Решения за автоматизация на края на производствената линия за производители на храни

В много фабрики за хранителни продукти най-големите проблеми с ефективността не са на етапа на претегляне или пълнене. Те възникват в края на линията.

Първичните опаковки излизат достатъчно бързо, но след това картонените кутии все още се отварят на ръка, продуктите чакат да бъдат опаковани в кашони, кутиите се редят на опашка за запечатване, а готовите картонени кутии се трупат преди палетизиране. На хартия линията изглежда автоматизирана. В действителност последната част от процеса все още зависи от хората, които се движат, подреждат, запечатват и наваксват.

Това обикновено е моментът, в който продукцията започва да спада.

За оперативните мениджъри и директорите на заводи това създава разочароваща ситуация. Инвестирате в по-бързо оборудване за обработка на отпадъци, но реалната ежедневна производителност все още е недостатъчна. Трудът продължава да се увеличава, времето за престой се проявява по малки, но постоянни начини, а участъкът в края на линията се превръща в причината останалата част от линията да забави работата си.

Ето защо все повече производители на храни се фокусират върху автоматизацията в края на производствената линия. Добре проектираната система прави повече от това да замести ръчния труд. Тя поддържа стабилен поток от продукти, намалява грешките при обработка, съкращава времето за смяна и помага на цялата опаковъчна линия да работи по-близо до реалния си капацитет.

При правилната настройка това може да означава подобрения в ефективността с до 50%.

Тази статия разглежда къде обикновено се случват загубите в края на линията, кои машини имат най-голямо значение и как производителите на храни могат да изградят по-ефективен процес на опаковане надолу по веригата, без да усложняват прекалено линията.

Какви са скритите разходи за неефективно крайно обслужване на линията?

Слабият процес в края на линията не винаги изглежда драматично. Често е съвкупност от по-малки проблеми, които се повтарят при всяка смяна.

Един оператор се забавя при оформянето на картонени опаковки. Друг се опитва да се справи с товаренето на кашоните. Запечатването става нестабилно, когато продукцията се увеличи. Палетите се подреждат ръчно и започват да се накланят. Нито един от тези проблеми сам по себе си не изглежда сериозен, но заедно те забавят цялата линия.

Трудът обикновено е първата точка на напрежение. Когато последният етап от линията зависи от хора, които да сглобяват кашони, опаковат продукти, запечатват картонени кутии и палетизират готови продукти, производителността се обвързва с ръчната скорост. След като обемът на производството се увеличи, тази настройка става трудна за поддържане. Машините нагоре по веригата може да са готови да работят по-бързо, но краят на линията не може да обработва продуктите достатъчно бързо.

След това е необходимо боравене с продукта. Колкото повече ръчни докосвания са включени, толкова по-голяма е вероятността от повредени картонени кутии, изпуснати опаковки, неравномерно подреждане или преработка. Дори самата храна да е в добро състояние, лошото вторично опаковане създава проблеми по-късно при складиране, транспорт и доставка до клиентите.

Смяната на инструменти е друг често срещан фактор за намаляване на производителността. Много производители на храни използват различни артикули, брой опаковки и размери на кашоните. Ако всяка смяна изисква твърде много ръчни настройки, линията губи полезно производствено време няколко пъти на ден или няколко пъти седмично.

Постоянството е по-трудно за поддържане при ръчен процес. Картоните може да не са оформени по един и същи начин. Разположението на продукта вътре в кутията може да варира. Поставянето на лентата може да не изглежда чисто. Моделите на палетите се променят от смяна на смяна. Това не са само козметични проблеми. Те влияят на стабилността при доставка, обработката на складови помещения и цялостния контрол на линията.

Най-големият проблем е, че неефективността в края на линията ограничава растежа. Една фабрика може вече да има капацитет да произвежда повече, но ако секцията надолу по веригата не може да поддържа тази скорост, разширяването става трудно. В този смисъл, краят на линията често решава каква част от капацитета на вашата линия реално ще използвате.

Кои са основните машини в решенията за край на линията?

Една добра система за край на линията не е свързана с добавяне на машини с цел автоматизация. Става въпрос за свързване на правилните машини, така че картонените опаковки да се движат плавно от плоска заготовка до готов палет с по-малко чакане, по-малко ръчно боравене и по-малко прекъсвания.

За много производители на храни, пет вида оборудване формират основата на тази система: автоматична машина за поставяне на кашони, робот DELTA, машина за запечатване на кашони, роботизирано палетизиране и конвейерни системи.

Автоматичен монтажник на кутии

Автоматичният монтажник на кутии е мястото, където започва процесът на вторично опаковане.

