Standžios dėžutės gamyba- aukščiausios klasės{1}}dovanų pakavimo, elektronikos korpusų, makiažo rinkinių, prabangių drabužių dėžučių-istoriškai buvo daug darbo reikalaujantis procesas- ir klaidų riba buvo nedidelė. Netinkamas kampas, netolygus apvyniojimo įtempimas arba nenuoseklus klijų užtepimas tiesiogiai paverčiamas atmestu vienetu. Masto ir sudėties įtaka produkcijos kokybei ir sąnaudoms per tūkstančius kasdienių gamybos ciklų tampa reikšminga.
Perėjimas prie automatizavimo pakeitė lygtį. AVisiškai automatinė standžiųjų dėžių gamybos mašinatvarkyti visą gamybos procesą, nuo lakštų formavimo iki pakavimo ir presavimo, su minimaliu darbu. Tačiau efektyvumo padidėjimas yra ne tik greitis,{1}}jis apima sudėtingesnes sąveikas, pvz., pralaidumą, atliekų mažinimą, darbo ekonomiką ir kokybės nuoseklumą, kuriuos patyrę gamintojai gerai supranta prieš investuodami į įrangos atnaujinimą.
Šiame darbe nagrinėjamas konkretus automatizavimo pavaros efektyvumo mechanizmas, ryškiausios veikimo sąlygos efektyvumui didinti ir kaip gamintojai turėtų įvertinti investicinius atvejus.
Kodėl rankiniai ir pusiau{0}}automatiniai metodai buvo populiariausi
Prieš nagrinėjant, ką prideda automatizavimas, naudinga suprasti rankinių ir pusiau automatinių procesų struktūrinius sunkumus.
Rankinė standžios dėžės gamyba priklauso nuo kvalifikuoto kampų formavimo, lentos išlyginimo, sandarinimo įtempimo ir klijų paskirstymo. Net patyrę darbuotojai optimaliomis sąlygomis vidutiniškai išdirba 200{2}}350 dėžių per valandą-, o tai mažėja dėl nuovargio, drėgmės pokyčių, turinčių įtakos medžiagos veikimui, arba pašarų lėkščių atsargų svyravimams. Pusiau automatiniai nustatymai palaipsniui didina pralaidumą, tačiau dažnai vis dar reikalingi operatoriai kritiniais etapais, todėl susidaro kliūtys, ribojančios visos linijos greitį.
Gilesnė problema yra kintamumas. Kai žmogaus sprendimas pakeičia mechaninį tikslumą, tolerancija plečiasi. 0,5 mm kampo formavimo klaida gali atrodyti priimtina atskiro įrenginio lygmeniu, tačiau ji sukelia krovimo problemų, sumažina konstrukcijos vientisumą ir sukelia pakavimo problemų, turinčių įtakos galutiniams vartotojams. Kokybės tikrinimas tampa nuolatiniu išlaidų centru, o ne minimalia garantija.
Pagrindiniai visiškai automatinės gamybos efektyvumo mechanizmai
1. pralaidumas: pradinis efektyvumo padidėjimas
Akivaizdžiausias patobulinimas yra gamybos greitis. Komercinė visiškai automatinė standžiųjų dėžių gamybos mašina paprastai pagamina nuo 600 iki 1 200 dėžių per valandą, priklausomai nuo dydžio, medžiagos sudėtingumo ir konfigūracijos. Daugkartinis pralaidumas svyravo nuo maždaug dviejų iki penkių kartų vienam operatoriui, palyginti su rankiniu pradiniu 200–350 vienetų per valandą.
Šis skaičiavimo metodas toliau keičiamas skaičiuojant nuolatines operacijas. Neautomatinėms pamainoms reikia perėjimo laiko, įgūdžių lygio pokyčių pamainų pabaigoje ir su nuovargiu susijusio{1}}lėtėjimo ilgų pamainų pabaigoje. Automatizuota įranga veikia pastoviu tempu, neatsižvelgiant į paros laiką ar bendrą laiką, todėl gamintojai gali naudoti aukštą naudojimo grafiką, pagrįstą nuspėjamu produkcijos prognozavimu.
