s pokretnom žicom i ponovno ga provući. To je jednako 60-120 minuta izgubljene proizvodnje po smjeni. Proizvođači vreća za smeće s automatskim strojevima za namotavanje skraćuju vrijeme svake izmjene na 30-45 sekundi. Spajalo se punom brzinom.
Tako funkcionira-sustav prenapona. Sekundarni položaj za odvijanje drži spremnim zamjenski valjak. Njegov prednji rub bio je pričvršćen ljepljivom trakom. Laserski senzor to detektira kada promjer pokretnog valjka dosegne zadani minimum. kontrolni sustav zatim ubrzava pričuvnu rolu kako bi odgovarao brzini linije. Pritišće vrući štapić mozaika na točku preklapanja. Zarezao je staru mrežu. Sve se to događa za 2-3 sekunde. Strojevi nikad ne staju.
Europska udruga organizacija za recikliranje i oporabu plastike (EPRO) ima operativne podatke o usporedbi za pretvarače savitljivih folija. Podaci pokazuju da je automatizirani sustav za spajanje smanjio prosječno vrijeme zastoja po smjeni od promjene valjaka za 85 – 92 posto. Ovo može vratiti 50-100 minuta proizvodnog vremena po smjeni.
Inline otkrivanje grešaka i ispravljanje zatvorene-petlje
Gubitak kvalitete je vrećica napravljena od specifikacija koja se mora baciti ili prodati u nižoj ocjeni. Oni obično čine 3-6 posto proizvodnje strojeva bez inline inspekcije. Na 250+ vrećica na sat-brze željezničke pruge, problem s kvalitetom koji prolazi nezapaženo čak 90 sekundi rezultirao je s 375 loših vrećica.
Suvremeni sustav detekcije strojnog vida ima dvije ključne točke.
Seal Check koristi žičanu-kameru za skeniranje visoke-razlučivosti od 2048 – 4096 piksela. Kamere će snimiti donji pečat čim se napravi. Sustav provjeri ravnomjernost širine brtve. Nalazi nepotpunu fuziju ili hladnoću. Također pronalazi kontaminaciju poput čestica gela ili prašine zarobljene u brtvi. Udruga za tehnologiju pakiranja i obrade (PMMI) rekla je da je ugrađeno termalno snimanje pomoću vidljivog svjetla otkrilo 98 posto nedostataka brtvljenja pri brzinama većim od 300 vrećica u minuti.
Inspekcija perforacije koristi drugu kameru. Kamera provjerava dubinu i ujednačenost perforacije. Punkcija uzrokovana plitkom vrećicom s podvezom. Preduboka rana uzrokuje prerano pucanje vrećica u omotu. Sustav mjeri debljinu preostalog mosta materijala na svakoj točki perforacije. Označava vrećice izvan raspona tolerancije 0.5 -1.5 mm.
Kada se otkrije kvar, sustav ne samo da oglašava alarm. Šalje podatke mjerenja natrag u kontrolere za brtvljenje i perforaciju. Ako je temperatura brtve preniska i spajanje nije dovršeno, regulator će automatski povisiti točku podešavanja za 2 – 3 stupnja C. Ako je dubina perforacije premala, servo podešavanje dubine oštrice 0,02 mm. Ova korekcija zatvorene-petlje odobrena je u skladu s člankom 8.5.1 okvira upravljanja kvalitetom ISO 9001 na izlazu procesa kontrole. Smanjuje otpad-vezan uz kvalitetu s 3–6 posto na ispod 0,5 posto. To je jednako 6 – 12 dodatnih proizvodnih minuta po satu.
Alat za brzu-promjenu za proizvodnju više-formata
Kako se linija vreća za smeće bude širila, tako će se povećavati i veličine, poput kuhinjskih vreća od 20- litara do obloga za kante od 240 litara. Mjeri također variraju, od tankih vrećica od 12 mikrona do 35 μm za teške uvjete. I različiti stilovi, poput ravnog pečata, zvjezdastog pečata, patentnog zatvarača, pečata itd. Stoga je brzo prebacivanje između ovih vrsta ključni faktor u proizvodnji.
SMED SMED metoda Japanskog udruženja menadžmenta. Mnoge tvornice ga koriste za promjenu posla. SMED dijeli vrijeme postavljanja na dva dijela. Interne postavke znače da se stroj morao zaustaviti. Vanjske postavke znače da možete biti spremni dok stroj radi. Stroj za izradu vreća za smeće koji slijedi SMED pravila ima ove značajke.
