Elintarviketeollisuudelle suunnatut linjanpään automaatioratkaisut

Monissa elintarviketehtaissa suurimmat tehokkuusongelmat eivät ole punnitus- tai täyttövaiheessa, vaan ne tapahtuvat linjan lopussa.

Pääpakkaukset tulevat ulos riittävän nopeasti, mutta sitten laatikot avataan edelleen käsin, tuotteet odottavat pakkaamista laatikoihin, laatikot jonottavat sulkemista ja valmiit laatikot kasaantuvat ennen lavausta. Paperilla linja näyttää automatisoidulta. Todellisuudessa prosessin viimeinen osa riippuu edelleen ihmisten liikkumisesta, pinoamisesta, sulkemisesta ja kiinniottamisesta.

Siinä vaiheessa tuotos yleensä alkaa hiipua.

Toiminnanjohtajille ja tehtaanjohtajille tämä luo turhauttavan tilanteen. Investoit nopeampiin ylävirran laitteisiin, mutta todellinen päivittäinen suorituskyky jää silti vajaaksi. Työvoiman määrä kasvaa jatkuvasti, seisokkiajat näkyvät pieninä mutta jatkuvina muotoina, ja linjan loppuosasta tulee syy siihen, miksi muun linjan on hidastettava.

Siksi yhä useammat elintarvikevalmistajat keskittyvät nyt linjan lopun automatisointiin. Hyvin suunniteltu järjestelmä tekee enemmän kuin korvaa manuaalisen työn. Se pitää tuotevirran vakaana, vähentää käsittelyvirheitä, lyhentää vaihtoja ja auttaa koko pakkauslinjaa toimimaan lähempänä todellista kapasiteettiaan.

Oikein järjestettynä se voi tarkoittaa jopa 50 prosentin hyötysuhteen parannusta.

Tässä artikkelissa tarkastellaan, missä linjan loppuvaiheen hävikit yleensä tapahtuvat, millä koneilla on suurin ero ja miten elintarvikkeiden valmistajat voivat rakentaa tehokkaamman pakkausprosessin loppupäässä monimutkaistamatta linjaa liikaa.

Mitä ovat tehottomasta päätepisteestä aiheutuvat piilokustannukset?

Heikko lopetusprosessi ei aina näytä dramaattiselta. Se on usein kokoelma pienempiä ongelmia, jotka toistuvat joka vuorossa.

Yksi operaattori on myöhässä laatikoiden muodostamisessa. Toinen yrittää pysyä laatikoiden lastauksen perässä. Saumaus muuttuu epätasaiseksi, kun tuotantomäärä kasvaa. Lavat pinotaan käsin ja ne alkavat nojata. Mikään näistä ongelmista ei yksinään näytä vakavalta, mutta yhdessä ne hidastavat koko linjaa.

Työvoima on yleensä ensimmäinen painepiste. Kun linjan viimeinen vaihe on riippuvainen ihmisistä laatikoiden pystyttämisessä, tuotteiden pakkaamisessa, pahvilaatikoiden sulkemisessa ja valmiiden tuotteiden lavaamisessa, tuotanto sidotaan manuaaliseen nopeuteen. Kun tuotantomäärä kasvaa, tätä järjestelmää on vaikea ylläpitää. Ylävirran koneet saattavat olla valmiita toimimaan nopeammin, mutta linjan loppupää ei pysty käsittelemään tuotteita tarpeeksi nopeasti.

Sitten on vielä tuotteiden käsittely. Mitä enemmän manuaalista kosketusta on, sitä suurempi on vaurioituneiden pakkausten, pudonneiden pakkausten, epätasaisen pinoamisen tai uudelleenkäsittelyn riski. Vaikka ruoka itsessään olisi kunnossa, huonolaatuinen toissijainen pakkaus aiheuttaa ongelmia myöhemmin varastoinnissa, kuljetuksessa ja asiakkaille toimituksessa.

Vaihdot ovat toinen yleinen tuottavuutta heikentävä tekijä. Monet elintarvikevalmistajat käyttävät eri tuotenumeroita, pakkausmääriä ja pakkauskokoja. Jos jokainen vaihto vaatii liikaa manuaalista säätöä, linja menettää hyödyllistä tuotantoaikaa useita kertoja päivässä tai useita kertoja viikossa.

Myös yhdenmukaisuuden ylläpitäminen on manuaalisessa prosessissa vaikeampaa. Pakkauksia ei välttämättä muotoilla samalla tavalla. Tuotteiden sijoittelu laatikon sisällä voi vaihdella. Teipin kiinnitys ei välttämättä näytä siistiltä. Lavakuviot muuttuvat vuorosta toiseen. Nämä eivät ole vain kosmeettisia ongelmia. Ne vaikuttavat kuljetuksen vakauteen, varaston käsittelyyn ja linjan yleiseen hallintaan.