Šis nuolatinis našumas yra svarbus gamybos operacijoms, kai sezoninis apimtys yra didžiausios, kaip įprasta, pavyzdžiui, aukščiausios kokybės dovanų pakuotėse. Galimybė išplėsti produkciją nedidinant darbuotojų skaičiaus reiškia, kad gamintojai gali priimti didelius užsakymus pasitikėdami pristatymo įsipareigojimais.
2. Matmenų tikslumas ir struktūrinis nuoseklumas
Efektyvumas yra ne tik kiekybinis matas. Derliaus rodiklis-produkcijos vieneto kokybės išlaikymo rodiklis-tiesiogiai veikia efektyvų derlių.
Automatikos įrangoje naudojamos servo{0}}padėties nustatymo sistemos, kurių tolerancijos svyruoja nuo ± 0,1 iki 0,2 mm masinės gamybos metu. Šis tikslumas yra svarbus standžioms dėžėms, nes kvadratai ir kampų matmenys turi įtakos:
Produktų pakavimo į dėžes tikslumas
Mažmeninės prekybos lentynų ir sandėlio sandėliavimo stabilumas
Dangčio sujungimo kokybė, ypač ištraukiamo dangtelio dizainas
Spausdintam popieriui ar folijai reikalingas tikslus pakuotės kalibravimas
Kai gamybos proceso metu tolerancijos išlieka tokios pačios, atmetimo rodikliai smarkiai sumažėja. Pramonės duomenys rodo, kad gerai prižiūrimų automatizuotų mašinų atmetimo procentas yra mažesnis nei 2 %, o rankinių gamybos linijų gedimų rodiklis yra 5–12 %, priklausomai nuo medžiagos sudėtingumo. Skirtumas reiškia medžiagų sąnaudų sutaupymą, mažiau perdirbimo darbo ir didesnę efektyvią našumą per mašinos valandą.
3. Klijų taikymo valdymas
Klijų taikymas yra vienas iš kintamiausių rankinio kartono gamybos aspektų ir vienas iš svarbiausių veiksnių, turinčių įtakos kokybei. Gamybos metu arba po jos netinkamas naudojimas gali sukelti pakėlimą arba sluoksniavimąsi. Pernelyg didelis naudojimas gali sukelti reikšmingą ekstruziją ant gatavų paviršių ir klijų medžiagų atliekų, o tai žymiai padidina vieneto kainą.
Visiškai automatinė standžiųjų dėžių gamybos mašina integruoja tikslias karšto lydalo arba šalto klijų tepimo sistemas ir programuojamus parametrus. Klijų dydis, temperatūra, užtepimo laikas ir rašto plotis yra kontroliuojami pagal darbo specifikaciją, o ne operatoriaus sprendimą. Praktinis rezultatas yra toks, kad automatizuotų gamybos linijų sukibimo kaina paprastai yra 15-25% mažesnė nei lygiaverčių rankinių operacijų, o sukibimo kokybė tuo pačiu metu didėja.
Temperatūros kompensavimo sistema koreguoja klijų klampumo parametrus pagal aplinkos sąlygas – tai susiję su sezoniniais temperatūros svyravimais gamybos aplinkoje. Šis automatinis reguliavimas pašalina įprastą partijos lygio kokybės svyravimo šaltinį, o rankiniu būdu dirbantiems operatoriams sunku aptikti ir ištaisyti realiu laiku.
4. Darbo jėgos perskirstymas ir kaštų struktūros pokyčiai
Darbo ekonomika yra didžiausia ilgalaikio{0}}standžio pakuočių gamybos automatizavimo efektyvumo varomoji jėga. Rankinė 800–1000 dėžių per valandą gamybos linija paprastai reikalauja 6–10 darbuotojų, priklausomai nuo proceso išdėstymo ir specializacijos. Lygiavertei automatizuotai gamybos linijai gali prireikti 1–2 operatorių priežiūrai, medžiagų pakrovimui ir kokybiškų mėginių ėmimui.
