Roskasäkkituotannossa tuotannon tehokkuus ei ole vain koneen nopeus. Linja, joka kulkee nopeudella 250 kierrosta minuutissa, voi silti menettää 30 prosenttia potentiaalisesta tehostaan. Nämä tappiot johtuvat mikroseisokeista, jätteistä kieltäytymisestä ja pitkistä vaihtoajoista. Roskapussivalmistuskoneen todellista tuottavuutta parantavia menetelmiä ovat laitteistosuunnittelu, ohjausohjelmistot ja prosessisuunnittelu. Näiden menetelmien ymmärtämiseksi meidän on tarkasteltava koneen huippunopeutta. Meidän on ymmärrettävä, kuinka koneet poistavat tietyntyyppiset tappiot, jotka heikentävät tuottavuutta.
Erottava teoreettinen ja tuottava tuotos
Tuottavuusanalyysin ensimmäinen sääntö on, että nimellisnopeus ja todellinen tuotanto ovat harvoin samat. Kansainvälinen standardointijärjestö määrittelee tämän eron tuotantotoimintojen keskeisiä suorituskykyindikaattoreita koskevan ISO 22400-2 -standardin avulla OEE:n eli Overall Equipment Effectiveness -arvioinnin avulla. OEE moninkertaistaa saatavuuden, suorituskyvyn ja laadun. Esimerkiksi koneella, jonka nopeus on 200 pussia minuutissa, on 12 prosentin seisokkiaika. Se käy 85 prosentilla huippunopeudestaan käsitelläkseen materiaalivaihteluita. Ja se tekee 4 prosenttia{11}}erityistuotteesta. Tämän koneen OEE on noin 63 prosenttia. Joten 37 prosenttia sen teoreettisesta kapasiteetista menetetään.
Moderni roskapussivalmistuskone korjaa kaikki nämä kolme hävikkialuetta erityisillä teknisillä ratkaisuilla. Se ei luota siihen, että käyttäjä tarkkailee ja vähentää tappioita. Seuraavissa osissa tarkastellaan, kuinka kone vähentää kunkin tyyppisiä menetyksiä.
Tandem-tiivistysarkkitehtuuri tehon kaksinkertaistamiseen
Suorin tapa parantaa tuottavuutta on muuttaa koneen rakennetta, ei nopeuttaa sitä. Vanha jätesäkkituotantolinja käyttää ilmatiivistä asemaa. Jokainen kone tällä asemalla käsittelee pussin. Jokaisessa syklissä on vaiheita. Tiivisteet sulkeutuvat. Sulje 160-200 astetta 0,15-0,4 sekunniksi. Avaa se sitten. Sitten kalvo siirtää pussin pituutta eteenpäin. Täysi sykli kestää 0,4–0,6 sekuntia. Tämä rajoittaa tuotannon noin 100–150 pussiin minuutissa.
Tuotannon tehokkuuden parantamiseksi roskapussien valmistuskone ottaa käyttöön sarjatiivistyslaitteen. Tämä tarkoittaa vuorottelua kahden tiivistysaseman välillä. Asema B siirtää elokuvaa ja valmistautuu sulkeutumaan, kun asema A oli seisokissa. Molemmat asemat jakavat saman elokuvapolun. Mutta yksitellen ne toimivat eri pussin asennoissa. Tämä on kaksinkertaistunut 250–350 pussiin minuutissa. Tämä ei puolita oleskelun kestoa. Tämä on tärkeää, koska alle 0,15 sekunnin viipyminen heikentää tiivistettä.
Muoviinsinöörien yhdistyksellä (SPE) on tekninen asiakirja nopeasta{0}}polyeteenikalvosaumauksesta. Paperit osoittavat, että normaaleissa saumauslämpötiloissa alle 0,12 sekunnin viipymäaika ei salli polymeeriketjujen sekoittumista täysin läpi koko tiivisteen. Tämä vähentää kuorinnan lujuutta 25–35 prosenttia. Sarjasuunnittelu ylläpitää hyvät seisonta-ajat. Samalla se kaksinkertaistaa minuutissa syntyvien sinettien määrän koneen aikana. Tämä johti 95 prosentin nettotuottavuuden kasvuun verrattuna yhden pysähdyksen{10}}suunnitteluun. Tämä lisäys on huomioinut toisen kohteen lisähuoltotyöt.
