Prügikottide tootmise protsessis ei ole tootmise efektiivsus ainult masina kiirus. Liin, mis töötab kiirusega 250 ringi minutis, võib siiski kaotada 30 protsenti oma potentsiaalsest toodangust. Need kaod on tingitud mikroseisakutest, raiskamisest keeldumisest ja pikkadest ümberlülitusaegadest. Prügikottide valmistamise masina tegeliku tootlikkuse parandamise meetodid hõlmavad riistvara, juhtimistarkvara ja protsesside kavandamist. Nende meetodite mõistmiseks peame vaatama masina tippkiirust. Peame mõistma, kuidas masinad kõrvaldavad teatud tüüpi kahjusid, mis vähendavad tootlikkust.
Teoreetilise ja produktiivse väljundi eristamine
Tootlikkuse analüüsi esimene reegel on see, et nimikiirus ja tegelik toodang on harva samad. Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon määratleb tootmistoimingute peamisi jõudlusnäitajaid käsitleva standardi ISO 22400{10}}2 kaudu selle lünga üldise seadmete tõhususe ehk OEE-ga. OEE korrutab kättesaadavuse, jõudluse ja kvaliteedi määrad. Näiteks masinal, mille kiirus on 200 kotti minutis, on seisakuid 12 protsenti. See töötab 85 protsendil oma tippkiirusest, et tulla toime materjalide varieerumisega. Ja see teeb 4%{11}}spetsiifilise toote. Sellel masinal on OEE umbes 63 protsenti. Seega kaob 37 protsenti selle teoreetilisest mahust.
Kaasaegne prügikottide valmistamise masin parandab kõik need kolm kahjupiirkonda konkreetsete insenertehniliste lahendustega. See ei sõltu operaatorist kahjude jälgimise ja vähendamise eest. Järgmistes osades vaadeldakse, kuidas masin igat tüüpi kahjusid vähendab.
Tandemtihendusarhitektuur läbilaskevõime kahekordistamiseks
Kõige otsesem viis tootlikkuse parandamiseks on muuta masina konstruktsiooni, mitte seda kiiremini tööle panna. Vana prügikottide tootmisliin kasutab õhukindlat jaama. Iga masin selles jaamas töötleb kotti. Igal tsüklil on etapid. Tihendid sulguvad. Sulgege 160-200 kraadi juures 0,15-0,4 sekundiks. Seejärel avage see. Seejärel liigutab kile koti pikkust edasi. Täistsükkel võtab aega 0,4–0,6 sekundit. See piirab tootmist umbes 100–150 kotini minutis.
Tootmise tõhususe parandamiseks võtab prügikottide valmistamise masin kasutusele seeriasulguri. See tähendab vaheldumisi kahe tihendusjaama vahel. Jaam B liigutab filmi ja valmistub sulgema, kui jaam A seisis. Need kaks jaama jagavad sama filmiteed. Kuid ükshaaval töötavad nad erinevates kotiasendites. See on kahekordistanud läbilaskevõimet 250–350 kotini minutis. See ei vähenda viibimise kestust poole võrra. See on oluline, sest lühem kui 0,15 sekundi pikkune viibimine nõrgestab tihendit.
Plastiinseneride ühingul (SPE) on tehniline paber{0}}kiire polüetüleenkile tihendamise kohta. Dokumendid näitavad, et normaalsetel tihenditemperatuuridel ei võimalda lühem kui 0,12 sekundiline viibimisaeg polümeeriahelatel kogu tihendi ulatuses täielikult seguneda. See vähendab koorimise tugevust 25–35 protsenti. Seeriadisain säilitab hea seisakuaega. Samal ajal kahekordistab see masinaaja võrra minutis genereeritud tihendite arvu. Selle tulemuseks oli netotootlikkuse 95-protsendiline kasv, võrreldes ühe peatuse{10}}disainiga. See kasv on arvestanud täiendavaid hooldustöid teises kohas.
