Řešení automatizace na konci linky pro výrobce potravin

V mnoha potravinářských závodech se největší problémy s efektivitou netýkají vážení nebo plnění. Vznikají na konci linky.

Primární balení vycházejí dostatečně rychle, ale kartony se stále otevírají ručně, produkty čekají na zabalení do krabic, krabice čekají ve frontě na zalepení a hotové kartony se hromadí před paletizací. Na papíře vypadá linka automatizovaně. Ve skutečnosti poslední část procesu stále závisí na lidech, kteří se pohybují, stohují, zalepují a dohánějí zameškané.

To je obvykle okamžik, kdy produkce začíná klesat.

Pro provozní manažery a ředitele závodů to vytváří frustrující situaci. Investujete do rychlejšího zařízení pro předřazení, ale skutečný denní výkon stále zaostává. Náklady na práci se neustále zvyšují, prostoje se projevují malými, ale neustálými jevy a koncová část linky se stává důvodem, proč se zbytek linky musí zpomalit.

Proto se stále více výrobců potravin zaměřuje na automatizaci na konci linky. Dobře navržený systém dělá více než jen nahrazuje ruční práci. Udržuje stabilní tok produktů, snižuje chyby při manipulaci, zkracuje dobu výměny a pomáhá celé balicí lince běžet blíže své skutečné kapacitě.

Při správném nastavení to může znamenat zvýšení účinnosti až o 50 %.

Tento článek se zabývá tím, kde obvykle dochází ke ztrátám na konci linky, které stroje mají největší vliv a jak mohou výrobci potravin vybudovat efektivnější následný balicí proces, aniž by linku příliš komplikovali.

Jaké jsou skryté náklady neefektivního zakončení linky?

Slabý proces na konci linky ne vždy vypadá dramaticky. Často se jedná o soubor menších problémů, které se opakují při každé směně.

Jeden operátor se zpožďuje při formování kartonů. Jiný se snaží držet krok s nakládáním krabic. S rostoucí produkcí se stává těsnění nekonzistentní. Palety se stohují ručně a začnou se naklánět. Žádný z těchto problémů sám o sobě nevypadá vážně, ale dohromady zpomalují celou linku.

Práce je obvykle prvním bodem tlaku. Když je v závěrečné fázi linky závislá na lidech, kteří musí postavit bedny, zabalit výrobky, uzavřít kartony a paletizovat hotové výrobky, je produkce vázána na manuální rychlost. Jakmile se objem výroby zvýší, je obtížné toto nastavení udržet. Stroje na předcházejících linkách mohou být připraveny běžet rychleji, ale konec linky nedokáže výrobky dostatečně rychle odbavit.

Pak je tu manipulace s produkty. Čím více ručních zásahů, tím vyšší je pravděpodobnost poškození kartonů, upuštěných obalů, nerovnoměrného stohování nebo přepracování. I když jsou samotné potraviny v pořádku, špatné sekundární balení způsobuje problémy později při skladování, přepravě a doručování zákazníkům.

Dalším častým problémem s produktivitou jsou změny výrobních postupů. Mnoho výrobců potravin používá různé skladové jednotky (SKU), počty balení a velikosti kartonů. Pokud každá změna vyžaduje příliš mnoho ručního nastavování, linka ztrácí užitečný výrobní čas několikrát denně nebo několikrát týdně.

V manuálním procesu je také obtížnější udržet konzistenci. Kartony nemusí být tvarovány stejným způsobem. Umístění produktů uvnitř krabice se může lišit. Aplikace pásky nemusí vypadat čistě. Vzory palet se mění směnu od směny. Nejde jen o kosmetické problémy. Ovlivňují stabilitu při přepravě, manipulaci ve skladu a celkovou kontrolu linky.

Největším problémem je, že neefektivita na konci linky omezuje růst. Továrna už může mít kapacitu vyrábět více, ale pokud navazující část tuto rychlost nedokáže unést, expanze se stává obtížnou. V tomto smyslu konec linky často rozhoduje o tom, kolik kapacity linky skutečně využijete.

Jaké jsou klíčové stroje v řešeních pro koncové systémy?

Dobrý systém pro koncové produkty nespočívá v přidávání strojů kvůli automatizaci. Jde o propojení správných strojů, aby se kartony plynule přesouvaly od plochého polotovaru k hotové paletě s menším čekáním, menší ruční manipulací a menším počtem přerušení.

Pro mnoho výrobců potravin tvoří jádro tohoto uspořádání pět zařízení: automatický stavěč krabic, robot DELTA, stroj na uzavírání krabic, robotická paletizace a dopravníkové systémy.

Automatický montér pouzder

Automatický montér bedýnek je místem, kde začíná proces sekundárního balení.

Místo toho, aby stroj požadoval po operátorech ruční otevírání plochých kartonů, jejich srovnávání a zalepování spodní části páskou, provádí to automaticky a posílá krabice připravené k plnění do další fáze. Jedná se o jednoduchou modernizaci, která však odstraňuje jedno z nejčastěji se opakujících a snadno podceňovaných úzkých míst na lince.

