Rješenja za automatizaciju na kraju proizvodne linije za proizvođače hrane

U mnogim tvornicama hrane najveći problemi s učinkovitošću nisu u fazi vaganja ili punjenja. Oni se događaju na kraju linije.

Primarna pakiranja izlaze dovoljno brzo, ali se kartoni i dalje otvaraju ručno, proizvodi čekaju pakiranje u kutije, kutije čekaju u redu za brtvljenje, a gotovi kartoni se gomilaju prije paletiziranja. Na papiru, linija izgleda automatizirano. U stvarnosti, posljednji dio procesa i dalje ovisi o ljudima koji se kreću, slažu, zatvaraju i sustižu.

To je obično trenutak kada proizvodnja počinje padati.

Za voditelje operacija i direktore postrojenja to stvara frustrirajuću situaciju. Ulažete u bržu uzvodnu opremu, ali stvarne dnevne performanse i dalje su nedostatne. Radna snaga se stalno povećava, zastoji se pojavljuju u malim, ali stalnim oblicima, a kraj linije postaje razlog zašto ostatak linije mora usporiti.

Zato se sve više proizvođača hrane sada fokusira na automatizaciju na kraju linije. Dobro osmišljen sustav čini više od zamjene ručnog rada. Održava stabilan protok proizvoda, smanjuje pogreške u rukovanju, skraćuje vrijeme prelaska i pomaže cijeloj liniji za pakiranje da radi bliže svom stvarnom kapacitetu.

Uz pravilnu postavku, to može značiti poboljšanje učinkovitosti do 50%.

Ovaj članak istražuje gdje se obično događaju gubici na kraju linije, koji strojevi čine najveću razliku i kako proizvođači hrane mogu izgraditi učinkovitiji proces pakiranja nakon proizvodnje bez prekomjernog kompliciranja linije.

Koji su skriveni troškovi neučinkovitog završetka proizvodne linije?

Slab proces na kraju proizvodne linije ne izgleda uvijek dramatično. Često je to skup manjih problema koji se ponavljaju pri svakoj smjeni.

Jedan operater kasni s oblikovanjem kartona. Drugi pokušava pratiti utovar kutija. Brtvljenje postaje neravnomjerno kada se poveća proizvodnja. Palete se slažu ručno i počinju se naginjati. Nijedan od ovih problema sam po sebi ne izgleda ozbiljno, ali zajedno usporavaju cijelu liniju.

Rad je obično prva točka pritiska. Kada završna faza linije ovisi o ljudima koji postavljaju kutije, pakiraju proizvode, zatvaraju kartone i paletiziraju gotove proizvode, proizvodnja postaje vezana uz ručnu brzinu. Nakon što se obujam proizvodnje poveća, tu postavku postaje teško održati. Uzvodni strojevi možda su spremni za brži rad, ali kraj linije ne može dovoljno brzo razrješiti proizvode.

Zatim tu je rukovanje proizvodom. Što je više ručnih dodira uključeno, veća je vjerojatnost oštećenih kartona, ispuštenih pakiranja, neravnomjernog slaganja ili prerade. Čak i ako je sama hrana u redu, loše sekundarno pakiranje stvara probleme kasnije u skladištenju, transportu i isporuci kupcima.

Promjene su još jedan čest problem za produktivnost. Mnogi proizvođači hrane koriste različite SKU-ove, brojeve pakiranja i veličine kartona. Ako svaka promjena zahtijeva previše ručnog podešavanja, linija gubi korisno vrijeme proizvodnje nekoliko puta dnevno ili nekoliko puta tjedno.

Konzistentnost je također teže održati u ručnom procesu. Kartoni se možda neće oblikovati na isti način. Položaj proizvoda unutar kutije može varirati. Nanošenje trake možda neće izgledati čisto. Uzorci paleta mijenjaju se od smjene do smjene. To nisu samo kozmetički problemi. Oni utječu na stabilnost otpreme, rukovanje u skladištu i ukupnu kontrolu linije.

Najveći problem je što neučinkovitost na kraju linije ograničava rast. Tvornica možda već ima kapacitet za veću proizvodnju, ali ako nizvodni dio ne može podržati tu brzinu, širenje postaje teško. U tom smislu, kraj linije često odlučuje koliki dio kapaciteta vaše linije zapravo možete koristiti.

Koji su ključni strojevi u rješenjima za kraj proizvodne linije?

Dobar sustav završnog montaže ne znači dodavanje strojeva radi automatizacije. Radi se o povezivanju pravih strojeva kako bi se kartoni glatko kretali od ravne blanke do gotove palete s manje čekanja, manje ručnog rukovanja i manje prekida.

Za mnoge proizvođače hrane, pet komada opreme čini jezgru tog sustava: automatski uspravitelj kutija, DELTA robot, stroj za zatvaranje kutija, robotsko paletiziranje i transportni sustavi.

Automatski montažer kutija

Automatski uspravnik kutija je mjesto gdje započinje proces sekundarnog pakiranja.