Servo{0}}juhitud filmi indekseerimine ja kiirenduse profileerimine
Õhukese kile tõukemehhanism tõmbab kile läbi tihendus-, perforeerimis- ja lõikamisjaamade. Süsteem on olnud kiiruspiirangute ja toote varieeruvuse peamine põhjus. Mehaanilistel nukk{2}}juhitavatel indeksaatoritel on fikseeritud kiirendusmustrid. Nad panid polüetüleenkilele kõrguva sildi. Jerk on kiirenduse muutumise kiirus. See põhjustab membraani venimise, laiuse muutumise ja mõnikord kiiruse katkemise rohkem kui 150 ringi minutis.
Servoajamiga indekseerijad asendavad nukid programmeeritava elektroonilise nukiprofiiliga. See profiil on salvestatud liikumiskontrollerisse. Servomootor juhib täppisrullipaare. Nende silindrite läbimõõt on tavaliselt 120–150 mm. Need on kroomitud- ja nende pinnaviimistlus on Ra 0,2-0,4 mikronit. Rull hoiab kilet kõvasti kinni ja liigub ettepoole vastavalt koti seatud pikkusele. Nad kasutavad tõmbluste piiramiseks S{13}}kõvera kiirenduskõverat. IEEE Transactions on Industrial Electronics uuris seda. Tulemused näitavad, et S-kõvera liikumisprofiil võib vähendada kile pingesuhet 40 protsenti võrreldes konstantse kiirendusprofiiliga samal tsüklilisel kiirusel. See võimaldab masinal töötada kiirusega 250+ minutis 12 μm LLDPE-kilel ilma kile elastsuspiiri ületamata.
Servoindekseri täpsus on koti pikkuse positsioneerimiseks ±0,3 mm. See täpsus on oluline, sest koti pikkuse erinevused võivad mõjutada järgmisi samme. Kui paberkott lõigatakse pikemaks kui 2 mm, on 500 kotiga pakkekarp liiga pikk. Kui riidest kott lõigatakse 2 mm võrra lühemaks, ei vasta riidest koti suurus nõuetele. TAPPI konverteerimisosakond ütleb, et mõõtmete korratavus oli ±0,5 mm piires ja jäätmete maht vähenes 60–70 protsenti võrreldes ±2 mm tolerantsidega.
Automaatne ümberminek lendava liitmikuga
Rulli vahetus on üks suuremaid ettenägematute seisakute põhjuseid pakkimisprotsessis. Standardne 500 kg rull on 1200 mm lai ja 15 μm LDPE kile on umbes 28 000 joonmeetrit. Sellest piisab umbes 35 000 standardse 800 mm koti jaoks. Kui kiirus on 250 kotti minutis, saavad rullid otsa umbes 140 minutiga. Seega on vahetuses 8-10 helitugevuse muutust.
Käsitsi tagasikerimine võtab korraga aega 8–15 minutit. Peate masina seiskama, tühja südamiku välja võtma, uude trumlisse laadima, kile saba jooksva traadiga kokku liitma ja uuesti keermestama. See võrdub 60–120 minutiga tootmiskaotust vahetuses. Automaatsete kerimismasinatega prügikotivalmistajad lühendavad iga vahetuse aega 30–45 sekundini. See liitus täiskiirusel.
Nii töötab ka{0}}kärbse jootmise süsteem. Teisene lahtirullimisasend hoiab asendusrulli valmis. Selle esiserv kinnitati kleeplindiga. Laserandur tuvastab selle, kui jooksva rulli läbimõõt jõuab seatud miinimumini. juhtsüsteem kiirendab seejärel ooterežiimi rullimist, et see vastaks liini kiirusele. See surub kuuma mosaiikpulga vastu kattumiskohta. See lõikas vana võrgu ära. Kõik see toimub 2–3 sekundiga. Masinad ei peatu kunagi.
Euroopa plastide ringlussevõtu ja taaskasutamise organisatsioonide assotsiatsioonil (EPRO) on paindlike kilekonverterite võrdlusandmed. Andmed näitavad, et automatiseeritud splaissimissüsteem vähendas keskmist seisakuaega ühe vahetuse kohta rullivahetusest 85–92 protsenti. See võib taastada 50-100 minutit tootmisaega vahetuse kohta.
Tekstisisene defektide tuvastamine ja suletud{0}}ahela korrigeerimine
Kvaliteedikadud on spetsifikatsioonidest valmistatud kott, mis tuleb ära visata või müüa madalama kvaliteediga. Need moodustavad tavaliselt 3–6 protsenti masinatoodangust ilma sisekontrollita. Kiirraudteeliinil 250+ kotti tunnis- põhjustas isegi 90 sekundit märkamatu kvaliteediprobleem 375 vigast kotti.