Вместо да се изисква от операторите да отварят плоските картонени кутии, да ги подравняват и да залепват дъното с тиксо на ръка, машината го прави автоматично и изпраща готовите за пълнене кутии към следващия етап. Това е просто подобрение, но премахва едно от най-повтарящите се и лесно подценявани пречки по линията.

Ръчното формоване на картонени кутии е по-бавно от очакваното, особено по време на дълги смени. Това също така създава вариации. Някои картонени кутии се формоват спретнато, други по-неточно и това влияе върху следващите стъпки. Правилно сглобената кутия е по-лесна за товарене, по-лесна за запечатване и по-стабилна по време на палетизиране и транспортиране.

За фабрики с по-висока производителност, машината за монтаж на кашони помага за установяване на постоянен ритъм от самото начало. Вместо да се чака подготовката на картонените опаковки, линията получава непрекъснато подаване на кашони в правилната форма и позиция.

Това е от значение и когато става въпрос за картонени кутии с различни размери. С правилния дизайн, смяната става по-бърза и по-малко зависима от техниката на оператора.

Робот ДЕЛТА

След като картонените опаковки са готови, продуктите трябва да бъдат поставени бързо и спретнато. Именно тук роботът DELTA добавя истинска стойност.

Роботите DELTA са създадени за бърза работа по вземане и поставяне. Те вземат продукти от конвейера и ги поставят в картонени кутии по контролиран модел. За производителите на храни, които опаковат торби, пликове, тави, опаковки или малки кутии в по-големи транспортни кашони, това често е стъпката, която премахва най-голямото пречка надолу по веригата.

В сравнение с ръчното зареждане, разликата не е само в скоростта. Тя е в постоянството.

Роботът DELTA не се уморява по средата на смяната. Той не забавя скоростта, защото производителността се е увеличила. Поддържа модела на товарене по-стабилен и помага на линията да се придържа към ритъма на машината преди нея.

Това е особено полезно, когато линията обработва множество SKU. Различният брой опаковки или подредбата на продуктите може да се управлява чрез настройки на рецептите, вместо чрез многократно ръчно сортиране и опаковане. Това прави системата по-лесна за работа и по-лесна смяната между различните продукти.

Друго предимство е по-деликатното боравене. Някои продукти не могат просто да бъдат пуснати в картонена кутия, без това да повлияе на представянето или състоянието на опаковката. Роботът DELTA ви осигурява по-чиста и по-контролирана стъпка на зареждане, без да се прави компромис със скоростта.

Машина за запечатване на кутии

След като картонената опаковка е напълнена, тя трябва да бъде правилно запечатана и да се продължи без забавяне.

Това е работата на машината за запечатване на кашони. Тя затваря и запечатва картонената опаковка по равномерен начин, като по този начин помага за безпроблемното функциониране на целия процес в края на линията.

При ръчни операции тази стъпка често създава по-голямо съпротивление от очакваното. Операторите могат да залепват картонени кутии с различна скорост, качеството на запечатване може да варира и пълните кашони може да започнат да се образуват на опашка преди палетизиране. Когато това се случи, линията губи поток.

Автоматичната машина за запечатване на кашони решава този проблем, като създава по-предвидимо предаване между зареждането на кашоните и палетизирането. Всеки кашон се запечатва по един и същи начин, с по-чисто нанасяне на лентата и по-добър цялостен външен вид.

Тази постоянство е важна и при транспорта. Лошо запечатаните картонени кутии могат да се отворят, деформират или да се подредят лошо върху палета. По-добрата стъпка на запечатване намалява тези рискове и подобрява качеството на доставката, без да добавя сложност.

За производителите, работещи с различни размери на кутии, регулируемите запечатващи машини също така улесняват смяната, отколкото изцяло ръчното залепване с лента.

Роботизирано палетизиране

Палетизирането често е мястото, където автоматизацията се изплаща бързо.

Ръчното палетизиране е взискателно, повтарящо се и трудно за поддържане на постоянна производителност при по-висока производителност. То работи за по-малки обеми, но след като потокът от картонени опаковки се увеличи, става трудно да се поддържа едновременно скорост, качество на товарене и безопасност.

Роботизирана система за палетизиране взема запечатани картонени кутии и ги подрежда според програмиран модел. Основното предимство не е само заместването на труда. То създава палети, които са по-стабилни, по-равномерни и по-лесни за преместване и съхранение.

За производителите на храни, които обработват картонени кутии с различни размери или формати на поръчки, роботизираното палетизиране също носи полезна гъвкавост. Различни модели палети могат да се съхраняват и извикват при необходимост, което е много по-лесно, отколкото да се разчита на инструкции за ръчно подреждане всеки път, когато производството се промени.

Това също така подобрява работната среда. Многократното повдигане и подреждане оказват очевидно напрежение върху операторите, особено при по-дълги смени. Автоматизирането на тази стъпка намалява физическото натоварване и помага на операторите да се съсредоточат върху надзора на линията, вместо върху тежката ръчна работа.