Servo-ohjattu kalvon indeksointi ja kiihtyvyysprofilointi
Ohutkalvon propulsiomekanismi vetää kalvon tiivistys-, rei'itys- ja leikkausasemien läpi. Järjestelmä on ollut suurin syy nopeusrajoituksiin ja tuotteiden vaihteluun. Mekaanisilla nokka{2}}ohjatuilla indeksoijilla on kiinteät kiihtyvyysmallit. He laittoivat kohoavan etiketin polyeteenikalvoon. Nykiminen on kiihtyvyyden muutosnopeus. Tämä saa kalvon venymään, muuttaa leveyttä ja joskus katkaista nopeutta yli 150 kierrosta minuutissa.
Servokäyttöiset indeksointilaitteet korvaavat nokat ohjelmoitavalla elektronisella nokkaprofiililla. Tämä profiili on tallennettu liikeohjaimeen. Servomoottori käyttää tarkkuustelapareja. Nämä sylinterit ovat yleensä halkaisijaltaan 120–150 mm. Ne on kromi-pinnoitettu ja niiden pintakäsittely on Ra 0,2-0,4 mikronia. Rulla pitää kalvon tiukasti kiinni ja liikkuu eteenpäin pussin asetetun pituuden mukaan. He käyttävät S-käyrän kiihtyvyyskäyrää nykimisen rajoittamiseen. IEEE Transactions on Industrial Electronics tutki tätä. Tulokset osoittavat, että S-käyrän liikeprofiili voi vähentää kalvon huippujännityssuhdetta 40 prosenttia verrattuna vakiokiihtyvyysprofiiliin samalla syklisellä nopeudella. Tämän ansiosta kone voi toimia nopeudella 250+ minuutissa 12 μm LLDPE-kalvolla ylittämättä kalvon elastisuusrajaa.
Servo-indekserin tarkkuus on ±0,3 mm pussin pituuden sijoittelussa. Tämä tarkkuus on tärkeä, koska pussin pituuden vaihtelut voivat vaikuttaa seuraaviin vaiheisiin. Jos paperipussi leikataan yli 2 mm pitkäksi, 500 pussin pakkauslaatikko on liian pitkä. Jos kangaspussia leikataan 2 mm lyhyeksi, kangaskassin koko ei täytä vaatimuksia. TAPPI:n Converting Division kertoo, että mittojen toistettavuus oli ±0,5 mm:n sisällä ja tilavuushukkaa väheni 60–70 prosenttia verrattuna ±2 mm:n toleransseihin.
Automaattinen rullanvaihto lentävällä liitoksella
Telan vaihto on yksi suurimmista syistä pussitusprosessin odottamattomiin seisokkeihin. Normaali 500 kg:n rulla on 1 200 mm leveä ja 15 μm LDPE-kalvo noin 28 000 lineaarimetriä. Se riittää noin 35 000 normaaliin 800 mm pussiin. Kun nopeus on 250 pussia minuutissa, rullat loppuvat noin 140 minuutissa. Vuorossa on siis 8-10 äänenvoimakkuuden muutosta.
Manuaalinen takaisinkelaus kestää 8–15 minuuttia kerrallaan. Sinun on pysäytettävä kone, otettava tyhjä ydin, ladattava se uuteen rumpuun, liitettävä kalvon pyrstö juoksulangalla ja kierrettävä uudelleen. Se vastaa 60–120 minuuttia menetettyä tuotantoa työvuoroa kohden. Automaattisella kelauskoneella varustetut roskapussien valmistajat lyhentävät jokaisen vaihdon ajan 30–45 sekuntiin. Jatkoi täydellä nopeudella.
Näin perho{0}}kippijärjestelmä toimii. Toissijainen avausasento pitää vaihtorullan valmiina. Sen etureuna kiinnitettiin ilmastointiteipillä. Laseranturi havaitsee tämän, kun juoksurullan halkaisija saavuttaa asetetun minimin. ohjausjärjestelmä nopeuttaa sitten valmiustilan rullaa vastaamaan linjan nopeutta. Se painaa kuumaa mosaiikkitikkua limityskohtaa vasten. Se leikkaa vanhan verkon. Kaikki tämä tapahtuu 2-3 sekunnissa. Koneet eivät koskaan pysähdy.
European Association of Plastics Recycling and Recovery Organisations (EPRO) tarjoaa toiminnallisia vertailutietoja joustaville kalvonmuuntimille. Tiedot osoittavat, että automatisoitu jatkosjärjestelmä vähensi keskimääräisiä seisokkeja vuoroa kohden rullanvaihdoista 85–92 prosenttia. Tämä voi palauttaa 50-100 minuuttia tuotantoaikaa työvuoroa kohden.