Kaasaegsel masinnägemise tuvastamise süsteemil on kaks põhipunkti.
Seal Check kasutab 2048–4096 pikslit kõrge-eraldusvõimega traat-skaneerimiskaamerat. Kaamerad pildistavad põhjatihendit kohe pärast selle valmistamist. Süsteem kontrollige tihendi laiuse ühtlust. See leiab mittetäieliku sulandumise või külmuse. Samuti leiab see tihendisse kinni jäänud saaste, nagu geeliosakesed või tolm. Pakkimis- ja töötlemistehnoloogiate ühendus (PMMI) ütles, et nähtavat valgust kasutav sisemine termopildistamine tuvastas 98 protsenti tihendi defektidest kiirusel üle 300 koti minutis.
Perforatsiooni kontrollimisel kasutatakse teist kaamerat. Kaamera kontrollib perforatsiooni sügavust ja ühtlust. Madalast žgutikotti tekitatud punktsioon. Liiga sügav haav põhjustab kottide ümbrise enneaegset rebenemist. Süsteem mõõdab järelejäänud materjalisilla paksust igas perforatsioonipunktis. See tähistab kotte, mis jäävad väljapoole 0.5 -1.5 mm tolerantsivahemikku.
Defekti tuvastamisel ei anna süsteem mitte ainult häiret. See saadab mõõtmisandmed tagasi tihendus- ja perforatsioonikontrolleritele. Kui tihendi temperatuur on liiga madal ja sulatamine on puudulik, tõstab kontroller automaatselt seadistuspunkti 2–3 kraadi C. Kui perforatsiooni sügavus on liiga madal, reguleeritakse tera sügavuse servo 0,02 mm. See suletud ahela{7}}parandus on heaks kiidetud vastavalt ISO 9001 kvaliteedijuhtimisraamistiku artiklile 8.5.1, mis käsitleb kontrolliprotsessi väljundit. See vähendab kvaliteediga{11}}seotud jäätmeid 3–6 protsendilt alla 0,5 protsendini. See võrdub 6–12 lisatootmisminutiga tunnis.
Kiire-muutmise tööriistad mitme-vormingu tootmiseks
Prügikottide sarja laienedes laienevad ka suurused, nt 20{5}}liitristest köögikottidest kuni 240-liitriste prügikastideni. Mõõturid on samuti erinevad, alates õhukestest 12 mikronitest kuni 35 μm raskete kottideni. Ja erinevad stiilid, nagu lame tihend, tähttihend, tõmblukk, tihend jne. Seetõttu on nende tüüpide vahel kiire ümberlülitamine väljundi võtmetegur.
SMED SMED meetod Jaapani Juhtimisassotsiatsiooni poolt. Paljud tehased kasutavad seda töökoha vahetamiseks. SMED jagab seadistusaja kaheks osaks. Siseseaded tähendavad, et masin pidi seiskama. Välised seadistused tähendavad, et saate masina töötamise ajal valmis olla. SMED-i reegleid järgival prügikottide valmistamise masinal on need omadused.
- Kiirvabastusega-tihendid, kasutades poldilõikurite asemel nukiluku hooba. Tänu sellele on vöötkoodide vahetamiseks kuluv aeg lühenenud 20 minutilt vähem kui 3 minutile.
- Tööriistakärud eelnevalt paika. Need hoiavad järgmise formaadi tihendusvardad, perforatsiooniterad ja voltimisplaadid otse masinas. Need on seadistatud praegusel ajal.
- Servo reguleerimine vastavalt retseptile. Nende kontrollkottide pikkus, voltimislaius ja perforatsiooniasend. PLC helistab neile viie sekundi pärast. Ja see ei vaja mehaanilist muutmist.
- Keermestatud juhtsiinide ja teibi sidumisjaamade ühenduspunktid on värvikoodid. Seetõttu ei pea operaator õige tee leidmiseks ja ühendamiseks ühtegi juhendit vaatama.
