De retailverpakkingsindustrie is veranderd. Een grote order voor een productsoort zodra aan de productieschema's is voldaan. Nu wil de merkeigenaar een sprint. Ze hebben veel tasformaat, printontwerp en materiaaltype nodig. De verandering komt van online verkopen, meer winkelmerken en nieuwe regels over verspilling. Daarom moet ombouwapparatuur snel worden omgebouwd. Maar het moet wel van hoge kwaliteit zijn. Retail-verpakkers lossen het probleem op. Het maakt gebruik van verwisselbare onderdelen, opslag van digitale instellingen, snelle formaatwijzigingen en ingebouwde-kwaliteitscontroles. Converters kunnen dus geld verdienen met kleine bestellingen. Oude machines met vaste onderdelen konden dat niet.
De economische voordelen van kleine{0}}productie
De oude zakkenproductielijn omvat elk 50.000 tot 200.000 eenheden. De omstelkosten van 30-tot 60 minuten waren verdeeld over miljoenen tassen. Maar de gemiddelde bestelling is inmiddels onder de 10.000 gezakt. Volgens het International Trade Center (ITC) komt dit vaker voor bij middelgrote retailmerken in rijke landen. De transitie begon dus langer te duren dan de productietijd. Dat vermindert de contributiemarges met 25 tot 40 procent.
Het Manufacturing Performance Institute gebruikt gegevens uit ISO 22400-2 als belangrijke prestatie-indicatoren. Er wordt opgemerkt dat langlopende machines met een Overall Equipment Effectiveness (OEE) van meer dan 75 procent in hybride modellen vaak onder de 45 procent liggen. De daling is niet te wijten aan lagere snelheden. Het komt voort uit vrije tijd voor mechanische veranderingen, materiaaldraadsnijden en eerste kwaliteitscontroles. De nieuwe retailzakkenmachine lost dat probleem op. Het verkort deze stappen die geen-waarde toevoegen door veranderingen door te voeren in plaats van door het toevoegen van werknemers. Dit Machine voor het maken van detailhandelzakkenaanpak pakt rechtstreeks de marge-erosie aan die wordt veroorzaakt door frequente omschakelingen.
Servo-gestuurde formaatomschakeling
De grootste verandering is het gebruik van servo-aangedreven onderdelen met programmeerbare logische controllers (PLC). Ze vervangen mechanische nokken, vaste slagverbindingen en handmatig verstelbare vouwdelen. Op een servo-gebaseerde machine stelt u de zakbreedte, -indiepte, de vorm van de onderste vouw en de afsnijlengte in door opgeslagen recepten op te roepen. U hoeft niet aan het handwiel te draaien.
De bevindingen van de Institution of Mechanical Engineers zijn gepubliceerd in Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. Uit de resultaten bleek dat servo-aangedreven zakkenmachines de gemiddelde tijd voor formaatconversie terugbrachten van 35–50 minuten naar 4–8 minuten. Het is met 80 procent gedaald. De verbetering kwam uit drie bronnen, zo bleek uit het onderzoek. Ten eerste is er geen mechanische timing nodig, omdat servo-assen een elektronisch nokkenprofiel gebruiken om zichzelf te synchroniseren. Ten tweede gebruikt de automatische locatieregistratie de encoder om de absolute positie + -0.05 mm op te slaan. Ten derde roepen accumulator-gestuurde parameterinstellingen temperatuur-, druk- en snelheidswaarden in één keer op.
Voor tassenfabrikanten met vijf tot acht formaatwisselingen per ploegendienst kan de bespaarde tijd tussen de 2,5 en 3,5 uur productietijd per dag besparen. Dat is genoeg om zes extra kleine batches bestellingen te ontvangen zonder extra ploegendiensten. Een moderneMachine voor het maken van detailhandelzakkenmaakt gebruik van deze servo-aangedreven mogelijkheden om frequente formaatwijzigingen om te zetten in een concurrentievoordeel in plaats van een productiviteitsverlies.
Automatisch rollen splitsen en materiaal inrijgen
Kleine-batchproductie met grote-variëteiten betekent vaak dat de substraten moeten worden vervangen. Verwissel 80 g/m2 bruin kraftpapier van bruin bruin bruin papier voor 120 g/m2 wit kraftpapier van wit bruin papier. Of u kunt overstappen van ongestreken papier naar polyester. Of bewegen tussen verschillende netbreedtes. Voor elke vervanging moet de machine stoppen. Vervolgens naai je de nieuwe rol met de hand-aan het uiteinde van het loopnet. Het materiaal wordt vervolgens opnieuw door geleidingsrollen, klaptafel en afdichtingspoort geleid.