- Brtve-za brzo otpuštanje pomoću poluge za zaključavanje umjesto rezača vijaka. Kao rezultat toga, vrijeme potrebno za razmjenu crtičnih kodova smanjeno je s 20 minuta na manje od 3 minute.
- Kolica s alatom unaprijed postavljena. Oni drže šipke za brtvljenje sljedećeg formata, oštrice za perforaciju i preklopne ploče izravno u stroju. Postavljeni su u trenutnoj vožnji.
- Servo podešavanja prema receptu. Duljina, širina savijanja i položaj perforacije ovih kontrolnih vrećica. PLC će ih nazvati za pet sekundi. I nije mu potrebna mehanička promjena.
- Spojne točke navojnih vodilica i stanica za lijepljenje trake označene su bojama. Stoga operater ne mora gledati nikakav priručnik kako bi pronašao i spojio ispravnu putanju.
ISO 22400-2 OEE pravila koristi Institut za proizvodnu učinkovitost. Otkrili su da strojevi za vrećice temeljeni na SMED-u mogu promijeniti cijeli format u šest do deset minuta. Ovo uključuje prve provjere kvalitete artikla. Ali prosječnom stroju treba 30-45 minuta. Za postrojenja koja mijenjaju 4-6 formata po smjeni, možete uštedjeti 90-180 minuta radnog vremena.
Prediktivno održavanje i dostupnost opreme
Neplanirani zastoj dolazi zbog kvara komponente. Na primjer, ležajevi se zaglave, grijači brtvi pregore ili se oštrica za perforaciju istroši. Gašenje je najviše naštetilo produktivnosti. Jer se događa bez upozorenja. Morate pronaći problem prije nego što ga možete riješiti.
Institut Društva inženjera proizvodnje objavio je neke podatke. Neplanirani prekid rada za Packers trajao je od 45 do 90 minuta od prekida do ponovnog pokretanja, pokazuju podaci. Sama dijagnoza traje 25-40 minuta.
Prediktivno održavanje rješava ovaj problem. Provjerava se zdravlje dijelova. Daje upozorenje kada se dio pogorša, ali ne kvari. Što treba i što ne treba raditi kod proizvođača stroja za izradu vreća za smeće uključuje:
Senzori vibracija montirani su na ležaj brtvene stanice. Senzori ubrzanja mjere uzorke vibracija ležajeva. Kada započne-skidanje ležajeva, frekvencija vibracija se očito mijenja. Promjenu je moguće uočiti između 200 i 400 radnih sati prije nego što ležaj potpuno pukne. Ovo je u skladu s pravilima ISO 10816 za ispitivanje mehaničkih vibracija. Ovo rano upozorenje daje vam vremena da promijenite ležajeve tijekom planiranog zaustavljanja zbog održavanja.
Kontrolom provjerite otpor grijača brtve. Brtva sadrži grijače uložaka. Kako grijači stare, tako raste i njihov otpor. Gledajući trendove otpora, možete vidjeti kada su grijači pri kraju svog životnog vijeka. To sprječava kvarove temperature brtve tijekom cirkulacije. Ako bi se takav kvar dogodio, to bi uzrokovalo stotine polomljenih pečata prije nego što bi to bilo koji operater primijetio.
Perforacija-rubova oštrice također je bila pod nadzorom. Ali u većini slučajeva senzor se ne može montirati izravno na oštricu. Umjesto toga, mjerite silu potrebnu za siluete. Ta se sila očitava iz povratne informacije zakretnog momenta servo sustava pokretanog lopaticama. Oštrica je otupjela i sila raste. Kada je zakretni moment 15 – 20 posto veći od normalnog, to znači da je potrebno zamijeniti oštrice. Dakle, možete ga planirati brusiti ili zamijeniti, umjesto da čekate da se kvaliteta rezanja pogorša i onda ga popravljate.
Ujedinjeni SAD. Ured za energetsku učinkovitost i obnovljivu energiju Ministarstva energetike daje smjernice o pouzdanosti proizvodnog sustava. Kaže da prediktivno održavanje meko-uređaja može smanjiti neplanirane zastoje za 35-45 posto. Također smanjuju troškove rada za održavanje za 20-30 posto u usporedbi s pasivnim održavanjem.
Upravljanje energijom i održiva produktivnost
Veća produktivnost može koristiti više energije. To može smanjiti vašu ušteđevinu. To je osobito istinito tamo gdje su cijene električne energije visoke ili su uvedeni porezi na ugljik. Stroj za izradu vreća za smeće ima karakteristike uštede energije i upravljanja potrošnjom električne energije.
