Manuaalne vs automatiseeritud liini lõpu pakendamine: kumb on kasvavatele tehastele parem?

Paljude tehaste puhul ei ilmne tegelik tootmispiirang mitte ainult kaalumise, täitmise või sulgemise etapis, vaid ka tootmisliini lõpus.

Peamine pakkimismasin töötab küll korraliku kiirusega, aga kaste vormitakse ikka veel käsitsi, valmispakendid ootavad kastidesse laadimist, kaste teibitakse ükshaaval kinni ja kaubaalustele pakkimine sõltub inimestest, kes üritavad sammu pidada. Liin võib olla poolautomaatne, aga viimane osa töötab endiselt nagu töömahukas käsitsioperatsioon.

Tavaliselt on see algstaadiumis hallatav. Probleemiks saab see siis, kui toodang hakkab kasvama.

Seepärast ongi käsitsi ja automatiseeritud tootmise erinevuse küsimus oluline. Mitte üldise, vaid praktilise aruteluna. Milline seadistus sobib endiselt teie praeguse tootmisega? Milline toetab kasvu ilma tööjõukulusid, ebajärjekindlust ja seisakuid iga kvartaliga suurendamata?

Kasvava tehase jaoks on see tegelik otsus. Manuaalne pakendamine tootmisliini lõpus ei ole alati vale. Kuid sellel on ka piir. Kui tootmismaht, SKU valik ja tarnerõhk koos suurenevad, ei ole käsitsi teisaldamine enam sageli nii odav variant, kui see alguses tundus.

See artikkel vaatleb, kus on käsitsi pakendamine tootmisliini lõpus endiselt mõttekas, kus see hakkab tehasele vastu töötama ja millised automatiseerimismasinad on uuendamise ajal tavaliselt kõige olulisemad.

Kus käsitsi lõpp-pakendamine on endiselt mõistlik

Mõnes olukorras toimib käsitsi pakendamine siiski. Kui päevane toodang on suhteliselt väike, tootekoodide valik on piiratud ja tellimuste maht ei ole väga stabiilne, võib käsitsi käitlemine mõneks ajaks mõistlikuks lahenduseks jääda.

See kehtib eriti uuemate tehaste või väiksemate ettevõtete kohta, mis alles katsetavad turgu. Kui tootenõudlus muutub kuude kaupa, ei pruugi olla mõttekas investeerida liiga vara suuremasse tootmisliini lõppsüsteemi. Sellisel juhul annab inimeste kasutamine karpide vormimiseks, kastide pakkimiseks, sulgemiseks ja kaubaalustele pakkimiseks ettevõttele paindlikkuse ilma suure kapitalikohustuseta.

Käsitöö võib olla otstarbekas ka siis, kui liin ei tööta suurel kiirusel ja tootevalik on lihtne. Tehas, mis pakendab ühte või kahte tooteformaati tagasihoidlikes kogustes, ei pruugi liini lõpus veel tugevat survet tunda. Töö on korduv, kuid siiski teostatav.

Oluline on see, et käsitsi pakendamine ei ole automaatselt ebaefektiivne. See on efektiivne ainult teatud tootmisvahemikus. Kui ettevõte hakkab kasvama, võib seesama seadistus, mis kunagi tundus paindlik, muutuda liini osaks, mis piirab kõike muud.

Kus manuaal hakkab maksma rohkem kui kokku hoidma

Manuaalse lõpp-pakendamise probleem ei seisne mitte selles, et see korraga ebaõnnestub. Tavaliselt muutub see väiksemate sammudega kallimaks ja vähem tõhusaks.

Esimene probleem on tööjõud. Tootlikkuse kasvades palkab tehas sageli rohkem inimesi, et liini lõpp liikumas hoida. Karpide kokkupanekuks, kastide pakkimiseks, teipimiseks, kaubaaluste virnastamiseks ja sisemiseks liigutamiseks on vaja rohkem töötajaid. Kuid toodang ei suurene sama selgelt. Tööjõud kasvab kiiresti, efektiivsus aga mitte.

Mingil hetkel hakkab peamine pakkimismasin ootama. Ülesvooluosa võib küll kiiremini töötada, kuid valmis pakke ei suudeta piisavalt kiiresti tühjendada. Tooted kuhjuvad, operaatorid jäävad maha ja liini lõpuosa saab põhjuseks, miks ülejäänud liin aeglustub.