Suurin ongelma on, että linjan lopun tehottomuus rajoittaa kasvua. Tehtaalla voi jo olla kapasiteettia tuottaa enemmän, mutta jos loppupää ei pysty tukemaan tätä nopeutta, laajentumisesta tulee vaikeaa. Tässä mielessä linjan loppupää usein ratkaisee, kuinka paljon linjan kapasiteetista todellisuudessa saat käyttöön.

Mitkä ovat päätelaitteiden ydinlaitteet?

Hyvässä linjan loppupäätejärjestelmässä ei ole kyse koneiden lisäämisestä automatisoinnin vuoksi. Kyse on oikeiden koneiden yhdistämisestä, jotta laatikot siirtyvät sujuvasti aihiosta valmiiksi lavoille vähemmällä odotuksella, manuaalisella käsittelyllä ja vähemmillä keskeytyksillä.

Monille elintarvikevalmistajille järjestelmän ydin on viisi laitetta: automaattinen laatikonkokooja, DELTA-robotti, laatikon sulkemiskone, robottilavoitus ja kuljetinjärjestelmät.

Automaattinen kotelonmuodostaja

Automaattinen laatikonkokooja on paikka, jossa toissijainen pakkausprosessi alkaa.

Sen sijaan, että kone pyytäisi käyttäjiä avaamaan litteitä pahvilaatikoita, suoristamaan ne ja teippaamaan pohjat käsin, se tekee sen automaattisesti ja lähettää täytettävät laatikot seuraavaan vaiheeseen. Se on yksinkertainen päivitys, mutta se poistaa yhden linjan toistuvimmista ja helposti aliarvioiduista pullonkauloista.

Manuaalinen laatikoiden muotoilu on yleensä odotettua hitaampaa, etenkin pitkien työvuorojen aikana. Se luo myös vaihtelua. Jotkut laatikot muodostuvat siististi, toiset vähemmän siististi, ja se vaikuttaa seuraaviin vaiheisiin. Oikein pystytetty laatikko on helpompi lastata, helpompi sulkea ja vakaampi lavauksen ja kuljetuksen aikana.

Tehtaissa, jotka toimivat suurella tuotantomäärällä, laatikoiden kokoaja auttaa luomaan tasaisen rytmin alusta alkaen. Sen sijaan, että odotettaisiin laatikoiden valmistusta, linja saa jatkuvasti oikean muotoisia ja oikeassa asennossa olevia laatikoita.

Tällä on merkitystä myös silloin, kun kyseessä on useita erikokoisia pakkauslaatikoita. Oikealla suunnittelulla vaihdot nopeutuvat ja ovat vähemmän riippuvaisia ​​käyttäjän tekniikasta.

DELTA-robotti

Kun laatikot ovat valmiita, tuotteet on syötettävä pakkauksiin nopeasti ja siististi. Tässä DELTA-robotti tuo todellista lisäarvoa.

DELTA-robotit on tehty nopeaan keräilyyn ja sijoittamiseen. Ne keräävät tuotteita kuljettimelta ja asettavat ne laatikoihin hallitusti. Elintarvikevalmistajille, jotka pakkaavat pusseja, pusseja, tarjottimia, flow-kääreitä tai pieniä laatikoita suurempiin kuljetuslaatikoihin, tämä on usein vaihe, joka poistaa suurimman pullonkaulan loppupäässä.

Verrattuna manuaaliseen lastaukseen, ero ei ole pelkästään nopeudessa, vaan myös johdonmukaisuudessa.

DELTA-robotti ei väsy vuoron puolivälissä. Se ei hidasta vauhtia lisääntyneen tuoton vuoksi. Se pitää lastauskuvion vakaampana ja auttaa linjaa pysymään rytmissä ylävirran koneen kanssa.

Tämä on erityisen hyödyllistä silloin, kun linja käsittelee useita varastoyksiköitä (SKU). Eri pakkausmääriä tai tuotejärjestelyjä voidaan hallita reseptiasetuksilla toistuvan manuaalisen lajittelun ja pakkaamisen sijaan. Tämä helpottaa järjestelmän käyttöä ja helpottaa vaihtamista eri tuotteiden välillä.

Toinen etu on hellävaraisempi käsittely. Joitakin tuotteita ei voida noin vain pudottaa pahvilaatikkoon vaikuttamatta esillepanoon tai pakkauksen kuntoon. DELTA-robotti tarjoaa siistimmän ja hallitumman lastausvaiheen nopeudesta tinkimättä.

