Jak rozplanować i zintegrować linię pakującą, aby rzeczywista przepustowość odpowiadała planowi

Dobierajcie maszyny na podstawie wydajności, którą muszą Państwo wysyłać, a nie karty danych

Zacznijcie od wolumenu, który muszą Państwo wysyłać, i cofnijcie się do celu w jednostkach na minutę, z jawnym zapasem na przestoje i przezbrojenia¹⁵. To odwrotność czytania oceny z karty danych i budowania linii wokół niej.

Znamionowe liczby przepustowości są zwykle mierzone w idealnych warunkach laboratoryjnych — stały produkt, brak przezbrojeń, wyszkolony operator. Rzeczywista przepustowość jest niemal zawsze niższa, gdy uwzględni się przezbrojenie, mycie i zadania zależne od operatora⁶.

Tempo wyznacza Państwa proces powyżej. Piekarnicze piece, tunele zamrażalnicze i linie smażalnicze decydują, kiedy produkt faktycznie przychodzi, a urządzenia pakujące szybsze niż ten przepływ po prostu czekają¹⁷.

Zmierzcie więc szczytową wydajność godzinną każdego etapu przetwarzania. Następnie obliczcie prędkość pakowania potrzebną do rozładowania tego wolumenu w planowanych oknach pracy, w tym planowej konserwacji i przestojów sanitacyjnych¹⁷.

Pisząc specyfikację, poproście każdego dostawcę o rzeczywistą przepustowość na Państwa produkcie i formacie opakowania, a nie o liczbę z katalogu²². Maszyna dobrze wypadająca na standardowym produkcie testowym może zachowywać się zupełnie inaczej na Państwa.

Dlatego próba na żywo lub nagranie przebiegu na własnym produkcie przy docelowej prędkości należy do etapu przed zamówieniem, a nie po nim⁶.

Gdzie kupić akumulację i dlaczego decyduje ona, czy krótki postój zatrzyma linię

Prędkość linii ograniczają dwie rzeczy: tempo procesu powyżej i pojemność bufora między etapami¹⁷. Skromny przenośnik akumulacyjny pochłania krótkie przerwy i pozwala sekcji pakowania utrzymać stałą przepustowość.

Bez tego bufora każde drobne spowolnienie powyżej zmusza całą linię do bezczynności¹⁷. To mechanizm, za który warto płacić.

Wahania wydajności produktu między etapami są normalne, a akumulacja odłącza je od Państwa sekcji pakowania¹⁷. Bufor nie przyspiesza procesu powyżej.

Powstrzymuje dwuminutowe zawirowanie powyżej przed staniem się dwuminutowym postojem każdej maszyny poniżej. Gdzie umieścić akumulację, ma większe znaczenie niż ile jej kupić.

Źródła nie podają pojemności bufora w jednostkach, czasu akumulacji ani konfiguracji liniowej, pętlowej czy samodzielnej do skopiowania¹⁷. Zapytajcie każdego dostawcę, jaką akumulację zakłada między swoją maszyną a następną, i uczyńcie odpowiedź częścią oferty.

Decyzja, czy konstrukcja szybkiego przezbrojenia jest warta dopłaty

Czas przezbrojenia to skwantyfikowana dźwignia OEE, a jego wartość rośnie z częstotliwością zmian formatu. Pionowe maszyny formująco-napełniająco-zgrzewające zoptymalizowane metodą SMED są podawane z przezbrojeniem 5–15 minut wobec 10–20 minut dla typowych konstrukcji.

Poziome formowanie, napełnianie i zgrzewanie jest podawane na 15–30 minut wobec 20–40 minut standardowo²⁰. Konstrukcje bezoprzyrządowaniowe, mechanizmy szybkiego zwolnienia i zarządzanie recepturami to cechy konstrukcyjne stojące za tymi liczbami²⁰.

Jedno ze źródeł po stronie dostawcy podaje, że skrócenie przezbrojenia o 15 minut poprawia OEE o 6–8% przy dwóch zmianach formatu na zmianę²⁰. Traktujcie to jako twierdzenie tego źródła, a nie gwarantowany wynik dla Państwa linii — nie podano warunków pomiaru.

Arytmetykę można wykonać samemu: pomnóżcie minuty przezbrojenia przez liczbę przezbrojeń na zmianę i sprawdźcie, ile czasu produkcyjnego zwraca to skrócenie przy Państwa częstotliwości SKU.

Osobne źródło rynkowe podaje, że kartoniarki w przedziale 10–30 opakowań na minutę mają zwykle serwosterowane głowice formujące, oprzyrządowanie szybkiego przezbrojenia i zarządzanie recepturami przez HMI, pozwalające operatorom przełączyć SKU w mniej niż 15 minut³. To inny typ maszyny, więc liczba nie jest wymienna z zakresami VFFS i HFFS³.

Jeśli mikst produktów zmienia się często, a trwałość jest krótka, przestój na przezbrojenie to natychmiastowa strata produkcji, co podnosi wartość opcji szybkiego przezbrojenia⁸.