De European Union of Papermaking Associations (EUROSAC) is de Europese federatie van producenten van kraftpapier in zakken. Uit de technische richtlijnen blijkt dat het automatische kantelsysteem de stilstandtijd van de substraten terugbrengt tot minder dan 45 seconden. Handmatig splitsen duurt 8–12 minuten. De flight splicing werkt door nieuwe haspels te versnellen tot een rechte-lijnsnelheid via een oppervlakte-aangedreven oprolmachine. Bevestig vervolgens de voorbereide tapestrook op het juiste overlapmoment op de loopbaan. De machine stopt niet.
Na het naaien maken automatische inrijgsystemen gebruik van pneumatische shuttlebanden of vacuüm-ondersteunde invoerstrips. Ze kunnen in 60 tot 90 seconden nieuwe netten over het materiaalpad dragen. De Paper and Paperboard Packaging Environmental Council (PPEC) zegt dat de automatisering de grootste oorzaak van downtime bij gemengd modelleringswerk heeft geëlimineerd. Dit komt door de verschillende vaardigheden op het gebied van draadsnijden van operators van verschillende materiaalkwaliteiten. Voor wie dan ookMachine voor het maken van detailhandelzakkenhet verwerken van diverse ordermixen, automatisch splitsen en draadsnijden zijn essentieel om de niet-productieve tijd tot een minimum te beperken.
Receptbeheer en digitale taakwachtrijen
Een tassenfabrikant die veel verschillende bestellingen verwerkt met behulp van een Manufacturing Execution System (MES)-interface. Het systeem doet meer dan alleen recepten opslaan. Het Ministerie van MES verkrijgt werkopdrachten elektronisch. Het maakt gebruik van standaardprotocollen zoals ISA-95 van de International Society of Automation. Taken worden vervolgens gesorteerd om de totale omsteltijd te verkorten.
Bij het sorteren van logica worden taken eerst gegroepeerd op materiaaltype. Dit vermindert het aantal splitsingsgebeurtenissen. Groepeer vervolgens op basis van de breedte van de zak. Dit vermindert de variatie van de scharnierplaat in elke materiaalgroep. Ten slotte zijn ze gegroepeerd op grafisch ontwerp. Dit vermindert de variatie van de stroomopwaartse drukplaat. Het Institute of The Society of Manufacturing Engineers heeft casestudies gepubliceerd. Ze laten zien dat slimme taakvolgorde de totale dagelijkse omsteltijd met 30 tot 40 procent kan verkorten in vergelijking met alleen servo-aangedreven hardware. Dit effect wordt soms 'flexibiliteit' genoemd. Er is geen nieuwe machine nodig. U hoeft alleen software-optimalisatie uit te voeren.
Wanneer de taak vooraan in de wachtrij komt, stuurt de MES het recept naar PLC. Alle instellingen worden automatisch geladen. Inclusief zakafmetingen, temperatuurverdeling seal, lijmgebruik, snijpositie en kwaliteitscontroledrempel. De taakwisselingen van de operator varieerden van mechanisch afstellen naar dingen controleren. De operator bevestigt dat het geladen substraat overeenkomt met het materiaal in het recept. Vervolgens laat de operator de machine los en begint de productie.
Inline kwaliteitsverificatie voor korte runs
Bij productie op lange- termijnen hadden operators de tijd om kwaliteitsproblemen handmatig op te sporen en op te lossen. Na een paar honderd eenheden kan een slechte afdichting of ongelijkmatige kreukels optreden. Daarna bleef het draaien met weinig afval. In kleine batches kan een bestelling van 5.000 eenheden worden voltooid voordat iemand het defect ziet.
Om dit probleem op te lossen, heeft een nieuwe tassenfabrikant een inline vision-systeem. De systemen controleren elke zak op volle snelheid. De Association for Packaging and Processing Technologies (PMMI) beschrijft in haar rapport de prestaties van de verpakkingslijn. Machine vision-systemen op flexibele verpakkingsapparaten kunnen meer dan 400 machines per minuut controleren, aldus het bedrijf. Ze zijn 99,5 procent nauwkeurig en kunnen veel voorkomende gebreken opmerken, zoals de kwaliteit van de seal, de vouwnauwkeurigheid, het zuiver snijden en de uitlijning van de print.