Šis darbo jėgos sumažėjimas nereiškia tiesiog žmonių skaičiaus-mažėjimo, nors tai dažnai yra pasekmė. Strategiškiau jis perskirsto kvalifikuotus darbuotojus nuo pasikartojančių rankinių užduočių prie didesnės-vertės funkcijų: kokybės kontrolės, programavimo ir naujų darbų vykdymo, priežiūros ir procesų optimizavimo.
Vienetinio darbo sąnaudų skaičiavimo metodas labai pasikeitė. Gaminant aukštą-darbo užmokestį, visiškai automatizuotų gamybos linijų vieneto darbo sąnaudos sumažėjo 60–75%. Net ir esant mažam-darbo užmokesčiui, nuoseklumo ir kokybės pranašumai dažnai pateisina investicijas į automatizavimą, nes sumažėja perdirbimo ir laužo sąnaudos.
V. Sąrankos efektyvumas ir darbo pakeitimas
Labai mišrios gamybos aplinkos-kur gamintojai naudoja daug skirtingų matmenų ir stilių dėžių-susiduria su ypatingais efektyvumo iššūkiais. Naujos darbo specifikacijos rankiniams nustatymams reikalingi fiziniai koregavimai, bandomieji paleidimai ir kokybės patikrinimas keliose darbo vietose. Šis perjungimo laikas efektyviai sumažina turimą gamybos laiką ir apsunkina planavimą.
Šiuolaikinės visiškai automatizuotos aparatinės įrangos dėžės gamybos sistemos saugo darbo parametrus programuojamoje atmintyje ir greitai konvertuoja juos iškviečiant parametrus, o ne atliekant fizinę rekonstrukciją. Pažangiose automatizuotose platformose rankinio sąrankos laikas gali būti sumažintas nuo 60–90 minučių iki 15–20 minučių. Gamintojams, kurie dažnai keičia darbą, patobulinimai žymiai padidina savaitės gamybos pajėgumus.
Sąsaja tarp jutiklinio ekrano parametrų sąsajų ir saugomų užduočių receptų taip pat sumažina sąrankos klaidas – tai pagrindinis veiksnys dirbant su brangiais profesionaliais popieriais ar dokumentais, nes bandomųjų elementų švaistymas yra reali kaina.
Kokybės nuoseklumas yra efektyvumo daugiklis
Kokybės pastovumas ir produktyvumas dažniausiai analizuojami atskirai, tačiau praktiškai gali veikti kaip daugikliai. Paimkite, pavyzdžiui, faktines 6 % atmetimo normos išlaidas gamybos linijai, kuri gamina 1 000 vienetų per valandą:
60 atmestų vienetų per valandą
480 pamainų per 8 valandas
22{1}}darbo dienų grafikas – 10 000 per mėnesį
Kiekvienas atmestas vienetas reiškia negrįžtamų medžiagų sąnaudas, sugaištą mašinos laiką ir šalinimo ar perdirbimo darbą. Sumažinus atmetimo rodiklius iki 1,5 % -realus tikslas gerai-kalibruotai automatikos įrangai-, per valandą galima atkurti maždaug 45 papildomus parduodamus įrenginius ir efektyviai padidinti grynąją galią be jokio pralaidumo koregavimo.
Gamybos metais šis kokybės pagerėjimas reiškia daugiau papildomos produkcijos, o ne reikšmingą greičio padidėjimą. Gamintojai, vertinantys automatizavimo IG, turėtų apimti derliaus normos skaičiavimus, o ne pasikliauti vien greičio palyginimais.
Medžiagų tvarkymas ir atliekų mažinimas
Kietų dėžių gamyba apima popieriaus / kartono medžiagas ir klijus, o atliekų mažinimas prisideda prie sąnaudų{0}}efektyvumo ir aplinkosaugos reikalavimų laikymosi.