Umjesto da se od operatera traži da otvaraju ravne kartone, poravnavaju ih i ručno zalijepe dno, stroj to radi automatski i šalje kutije spremne za punjenje u sljedeću fazu. To je jednostavna nadogradnja, ali uklanja jedno od najponavljajućih i lako podcijenjenih uskih grla na liniji.

Ručno oblikovanje kartona obično je sporije nego što ljudi očekuju, posebno tijekom dugih smjena. To također stvara varijacije. Neke se kartone oblikuju uredno, druge manje, što utječe na sljedeće korake. Pravilno postavljena kutija lakše se utovaruje, lakše se zatvara i stabilnija je tijekom paletiziranja i transporta.

Za tvornice s većim kapacitetom, montažer kutija pomaže u uspostavljanju stabilnog ritma od samog početka. Umjesto čekanja da se kutije pripreme, linija prima kontinuiranu opskrbu kutijama u pravom obliku i položaju.

To je također važno kada se radi o više veličina kartona. S pravim dizajnom, promjene postaju brže i manje ovisne o tehnici operatera.

DELTA robot

Nakon što su kartoni spremni, proizvodi moraju ući brzo i uredno. Tu DELTA robot dodaje pravu vrijednost.

DELTA roboti su napravljeni za brzi rad "pickup-and-place". Oni uzimaju proizvode s transportera i stavljaju ih u kartone prema kontroliranom obrascu. Za proizvođače hrane koji pakiraju vrećice, vrećice, pladnjeve, folije ili male kutije u veće transportne kutije, ovo je često korak koji uklanja najveće usko grlo nizvodno.

U usporedbi s ručnim punjenjem, razlika nije samo brzina. To je dosljednost.

DELTA robot se ne umara usred smjene. Ne usporava jer se povećao učinak. Održava stabilniji uzorak utovara i pomaže liniji da ostane u ritmu s uzvodnim strojem.

Ovo je posebno korisno kada linija obrađuje više SKU-ova. Različiti brojevi pakiranja ili rasporedi proizvoda mogu se upravljati putem postavki recepta umjesto ponovljenog ručnog sortiranja i pakiranja. To olakšava korištenje sustava i olakšava promjenu između različitih proizvoda.

Još jedna prednost je nježnije rukovanje. Neki se proizvodi ne mogu jednostavno ubaciti u karton bez utjecaja na izgled ili stanje pakiranja. DELTA robot vam omogućuje čišći i kontroliraniji korak utovara bez žrtvovanja brzine.

Stroj za zatvaranje kutija

Nakon što je karton napunjen, potrebno ga je pravilno zatvoriti i bez odlaganja nastaviti s radom.

To je posao stroja za zatvaranje kutija. On zatvara i pečati karton na dosljedan način, pomažući u održavanju cijelog procesa na kraju linije.

U ručnim operacijama, ovaj korak često stvara veći otpor nego što se očekuje. Operateri mogu lijepiti kutije trakom različitim brzinama, kvaliteta zatvaranja može varirati, a napunjene kutije mogu početi čekati u redu prije paletiziranja. Kada se to dogodi, linija gubi protok.

Automatski stroj za zatvaranje kutija rješava to stvaranjem predvidljivije primopredaje između utovara kutija i paletiziranja. Svaka kutija se zatvara na isti način, s čišćim nanošenjem trake i boljim ukupnim izgledom.

Ta dosljednost je važna i u transportu. Loše zatvorene kutije mogu se otvoriti, deformirati ili loše složiti na paleti. Bolji korak zatvaranja smanjuje te rizike i poboljšava kvalitetu pošiljke bez dodavanja složenosti.

Za proizvođače koji rade s različitim veličinama kutija, podesivi strojevi za brtvljenje također olakšavaju promjenu u odnosu na potpuno ručno lijepljenje trakom.

Robotsko paletiziranje

Paletiranje je često mjesto gdje se automatizacija brzo isplati.

Ručno paletiziranje je zahtjevno, repetitivno i teško ga je održavati dosljednim pri većem učinku. Funkcionira za manje količine, ali kada se protok kartona poveća, postaje teško istovremeno održavati brzinu, kvalitetu utovara i sigurnost.

Robotski sustav za paletiziranje uzima zatvorene kartone i slaže ih prema programiranom uzorku. Glavna prednost nije samo zamjena rada. To je stvaranje paleta koje su stabilnije, ujednačenije i lakše za premještanje i skladištenje.

Za proizvođače hrane koji rukuju više veličinama kartona ili različitim formatima narudžbi, robotsko paletiziranje također donosi korisnu fleksibilnost. Različiti uzorci paleta mogu se pohraniti i po potrebi pozvati, što je puno lakše nego oslanjati se na ručne upute za slaganje svaki put kada se proizvodnja promijeni.

Također poboljšava radno okruženje. Ponavljano dizanje i slaganje tereta stvara očiti pritisak na operatere, posebno u duljim smjenama. Automatizacija tog koraka smanjuje fizički napor i pomaže operaterima da se usredotoče na nadzor linije umjesto na teško ručno rukovanje.

U mnogim pogonima, paletizacija je jedan od najjasnijih znakova da je linija prerasla ručni rad.