Sisäinen vian tunnistus ja suljetun{0}}silmukan korjaus
Laatuhäviö on spesifikaatioista valmistettu pussi, joka täytyy heittää pois tai myydä alempana. Nämä muodostavat tyypillisesti 3–6 prosenttia koneen tuotannosta ilman sisäistä tarkastusta. 250+ laukkuja tunnissa nopealla-nopeusjunaradalla laatuongelma, joka jää huomaamatta jopa 90 sekuntiin, johti 375 pussiin.
Nykyaikaisessa konenäön tunnistusjärjestelmässä on kaksi keskeistä kohtaa.
Seal Check käyttää 2 048–4 096 pikseliä korkean-resoluution lanka-skannauskameraa. Kamerat kuvaavat pohjatiivisteen heti, kun se on tehty. Järjestelmä tarkistaa tiivisteen leveyden tasaisuuden. Se löytää epätäydellistä fuusiota tai kylmyyttä. Se löytää myös epäpuhtauksia, kuten geelihiukkasia tai pölyä, joka on jäänyt tiivisteeseen. Association for Packaging and Processing Technologies (PMMI) sanoi, että näkyvää valoa käyttävä inline lämpökuvaus havaitsi 98 prosenttia tiivistevirheistä yli 300 pussin minuutissa.
Rei'itystarkastuksessa käytetään toista kameraa. Kamera tarkistaa rei'ityksen syvyyden ja tasaisuuden. Matalan kiristepussin aiheuttama pisto. Liian syvä haava aiheuttaa pussien ennenaikaisen repeytymisen kääreessä. Järjestelmä mittaa jäljellä olevan materiaalisillan paksuuden kussakin rei'ityspisteessä. Se merkitsee pussit 0.5 -1.5 mm toleranssialueen ulkopuolella.
Kun vika havaitaan, järjestelmä ei vain anna hälytysääntä. Se lähettää mittaustiedot takaisin tiivistys- ja perforointisäätimille. Jos tiivisteen lämpötila on liian alhainen ja sulatus on epätäydellinen, säädin nostaa automaattisesti asetuspistettä 2 – 3 astetta C. Jos rei'ityssyvyys on liian matala, terän syvyyden servosäätö 0,02 mm. Tämä suljetun-silmukan korjaus on hyväksytty ISO 9001 -laadunhallintakehyksen artiklan 8.5.1 mukaisesti valvontaprosessin tulosten osalta. Se vähentää laatuun liittyvää{11}}jätteen määrää 3–6 prosentista alle 0,5 prosenttiin. Tämä vastaa 6–12 ylimääräistä tuotantominuuttia tunnissa.
Pika-muutostyökalut usean-muodon tuotantoon
Kun roskapussivalikoima laajenee, kasvavat myös koot, kuten 20{5}}litran keittiökasseista 240 litran roskakoriin. Mittarit vaihtelevat myös ohuista 12 mikronin pusseista 35 μm:n raskaisiin pusseihin. Ja eri tyylejä, kuten litteä tiiviste, tähtitiiviste, vetoketju, tiiviste jne. Siksi nopea vaihtaminen näiden tyyppien välillä on avaintekijä tulostuksessa.
SMED on Japan Management Associationin SMED-menetelmä. Monet tehtaat käyttävät sitä työpaikan vaihtamiseen. SMED jakaa asetusajan kahteen osaan. Sisäiset asetukset tarkoittavat, että koneen piti pysähtyä. Ulkoiset asetukset tarkoittavat, että voit olla valmis koneen käydessä. SMED-sääntöjä noudattavalla roskapussin valmistuskoneella on nämä ominaisuudet.
- Pikalukitus-tiivisteet käyttämällä nokkalukitusvipua pulttileikkurien sijaan. Tämän seurauksena viivakoodien vaihtoon kuluva aika on lyhentynyt 20 minuutista alle 3 minuuttiin.
- Työkalukärryt paikallaan etukäteen. Ne pitävät seuraavan muodon tiivistetangot, rei'itysterät ja taittolevyt suoraan koneessa. Ne on asetettu nykyiseen käyttöön.
- Servosäädöt reseptin mukaan. Näiden kontrollipussien pituus, taittoleveys ja rei'itysasento. PLC soittaa heille viiden sekunnin kuluttua. Eikä se vaadi mekaanista muutosta.
- Kierrekiskojen ja teippiliitosasemien liitoskohdat ovat värikoodeja. Siksi käyttäjän ei tarvitse katsoa mitään käsikirjaa löytääkseen ja yhdistääkseen oikean polun.