Institute of Manufacturing Performance kasutab ISO 22400-2 OEE reeglit. Nad leidsid, et SMED-põhised kotimasinad suutsid kogu vormingut muuta kuue kuni kümne minutiga. See hõlmab esimeste esemete kvaliteedikontrolli. Kuid keskmine masin võtab aega 30–45 minutit. Tehaste puhul, mis vahetavad vahetuses 4–6 vormingut, võite säästa 90–180 minutit tööaega.
Ennustav hooldus ja seadmete saadavus
Planeerimata seisak tuleneb komponendi rikkest. Näiteks jäävad laagrid kinni, tihendisoojendid põlevad läbi või perforatsioonitera kulub. Seiskamine on kõige rohkem kahjustanud tootlikkust. Sest see juhtub ilma hoiatuseta. Enne selle lahendamist peate probleemi leidma.
Tootmisinseneride seltsi instituut avaldas mõned andmed. Andmed näitasid, et Packersi planeerimata seisakuaeg katkestusest kuni taaskäivitamiseni kestis 45–90 minutit. Ainuüksi diagnoosimiseks kulub 25-40 minutit.
Ennustav hooldus lahendab selle probleemi. See on kontrollinud osade tervist. See annab hoiatuse, kui osa halveneb, kuid ei tõrju. Prügikottide valmistamise masinate valmistaja juhised ja keelud hõlmavad järgmist:
Vibratsiooniandurid on paigaldatud tihendusjaama laagritele. Kiirendusandurid mõõdavad laagrite vibratsioonimustreid. Kui algab laagrite eemaldamine, muutub vibratsiooni sagedus ilmselgelt. Muutust saab tuvastada vahemikus 200 kuni 400 töötundi enne laagri täielikku purunemist. See vastab ISO 10816 mehaanilise vibratsiooni kontrolli reeglitele. See varajane hoiatus annab teile aega laagrite vahetamiseks plaanilise hoolduspeatuse ajal.
Kontrollige tihendi küttekeha takistust jälgimise kaudu. Tihend sisaldab kassettküttekehasid. Küttekehade vananedes väheneb ka nende vastupidavus. Resistentsuse trende vaadates näete, millal küttekehad on oma eluea lõpul. See hoiab ära tihendi temperatuuride talitlushäireid ringluse ajal. Sellise rikke korral puruneks sadu tihendeid, enne kui ükski operaator seda märkaks.
Perforatsiooni{0}}tera servad olid samuti järelevalve all. Kuid enamikul juhtudel ei saa andurit otse terale paigaldada. Selle asemel mõõdate siluettide jaoks vajalikku jõudu. Seda jõudu loetakse labadega juhitava servosüsteemi pöördemomendi tagasisidest. Tera tuhmus ja jõud tõuseb. Kui pöördemoment on tavapärasest 15–20 protsenti suurem, tuleb terad välja vahetada. Seega võite planeerida selle lihvimist või väljavahetamist, selle asemel, et oodata, kuni lõike kvaliteet halveneb ja seejärel parandada.
Ameerika Ühendriigid. Energeetikaministeeriumi energiatõhususe ja taastuvenergia büroo annab juhiseid tootmissüsteemide töökindluse kohta. See ütleb, et pehmete-seadmete ennustav hooldus võib planeerimata seisakuid vähendada 35–45 protsenti. Samuti vähendavad need hooldustööjõukulusid 20–30 protsenti võrreldes passiivse hooldusega.
Energiajuhtimine ja säästev tootlikkus
Suurem tootlikkus võib kulutada rohkem energiat. See võib teie sääste vähendada. See kehtib eriti siis, kui elektrihinnad on kõrged või kehtestatakse süsinikumaksud. Prügikottide valmistamise masinal on energia säästmise ja elektritarbimise haldamise omadused.
- Servo regeneratiivpidurdus on üks omadusi. kile-indekseerimise servo aeglustub iga tsükli jooksul täiskiiruselt nullini, mootorist saab generaator. See saadab kineetilise energia tagasi alalisvoolu siinile. Kiiretel masinatel, mis töötavad rohkem kui 250 tsüklit minutis, suudab see taaskasutatud energia katta 15–25 protsenti servosüsteemi koguvõimsuse vajadusest.
