Solucions d'automatització de final de línia per a fabricants d'aliments

En moltes fàbriques d'aliments, els problemes d'eficiència més grans no es troben en la fase de pesatge o ompliment. Es produeixen al final de la línia.

Els paquets principals surten prou ràpid, però després les caixes encara s'obren a mà, els productes esperen ser empaquetats en caixes, les caixes fan cua per segellar-se i les caixes acabades s'acumulen abans de paletitzar-les. Sobre el paper, la línia sembla automatitzada. En realitat, l'última part del procés encara depèn de la gent que es mou, apila, segella i posa al dia.

Normalment és aquí on la producció comença a baixar.

Per als gerents d'operacions i els directors de planta, això crea una situació frustrant. Invertiu en equips més ràpids per a la producció aigües amunt, però el rendiment diari real encara és insuficient. La mà d'obra continua augmentant, el temps d'inactivitat apareix de manera petita però constant, i la secció de final de línia esdevé la raó per la qual la resta de la línia ha d'alentir-se.

És per això que ara més fabricants d'aliments se centren en l'automatització de final de línia. Un sistema ben dissenyat fa més que substituir el treball manual. Manté estable el flux de productes, redueix els errors de manipulació, escurça els canvis i ajuda a que tota la línia d'envasament funcioni més a prop de la seva capacitat real.

Amb la configuració adequada, això pot significar millores d'eficiència de fins a un 50%.

Aquest article analitza on solen produir-se les pèrdues al final de la línia, quines màquines marquen la diferència més gran i com els fabricants d'aliments poden construir un procés d'envasament posterior més eficient sense complicar massa la línia.

Quins són els costos ocults d'un final de línia ineficient?

Un procés de final de línia feble no sempre sembla dramàtic. Sovint és un conjunt de problemes més petits que es repeteixen a cada torn.

Un operador té retards en formar els cartons. Un altre intenta mantenir el ritme de càrrega de les caixes. El segellat es torna inconsistent quan augmenta la producció. Els palets s'apilen manualment i comencen a inclinar-se. Cap d'aquests problemes per si sol sembla greu, però junts alenteixen tota la línia.

La mà d'obra sol ser el primer punt de pressió. Quan l'etapa final de la línia depèn de persones per muntar caixes, empaquetar productes, segellar caixes i paletitzar productes acabats, la producció queda lligada a la velocitat manual. Un cop augmenta el volum de producció, aquesta configuració esdevé difícil de mantenir. Les màquines aigües amunt poden estar a punt per funcionar més ràpid, però el final de la línia no pot netejar els productes prou ràpidament.

Després hi ha la manipulació del producte. Com més tocs manuals hi hagi, més alta serà la probabilitat que els envasos es facin malbé, que els paquets caiguin, que s'apilin de manera desigual o que es tornin a treballar. Fins i tot si el menjar en si està bé, un embalatge secundari deficient crea problemes més endavant en l'emmagatzematge, el transport i el lliurament al client.

Els canvis de format són una altra pèrdua habitual de productivitat. Molts fabricants d'aliments utilitzen diferents SKU, nombre d'envasos i mides de cartró. Si cada canvi requereix massa ajustos manuals, la línia perd temps de producció útil diverses vegades al dia o diverses vegades a la setmana.

La consistència també és més difícil de mantenir en un procés manual. Les caixes de cartró poden no estar formades de la mateixa manera. La col·locació del producte dins de la caixa pot variar. L'aplicació de la cinta adhesiva pot no semblar neta. Els patrons dels palets canvien de torn a torn. No són només problemes estètics. Afecten l'estabilitat de l'enviament, la manipulació del magatzem i el control general de la línia.

El problema més gran és que la ineficiència al final de la línia limita el creixement. Una fàbrica pot tenir ja la capacitat de produir més, però si la secció posterior no pot suportar aquesta velocitat, l'expansió esdevé difícil. En aquest sentit, el final de la línia sovint decideix quanta capacitat de la línia realment s'utilitza.

Quines són les màquines principals en les solucions de final de línia?

Un bon sistema de final de línia no consisteix a afegir màquines per automatitzar-les. Es tracta de connectar les màquines adequades perquè els envasos es moguin sense problemes des de la superfície plana fins al palet acabat amb menys temps d'espera, menys manipulació manual i menys interrupcions.

Per a molts fabricants d'aliments, cinc equips formen el nucli d'aquesta configuració: la formadora automàtica de caixes, el robot DELTA, la màquina de segellar caixes, la paletització robòtica i els sistemes de transport.

Erector automàtic de caixes

L'erectora automàtica de caixes és on comença el procés d'embalatge secundari.

