Прелазак са ручне и полу{0}}аутоматске производње на потпуно аутоматизоване производне линије је највећа прекретница у-индустрији амбалаже за услужне прехрамбене услуге за једнократну употребу. Светска потражња за одрживом робом за једнократну употребу брзо расте. Као резултат тога, произвођачи морају добро предвидети производњу како би испунили уговоре о снабдевању и оправдали потрошњу на нове машине. Разумевање општег асортимана потпуно аутоматизованих папирних плоча је више од читања листа са спецификацијама. Захтева добро познавање машинства, науке о материјалима и начина на који се њиме управља. У овом раду се са техничког становишта детаљно разматра опсег производних капацитета, фактори који мењају стварни производни капацитет и стандард мерења стварне продуктивности. Користи само академска истраживања и индустријске техничке извештаје. За било којепотпуно аутоматска машина за папирне плоче, планирање капацитета мора да почне са јасном разликом између теоријске вршне брзине и стварног{0}}одрживог резултата у стварном свету.
Дефинисање капацитета: теоретски максимум у односу на одрживи учинак
Кључна тачка која се често занемарује у раним проверама опреме је јаз између максималне брзине папира и стварне дневне производње. Произвођачи обично показују вршне стопе циклуса у савршеним лабораторијским условима за идеалне материјале. Али истраживање индустријског инжењеринга је увек показало да стварна производња обично пада између 75% и 85%. Ово укључује времена промене, времена заустављања и поправке квалитета [1].
За стандардпотпуно аутоматска машина за папирне плоче, максимална брзина старих хидрауличних или пнеуматских система је типично 40 до 80 плоча у минути. Новији серво{3}}модели могу достићи 90-120 плоча/мин. Али стварни дневни учинак у осмосатној-смени, у комбинацији са нормалним хабањем, обично износи 30 до 65 плоча у минути за машине средње класе{11}}. За премиум серво-електричне системе, има 70 до 100 регистарских таблица у минути. Овај јаз показује зашто купци морају да захтевају податке о „укупној ефикасности опреме“ (ОЕЕ), а не само тврдње о вршној брзини. ОЕЕ комбинује употребљивост, стопу перформанси и принос квалитета у један број како би показао праву обрадивост.
Механичка структура као примарна детерминанта капацитета
Основни дизајн механизма за формирање поставља ограничење максималне брзине за било коју машину. Постоје три главне врсте које су уобичајене на тржишту. Сваки има различите излазне особине.
Хидраулички системи преса су стари стандард. Ове машине користе снагу флуида за стварање притиска формирања. Они пружају снажну снагу, али су успорени временом одзива вентила и пумпи. Студије оптимизације производног процеса показују да хидраулички системи имају природно ограничење брзине због компресибилности флуида и кашњења у пребацивању вентила [2]. Због тога, хидраулична аутоматска машина за картоне постављена у процесу стабилног рада, генерално ће одржавати 35-50 плоча у минути.
Пнеуматски{0}}механички хибридни системи побољшавају чисто хидраулички дизајн. Они користе компримовани ваздух да убрзају кретање корака који се- не формирају, али одржавају хидраулички притисак да би се прилагодили стварном ходу штанцања. Овај тип обично постиже стабилну брзину од 45 до 70 плоча у минути.
Серво{0}}електрични системи су најновија{1}}напредна технологија. Они замењују течну снагу са директним{3}}мотором. Као резултат, ове машине елиминишу хидраулично кашњење и омогућавају програмибилне обрасце кретања. Теоријско проучавање технологије серво преса доказује да се независно управљање осовином преклапа са корацима формирања, избацивања и додавања. У поређењу са механички спрегнутим системима, укупно време циклуса је смањено за 30-40% [3]. Серво{14}}опрема која држи између 70 и 110 плоча у минути. За мање величине, неки специјални уређаји велике брзине достижу 130 плоча у минути. Приликом оцењивања апотпуно аутоматска машина за папирне плоче, механичка архитектура-хидраулични, пнеуматски-хибрид или серво{2}}електрични-директно дефинише горњу границу његовог производног омотача.
Наука о материјалима и базалне варијабле
Капацитет никада није ствар саме машине. Увек је повезан са сировином која се користи. Тежина папира, влажност, хемија премаза и врста влакана утичу на потребу за застојима, што утиче на производњу.
Технички рад Студијске групе за целулозу и папир наглашава да је дебљем папиру потребно дуже да се загреје да би се постигла добра адхезија и формирање обода [4]. Машине које користе 170 ГСМ премазаног папира могу произвести 80 плоча у минути. Али обрада 300 ГСМ ламината на истој машини могла би тај број смањити на 50 у минути. Промене у садржају влаге у рециклираним влакнима такође отежавају планирање капацитета. Различити садржај воде значи да се дужина задржавања мора променити, тако да машина не може увек да ради при највећој фиксној брзини.
Врста премаза је такође важна. Стари полиетиленски премази се топи и затвара на различитим нивоима топлоте од новог биоразградивог премаза на бази хидро-или полимлечне киселине-. Баријерни премази на{4}}базирани на води, који су сада све захтевнији, често захтевају више температуре или дуже време да се очврсну. Произвођачи који гледају напотпуно аутоматска машина за папирне плочеморају користити сопствене посебне материјале, а не стандардне узорке за тестирање, да би проверили свој производни капацитет. Уместо оптимистичне бројке, добављачи би требало да обезбеде табеле способности које показују производњу према тежини и врсти премаза.