Transportni sustavi

Transporteri ne dobivaju toliko pažnje kao roboti, ali oni su ono što pokreće cijeli sustav.

Dobro isplaniran transportni sustav povezuje svaku fazu tako da se proizvodi i kutije kreću s manje prekida. Prenosi kutije od montaže do utovara, od zatvaranja do inspekcije i od inspekcije do paletizacije. Bez te veze, čak i dobri strojevi mogu završiti radeći kao izolirane stanice, a ne kao jedna učinkovita linija.

Transporteri također pomažu u upravljanju razlikama u protoku između strojeva. Ne radi svaki dio linije cijelo vrijeme istom brzinom. Pravilno raspoređivanje, razmak, spajanje i vođenje proizvoda može uvelike utjecati na stabilnost linije.

Također su najlakše mjesto za integraciju inspekcije. Kontrolne vage, detektori metala, čitači barkodova, uređaji za odbacivanje i sustavi vizualnog vida mogu se ugraditi u transportnu putanju. To čini kontrolu kvalitete pouzdanijom bez dodavanja nepotrebnog ručnog rukovanja.

S gledišta rasporeda, transporteri također pomažu u smanjenju nereda. Umjesto da operateri premještaju kartone od stanice do stanice, protok proizvoda postaje strukturiraniji i lakši za upravljanje. U prometnim tvornicama hrane to obično znači bolje iskorištenje prostora i manje zastoja koji se mogu izbjeći.

Kako postići poboljšanje učinkovitosti od 50%?

Neće svaka tvornica vidjeti potpuno isti broj, ali snažni dobici su vrlo realni kada se trenutni proces na kraju linije još uvijek uvelike obavlja ručno.

Najveće poboljšanje obično dolazi od smanjenja ovisnosti o ljudima za repetitivne zadatke rukovanja. Nakon što se automatiziraju oblikovanje kutija, utovar, brtvljenje i paletiziranje, linija postaje manje osjetljiva na nedostatak radne snage, sporije smjene i nedosljednost u ručnom radu.

Druga prednost dolazi od manjeg broja prekida. Mnoge linije se ne zaustavljaju zato što glavni stroj za pakiranje ima problem. Zaustavljaju se jer kraj linije ne može dovoljno brzo razrješiti proizvode. Nakon što nizvodni proces postane stabilniji, cijela linija obično radi bolje.

Vrijeme prelaska je još jedan važan faktor. U tvornicama koje proizvode različite proizvode ili formate kutija, prilagodbe temeljene na receptima mogu uštedjeti iznenađujuću količinu vremena tijekom tjedna ili mjeseca. Brže prelazak znači više raspoloživog vremena za stvarnu proizvodnju.

Prostor je također važniji nego što mnogi pogoni očekuju. Ručna područja na kraju linije često zahtijevaju dodatni prostor za nakupljanje kartona, kretanje operatera i privremeno odlaganje paleta. Bolje integrirani sustav obično olakšava kontrolu područja i čini ga učinkovitijim za rad.

Jednako važno, automatizacija olakšava upravljanje linijom. Kada je tok bolje strukturiran, lakše je vidjeti gdje se događaju kašnjenja, gdje se povećava broj odbačenih proizvoda i gdje se gubi proizvodnja. To operativnim timovima daje bolju osnovu za poboljšanje umjesto oslanjanja na nagađanja.

U praksi, najbolji rezultati dolaze od sagledavanja cijelog procesa na kraju linije, a ne od kupnje jednog stroja zasebno. Oprema mora odgovarati proizvodu, formatu kartona, raspoloživom prostoru i stvarnim uskim grlima na proizvodnom pogonu. Kada se taj dio dobro obavi, povećanje učinkovitosti nije samo tvrdnja. Postaje vidljivo u svakodnevnoj proizvodnji.

Završne misli

Mnogi proizvođači hrane već imaju solidnu opremu za primarno pakiranje, ali na kraju linije se i dalje gubi previše vremena i rada.

Ako se kartoni i dalje ručno sastavljaju, proizvodi se ručno pakiraju u kutije, kutije se lijepe trakom jedna po jedna, a palete se izrađuju ručno, linija će uvijek raditi ispod svog potencijala. Takva postavka možda i dalje funkcionira, ali postaje teže upravljati njome kako proizvodnja raste.

Povezaniji sustav na kraju linije to mijenja. S automatskim montažerom kutija, DELTA robotom, strojem za zatvaranje kutija, robotskim paletiziranjem i transportnim sustavima koji rade zajedno, završna faza proizvodnje postaje glatkija, dosljednija i puno lakša za skaliranje.

Za proizvođače hrane koji žele poboljšati protok bez stvaranja većeg pritiska radne snage, ovo je često jedno od najpraktičnijih područja za nadogradnju. Ako pregledavate svoju trenutnu liniju, vrijedi pažljivo proučiti gdje se događaju stvarna kašnjenja nizvodno. U mnogim slučajevima, bolja završna postavka linije može osloboditi kapacitet koji već imate, ali još ne možete koristiti.