Institute of Manufacturing Performance käyttää ISO 22400-2 OEE-sääntöä. He havaitsivat, että SMED-pohjaiset pussikoneet pystyivät vaihtamaan koko muodon kuudesta 10 minuutissa. Tämä sisältää ensimmäisen tuotteen laatutarkastukset. Mutta keskimääräinen kone kestää 30–45 minuuttia. Laitoilla, joissa 4–6 formaattia vaihtuu vuorossa, voit säästää 90–180 minuuttia työaikaa.
Ennakoiva huolto ja laitteiden saatavuus
Odottamaton seisokki johtuu komponenttivioista. Esimerkiksi laakerit jumiutuvat, tiivisteen lämmittimet palavat tai rei'itysterä kuluu. Seisokki on heikentänyt tuottavuutta eniten. Koska se tapahtuu ilman varoitusta. Sinun on löydettävä ongelma ennen kuin voit ratkaista sen.
Institute of the Society of Manufacturing Engineers julkaisi joitain tietoja. Data osoitti, että Packersin suunnittelematon seisokki kesti 45–90 minuuttia katkosta uudelleenkäynnistykseen. Pelkkä diagnoosi kestää 25-40 minuuttia.
Ennakoiva huolto ratkaisee tämän ongelman. Se on tarkastanut osien kunnon. Se antaa varoituksen, kun osa huononee, mutta ei vioittele. Roskapussien valmistuskoneen valmistajan suositukset ja kiellot sisältävät:
Tärinäanturit on asennettu tiivistysaseman laakeriin. Kiihtyvyysanturit mittaavat laakerien värähtelykuvioita. Kun laakerien -kuoriminen alkaa, värinätaajuus muuttuu selvästi. Muutos voidaan havaita 200-400 työtunnin välillä ennen kuin laakeri rikkoutuu kokonaan. Tämä on ISO 10816 -standardin mekaanisen tärinän tarkastuksen sääntöjen mukainen. Tämä varhainen varoitus antaa sinulle aikaa vaihtaa laakerit määräaikaishuoltopysähdyksen aikana.
Tarkista tiivisteen lämmittimen vastus valvonnan avulla. Tiiviste sisältää patruunalämmittimet. Lämmittimen ikääntyessä niiden vastus vähenee. Tarkastelemalla vastustrendejä voit nähdä, milloin lämmittimet lähestyvät käyttöikänsä loppua. Tämä estää tiivisteen lämpötiloja toimimasta väärin kierron aikana. Jos tällainen vika tapahtuisi, se rikkoisi satoja tiivisteitä ennen kuin kukaan käyttäjä huomaa.
Rei'itys-terän reunat olivat myös valvonnassa. Mutta useimmissa tapauksissa anturia ei voi asentaa suoraan terään. Sen sijaan mittaat siluettien vaatiman voiman. Tämä voima luetaan siipikäyttöisen servojärjestelmän vääntömomentin palautteesta. Terä tylsistyy ja voima nousee. Kun vääntömomentti on 15–20 prosenttia normaalia suurempi, terät on vaihdettava. Joten voit suunnitella sen hiomista tai vaihtamista sen sijaan, että odotat, että leikkauslaatu heikkenee ja korjaa se sitten.
United USA. Energialaitoksen energiatehokkuus- ja uusiutuvan energian toimisto neuvoo valmistusjärjestelmän luotettavuutta. Sen mukaan pehmeä{3}}pakattujen laitteiden ennakoiva huolto voi vähentää suunnittelemattomia seisokkeja 35–45 prosenttia. Ne myös vähentävät kunnossapidon työvoimakustannuksia 20–30 prosenttia passiiviseen kunnossapitoon verrattuna.
Energianhallinta ja kestävä tuottavuus
Korkeampi tuottavuus voi kuluttaa enemmän energiaa. Tämä voi vähentää säästöjäsi. Tämä pätee erityisesti silloin, kun sähkön hinta on korkea tai hiilidioksidiveroja määrätään. Roskapussin valmistuskoneella on energiansäästön ja sähkönkulutuksen hallinnan ominaisuudet.
- Servo hyötyjarrutus on yksi ominaisuuksista. kalvo-indeksoiva servo hidastuu täydestä nopeudesta nollaan joka syklissä, moottorista tulee generaattori. Se lähettää kineettistä energiaa takaisin tasavirtaväylään. Nopeissa koneissa, jotka käyvät yli 250 kierrosta minuutissa, tämä kierrätetty energia voi kattaa 15–25 prosenttia servojärjestelmän kokonaistehotarpeesta.