Kvaliteeti on ka raskem kontrollida. Käsitsi vormitud karbid ei ole alati ühtlased. Kastide laadimise mustrid on operaatorite lõikes erinevad. Teipimine võib ühes vahetuses hea välja näha, teises aga ebaühtlane. Kaubaaluste laadimine muutub ebaühtlaseks, eriti kiiretel perioodidel või pikkade vahetuste ajal. Käsitsi seadistamise puhul pole see midagi ebatavalist, kuid see tekitab hiljem ladustamisel, transportimisel ja kohaletoimetamisel välditavaid probleeme.

Seejärel tuleb ümbertöötlemine. Mida rohkem käsitsi tehtavaid liigutusi on, seda suurem on maha kukkuvate toodete, purunenud pakendite, lahtiste tihendite, kahjustatud servade ja ümberpakendamise oht. Need ei ole üksikult suured kaod, kuid koos tekitavad nad varjatud kulusid. Seetõttu tundub käsitsi pakendamine tootmisliini lõpus sageli alguses odavam, kuid muutub tootmise suurenedes kallimaks.

Kasvava tehase jaoks pole peamine probleem mitte ainult tööjõukulud, vaid ka see, et käsitsi teisaldamine ei ole hästi skaleeritav. Kui iga toodangu suurenemine nõuab sarnast töötajate arvu, põrandakoormuse ja järelevalve suurenemist, muutub kasv raskemaks, kui see peaks olema.

Peamised masinad lõpp-automaatikas

Hea tootmisliini lõpu automatiseerimissüsteem ei ole lihtsalt pakkimisliini järel paigutatud masinate rühm. See on ühendatud voog. Valmis esmased pakendid liiguvad ühest etapist teise väiksema ootamise, väiksema käsitsi teisaldamise ja suurema järjepidevusega.

Enamiku kasvavate tehaste puhul moodustavad selle süsteemi tuumiku viis masinat: konveierisüsteemid, automaatne karpide püstitaja, DELTA Robot karpide pakkija, karpide sulgemismasin ja robotpaletteerija.

Konveierisüsteemid

Konveierid on tavaliselt esimene asi, mis korda saab, sest need ühendavad kõike muud.

Kui tootevoog on segane, ei saa isegi head masinad korralikult töötada. Pakid kuhjuvad valedesse kohtadesse, operaatorid astuvad pidevalt sisse, et tooteid käsitsi liigutada, ja liin kaotab rütmi. Hästi planeeritud konveierisüsteem lahendab selle probleemi, juhtides tooteid ja kaste igas etapis kontrollitumalt.

Konveierid teevad enamat kui lihtsalt transporti. Need aitavad hoida vahesid, puhverdada ja tasakaalustada voolu jaamade vahel, mis ei tööta alati täpselt sama kiirusega. See on oluline reaalses tootmises, sest ükski liin ei tööta terve päeva ideaalsetes tingimustes.

Samuti hõlbustavad need organiseerituma paigutuse loomist. Tööalade vahelise käsitsi teisaldamise asemel liiguvad tooted struktureeritud teekonnal alates kastide kokkupanekust kuni laadimise, sulgemise, kontrolli ja kaubaalustele pakkimiseni. Tihedate tehaste puhul võib see üksi vähendada ummikuid ja väiksemaid katkestusi.

Paljudel juhtudel ei ole rea lõpu automatiseerimine mõttekas mitte roboti, vaid parema tootevoo tõttu.

Automaatne korpuse püstitaja

Automaatne karpide püstitaja võtab lamedad kartongtoorikud, vormib need karpideks ja sulgeb põhja, et need oleksid täitmiseks valmis.

See kõrvaldab ühe liini lõpus oleva korduvaima käsitsi tehtava ülesande. See lahendab ka probleemi, mida sageli alahinnatakse: karpide ebajärjekindlus. Käsitsi vormitud karbid ei ole alati kandilised, stabiilsed ega ühtlased. See mõjutab järgmisi etappe, eriti karpide laadimist ja sulgemist.

Automaatne kastide püstitaja annab liinile püsiva ja ühtlase formaadiga valmispakendid. See parandab üldist voogu ja muudab järgnevad toimingud usaldusväärsemaks.

Kasvavate tehaste jaoks on see sageli üks praktilisemaid esimesi uuendusi. Masinat on lihtne mõista, tööjõudu säästev efekt on selge ja see aitab luua stabiilsema aluse hilisemaks automatiseerimiseks.

Kui kartongide vormimine juba aeglustab liini, on see tavaliselt hea koht alustamiseks.