Palyginti su rankiniu pjovimu, tikslaus pjovimo automatinė plokščių padavimo sistema palaiko griežtesnį pagrindo plokščių matmenų toleranciją. Tai gali sumažinti kiekvienos plokštės dekoratyvinių atliekų kiekį ir pagerinti plokštės panaudojimą. Didelės apimties gamybos linijose apdorojant brangias specialias plokštes arba pagal užsakymą dažomas medžiagas galima sutaupyti daug medžiagų sąnaudų, nes pagerinamas pjovimo tikslumas.
Automatinės aptikimo sistemos-jutikliai, kurie nustato klaidas, įlinkius ar medžiagų defektus prieš jiems pradedant formuoti,-gali užkirsti kelią šioms problemoms plisti gamybos metu. Sugavus sugedusią plokštę dar nepasiekus pakavimo stadijos, taip pat galima išvengti pakuočių atliekų. Šis pakopinis prevencijos efektas yra eksponentiškai didesnis nei medžiagų sutaupymas, kurį siūlo paprastas pjovimo tikslumo patobulinimas.
Įvertinkite investavimo atvejus
Kapitalo investicijos į visiškai automatizuotas visiškai automatines standžiųjų dėžių gamybos mašinas yra pagrindinis sprendimas, todėl gamintojai turėtų atlikti IG analizę remdamiesi eksploatacinėmis detalėmis, o ne pramonės vidurkiais.
Pagrindiniai skaičiavimo įvestis apima:
Dabartinis atmetimo rodiklis atitinka numatomą po{0}}automatizavimo atmetimo rodiklį. Derliaus padidėjimo vertę galima apskaičiuoti taip: (dabartinis atmetimo rodiklis-numatomas rodiklis) x gamybos valandos x (medžiagų vieneto kaina + vieneto darbo sąnaudos) x eksploatavimo metai.
Darbo kaštų skirtumai. Palyginkite dabartines tiesiogines darbo sąnaudas 1000 vienetų su numatomomis išlaidomis, pagrįstomis automatizavimu. Išmokos, apyvarta ir mokymo išlaidos įtraukiamos į pradinį skaičiavimą, nes jos paprastai yra 25–35 % didesnės nei tiesioginės darbo užmokesčio išlaidos.
Kiekybinis nuspėjamumas. Automatizavimas užtikrina didžiausią IG aplinkai su nuspėjamais, pastoviais kiekiais. Didelio-sezoniškumo operacijos turėtų tiksliai imituoti naudojimo rodiklius – mašina, kurios metinis panaudojimo lygis yra 40 %, duotų mažesnę grąžą nei 75 % mašinos.
Premium priemokos galimybės. Vienodo dydžio dydis kartais leidžia gamintojams aptarnauti aukščiausios kokybės rinkos segmentus, kuriems reikia griežtesnių leistinų nuokrypių. Šis pajamų padidėjimas gali žymiai padidinti investicijų grąžą, ne tik sumažinti išlaidas.
Bendri eksploataciniai svarstymai
Priežiūra ir veikimo laikas
Visiškai automatizuoti įrenginiai sukuria techninės priežiūros priklausomybes, kurių neveikia rankinės linijos. Servo variklius, klijų sistemas ir precizinius mechaninius komponentus reikia reguliariai prižiūrėti ir taisyti kvalifikuotų technikų. Priimdami sprendimą dėl investicijų gamintojai turėtų įvertinti įrangos palaikymo{2}}dalių tiekimo laiką, vietinius aptarnavimo tinklus ir mokymo prieinamumą.
Pradinius lūkesčius pateikia įrangos tiekėjų statistika apie vidutinius gedimų intervalus (MTBF) ir vidutinį remonto laiką (MTTR). Nustatytos įrangos kategorijos paprastai rodo 2 000–3 500 darbo valandų MTBF duomenis, o tinkami priežiūros planai gali veiksmingai pratęsti šiuos intervalus.