Deze visuele systemen leveren gegevens voor statistische procescontrole. Het algoritme activeert vervolgens een automatische oplossing. Als de vouwbreedte met 0,3 mm beweegt, verplaatst de servocontroller de positie van de vouwpers met 0,05 mm. Operators hoeven niets te doen. Deze gesloten-loopbenadering wordt expliciet geaccepteerd in het ISO 9001-raamwerk voor kwaliteitsmanagement. Artikel 8.5.1 stelt dat de organisatie ‘procesresultaten moet beheersen om non-conformiteit te voorkomen’. Geautomatiseerde SPC biedt een realtime manier-om aan deze regel te voldoen op zeer variabele lijnen. Op deze lijnen is handmatige bemonstering te traag om goed te kunnen werken. AMachine voor het maken van detailhandelzakkenuitgerust met inline vision zorgt ervoor dat zelfs de eerste tas van een korte oplage voldoet aan de kwaliteitsnormen, waardoor het risico wordt geëlimineerd dat een hele bestelling wordt voltooid voordat een defect wordt opgemerkt.
Modulaire gereedschappen en snel-verwisselbare verbruiksartikelen
Zelfs bij servo-gestuurde aanpassing moeten bepaalde fysieke componenten worden gewijzigd als het formaat te veel varieert. Een zakbreedte van 250 mm tot 420 mm kan bijvoorbeeld nieuwe vouwen, afdichtingen of gesneden cilinders vereisen. De huidige machines gebruiken methoden die zijn afgeleid van een enkel-minute mould-schakelsysteem (SMED). de Japan Management Association formaliseerde het systeem.
Insider-taken zijn taken waarvoor machine-uitschakelingen nodig zijn. Deze worden tot een minimum beperkt, waarbij het gereedschap op snel-montageblokken met herhaalbaarheidspinnen is geplaatst. Externe insteltaken kunnen worden voltooid terwijl de machine nog bezig is met de laatste taak. Dit omvat het voorverwarmen van de afdichting tot de juiste temperatuur, het vooraf installeren van de volgende substraatrol in de standby-positie van de afwikkelaar en het vooraf installeren van het lijmmondstuk. Aan het einde van de huidige bewerking zal de operator de matrijs één voor één vervangen. Kleur-gecodeerde locatorlaars. Operators bevestigen voorverwarmde staven aan sealstations en geven nieuwe recepten vrij. Dit vereist doorgaans een downtime van 90-120 seconden.
Het Europees Comité voor Normalisatie (CEN) heeft een technische specificatie genaamd CEN/TS 15901. Het verzorgt de geautomatiseerde optische inspectie van verpakkingen. Het CEN zegt dat een snelle- veranderingstool ook zou helpen bij de consistentie van testen. Toen het referentiebeeld van het vision-systeem werd gekoppeld aan de formule van de lader, bedroeg het eerste slagingspercentage voor het nieuwe formaat 97-98 procent in de top 50 eenheden. Wanneer operators de inspectieparameters handmatig aanpassen, bedraagt het eerste slagingspercentage slechts 85-88 procent.
Energie- en materiaalefficiëntie bij intermitterende productie
Frequente start- en stopcycli verbruiken meer energie dan stabiele productie. De sealkaken moeten opnieuw-worden verwarmd telkens wanneer de fabrikant van de detailhandelszakken na vervanging opnieuw opstart. De dikte van de lijmtank moet voldoen aan de vereisten voor toepassing. de servosystemen moeten versnellingsprofielen doorlopen.
Het Gemeenschappelijk Centrum voor Onderzoek van de Europese Commissie presenteerde de papier- en kartonconversie-industrie in zijn BBT-referentiedocument. Er staat dat de stand-by thermische beheersystemen de klemmen in hun vrije tijd afdichten bij een werktemperatuur van 85-90 procent. Deze systemen verminderen het energieverbruik bij het opnieuw opstarten met 60 procent. Ze verminderen ook de re-thermalisatietijd van 4–6 minuten naar minder dan 60 seconden. On-lijmsmeltsystemen verdelen de hotmelt in kleine batches van 50 g tot 100 g, waardoor de tank niet altijd vol blijft met vijf liter. Deze systemen verminderen het energieverbruik van lijmen met 40 procent. Ze verminderen ook de afbraak van materialen tijdens langdurige inactiviteit.
Verspilling van materiaal tijdens opmaakwijzigingen is aangepakt via het Prediction Cutoff-systeem. Wanneer MES een taakwijziging signaleert, berekent de machine de resterende baanlengte die nodig is om de huidige order te voltooien. Het vertraagt waar de laatste zak wordt gesneden. Hij zoekt geen extra materiaal en gooit 15-25 meter weg. De Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties (FAO) geeft richtlijnen voor het optimaliseren van duurzaam verpakkingsmateriaal. Er werd gezegd dat deze "runbeëindiging van de juiste- grootte" de formatteringsverspilling met 70 procent zou verminderen. Dit is belangrijk wanneer de converter 12 tot 20 keer per dag van formaat verandert.
