Automatiseringsoplossingen voor het einde van de productielijn voor voedselproducenten

In veel voedselverwerkingsfabrieken liggen de grootste efficiëntieproblemen niet bij het wegen of vullen, maar aan het einde van de productielijn.

De primaire verpakkingen komen er snel genoeg uit, maar daarna worden de dozen nog steeds met de hand geopend, wachten de producten om in dozen te worden verpakt, staan ​​de dozen in de rij om te worden geseald en stapelen de afgewerkte dozen zich op voordat ze op pallets worden geplaatst. Op papier lijkt de lijn geautomatiseerd. In werkelijkheid is het laatste deel van het proces nog steeds afhankelijk van mensen die spullen verplaatsen, stapelen, sealen en de achterstand inhalen.

Dat is meestal het punt waarop de productie begint af te zwakken.

Voor operationeel managers en fabrieksdirecteuren leidt dit tot een frustrerende situatie. Er wordt geïnvesteerd in snellere apparatuur aan het begin van het productieproces, maar de daadwerkelijke dagelijkse prestaties blijven achter. De arbeidskosten blijven stijgen, stilstand treedt op in kleine maar constante vormen, en het eindgedeelte van de productielijn wordt de reden dat de rest van de lijn moet vertragen.

Daarom richten steeds meer voedselproducenten zich nu op automatisering aan het einde van de productielijn. Een goed ontworpen systeem doet meer dan alleen handarbeid vervangen. Het zorgt voor een stabiele productstroom, vermindert fouten bij de handling, verkort de omsteltijden en helpt de hele verpakkingslijn dichter bij zijn werkelijke capaciteit te draaien.

Met de juiste configuratie kan dat een efficiëntieverbetering tot wel 50% betekenen.

Dit artikel onderzoekt waar verliezen aan het einde van de productielijn doorgaans optreden, welke machines het grootste verschil maken en hoe voedselproducenten een efficiënter verpakkingsproces kunnen opzetten zonder de lijn onnodig complex te maken.

Wat zijn de verborgen kosten van een inefficiënte eindverwerking?

Een zwak eindcontroleproces hoeft niet altijd dramatisch te zijn. Het is vaak een verzameling kleinere problemen die zich bij elke dienst herhalen.

Een van de operators loopt vertraging op bij het vormen van de dozen. Een andere operator probeert het tempo van het laden van de dozen bij te houden. Het sealen wordt onregelmatig wanneer de productie toeneemt. Pallets worden handmatig gestapeld en beginnen scheef te staan. Geen van deze problemen lijkt op zichzelf ernstig, maar samen vertragen ze de hele productielijn.

Arbeidskosten vormen meestal het eerste knelpunt. Wanneer de laatste fase van de productielijn afhankelijk is van mensen die kisten in elkaar zetten, producten verpakken, dozen sluiten en afgewerkte producten op pallets plaatsen, wordt de output gekoppeld aan de snelheid van de handmatige arbeid. Zodra het productievolume toeneemt, wordt deze opstelling moeilijk vol te houden. Machines stroomopwaarts kunnen wellicht sneller draaien, maar de producten aan het einde van de lijn kunnen niet snel genoeg worden verwerkt.

Dan is er nog de productafhandeling. Hoe meer handmatige handelingen erbij komen kijken, hoe groter de kans op beschadigde dozen, gevallen verpakkingen, ongelijkmatige stapeling of herstelwerkzaamheden. Zelfs als het voedsel zelf in orde is, zorgt slechte secundaire verpakking later voor problemen in de opslag, het transport en de levering aan de klant.

Productomschakelingen zijn een andere veelvoorkomende bron van productiviteitsverlies. Veel voedselproducenten werken met verschillende productvarianten, verpakkingsaantallen en kartonformaten. Als elke omschakeling te veel handmatige aanpassingen vereist, gaat er meerdere keren per dag of per week waardevolle productietijd verloren.

Consistentie is ook lastiger te handhaven bij een handmatig proces. Kartonnen dozen worden mogelijk niet op dezelfde manier gevormd. De plaatsing van producten in de doos kan variëren. Het aanbrengen van tape ziet er mogelijk niet netjes uit. Palletpatronen veranderen van ploeg tot ploeg. Dit zijn niet alleen cosmetische problemen. Ze beïnvloeden de stabiliteit van de verzending, de afhandeling in het magazijn en de algehele controle van de productielijn.