En comptes de demanar als operadors que obrin els envasos plans, els quadraran i enganxin la part inferior amb cinta adhesiva a mà, la màquina ho fa automàticament i envia les caixes llestes per omplir a la següent fase. És una actualització senzilla, però elimina un dels colls d'ampolla més repetitius i fàcilment subestimats de la línia.

El conformat manual de caixes de cartró sol ser més lent del que la gent espera, especialment durant torns llargs. També crea variació. Algunes caixes es formen de manera ordenada, d'altres no tant, i això afecta els passos següents. Una caixa correctament muntada és més fàcil de carregar, més fàcil de segellar i més estable durant la paletització i el transport.

Per a les fàbriques que funcionen a una producció més alta, la formadora de caixes ajuda a establir un ritme constant des del principi. En lloc d'esperar que es preparin els cartons, la línia rep un subministrament continu de caixes amb la forma i la posició correctes.

Això també és important quan es tracta de diverses mides de caixa. Amb el disseny adequat, els canvis de format es tornen més ràpids i depenen menys de la tècnica de l'operador.

Robot DELTA

Un cop els cartons estan a punt, els productes han d'entrar de manera ràpida i ordenada. Aquí és on el robot DELTA aporta un valor real.

Els robots DELTA estan dissenyats per a treballs ràpids de recollida i col·locació. Recullen productes de la cinta transportadora i els col·loquen en caixes de cartró amb un patró controlat. Per als fabricants d'aliments que empaqueten bosses, bosses, safates, embolcalls de flux o caixes petites en caixes d'enviament més grans, aquest és sovint el pas que elimina el coll d'ampolla més gran aigües avall.

En comparació amb la càrrega manual, la diferència no és només la velocitat. És la consistència.

Un robot DELTA no es cansa a mig torn. No disminueix la velocitat perquè la producció hagi augmentat. Manté el patró de càrrega més estable i ajuda a la línia a mantenir el ritme amb la màquina aigües amunt.

Això és especialment útil quan la línia gestiona diverses SKU. Es poden gestionar diferents nombres de paquets o disposicions de productes mitjançant la configuració de receptes en lloc de repetir la classificació i l'embalatge manuals. Això fa que el sistema sigui més fàcil de gestionar i de canviar entre diferents productes.

Un altre avantatge és una manipulació més suau. Alguns productes no es poden simplement deixar caure en una caixa sense afectar la presentació o l'estat de l'envàs. Un robot DELTA us ofereix un pas de càrrega més net i controlat sense sacrificar la velocitat.

Màquina de segellar caixes

Un cop omplert el cartró, cal segellar-lo correctament i continuar sense demora.

Aquesta és la feina de la màquina segelladora de caixes. Tanca i segella el cartró de manera consistent, cosa que ajuda a mantenir tot el procés de final de línia en marxa.

En operacions manuals, aquest pas sovint crea més resistència de l'esperat. Els operadors poden enganxar els cartons a diferents velocitats, la qualitat del segellat pot variar i les caixes plenes poden començar a fer cua abans de paletitzar-les. Quan això passa, la línia perd flux.

Una màquina automàtica de segellar caixes soluciona això creant un traspàs més predictible entre la càrrega de caixes i la paletització. Cada caixa es segella de la mateixa manera, amb una aplicació de cinta més neta i un millor aspecte general.

Aquesta consistència també importa en el transport. Els envasos mal segellats es poden obrir, deformar o apilar malament sobre el palet. Un millor segellat redueix aquests riscos i millora la qualitat de l'enviament sense afegir complexitat.

Per als fabricants que utilitzen caixes de diferents mides, les màquines de segellar ajustables també faciliten el canvi que l'encintat totalment manual.

Paletització robòtica

La paletització sovint és on l'automatització s'amortitza ràpidament.

El paletitzat manual és exigent, repetitiu i difícil de mantenir consistent a un rendiment més alt. Funciona per a volums més baixos, però un cop augmenta el flux de cartrons, es fa difícil mantenir la velocitat, la qualitat de la càrrega i la seguretat alhora.

Un sistema de paletització robòtica agafa caixes de cartró segellades i les apila segons un patró programat. El principal benefici no és només substituir la mà d'obra. Es tracta de crear palets més estables, més uniformes i més fàcils de moure i emmagatzemar.

Per als fabricants d'aliments que gestionen diverses mides de cartró o diferents formats de comanda, la paletització robòtica també ofereix una flexibilitat útil. Es poden emmagatzemar i recuperar diferents patrons de palets segons calgui, cosa que és molt més fàcil que confiar en instruccions d'apilament manuals cada vegada que canvia la producció.

També millora l'entorn de treball. L'aixecament i l'apilament repetits posen una pressió evident sobre els operadors, especialment en torns més llargs. L'automatització d'aquest pas redueix l'esforç físic i ajuda els operadors a concentrar-se en la supervisió de la línia en lloc de la manipulació manual pesada.