DELTA robotkohvrite pakkija

Kui karbid on valmis, on järgmine samm toodete laadimine neisse. Siin saab DELTA Robot kastipakkijast üks süsteemi väärtuslikumaid masinaid.

DELTA robot korjab konveierilt valmispakid ja asetab need kindla mustri järgi kastidesse. See teeb seda kiiremini ja järjepidevamalt kui käsitsi laadimine, eriti kui väljundmaht suureneb.

See on oluline, sest käsitsi kastide laadimine muutub sageli pudelikaelaks enne, kui juhid seda oodata oskavad. Väiksemate mahtude korral suudavad operaatorid sammu pidada. Kui liini kiirus aga suureneb, muutub kastide laadimist ilma rohkem inimesi kaasamata raskem hallata. Isegi siis pole tulemus alati stabiilne.

DELTA robot lahendab selle probleemi, hoides laadimiskiiruse prognoositavamana. See käsitleb ka toodete paigutust järjepidevamalt, mis parandab esitlust ja vähendab vigu.

Teine eelis on paindlikkus. Kui tehased lisavad rohkem SKU-sid, pakkide arvu või karpide konfiguratsioone, muudab retseptipõhine kontroll ülemineku lihtsamaks kui korduva käsitsi sorteerimise ja paigutamise peale lootmine. Kasvavate tehaste jaoks on see väga oluline.

Kui liin on juba võimeline tootma rohkem pakke, kui operaatorid mugavalt kastidesse laadida jõuavad, on DELTA robot sageli see uuendus, mis avab järgmise tootlikkuse taseme.

Korpuse sulgemise masin

Pärast kasti täitmist tuleb see enne kaubaalustele panemist korralikult sulgeda ja pitseerida, ilma et tekiks viivitust.

See on karpide sulgemismasina roll. See sulgeb karbid ühtlaselt ja hoiab neid allavoolu liikumas.

Paljudes manuaalsetes liinides on see etapp väike, kuid üllatavalt häiriv. Operaatorid teibivad kaste erineva kiirusega. Sulgemise kvaliteet on erinev. Täidetud karbid hakkavad järjekorda jääma ja liin kaotab voolavuse. Probleem ei ole ainult välimuses. Nõrk või ebaühtlane sulgemine võib mõjutada transpordi tugevust ja kaubaaluste stabiilsust.

Karpide sulgemismasin lahendab selle probleemi, muutes sulgemisetapi prognoositavamaks. Iga karp läbib sama protsessi, mis parandab kvaliteeti ja vähendab etappide vahelist ootamist.

Erineva suurusega kastidega tegelevate tehaste jaoks muudavad reguleeritavad sulgemismasinad liini haldamise tootevahetuste ajal ka lihtsamaks. See on praktiline masin, kuid sellel on otsene mõju igapäevase töö sujuvusele.

Robotpalletiseerija

Kaubaaluste pakkimine on sageli koht, kus käsitsi ja automatiseeritud käitlemise vaheline lõhe kõige ilmsemaks muutub.

Käsitsi kaubaaluste ladumine on füüsiliselt nõudlik ja pärast kastide voo suurenemist on seda keeruline järjepidevana hoida. Töötajad saavad kaste mõnda aega õigesti laduda, kuid pikemate vahetuste või suurema tootlikkuse korral muutub kaubaaluste kvaliteet sageli ebaühtlaseks. See toob kaasa kaldus koormad, kaubaaluste ruumi raiskamise ja suurema riski transpordi või lao käitlemise ajal.

Robotpalletiseerija lahendab selle probleemi, virnastades valmis kastid korduva mustri järgi. Tulemuseks on stabiilsemad kaubaalused, puhtam koorma välimus ja prognoositavam saatmiskvaliteet.

See ei puuduta ainult tööjõu asendamist. See puudutab ka liini viimase etapi juhtimise lihtsustamist. Kui kaubaaluste mustrid on programmeeritud ja korratavad, muutub lao käitlemine sujuvamaks ja valmistoodangut on lihtsam hallata.

Kasvava toodanguga tehaste puhul on robotkalletamine sageli see punkt, kus tootmisliini lõpu automatiseerimine hakkab tunduma pigem tõelise tootmise uuendusena kui pelgalt tööjõudu säästva tööriistana.

Integreeritud tugimoodulid

Mitte iga lõpp-punkti süsteem ei vaja samu tugimooduleid, kuid mõned täiendused muutuvad tegevuse kasvades olulisemaks.