Kotelon sulkemiskone

Kun pakkaus on täytetty, se on suljettava kunnolla ja siirrettävä viipymättä eteenpäin.

Se on laatikon sulkemiskoneen tehtävä. Se sulkee ja tiivistää kartongin yhdenmukaisella tavalla, mikä auttaa pitämään koko linjan loppuvaiheen prosessin käynnissä.

Manuaalisissa toiminnoissa tämä vaihe aiheuttaa usein odotettua enemmän vastusta. Käyttäjät saattavat teipata laatikoita eri nopeuksilla, sulkemisen laatu voi vaihdella ja täytetyt laatikot voivat alkaa jonottaa ennen lavausta. Kun näin tapahtuu, linja menettää virtauksen.

Automaattinen laatikoiden sulkemiskone ratkaisee tämän luomalla ennustettavamman luovutuksen laatikoiden lastauksen ja lavauksen välillä. Jokainen pakkaus suljetaan samalla tavalla, jolloin teippi kiinnitetään siistimmin ja kokonaisuus näyttää paremmalta.

Tuo yhdenmukaisuus on tärkeää myös kuljetuksessa. Huonosti suljetut laatikot voivat avautua, vääntyä tai pinota huonosti lavalle. Parempi sulkemisvaihe vähentää näitä riskejä ja parantaa lähetyksen laatua lisäämättä monimutkaisuutta.

Eri kokoisia koteloita käyttäville valmistajille säädettävät sulkemiskoneet helpottavat myös vaihtoa täysin manuaaliseen teippaukseen verrattuna.

Robottipaletointi

Lavaaminen on usein se kohta, jossa automaatio maksaa itsensä takaisin nopeasti.

Manuaalinen lavaus on vaativaa, toistuvaa ja vaikea pitää yhdenmukaisena suurilla tuotantomäärillä. Se toimii pienemmillä volyymeilla, mutta kun pahvilaatikkovirta kasvaa, nopeuden, kuorman laadun ja turvallisuuden ylläpitäminen samanaikaisesti vaikeutuu.

Robottipohjainen lavausjärjestelmä ottaa sinetöidyt laatikot ja pinoaa ne ohjelmoidun kuvion mukaisesti. Tärkein etu ei ole pelkästään työvoiman korvaaminen, vaan se luo vakaampia, tasaisempia ja helpommin siirrettäviä ja varastoitavia lavoja.

Elintarvikevalmistajille, jotka käsittelevät useita eri pakkauskokoja tai tilausmuotoja, robottilavetointi tuo myös hyödyllistä joustavuutta. Eri lavamalleja voidaan tallentaa ja hakea tarvittaessa, mikä on paljon helpompaa kuin manuaalisten pinoamisohjeiden noudattaminen joka kerta, kun tuotanto muuttuu.

Se parantaa myös työympäristöä. Toistuva nostaminen ja pinoaminen rasittavat käyttäjiä selvästi, erityisesti pidemmissä vuoroissa. Tämän vaiheen automatisointi vähentää fyysistä rasitusta ja auttaa käyttäjiä keskittymään linjan valvontaan raskaan manuaalisen käsittelyn sijaan.

Monissa tehtaissa lavaus on yksi selkeimmistä merkeistä siitä, että linja on kasvanut ulos manuaalisesta työstä.

Kuljetinjärjestelmät

Kuljettimet eivät saa yhtä paljon huomiota kuin robotit, mutta ne saavat koko järjestelmän toimimaan.

Hyvin suunniteltu kuljetinjärjestelmä yhdistää jokaisen vaiheen toisiinsa, joten tuotteet ja laatikot liikkuvat keskeytyksettömästi. Se kuljettaa laatikoita pystytyksestä lastaukseen, sulkemisesta tarkastukseen ja tarkastuksesta lavaukseen. Ilman tätä yhteyttä jopa hyvät koneet voivat toimia kuin erilliset asemat yhden tehokkaan linjan sijaan.

Kuljettimet auttavat myös hallitsemaan koneiden välisiä virtauseroja. Kaikki linjan osat eivät kulje täsmälleen samalla nopeudella koko ajan. Puskurointi, välykset, yhdistäminen ja tuotteiden oikea ohjaaminen voivat vaikuttaa merkittävästi linjan vakauteen.

Ne ovat myös helpoin paikka integroida tarkastus. Kuljetinreittiin voidaan rakentaa tarkastusvaakoja, metallinilmaisimia, viivakoodinlukijoita, hylkäyslaitteita ja konenäköjärjestelmiä. Tämä tekee laadunvalvonnasta luotettavampaa ilman tarpeetonta manuaalista käsittelyä.