- Tihendi varukoopia juhtimine on veel üks funktsioon. Rullivahetuse, vormingu muutmise või lühikese tootmisseisaku ajal hoitakse tihendi temperatuur 85–90 protsenti töö seadistuspunktist. See ei lange alati toatemperatuurini. Euroopa Komisjoni Teadusuuringute Ühiskeskusel (JRC) on teatmik polümeerkile muundamise kohta. Ooterežiim vähendab tihendivarda soojendamiseks kuluvat aega 4–6 minutilt vähem kui 60 sekundini. See kasutab 40 protsenti vähem energiat kui täielik soojendamine.
- Kasutatakse ka sulatamist -on-demand liimiga. Masinate puhul, mis kasutavad nööriga kottide valmistamiseks kleeplinti, töödeldakse liimi väikestes 50–100-grammistes partiides, kasutades tellitavat kuumsulatussüsteemi. Nad ei pane 5-liitrist paaki täis kogu aeg 170 juures. See vähendab liimisüsteemi energiakulu 35–40 protsenti.
Järeldus
Aa Prügikottide valmistamise masinate valmistaja efektiivsus tuleneb paljude asjade koos töötamisest. Nende hulka kuuluvad masina konstruktsioon (nt tandemtihendus), liikumisjuhtimine (servo-ajamiga S-kõvera indekseerimine), automatiseerimine (fly-nihkerulli muudatused), sisemine kvaliteedikontroll (nägemis-põhine suletud-kontuuri korrigeerimine), töömeetodid (SMED-põhinevad planeerimisel ja vibratsioonilise energia seirel ja tööriistade eelnev seire). (regeneratiivpidurdus ja varutemperatuuri reguleerimine).
Iga osa korvas erineva kaotuse. Need kahjutüübid on pärit OEE raamistikust. Need on kasutatavus, jõudlus ja kvaliteet. Ja nende osade mõju ei lisandu lihtsalt. Korrutage need kaks.
Näiteks kui masin suurendab iga kahjupiirkonda 15 protsenti, tõuseb kogu tootlikkus umbes 55 protsenti. Mitte 15 protsenti. See juhtub seetõttu, et kui jõudlus ja kvaliteet paranevad, jääb tootmiseks rohkem aega.
Just see mitmekordistav efekt muudab tõelise tootlikkuse{0}}insenerisüsteemi kiiremast erinevaks.
Viited
- ISO 22400-2:2014.Automatiseerimissüsteemid ja integratsioon - Peamised jõudlusnäitajad (KPI-d) tootmisoperatsioonide juhtimiseks - 2. osa: KPI määratlused.
- Plastiinseneride Ühing (SPE).ANTECi konverentsi materjalid - Viieaeg ja tihendi tugevus kiires-polüetüleenkile tihendamises.
- IEEE.Tehingud tööstuselektroonikaga - S-Curve Motion Profiles for Flexible Film Indexing.
- TAPPI konverteerimisosakond.Filmi teisendamise mõõtmete korratavuse tehnilised juhised.
- Euroopa plastide ringlussevõtu ja taaskasutamise organisatsioonide assotsiatsioon (EPRO).Paindlike filmikonverterite operatiivsed võrdlusuuringud.
- Pakkimis- ja Töötlemistehnoloogiate Liit (PMMI).Kiirete pakkimisliinide{0}}sisesed kontrollitehnoloogiad.
- ISO 9001:2015.Kvaliteedijuhtimissüsteemid - Nõuded.
- Jaapani Juhtimisassotsiatsioon.Single{0}}Minute Exchange of Die (SMED) metoodika ja rakendusraamistik.
- Manufacturing Performance Institute.OEE võrdlusuuringud seadmete konverteerimiseks.
- Tootmisinseneride Ühing (SME).Paindlike pakendite prognoositavad hooldusjuhtumiuuringud.
- ISO 10816.Mehaaniline vibratsioon - Masina vibratsiooni hindamine mittepöörlevate osade-mõõtmiste järgi.
- USA energeetikaministeerium - Energiatõhususe ja taastuvenergia amet.Tootmissüsteemide töökindluse ja hoolduse juhised.
- Euroopa Komisjoni Teadusuuringute Ühiskeskus (JRC).PVT-viitedokument polümeerkile muundamise tööstuse jaoks.