Kontrollkaal

Kontrollkaal lisab enne saatmist viimase kontrollietapi. See aitab kinnitada, et valmis kastid või pakid vastavad eeldatavale kaaluvahemikule, mis vähendab alatäidetud või vale toote saatmise ohtu.

Tehaste puhul, mis haldavad rohkem tooteartikleid või varustavad rangemaid kliente, muutub see aja jooksul kasulikumaks. See ei ole süsteemi peamine masin, kuid see tugevdab kvaliteedikontrolli ilma käsitsi kontrollimise survet lisamata.

Märgistamise ja kodeerimise süsteem

Märgistus- ja kodeerimisseadmed kannavad karbile vöötkoode, saatelehti, partiiandmeid või jälgitavusteavet.

See muutub üha olulisemaks, kui tehas käitleb rohkem tooteid, rohkem sihtkohti või laosüsteemide integratsiooni. Manuaalne sildistamine võib väikese mahu korral endiselt toimida, kuid kui saadetise keerukus suureneb, aitab automatiseeritud sildistamine ja kodeerimine hoida teavet täpse ja järjepidevana.

Manuaalne vs automatiseeritud: võrdlus, mis tegelikult loeb

Tegelik võrdlus ei seisne selles, kas automatiseerimine kõlab arenenumalt, vaid selles, kuidas iga seadistus pärast tehase kasvamist toimib.

Manuaalne pakendamine tootmisliini lõpus nõuab tavaliselt väiksemat alginvesteeringut. See on selle peamine eelis. Seda on lihtsam alustada ja seda on lihtsam õigustada, kui tootmine on veel piiratud.

Kuid tööjõuvajadus on palju suurem ja see kasvab koos toodanguga kiiresti. Automatiseerimine vajab alguses rohkem kapitali, kuid see vähendab sõltuvust korduvast käsitsitööst ja toetab kasvu ilma töötajate arvu samas tempos suurendamata.

Tootmiskiirus on veel üks selge erinevus. Manuaalne teisaldamine võib töötada madalama tootlikkusega, kuid see muutub ebastabiilseks, kui ülesvoolu liin kiirendab. Automatiseeritud liinilõpu seadmed hoiavad prognoositavamat tempot, mis aitab kogu liinil sujuvamalt töötada.

Ka pakendi järjepidevus muutub. Käsitsi töötades on karpide vormimist, sulgemist, toodete paigutust ja kaubaaluste mustreid raskem standardiseerida. Automatiseerimisega muutuvad need punktid korratavamaks.

Ümberlülituse efektiivsus sõltub süsteemist, kuid automatiseerimine käsitleb korduvaid vormingumuudatusi tavaliselt puhtamalt, kui retseptid ja kohandused on õigesti seadistatud. See on olulisem tootekoodide mitmekesisuse suurenedes.

Skaleeritavus on see, kus on kõige raskem ignoreerida lõhet. Manuaalseid süsteeme saab venitada, aga tavaliselt tuleb lisada rohkem tööjõudu ja aktsepteerida suuremat survet. Automatiseeritud süsteemid sobivad paremini planeeritud kasvuks, kuna need ei sõltu töötajate arvust samamoodi.

Ohutus on veel üks oluline punkt. Raskete esemete tõstmine ja korduv virnastamine tekitavad käsitsi palletimisel ja kastide käitlemisel ilmset koormust. Automatiseerimine vähendab seda koormust.

Kui tehased võrdlevad tegelikke tegevuskulusid aja jooksul, mitte ainult ostukulusid, hakkab otsus sageli teistsugune välja nägema.

Märgid, mis viitavad sellele, et tehas on käsitsi tootmise lõpetamise pakendamise süsteemist välja kasvanud

Enamik tehaseid ei otsusta automatiseerida üheainsa põhjuse tõttu. Nad teevad otsuse seetõttu, et korraga hakkab ilmuma mitu ohumärki.

Esimene on see, kui peamine pakkimismasin ootab pidevalt allavoolu käitlemist. Kui ülesvoolu osa suudab rohkem, aga liini lõpp aeglustab pidevalt, on käsitsi käitlemine juba muutumas mahutavuse probleemiks.

Teine olukord on see, kui tellimuste arv suureneb, kuid toodang ei saa sujuvalt kasvada ilma iga kord tööjõudu juurde lisamata. See tähendab tavaliselt, et praegune süsteem ei skaleeru hästi.

Teine märk on kasvav sõltuvus vähestest kogenud töötajatest. Kui liin toimib hästi ainult siis, kui kohal on teatud inimesed, sõltub süsteem liiga palju käsitsi tehtud töödest.