Het grootste probleem is dat inefficiëntie aan het einde van de productielijn de groei beperkt. Een fabriek heeft misschien al de capaciteit om meer te produceren, maar als het volgende deel van de productielijn die snelheid niet aankan, wordt uitbreiding lastig. In die zin bepaalt het einde van de productielijn vaak hoeveel van de productiecapaciteit daadwerkelijk benut kan worden.

Wat zijn de kernmachines in oplossingen voor het einde van de productielijn?

Een goed eindverwerkingssysteem draait niet om het toevoegen van machines omwille van automatisering. Het gaat erom de juiste machines met elkaar te verbinden, zodat kartonnen dozen soepel van de vlakke pallet naar de afgewerkte pallet bewegen, met minder wachttijd, minder handmatige handelingen en minder onderbrekingen.

Voor veel voedselproducenten vormen vijf apparaten de kern van die installatie: een automatische dozenopzetmachine, een DELTA-robot, een dozenafsluitmachine, een robotpalletiseermachine en transportsystemen.

Automatische kistenopzetmachine

De automatische dozenopzetmachine is de plek waar het secundaire verpakkingsproces begint.

In plaats van operators te vragen om platte dozen handmatig te openen, recht te zetten en de onderkant dicht te plakken, doet de machine dit automatisch en stuurt de kant-en-klare dozen door naar de volgende fase. Het is een simpele verbetering, maar het elimineert een van de meest repetitieve en gemakkelijk onderschatte knelpunten in de productielijn.

Handmatig kartonvormen is vaak trager dan men verwacht, vooral tijdens lange diensten. Het zorgt ook voor variatie. Sommige dozen worden netjes gevormd, andere minder, en dat heeft invloed op de volgende stappen. Een correct gevormde doos is gemakkelijker te laden, gemakkelijker te sluiten en stabieler tijdens het palletiseren en transporteren.

Voor fabrieken met een hoge productiecapaciteit helpt de dozenopzetmachine om vanaf het begin een constant ritme te creëren. In plaats van te wachten tot de dozen klaargemaakt zijn, ontvangt de lijn een continue aanvoer van dozen in de juiste vorm en positie.

Dit is ook van belang wanneer er meerdere kartonformaten bij betrokken zijn. Met het juiste ontwerp verlopen omschakelingen sneller en zijn ze minder afhankelijk van de vaardigheid van de operator.

DELTA Robot

Zodra de dozen klaar zijn, moeten de producten er snel en netjes in. Dit is waar de DELTA-robot echt waarde toevoegt.

DELTA-robots zijn gemaakt voor snel pick-and-place-werk. Ze pakken producten van de transportband en plaatsen ze in een gecontroleerd patroon in dozen. Voor voedselproducenten die zakken, pouches, trays, flowwraps of kleine dozen in grotere verzenddozen verpakken, is dit vaak de stap die het grootste knelpunt verderop in het proces oplost.

Vergeleken met handmatig laden is het verschil niet alleen de snelheid, maar ook de consistentie.

Een DELTA-robot raakt niet halverwege de shift vermoeid. Hij vertraagt ​​niet omdat de productie is toegenomen. Hij zorgt voor een stabieler laadpatroon en helpt de lijn in het ritme te blijven met de machine die eraan voorafgaat.

Dit is vooral handig wanneer de productielijn meerdere SKU's verwerkt. Verschillende aantallen verpakkingen of productopstellingen kunnen worden beheerd via receptinstellingen in plaats van herhaaldelijk handmatig sorteren en verpakken. Daardoor is het systeem eenvoudiger te bedienen en is het gemakkelijker om tussen verschillende producten te wisselen.

Een ander voordeel is een voorzichtigere behandeling. Sommige producten kunnen niet zomaar in een doos worden geplaatst zonder de presentatie of de staat van de verpakking aan te tasten. Een DELTA-robot zorgt voor een schonere en meer gecontroleerde laadstap zonder snelheid te verliezen.