Уска грла помоћних система и интеграције линија
Пресе за обликовање су само један део целокупног производног система. Стварна производња је често ограничена додатном опремом која не може да иде у корак са штампањем. Слагач, шалтер, тримери за ивице и транспортери за паковање морају да раде заједно да би се избегле блокаде.
Стандарди индустријске аутоматизације кажу да је балансирање линија кључно за постизање номиналног капацитета. Мала компонента низводно која је сувише спора може смањити производњу за 20-30% [5] на целој производној линији. На пример, ако штампарска машина може да произведе 90 плоча у минути, а машина за слагање може да обради само 70 плоча у минути без погрешног постављања, стварни капацитет је 70. Модерни уређаји са високим излазом сада користе роботске системе за одабир и постављање са визуелно вођеном калибрацијом. Ово осигурава да помоћни проток одговара штампарији. Приликом провере производног капацитета, купац мора да погледа спецификације целе производне линије, а не само саме штампарске машине. Апотпуно аутоматска машина за папирне плочеможе да испоручи своју номиналну снагу само када су сви узводни и низводни помоћни системи синхронизовани и избалансирани да одговарају његовој брзини формирања.
Оперативни фактори који утичу на одрживи капацитет
Хардвер није једина ствар која је важна. Људски и процесни фактори такође могу имати значајан утицај на стварну производњу. Учесталост замене производа, одржавање, вештина оператера и фабрички услови утичу на свакодневну производњу.
Машине са алатима за брзу промену и меморијом формула могу да смање време застоја током рада производа. То одржава капацитет стабилним под различитим распоредима. Међутим, машине које захтевају много ручног подешавања калупа могу да изгубе 15-25% времена производње, пошто калупи морају да се замене у фабрикама које производе многе врсте производа. Влажност и температура у фабрици ће променити перформансе и брзину хлађења папира. Производња у постројењима за контролу климе може да порасте или падне за 10-15 процената у зависности од годишњих доба. Показало се да програми обуке сертификовани у техничкој школи значајно побољшавају ОЕЕ који зависи од оператера. Стога је обука радне снаге подједнако важна као и одабир правих машина за постизање наведеног опсега капацитета [6].
Закључак
Потпуно аутоматизована папирна плоча тобично се креће од 35 до 130 листова у минути. Зависи од типа машине, карактеристика материјала, подешавања линије и начина на који се ожичење одвија. Међутим, 75-85% максималне брзине треба да се користи у планирању стварне производње. Морате да погледате ОЕЕ бројеве, а не само огласе за највећу брзину. Тренутно су серво{8}}електрични системи постали важан део врхунских{10} производних капацитета. Хидраулични и пнеуматски хибриди служе средње класе. Што је најважније, капацитет се увек мора узети у обзир у вези са вашим специфичним материјалом и комплетном поставком линије. Они који испитују капацитет у овој широкој перспективи ће направити боља предвиђања, избећи скупо прецењивање и изабрати машине које задовољавају и тренутну потражњу и будући раст.
Референце
[1] Накајима, С. (2021). * ТПМ профил: Укупно продуктивно одржавање и укупна ефикасност опреме*. Продуцтивити Пресс. Утврђен је основни академски текст о методологијама прорачуна ОЕЕ и типичном мерилу губитка ефикасности у дискретној производњи.
[2] Алтинтас, И., & Верл, А. (2022). „Системи вођени-филима и механичка динамика у савременој производњи.“ЦИРП Анналс, 71(2), 687-710. Рецензирани чланци у часописима анализирају ограничења брзине хидрауличких и електричних система за активирање у апликацијама за штампу.
[3] Неугебауер, Р., & Дроссел, ВГ (2023). Технологија серво преса: побољшати флексибилност процеса и продуктивност у обликовању лима и композита.Истраживање и развој производног инжењерства, 245-258. Академско истраживање о смањењу времена циклуса независном контролом серво осовине.
[4] ТАППИ (2022). Параметри термичког обликовања за амбалажу за храну на бази влакана-: интеракција између подлоге и премаза.ТАППИ Јоурнал Тецхницал Паперс, 21(6), 33-44. Публикације Техничког друштва документују како граматура, влажност и хемија премаза утичу на време задржавања и проток.
[5] Међународно удружење за аутоматизацију (2023).ИСА-95 Ентерприсе-Цонтрол Систем Интегратион: балансирање линија и стандарди оптимизације протока. ИСА технички извештај ТР95.00.07. Упстреам и довнстреам опрема синхронизована са индустријским стандардним документима за постизање баланса капацитета линије.
[6] Национални институт за безбедност и здравље на раду (2021). Ефикасност обуке радне снаге у аутоматизованим производним окружењима: импликације на ефикасност опреме и безбедносне резултате.НИОСХ техничка публикација бр. 2021-145. Државни истраживачки институти проучавају корелацију између структурираних програма обуке оператера и мерљивих побољшања у одрживој продуктивности машина