Implicaties voor het personeel
De overgang van mechanisch naar digitaal heeft de vaardigheden die operators nodig hebben, veranderd. Oude machines hadden ervaren technici nodig met een diep gevoel voor timingaanpassingen. Server-gebaseerde machines vereisen vaardigheden op het gebied van receptbeheer, HMI-navigatie en probleemafhandeling. De Internationale Arbeidsorganisatie (ILO) voert sectorale onderzoeken uit naar de manier waarop productievaardigheden veranderen. De verschuiving naar digitale productie vermindert doorgaans het aantal operators op elke route met 30 tot 40 procent, aldus het rapport. Tegelijkertijd zal de vaardigheidspremie voor het resterende personeel met 15 tot 25 procent worden verhoogd.
Voor converters die veel verschillende orders verwerken, betekent dit een duidelijk trainingsplan voor de inkoop van retailtassen. Operators moeten zich bewust zijn van de fysieke stappen die betrokken zijn bij het verplaatsen van materialen en het vervangen van mallen. Ze moeten ook de logica van receptparameters begrijpen. Ze moeten bijvoorbeeld weten waarom PE-gecoate substraten een sealtemperatuur van 15 graden hoger moeten hebben dan ongecoat kraftpapier. Ze moesten weten hoe ze konden controleren of de formule overeenkwam met de belasting.
Conclusie
Het vervangen van verpakkingsapparatuur voor kleine bestellingen met een grote-variëteit is niet hetzelfde. Het is een compleet systeem. Servo-aangedreven onderdelen vervangen handmatige afstelling. Vliegende-lasafwikkelaars elimineren draaduitval. MES-gestuurde taakvolgorde verbetert de omschakelingsvolgorde. Inline vision garandeert kwaliteit vanaf het begin. Op SMED-gebaseerd toolontwerp worden de fysieke instellingen teruggebracht tot minder dan twee minuten. Al deze onderdelen werken samen. Als gevolg hiervan kunnen verpakkingsmachines voor de detailhandel een OEE-niveau van meer dan 70 procent% hebben. Dit gebeurt zelfs als er gemiddeld minder dan 10.000 bestellingen worden verwerkt. Oude toestellen konden vaak niet in de buurt van dat aantal komen. Retailverpakkingen worden steeds meer gefragmenteerd over huismerken, regionale markten en seizoensevenementen. Als gevolg hiervan zal deze productieflexibiliteit verschuiven van een speciaal voordeel naar een basisbehoeftenconvertor die wil blijven bestaan. Het geïntegreerde ontwerp van het moderneMachine voor het maken van detailhandelzakkenmaakt dit niveau van flexibiliteit haalbaar, waardoor wat ooit een technische barrière was, wordt getransformeerd in een core business enabler voor converters.
Referenties
- Internationaal Handelscentrum (ITC) / WTO. Richtlijnen voor de aanschaf van verpakkingsmachines en de totale eigendomskosten voor opkomende markten. Genève.
- ISO 22400-2:2014. Automatiseringssystemen en integratie - Key performance indicators (KPI's) voor het beheer van productieactiviteiten - Deel 2: KPI-definities.
- Instelling van mechanische ingenieurs (IMechE). Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Deel B: Journal of Engineering Manufacture - Servo-gestuurde omschakelingsprestaties in flexibele verpakkingsapparatuur.
- EUROSAC - Europese Federatie van Papierfabrikanten voor Sacs. Technische richtlijnen voor verwerking van kraftpapier in zakken.
- Internationale Vereniging voor Automatisering (ISA). ANSI/ISA-95: Enterprise-Control-systeemintegratie.
- Vereniging van Manufacturing Engineers (MKB). Casestudies in productietechniek over taakvolgorde en zachte flexibiliteit.
- Vereniging voor verpakkings- en verwerkingstechnologieën (PMMI). Benchmarkrapport over prestaties van verpakkingslijnen.
- ISO9001:2015. Kwaliteitsmanagementsystemen - Vereisten.
- Japanse Management Associatie. Single-Minute Exchange of Die (SMED)-methodologie en implementatieframework.
- Europees Comité voor Normalisatie (CEN). CEN/TS 15901 - Geautomatiseerde optische inspectie in verpakkingen.
- Gemeenschappelijk Centrum voor Onderzoek van de Europese Commissie (JRC). BAT-referentiedocument voor de papier- en kartonverwerkende industrie.
- Voedsel- en Landbouworganisatie (FAO) van de Verenigde Naties. Richtlijnen voor optimalisatie van duurzaam verpakkingsmateriaal.
Internationale Arbeidsorganisatie (IAO). Sectorale studies over de evolutie van vaardigheden in digitale productie.