Klientide kaebused on samuti olulised. Kui karpide kvaliteet, kaubaaluste seisukord või saadetise järjepidevus hakkab probleemiks muutuma, tuleb tähelepanu pöörata tootmisliini lõpuprotsessile.

Ja kui tehas plaanib juba järgmise ühe kuni kolme aasta jooksul laienemist, võib liiga pikk ootamine üleminekut raskendada. Tavaliselt on parem üle vaadata tootmisliini lõpposa enne, kui kasvusurvest saab igapäevane probleem.

Nutikam uuendustee kasvavatele tehastele

Mitte iga tehas ei vaja täielikku tootmisliini lõpu automatiseerimist ühe sammuga.

Parem lähenemisviis on sageli alustada suurimast pudelikaelast ja sealt edasi ehitada. Kui tootevoog on segane, võib esimeseks paranduseks olla konveieri optimeerimine. Kui karpide vormimine on aeglane ja ebaühtlane, alustage automaatse karpide püstitajaga. Kui käsitsi teipimine tekitab viivitusi, lisage karpide sulgemismasin. Kui karpide laadimisest on saanud peamine pudelikael, võtke kasutusele DELTA robot. Kui karpide väljund on käsitsi virnastamisest juba välja kasvanud, on järgmiseks loogiliseks sammuks robotpalettidele pakkimine.

See etapiviisiline lähenemine vähendab investeerimissurvet ja muudab uuendamise teekonna haldamise lihtsamaks. See aitab tehasel ka areneda vastavalt tegelikele tootmisvajadustele, selle asemel, et proovida kõike korraga automatiseerida.

Kasvavate tehaste puhul on see tavaliselt mõistlikum kui automatiseerimise käsitlemine kõik-või-mitte-midagi-otsusena.

Kuidas valida õige rea lõpu seadistus

Esimene samm ei ole masina valimine, vaid tegeliku kitsaskoha tuvastamine.

Mõned tehased eeldavad, et vajavad esmalt palletiseerijat, aga suurem probleem on tegelikult kastide vormimine. Teised keskenduvad kastide laadimisele, kuigi tegelik probleem on kehv tootevoog jaamade vahel. Õige lahendus sõltub sellest, kus viivitused, tööjõu surve ja ebajärjekindlus tegelikult tekivad.

Süsteem peab sobima ka toote, karbi stiili, liini kiiruse ja olemasoleva põrandapinnaga. Masinast, mis eraldi hea välja näeb, ei piisa, kui see ei sobi ümbritseva töövoogu.

Ka tulevane kasv on oluline. Ainult tänase toodangu jaoks loodud seadistus võib saada järgmiseks pudelikaelaks oodatust varem. Parem on mõelda ette, eriti kui plaanis on juba rohkem SKU-sid või suurem läbilaskevõime.

Kõige tähtsam on see, et liini tuleks vaadelda ühendatud süsteemina. Ühe masina ostmine võib küll ühte etappi paremaks muuta, kuid suurim kasu tuleb tavaliselt kogu liini lõpuosa koostoimimise parandamisest.

Seepärast on tarnija valik oluline. Tarnija, kes mõistab integratsiooni, paigutust ja allavoolu voogu, loob tavaliselt parema tulemuse kui see, kes pakub ainult eraldiseisvaid masinaid.

Kokkuvõte

Manuaalne tootmisliini lõpu pakendamine on endiselt oluline. See sobib hästi väiksematele tehastele, lihtsamatele tootevalikutele ja väiksema tootlikkusega ettevõtetele.

Kuid kasvavad tehased jõuavad tavaliselt punkti, kus käsitsi teisaldamine hakkab tekitama rohkem kulusid kui kokkuhoidu. Tööjõuvajadus kasvab liiga kiiresti, toodangut on raskem stabiliseerida ja pakendite järjepidevus hakkab langema. Selles etapis ei seisne automatiseerimine enam keerukuse suurendamises. See seisneb käsitsi teisaldamise seatud piirangute kõrvaldamises.

Parem küsimus pole enam see, kas automatiseerimine on teoorias parem, vaid see, millist osa tootmisliini lõpust tuleks esimesena uuendada.

Kui tehases esineb juba tootmisprotsessi viivitusi, tööjõu survet või pakendamise ebajärjekindlust, peaks see ülevaade algama kohe. Paljudel juhtudel ei ole kiireim viis suurema võimsuse vabastamiseks mitte peamise pakkimismasina vahetamine, vaid selle järel toimuva täiustamine.