Asettelun kannalta kuljettimet auttavat myös vähentämään sotkua. Sen sijaan, että operaattorit siirtäisivät pahvilaatikoita asemalta toiselle, tuotevirrasta tulee jäsennellympää ja helpommin hallittavaa. Kiireisissä elintarviketehtaissa tämä tarkoittaa yleensä parempaa tilankäyttöä ja vähemmän vältettävissä olevia seisokkeja.

Miten saavuttaa 50 prosentin hyötysuhteen parannus?

Kaikissa tehtaissa ei nähdä täsmälleen samaa lukua, mutta vahvat parannukset ovat erittäin realistisia, kun nykyinen linjan loppuvaihe on edelleen pitkälti manuaalinen.

Suurin parannus tulee yleensä vähentämällä riippuvuutta ihmisistä toistuvissa käsittelytehtävissä. Kun laatikoiden muodostus, lastaus, sulkeminen ja lavaus automatisoidaan, linjasta tulee vähemmän altis työvoimapulalle, hitaammille vuoroille ja manuaalisille epäjohdonmukaisuuksille.

Toinen hyöty tulee keskeytysten vähenemisestä. Monet linjat eivät pysähdy siksi, että pääpakkauskoneessa olisi ongelma. Ne pysähtyvät, koska linjan loppupää ei pysty käsittelemään tuotteita tarpeeksi nopeasti. Kun loppupään prosessi vakautuu, koko linja toimii yleensä paremmin.

Vaihtoaika on toinen merkittävä tekijä. Tehtaissa, jotka valmistavat erilaisia ​​tuotteita tai laatikkomuotoja, reseptipohjaiset säädöt voivat säästää yllättävän paljon aikaa viikon tai kuukauden aikana. Nopeampi vaihto tarkoittaa enemmän aikaa varsinaiselle tuotannolle.

Tila on myös tärkeämpää kuin monet tehtaat odottavat. Manuaaliset linjan päätealueet tarvitsevat usein lisätilaa pakkausten keräämiseen, käyttäjien liikkumiseen ja väliaikaiseen kuormalavojen säilytykseen. Paremmin integroitu järjestelmä tekee alueesta yleensä helpommin hallittavan ja tehokkaamman käyttää.

Yhtä tärkeää on, että automaatio helpottaa linjan hallintaa. Kun virtaus on jäsennellympää, on helpompi nähdä, missä viivästyksiä esiintyy, missä hylkäykset lisääntyvät ja missä tuotantoa menetetään. Tämä antaa operatiivisille tiimeille paremman pohjan parannuksille arvailujen sijaan.

Käytännössä parhaat tulokset saadaan tarkastelemalla koko linjan loppuvaiheen prosessia yhden koneen ostamisen sijaan. Laitteiden on sovittava tuotteeseen, pakkausmuotoon, käytettävissä olevaan tilaan ja tuotantotilan todellisiin pullonkauloihin. Kun tämä osa tehdään hyvin, tehokkuuden kasvu ei ole pelkkä väite. Se näkyy päivittäisessä tuotannossa.

Loppuajatukset

Monilla elintarvikevalmistajilla on jo vankat pakkauslaitteet, mutta linjan loppupäässä hukkaan heitetään edelleen liikaa aikaa ja työtä.

Jos laatikot kootaan edelleen käsin, tuotteet pakataan laatikoihin käsin, laatikot teipataan yksi kerrallaan ja lavat kootaan käsin, linja toimii aina potentiaalinsa alapuolella. Tällainen järjestely saattaa edelleen toimia, mutta sen hallinta vaikeutuu tuotannon kasvaessa.

Yhteydellisemmin yhdistetty linjan päätejärjestelmä muuttaa tämän. Automaattisen laatikonkokoojan, DELTA-robotin, laatikoiden sulkemiskoneen, robottipohjaisen paletoinnin ja kuljetinjärjestelmien yhteistyön ansiosta tuotannon viimeisestä vaiheesta tulee sujuvampi, yhdenmukaisempi ja paljon helpommin skaalattava.

Elintarvikevalmistajille, jotka haluavat parantaa läpimenoaikaa lisäämättä työvoimapaineita, tämä on usein yksi käytännöllisimmistä päivityksistä. Jos tarkistat nykyistä linjaasi, kannattaa tarkastella tarkasti, missä todelliset loppupään viivästykset tapahtuvat. Monissa tapauksissa parempi linjan loppupään järjestely voi vapauttaa kapasiteettia, joka sinulla jo on, mutta jota et vielä pysty käyttämään.