Operatoriaus įgūdžių reikalavimai
Perėjus nuo rankinės prie automatizuotos gamybos, įgūdžių reikalavimai pereina nuo dėžės amato žinių prie įrangos valdymo, programavimo ir trikčių šalinimo. Operatoriams, kurie anksčiau buvo įgudę lenkti posūkius rankomis, dabar reikia kompetencijos programuoti parametrus, reguliuoti jutiklius ir prižiūrėti mažas mašinas. Šis perėjimas reikalauja investicijų į mokymą ir realistiškus terminus, -paprastai nuo trijų iki šešių mėnesių, kol visiškai automatizuotos gamybos linijos pasiekia didžiausią našumą, kai dirba nauji operatoriai.
Integracija su ankstesniais ir paskesniais procesais
Visiškai automatinė standžiųjų dėžių gamybos mašina, integruota į suderintą gamybos liniją, didžiausias efektyvumas. Nenuoseklių plokščių dydžių įvedimas į automatinės įrangos pjovimo plokštę gali sukelti gamybos sustabdymą ir turėti įtakos teoriniams našumo skaičiams. Panašiai, pakavimo ir krovimo operacijos turi atitikti automatizuotos linijos išvesties spartą, kad būtų išvengta kliūčių.
Išankstinis-įdiegimo proceso žemėlapis-nustačius, kur yra automatizuotos gamybos linijos per visą gamybos procesą ir kokie koregavimai atliekami atsižvelgiant į veiklos poreikius,-neleido susiklostyti varginančiai situacijai, kad investicijų į automatizavimą patobulinimai buvo mažesni nei tikėtasi dėl kliūčių kitur objekte.
Išvada:
Didesnis našumas dėl standžiųjų dėžių gamybos automatizavimo pasiekiamas naudojant kelis sinchronizavimo procesus: didesnis našumas, didesnis išeiga, tikslesnė sukibimo kontrolė, mažesnis darbo intensyvumas ir greitesnis darbo keitimas. Nė vienas iš šių veiksnių neveikia savarankiškai,-jie sąveikauja ir dera, todėl paprasto greičio palyginimo nepakanka norint įvertinti tikrąją automatizavimo vertę.
Gamintojai priima investicinius sprendimus, remdamiesi bendromis gamybos sąnaudomis, tenkančiomis vienam parduodamam vienetui, įskaitant našumą, išeigą, medžiagų panaudojimą ir darbo sąnaudas, o rezultatai yra labiau nuspėjami nei investiciniai sprendimai, optimizuojantys bet kurią metriką. Automatizavimo efektyvumas yra ryškus daugelyje verslo gamybos aplinkų, tačiau naudos dydis labai priklauso nuo konkrečių dabartinių operacijų ir perėjimo įgyvendinimo.
Čia aprašytų mechanizmų supratimas leidžia gamintojams veiksmingiau derėtis dėl įrangos specifikacijų, nustatyti realius našumo lūkesčius ir sukurti investicinius atvejus, atitinkančius realius veiklos rezultatus.
Nuoroda
Pakavimo mašinų gamintojų institutas (PMMI). pakavimo mašinų pramonės ataskaita 2023 2023. PMMI Business Intelligence, 2023 m.
Tarptautinė ASTM. Standartinė sulankstomos standžios dėžutės specifikacija. ASTM D2807-23, 2023 m.
Smith, J. ir Patel, R. Automatizavimo grąža antrinėje pakuotėje: kapitalo įrangos vertinimo sistema. Journal of Manufacturing Technology Management, tomas. 34, Nr. 2, 2022, p. 145-162.
Lanksčių pakuočių asociacija. „Klijų taikymas automatizuotose pakuočių gamybos linijose“. FPA techninių rekomendacijų serija, 2022 m.
Tarptautinė darbo organizacija. „Automatizacija ir gamybos sektorių ateitis“. TDO darbo dokumentas Nr.{2}}, 2023 m.