- Servo regenerativno kočenje jedna je od značajki. film-indeksirajući servo usporava od pune brzine do nule u svakom ciklusu, motor postaje generator. Šalje kinetičku energiju natrag u DC sabirnicu. Na brzim strojevima koji rade više od 250 ciklusa u minuti, ova reciklirana energija može zadovoljiti 15-25 posto ukupne potrebe za energijom servo sustava.
- Kontrola sigurnosne brtve je još jedna funkcija. Tijekom promjena role, promjena formata ili kratkih zaustavljanja proizvodnje, temperature brtve se održavaju na 85-90 posto radne točke. Ne pada uvijek na sobnu temperaturu. Zajednički istraživački centar Europske komisije (JRC) ima referentni dokument o pretvorbi polimernog filma. Način rada pripravnosti smanjuje vrijeme potrebno za ponovno zagrijavanje šipke za brtvljenje s 4-6 minuta na manje od 60 sekundi, rečeno je. Koristi 40 posto manje energije od potpunog podgrijavanja.
- Također se koristi i topljenje s-ljepilom na zahtjev. Za strojeve koji koriste ljepljivu traku za izradu vrećica s uzicom, ljepilo se obrađuje u malim serijama od 50 – 100 grama pomoću-sustava vrućeg taljenja na zahtjev. Ne pune puni spremnik od 5 litara na 170 stalno. Time se smanjuje potrošnja energije sustava ljepila za 35-40 posto.
Zaključak
Učinkovitost proizvođača stroja za izradu vreća za smeće dolazi od mnogo stvari koje rade zajedno. To uključuje dizajn stroja (kao što je tandemsko brtvljenje), kontrolu gibanja (servo-pokretano S-indeksiranje krivulje), automatizaciju (fly-shear roll changes), inline kontrolu kvalitete (vizija-zasnovana na zatvorenoj-petlji korekcija), radne metode (SMED-temeljen dizajn alata), planiranje održavanja (prediktivno praćenje na temelju vibracija i zakretnog momenta) i potrošnja energije (regenerativno kočenje i pomoćna kontrola temperature).
Svaki dio nadoknadio je drugu vrstu gubitka. Ove vrste gubitaka su iz OEE okvira. To su upotrebljivost, izvedba i kvaliteta. A učinci tih dijelova ne zbrajaju se samo. Pomnožite dva.
Na primjer, ako stroj poveća svako područje gubitka za 15 posto, ukupni dobitak produktivnosti iznosi oko 55 posto. Ne 15 posto. To se događa jer kada se izvedba i kvaliteta također poboljšaju, ostaje više vremena za proizvodnju.
Upravo taj efekt umnožavanja čini pravi{0}}inženjerski sustav produktivnosti drugačijim od jednostavno bržeg.
Reference
- ISO 22400-2:2014.Sustavi automatizacije i integracija - Ključni pokazatelji učinka (KPI) za upravljanje proizvodnim operacijama - 2. dio: Definicije KPI-ja.
- Društvo inženjera plastike (SPE).Zbornik radova ANTEC konferencije - Vrijeme zadržavanja i čvrstoća brtvljenja u -brtvljenju polietilenskim filmom velike brzine.
- IEEE.Transakcije na industrijskoj elektronici - S-Profili kretanja krivulje za fleksibilno indeksiranje filma.
- TAPPI odjel za pretvorbu.Tehničke smjernice za ponovljivost dimenzija u pretvaranju filmova.
- Europsko udruženje organizacija za recikliranje i oporabu plastike (EPRO).Operativni benchmarking podaci za pretvarače fleksibilnih filmova.
- Udruga za tehnologiju pakiranja i obrade (PMMI).Inline inspekcijske tehnologije za-brze linije za pakiranje.
- ISO 9001:2015.Sustavi upravljanja kvalitetom - Zahtjevi.
- Japansko udruženje menadžmenta.Metodologija i okvir za implementaciju -Minute Exchange of Die (SMED).
- Manufacturing Performance Institute.OEE Benchmarking studije za opremu za pretvorbu.
- Društvo inženjera proizvodnje (SME).Prediktivne studije slučaja održavanja u fleksibilnom pakiranju.
- ISO 10816.Mehaničke vibracije - Procjena vibracija stroja mjerenjima na ne-rotirajućim dijelovima.
- US Department of Energy - Ured za energetsku učinkovitost i obnovljivu energiju.Smjernice za pouzdanost i održavanje proizvodnih sustava.
- Zajednički istraživački centar Europske komisije (JRC).BAT referentni dokument za industriju prerade polimernog filma.