Kistenverzegelmachine

Zodra de doos gevuld is, moet deze goed worden afgesloten en zonder vertraging verder worden verwerkt.

Dat is de taak van de dozenafsluitmachine. Deze sluit en verzegelt de kartonnen doos op een consistente manier, waardoor het hele proces aan het einde van de productielijn soepel verloopt.

Bij handmatige bewerkingen zorgt deze stap vaak voor meer vertraging dan verwacht. Operators plakken de dozen mogelijk met verschillende snelheden dicht, de kwaliteit van de sluiting kan variëren en gevulde dozen kunnen zich ophopen voordat ze gepalletiseerd worden. Wanneer dat gebeurt, loopt de productielijn vast.

Een automatische dozenafsluitmachine lost dat probleem op door een voorspelbaardere overdracht tussen het laden van de dozen en het palletiseren te creëren. Elke doos wordt op dezelfde manier afgesloten, met een nettere tape-applicatie en een betere algehele uitstraling.

Diezelfde consistentie is ook belangrijk bij transport. Slecht afgesloten dozen kunnen openbarsten, vervormen of verkeerd op de pallet stapelen. Een betere afsluiting vermindert deze risico's en verbetert de kwaliteit van de verzending zonder de procedure complexer te maken.

Voor fabrikanten die met verschillende doosformaten werken, maken verstelbare sealmachines het wisselen ook gemakkelijker dan volledig handmatig tapen.

Robotgestuurd palletiseren

Bij het palletiseren betaalt automatisering zich vaak snel terug.

Handmatig palletiseren is veeleisend, repetitief en lastig consistent te houden bij een hoge productie. Het werkt prima voor kleinere volumes, maar zodra de kartonstroom toeneemt, wordt het lastig om tegelijkertijd snelheid, ladingkwaliteit en veiligheid te waarborgen.

Een robotgestuurd palletiseersysteem neemt verzegelde dozen en stapelt ze volgens een geprogrammeerd patroon. Het belangrijkste voordeel is niet alleen het vervangen van arbeid. Het zorgt voor stabielere, uniformere pallets die gemakkelijker te verplaatsen en op te slaan zijn.

Voor voedselproducenten die met meerdere kartonformaten of verschillende ordervormen werken, biedt robotgestuurd palletiseren ook nuttige flexibiliteit. Verschillende palletpatronen kunnen worden opgeslagen en naar behoefte worden opgeroepen, wat veel eenvoudiger is dan telkens te moeten vertrouwen op handmatige stapelinstructies wanneer de productie verandert.

Het verbetert ook de werkomgeving. Het herhaaldelijk tillen en stapelen legt een duidelijke druk op de operators, vooral tijdens langere diensten. Door deze stap te automatiseren, wordt de fysieke belasting verminderd en kunnen operators zich concentreren op het toezicht op de productielijn in plaats van op zware handmatige handelingen.

In veel fabrieken is het palletiseren een van de duidelijkste tekenen dat de productielijn de handmatige werkzaamheden ontgroeid is.

Transportbandsystemen

Transportbanden krijgen niet zoveel aandacht als robots, maar zij zijn essentieel voor de werking van het hele systeem.

Een goed gepland transportsysteem verbindt alle fasen met elkaar, zodat producten en dozen met minimale onderbrekingen worden verplaatst. Het transporteert dozen van de montage naar het laden, van het sealen naar de inspectie en van de inspectie naar het palletiseren. Zonder die verbinding kunnen zelfs goede machines als losse stations functioneren in plaats van als één efficiënte lijn.

Transportbanden helpen ook bij het beheersen van verschillen in doorstroming tussen machines. Niet elk onderdeel van de lijn draait constant met exact dezelfde snelheid. Door buffering, afstand, samenvoeging en geleiding van producten op de juiste manier kan een groot verschil worden gemaakt voor de stabiliteit van de lijn.

Ze bieden ook de gemakkelijkste mogelijkheid om inspectie te integreren. Controleweegschalen, metaaldetectoren, barcodelezers, afkeurapparaten en vision-systemen kunnen allemaal in het transporttraject worden ingebouwd. Dit maakt kwaliteitscontrole betrouwbaarder zonder onnodige handmatige handelingen.