Ruční tvarování kartonů bývá pomalejší, než lidé očekávají, zejména během dlouhých směn. Také to vytváří variabilitu. Některé kartony jsou tvarovány úhledně, jiné méně, což ovlivňuje další kroky. Správně postavená krabice se snáze nakládá, snáze se uzavírá a je stabilnější během paletizace a přepravy.

U továren s vyšší produkcí pomáhá montér krabic nastolit stabilní rytmus od samého začátku. Místo čekání na přípravu kartonů dostává linka nepřetržitý přísun krabic ve správném tvaru a poloze.

To je důležité i v případě, že se jedná o kartony různých velikostí. Se správným designem se změny stávají rychlejšími a méně závislými na technice obsluhy.

Robot DELTA

Jakmile jsou kartony připravené, musí se produkty rychle a úhledně vložit. A právě zde robot DELTA přináší skutečnou hodnotu.

Roboty DELTA jsou určeny pro rychlou práci typu „picking-and-place“. Vybírají produkty z dopravníku a vkládají je do kartonů v kontrolovaném vzoru. Pro výrobce potravin, kteří balí sáčky, sáčky, tácky, fólie nebo malé krabice do větších přepravních bedýnek, je to často krok, který odstraňuje největší úzké hrdlo v následném postupu.

Ve srovnání s ručním nakládáním není rozdíl jen v rychlosti. Je to v konzistenci.

Robot DELTA se v polovině směny neunaví. Nezpomaluje kvůli zvýšení výkonu. Udržuje stabilnější vzorec nakládání a pomáhá lince udržet rytmus s předřazeným strojem.

To je obzvláště užitečné, když linka zpracovává více skladových položek (SKU). Různé počty balení nebo uspořádání produktů lze spravovat pomocí nastavení receptur, namísto opakovaného ručního třídění a balení. Díky tomu se systém snáze ovládá a usnadňuje se přepínání mezi různými produkty.

Další výhodou je šetrnější manipulace. Některé produkty nelze jednoduše vložit do kartonu, aniž by to ovlivnilo vzhled nebo stav balení. Robot DELTA vám umožní čistší a kontrolovanější proces vkládání bez kompromisů v rychlosti.

Stroj na uzavírání pouzder

Jakmile je karton naplněn, je třeba jej řádně zalepit a bez prodlení pokračovat.

To je úkol uzavíracího stroje na krabice. Uzavírá a zalepuje karton konzistentním způsobem, což pomáhá udržovat celý proces na konci linky v chodu.

V manuálních operacích tento krok často vytváří větší odpor, než se očekává. Operátoři mohou lepit kartony různou rychlostí, kvalita těsnění se může lišit a naplněné krabice se mohou začít hromadit před paletizací. Když k tomu dojde, linka ztrácí tok.

Automatický balicí stroj na krabice tento problém řeší tím, že vytváří předvídatelnější předávání mezi vkládáním krabic a paletizací. Každý karton je uzavřen stejným způsobem, s čistší aplikací pásky a lepším celkovým vzhledem.

Tato konzistence je důležitá i při přepravě. Špatně uzavřené kartony se mohou na paletě otevřít, deformovat nebo špatně stohovat. Lepší krok uzavření tato rizika snižuje a zlepšuje kvalitu přepravy bez zvýšení složitosti.

Pro výrobce, kteří používají krabice různých velikostí, nastavitelné svářecí stroje také usnadňují výměnu oproti plně ručnímu lepení.

Robotická paletizace

Paletizace je často oblastí, kde se automatizace rychle vyplatí.

Ruční paletizace je náročná, repetitivní a obtížně se udržuje konzistentní při vyšším výkonu. Funguje to pro nižší objemy, ale jakmile se zvýší tok kartonů, je obtížné zároveň udržet rychlost, kvalitu nakládání a bezpečnost.

Robotický paletizační systém bere uzavřené kartony a stohuje je podle naprogramovaného vzoru. Hlavní výhodou není jen nahrazení práce. Jde o vytvoření palet, které jsou stabilnější, jednotnější a snadněji se přemisťují a skladují.

Pro výrobce potravin, kteří manipulují s různými velikostmi kartonů nebo různými formáty objednávek, přináší robotická paletizace také užitečnou flexibilitu. Různé vzory palet lze ukládat a podle potřeby vyvolávat, což je mnohem snazší než spoléhat se na pokyny pro ruční stohování pokaždé, když se změní výroba.

Zlepšuje se také pracovní prostředí. Opakované zvedání a stohování představuje zjevnou zátěž pro obsluhu, zejména v delších směnách. Automatizace tohoto kroku snižuje fyzickou zátěž a pomáhá obsluze soustředit se na dohled nad linkou namísto těžké ruční manipulace.