- Sinetin varmuuskopion ohjaus on toinen toiminto. Telan vaihtojen, muotomuutosten tai lyhyiden tuotantopysäytysten aikana tiivisteen lämpötilat pidetään 85–90 prosentissa työasetuspisteestä. Se ei aina laske huoneenlämpöön. Euroopan komission Yhteisellä tutkimuskeskuksella (JRC) on viiteasiakirja polymeerikalvojen muuntamisesta. Valmiustila vähentää tiivistetangon lämmittämiseen kuluvaa aikaa 4–6 minuutista alle 60 sekuntiin, se sanoi. Se käyttää 40 prosenttia vähemmän energiaa kuin täysi uudelleenlämmitys.
- Käytetään myös sulattamista -on-demand-liimalla. Koneissa, jotka käyttävät teippiä kiristysnyöripussien valmistukseen, liima käsitellään pienissä 50–100 gramman erissä käyttämällä on-demand kuumasulatusjärjestelmää. Heillä ei ole täyttä 5 litran tankkia 170 asteessa koko ajan. Tämä vähentää liimajärjestelmän energiankulutusta 35–40 prosenttia.
Johtopäätös
Aa Roskapussivalmistuskoneen tehokkuus johtuu monista asioista yhdessä. Näitä ovat koneen rakenne (kuten tandemtiivistys), liikkeenohjaus (servo-ohjattu S-käyrän indeksointi), automaatio (fly-leikkausrullan muutokset), inline laadunvalvonta (näkemys-pohjainen suljetun-silmukan korjaus), toimintatavat (SMED-pohjainen suunnitteluun ja tärinäenergian käyttöön perustuva suunnittelu ja työkalujen valvonta). (regeneratiivinen jarrutus ja varalämpötilan säätö).
Jokainen osa korvasi erilaisen tappion. Nämä tappiotyypit ovat OEE-kehyksestä. Ne ovat käytettävyys, suorituskyky ja laatu. Ja näiden osien vaikutukset eivät vain kasva yhteen. Kerro nämä kaksi.
Jos kone esimerkiksi lisää kutakin häviöaluetta 15 prosenttia, kokonaistuottavuus nousee noin 55 prosenttia. Ei 15 prosenttia. Tämä johtuu siitä, että kun suorituskyky ja laatu paranevat, tuotantoon jää enemmän aikaa.
Tämä moninkertaistava vaikutus tekee todellisesta tuottavuuden{0}}suunnittelujärjestelmästä erilaisen kuin nopeampi.
Viitteet
- ISO 22400-2:2014.Automaatiojärjestelmät ja integrointi - Keskeiset suorituskykyindikaattorit (KPI) tuotantotoimintojen hallinnassa - Osa 2: KPI-määritykset.
- Society of Plastics Engineers (SPE).ANTEC Conference Proceedings - Viipymäaika ja tiivisteen lujuus nopeassa-polyeteenikalvosaumauksessa.
- IEEE.Transactions on Industrial Electronics - S-Curve Motion Profiles for Flexible Film Indexing.
- TAPPI Converting Division.Tekniset ohjeet kalvon muuntamisen mittojen toistettavuudesta.
- European Association of Plastics Recycling and Recovery Organisations (EPRO).Toiminnalliset vertailutiedot joustaville filmimuuntimille.
- PMMI (Packaging and Processing Technologies).Inline Inspection Technologies nopeille{0}}pakkauslinjoille.
- ISO 9001:2015.Laadunhallintajärjestelmät - Vaatimukset.
- Japan Management Association.Single{0}}Minute Exchange of Die (SMED) -metodologia ja toteutuskehys.
- Manufacturing Performance Institute.OEE Benchmarking Studies for Converting Equipment.
- Tuotantoinsinöörien yhdistys (SME).Ennakoivaa huoltoa koskevia tapaustutkimuksia joustavassa pakkauksessa.
- ISO 10816.Mekaaninen tärinä - Koneen tärinän arviointi ei--pyörivien osien mittauksilla.
- Yhdysvaltain energiaministeriö - Energiatehokkuuden ja uusiutuvan energian virasto.Valmistusjärjestelmien luotettavuus- ja huolto-ohjeet.
- Euroopan komission yhteinen tutkimuskeskus (YTK).BAT-viiteasiakirja polymeerikalvojen jalostusteollisuudelle.