Vanuit het oogpunt van de lay-out dragen transportbanden ook bij aan het verminderen van rommel. In plaats van dat operators dozen van station naar station verplaatsen, wordt de productstroom gestructureerder en gemakkelijker te beheren. In drukke voedingsmiddelenfabrieken betekent dat meestal een beter ruimtegebruik en minder vermijdbare stilstanden.

Hoe bereik je een efficiëntieverbetering van 50%?

Niet elke fabriek zal precies hetzelfde aantal behalen, maar sterke verbeteringen zijn zeer realistisch wanneer het huidige afwerkingsproces nog grotendeels handmatig is.

De grootste verbetering komt meestal voort uit het verminderen van de afhankelijkheid van mensen voor repetitieve handelingen. Zodra het vormen van dozen, laden, sealen en palletiseren geautomatiseerd is, wordt de productielijn minder gevoelig voor personeelstekorten, tragere diensten en inconsistentie in handmatige handelingen.

Het tweede voordeel is dat er minder onderbrekingen zijn. Veel productielijnen stoppen niet omdat de hoofdverpakkingsmachine een probleem heeft. Ze stoppen omdat het eind van de lijn de producten niet snel genoeg kan verwerken. Zodra het vervolgproces stabieler wordt, draait de hele lijn meestal beter.

De omsteltijd is een andere belangrijke factor. In fabrieken die verschillende producten of verpakkingsvormen produceren, kunnen receptgebaseerde aanpassingen een verrassende hoeveelheid tijd besparen in de loop van een week of maand. Sneller omschakelen betekent meer beschikbare tijd voor de daadwerkelijke productie.

Ruimte is ook belangrijker dan veel fabrieken denken. Handmatige eindzones hebben vaak extra ruimte nodig voor het opstapelen van dozen, de bewegingsvrijheid van operators en de tijdelijke opslag van pallets. Een beter geïntegreerd systeem maakt de zone doorgaans gemakkelijker te beheren en efficiënter in gebruik.

Net zo belangrijk is dat automatisering het beheer van de productielijn vereenvoudigt. Wanneer de workflow gestructureerder is, wordt het gemakkelijker om te zien waar vertragingen optreden, waar het aantal afgekeurde producten toeneemt en waar productieverlies optreedt. Dit geeft operationele teams een betere basis voor verbetering in plaats van te moeten vertrouwen op giswerk.

In de praktijk worden de beste resultaten behaald door het hele proces aan het eind van de productielijn te bekijken in plaats van één machine los aan te schaffen. De apparatuur moet passen bij het product, het kartonformaat, de beschikbare ruimte en de daadwerkelijke knelpunten op de werkvloer. Wanneer dat onderdeel goed is uitgevoerd, is de efficiëntiewinst niet slechts een bewering, maar wordt deze zichtbaar in de dagelijkse productie.

Slotgedachten

Veel voedselproducenten beschikken al over degelijke primaire verpakkingsapparatuur, maar aan het eind van de productielijn gaat nog steeds te veel tijd en arbeid verloren.

Als kartonnen dozen nog steeds handmatig in elkaar worden gezet, producten met de hand in dozen worden verpakt, dozen één voor één worden dichtgeplakt en pallets handmatig worden opgebouwd, zal de productielijn altijd onder zijn potentieel presteren. Zo'n opzet kan nog wel functioneren, maar het wordt steeds lastiger te beheren naarmate de productie toeneemt.

Een beter geïntegreerd eindproductiesysteem verandert dat. Met een automatische dozenopzetmachine, DELTA-robot, dozenafsluitmachine, robotpalletiseermachine en transportsystemen die samenwerken, wordt de laatste productiefase soepeler, consistenter en veel gemakkelijker op te schalen.

Voor voedselproducenten die de doorvoer willen verbeteren zonder de arbeidsdruk te verhogen, is dit vaak een van de meest praktische gebieden om te upgraden. Als u uw huidige productielijn evalueert, is het de moeite waard om nauwkeurig te kijken waar de daadwerkelijke vertragingen verderop in de keten optreden. In veel gevallen kan een betere inrichting aan het einde van de lijn capaciteit ontsluiten die u al hebt, maar nog niet kunt benutten.