V mnoha závodech je paletizace jedním z nejjasnějších znaků toho, že linka přerostla manuální práci.

Dopravníkové systémy

Dopravníkům se nevěnuje tolik pozornosti jako robotům, ale jsou to právě ony, které zajišťují fungování celého systému.

Dobře naplánovaný dopravníkový systém propojuje jednotlivé fáze, takže se produkty a kartony pohybují s menším přerušením. Přenáší bedny od montáže k nakládce, od uzavření ke kontrole a od kontroly k paletizaci. Bez tohoto propojení mohou i dobré stroje fungovat jako izolované stanice, nikoli jako jedna efektivní linka.

Dopravníky také pomáhají zvládat rozdíly v proudění mezi stroji. Ne každá část linky běží vždy stejnou rychlostí. Správné ukládání, rozestupy, spojování a vedení produktů může mít velký vliv na udržení stability linky.

Jsou také nejjednodušším místem pro integraci inspekce. Do dopravníkové dráhy lze zabudovat kontrolní váhy, detektory kovů, čtečky čárových kódů, zařízení pro vyřazování zboží a systémy vidění. Díky tomu je kontrola kvality spolehlivější, aniž by se přidávala zbytečná ruční manipulace.

Z hlediska uspořádání dopravníky také pomáhají snižovat nepořádek. Místo toho, aby operátoři přesouvali kartony z jedné stanice na druhou, se tok produktů stává strukturovanějším a snáze řiditelným. V rušných potravinářských továrnách to obvykle znamená lepší využití prostoru a méně zastavení, kterým lze předejít.

Jak dosáhnout 50% zlepšení efektivity?

Ne každá továrna zaznamená přesně stejné číslo, ale výrazné zisky jsou velmi realistické, když je současný proces na konci linky stále převážně manuální.

Největší zlepšení obvykle vyplývá ze snížení závislosti na lidech při opakujících se manipulačních úkonech. Jakmile je tvarování krabic, nakládání, uzavírání a paletizace automatizováno, linka se stává méně náchylnou k nedostatku pracovních sil, pomalejším směnám a nekonzistentnosti manuální práce.

Druhým přínosem je menší počet přerušení. Mnoho linek se nezastaví proto, že by hlavní balicí stroj měl problém. Zastaví se proto, že konec linky nedokáže produkty dostatečně rychle odbavit. Jakmile se následný proces stabilizuje, celá linka obvykle běží lépe.

Doba přechodu je dalším důležitým faktorem. V továrnách vyrábějících různé produkty nebo formáty krabic mohou úpravy založené na receptuře ušetřit překvapivé množství času v průběhu týdne nebo měsíce. Rychlejší přechod znamená více času k dispozici pro samotnou výrobu.

Prostor je také důležitější, než mnoho závodů očekává. Manuální koncové oblasti linky často vyžadují více prostoru pro ukládání kartonů, pohyb obsluhy a dočasné odkládání palet. Lépe integrovaný systém obvykle usnadňuje ovládání oblasti a zefektivňuje její provoz.

Stejně důležité je, že automatizace usnadňuje řízení linky. Když je tok lépe strukturovaný, je snazší vidět, kde dochází ke zpožděním, kde se zvyšuje počet zmetků a kde se ztrácí produkce. To dává provozním týmům lepší základ pro zlepšení, než aby se spoléhaly na dohady.

V praxi se nejlepších výsledků dosahuje spíše pohledem na celý proces na konci linky než nákupem jednoho stroje izolovaně. Zařízení musí odpovídat produktu, formátu kartonu, dostupnému prostoru a skutečným úzkým hrdlům na výrobním závodě. Když je tato část dobře provedena, zvýšení efektivity není jen tvrzením. Je viditelné v každodenní výrobě.

Závěrečné myšlenky

Mnoho výrobců potravin již má solidní zařízení pro primární balení, ale na konci linky se stále ztrácí příliš mnoho času a práce.

Pokud se kartony stále sestavují ručně, produkty se ručně balí do beden, krabice se lepí páskou jedna po druhé a palety se staví ručně, linka bude vždy fungovat pod svým potenciálem. Takové nastavení může stále fungovat, ale s rostoucí produkcí se jeho správa stává obtížnější.

Propojenější systém na konci linky to mění. Díky automatickému montéru krabic, robotu DELTA, uzavíracímu stroji na krabice, robotickému paletování a dopravníkovým systémům, které spolupracují, se závěrečná fáze výroby stává plynulejší, konzistentnější a mnohem snadněji škálovatelnou.

Pro výrobce potravin, kteří chtějí zlepšit propustnost bez vytváření většího tlaku na pracovní sílu, je to často jedna z nejpraktičtějších oblastí k modernizaci. Pokud provádíte revizi své stávající linky, stojí za to se blíže podívat na to, kde dochází ke skutečným zpožděním v následných fázích. V mnoha případech může lepší nastavení na konci linky uvolnit kapacitu, kterou již máte, ale zatím nemůžete využít.