En moltes plantes, la paletització és un dels signes més clars que la línia ha superat el treball manual.

Sistemes de transport

Els transportadors no reben tanta atenció com els robots, però són els que fan que tot el sistema funcioni.

Un sistema de transportadors ben planificat enllaça cada etapa perquè els productes i els cartons es moguin amb menys interrupcions. Transporta les caixes des del muntatge fins a la càrrega, des del segellat fins a la inspecció i des de la inspecció fins a la paletització. Sense aquesta connexió, fins i tot les bones màquines poden acabar funcionant com estacions aïllades en lloc d'una línia eficient.

Els transportadors també ajuden a gestionar les diferències de flux entre màquines. No totes les parts de la línia funcionen exactament a la mateixa velocitat tot el temps. L'emmagatzematge intermedi, l'espaiat, la fusió i el guiatge adequats dels productes poden marcar una gran diferència per mantenir la línia estable.

També són el lloc més fàcil per integrar la inspecció. Controladors de pes, detectors de metalls, lectors de codis de barres, dispositius de rebuig i sistemes de visió es poden integrar a la ruta del transportador. Això fa que el control de qualitat sigui més fiable sense afegir manipulació manual innecessària.

Des del punt de vista de la disposició, els transportadors també ajuden a reduir el desordre. En lloc que els operaris moguin els envasos d'una estació a una altra, el flux de productes esdevé més estructurat i més fàcil de gestionar. A les fàbriques d'aliments concorregudes, això normalment significa un millor ús de l'espai i menys aturades evitables.

Com aconseguir una millora d'eficiència del 50%?

No totes les fàbriques veuran exactament el mateix nombre, però els guanys importants són molt realistes quan el procés actual de final de línia encara és fortament manual.

La millora més gran sol provenir de la reducció de la dependència de les persones per a tasques de manipulació repetitives. Un cop automatitzats el conformat, la càrrega, el segellat i la paletització de caixes, la línia esdevé menys vulnerable a l'escassetat de mà d'obra, els torns més lents i la inconsistència manual.

El segon avantatge prové de la menor quantitat d'interrupcions. Moltes línies no s'aturen perquè la màquina d'envasat principal té un problema. S'aturen perquè el final de la línia no pot netejar els productes prou ràpid. Un cop el procés posterior es torna més estable, tota la línia sol funcionar millor.

El temps de canvi és un altre factor important. A les fàbriques que fabriquen diferents productes o formats de caixes, els ajustaments basats en receptes poden estalviar una quantitat sorprenent de temps al llarg d'una setmana o un mes. Un canvi més ràpid significa més temps disponible per a la producció real.

L'espai també importa més del que moltes plantes esperen. Les zones de final de línia manuals sovint necessiten espai addicional per a l'acumulació de caixes, el moviment de l'operador i la preparació temporal de palets. Un sistema millor integrat sol fer que la zona sigui més fàcil de controlar i més eficient d'operar.

Igualment important, l'automatització facilita la gestió de la línia. Quan el flux és més estructurat, és més fàcil veure on es produeixen retards, on augmenten els rebutjos i on es perd producció. Això dóna als equips d'operacions una base millor per a la millora en lloc de confiar en conjectures.

A la pràctica, els millors resultats s'obtenen si es considera tot el procés de final de línia en lloc de comprar una màquina per separat. L'equipament ha d'adaptar-se al producte, al format del cartró, a l'espai disponible i als colls d'ampolla reals de la planta. Quan aquesta part es fa bé, el guany d'eficiència no és només una afirmació. Es fa visible en la producció diària.

Reflexions finals

Molts fabricants d'aliments ja tenen equips sòlids d'envasament primari, però el final de la línia encara és on es perd massa temps i mà d'obra.

Si les caixes de cartró encara es munten manualment, els productes s'embalen en caixes a mà, les caixes es tanquen amb cinta adhesiva una per una i els palets es construeixen manualment, la línia sempre funcionarà per sota del seu potencial. Aquest tipus de configuració encara pot funcionar, però es fa més difícil de gestionar a mesura que la producció creix.

Un sistema de final de línia més connectat canvia això. Amb una formadora de caixes automàtica, un robot DELTA, una màquina de segellar caixes, un paletitzat robòtic i sistemes de transport treballant conjuntament, l'etapa final de la producció esdevé més fluida, més consistent i molt més fàcil d'escalabilitat.

Per als fabricants d'aliments que busquen millorar el rendiment sense crear més pressió laboral, aquesta és sovint una de les àrees més pràctiques per actualitzar. Si esteu revisant la vostra línia actual, val la pena examinar de prop on es produeixen els retards reals posteriors. En molts casos, una millor configuració de final de línia pot desbloquejar la capacitat que ja teniu però que encara no podeu utilitzar.