В много заводи палетизирането е един от най-ясните признаци, че линията е надраснала ръчния труд.

Конвейерни системи

Конвейерите не получават толкова внимание, колкото роботите, но те са това, което кара цялата система да работи.

Добре планираната конвейерна система свързва всеки етап помежду си, така че продуктите и картонените опаковки да се движат с по-малко прекъсвания. Тя пренася кашоните от монтажа до товаренето, от запечатването до инспекцията и от инспекцията до палетизирането. Без тази връзка, дори добрите машини могат да започнат да работят като изолирани станции, а не като една ефективна линия.

Конвейерите също помагат за управление на разликите в потока между машините. Не всяка част от линията работи с еднаква скорост през цялото време. Буферирането, разстоянието, сливането и правилното насочване на продуктите може да окаже голямо влияние върху поддържането на стабилността на линията.

Те са и най-лесното място за интегриране на инспекция. В конвейерния път могат да бъдат вградени контролни теглилки, металотърсачи, четци на баркодове, устройства за бракуване и системи за зрение. Това прави контрола на качеството по-надежден, без да се добавя ненужно ръчно боравене.

От гледна точка на разположението, конвейерите също помагат за намаляване на хаоса. Вместо операторите да местят картонени кутии от станция на станция, потокът от продукти става по-структуриран и по-лесен за управление. В натоварените фабрики за хранителни продукти това обикновено означава по-добро използване на пространството и по-малко предотвратими прекъсвания.

Как да постигнем 50% подобрение на ефективността?

Не всяка фабрика ще види абсолютно еднакъв брой, но големите печалби са много реалистични, когато настоящият процес на завършване на линията все още е силно ръчен.

Най-голямото подобрение обикновено идва от намаляването на зависимостта от хора за повтарящи се задачи по обработка. След като оформянето на кашоните, товаренето, запечатването и палетизирането се автоматизират, линията става по-малко уязвима към недостиг на работна ръка, по-бавни смени и непоследователност в ръчния работен процес.

Втората полза идва от по-малко прекъсвания. Много линии не спират, защото основната опаковъчна машина има проблем. Те спират, защото краят на линията не може да обработва продуктите достатъчно бързо. След като процесът надолу по веригата стане по-стабилен, цялата линия обикновено работи по-добре.

Времето за пренастройка е друг важен фактор. Във фабрики, произвеждащи различни продукти или формати на кашони, корекциите, базирани на рецепти, могат да спестят изненадващо много време в рамките на една седмица или месец. По-бързото пренастройване означава повече време за реално производство.

Пространството също е по-важно, отколкото много заводи очакват. Зоните за ръчно завършване на линията често се нуждаят от допълнително място за натрупване на картонени опаковки, движение на оператора и временно съхранение на палети. По-добре интегрираната система обикновено прави зоната по-лесна за контрол и по-ефективна за работа.

Също толкова важно е, че автоматизацията улеснява управлението на линията. Когато потокът е по-структуриран, става по-лесно да се види къде се случват закъснения, къде се увеличават браковете и къде се губи продукция. Това дава на оперативните екипи по-добра основа за подобрение, вместо да разчитат на догадки.

На практика най-добрите резултати идват от разглеждането на целия процес в края на линията, вместо от закупуването на една машина изолирано. Оборудването трябва да е подходящо за продукта, формата на картонената опаковка, наличното пространство и реалните пречки на цеха. Когато тази част е направена добре, повишаването на ефективността не е просто твърдение. То става видимо в ежедневното производство.

Заключителни мисли

Много производители на храни вече разполагат със солидно оборудване за първично опаковане, но в края на линията все още се губи твърде много време и труд.

Ако картонените опаковки все още се сглобяват ръчно, продуктите се опаковат в кашони на ръка, кутиите се залепват една по една с тиксо и палетите се изграждат ръчно, линията винаги ще работи под потенциала си. Този вид настройка може все още да функционира, но става по-трудна за управление с нарастването на производството.

По-свързаната система в края на линията променя това. С автоматично монтиране на кашони, робот DELTA, машина за запечатване на кашони, роботизирано палетизиране и конвейерни системи, работещи заедно, последният етап от производството става по-плавен, по-последователен и много по-лесен за мащабиране.

За производителите на храни, които искат да подобрят производителността, без да създават допълнителен натиск върху работната сила, това често е една от най-практичните области за обновяване. Ако преглеждате текущата си линия, си струва да се вгледате внимателно къде възникват реалните забавяния надолу по веригата. В много случаи, по-добрата настройка в края на линията може да освободи капацитет, който вече имате, но все още не можете да използвате.