Wymagania niezawodnościowe, z których można rozliczyć dostawców, gdy brak liczby MTBF

Żadne źródło w tym zestawie nie publikuje MTBF, MTTR ani dostępności w stanie ustalonym dla jakiejkolwiek maszyny pakującej lub komponentu. Liczby niezawodności z karty specyfikacji nie mogą więc być podstawą planu przestojów.

Oceniajcie niezawodność przez dostawcę: jakość wykonania części zużywających się, części zamienne, zasięg serwisu i referencje z Państwa branży⁶. Konserwacja predykcyjna z czujnikami IoT jest dziś przedstawiana jako standardowe oczekiwanie wobec nowoczesnych urządzeń, a nie opcja premium.

Przesuwa to konserwację z naprawiania awarii na wymianę części przed ich awarią⁶.

• ✓Poproście o jakość wykonania części zużywających się — uszczelnień, noży, czujników — a nie tylko o liczbę MTBF z karty.
• ✓Poproście o dostępność i termin dostawy części zamiennych, które faktycznie będą Państwo zużywać.
• ✓Zapytajcie, czy lokalni lub regionalni technicy serwisu obejmują Państwa zakład.
• ✓Poproście o dane o wynikach historycznych od istniejących klientów w Państwa branży.
• ✓Zapytajcie, czy maszyna ma czujniki IoT do drgań, temperatury i liczby cykli oraz jak te dane do Państwa docierają.
• ✓Zapytajcie klientów referencyjnych o niezawodność w pierwszym roku, nieplanowane postoje w tygodniu i średni czas reakcji na wezwanie serwisu.

Ustalcie wymagania integracji i sterowania przed zamówieniem

Potwierdźcie protokół integracji linii — OPC-UA lub EtherNet/IP — z dostawcami zakrętarki, etykietiarki i przenośników przed zamówieniem, a nie podczas rozruchu²³. Sąsiednie maszyny, których nigdy nie poproszono o uzgodnienie protokołu, to ryzyko integracyjne, które wnoszą Państwo w uruchomienie.

Zintegrowane rozwiązania liniowe łączące rozkładanie, napełnianie, zgrzewanie i pakowanie zbiorcze są opisywane jako poprawiające przepustowość, obniżające koszt pakowania na jednostkę i poprawiające OEE. Wspierają je inteligentne czujniki, przechowywanie receptur, szybkie zmiany oprzyrządowania, konserwacja predykcyjna i monitorowanie w czasie rzeczywistym¹¹.

Te cechy pozwalają też producentom poprawić balansowanie linii i uzyskać widoczność operacyjną¹¹. Zespoły zakupowe porównują dostęp do sterownika i procedury odzyskiwania przed zatwierdzeniem linii.

Odbiór urządzeń w pełni automatycznych zależy od kontrolowanych zatrzymań i bezpiecznych procedur restartu podczas zmian formatu⁸. Wpiszcie jedno i drugie do specyfikacji: kto ma dostęp do sterownika i jak linia restartuje po zatrzymaniu.

Źródła nie rozstrzygają, czy potrzebują Państwo sterownika linii, PLC czy warstwy MES/SCADA, więc ten wybór pozostaje Państwa i do zapisania.

Rozplanowanie linii wokół przestrzeni, dostępu i mycia

Wytyczne projektowania higienicznego dla maszyn pakujących i systemów przenośnikowych istnieją na poziomie wytycznych w katalogu EHEDG. Obejmują maszyny pakujące, systemy przenośnikowe i systemy integracji higienicznej⁴.

Gdy mycie ręczne wprowadza ryzyko zanieczyszczenia lub powoduje nadmierne przestoje, ważne stają się higieniczne układy wspierające szybkie mycie oraz CIP lub SIP²⁸. To zmienia układ, a nie tylko materiały.

Dostęp do mycia, dostęp do konserwacji i dostęp do zmiany formatu konkurują o tę samą powierzchnię. Modułowa linia pozostawiająca praktyczny dostęp do wszystkich trzech to układ opisywany dla urządzeń napełniających i zgrzewających²⁸.

Jeśli Państwa produkt jest wrażliwy higienicznie, maszyna, napełniarka, ścieżka produktu i strefa zgrzewania muszą odpowiadać potrzebom produktu w zakresie mycia i kontroli zanieczyszczeń²⁸. Źródła nie podają opcji prowadzenia przenośników, wymiarów dostępu operatora ani prześwitów bezpieczeństwa ani wskazówek co do kierunku przepływu.

To musi pochodzić z Państwa planu hali i od dostawców, którzy będą w nim instalować.

Wybór podstawy kosztowej do porównania ofert

Cena zakupu to tylko jedna pozycja w całkowitym koszcie posiadania urządzeń pakujących²². Pełny obraz obejmuje początkowe urządzenie, fracht, instalację i integrację.

Obejmuje też powtarzalne materiały eksploatacyjne, części zamienne i planową konserwację; energię; koszt przestoju za godzinę bezczynności; licencje oprogramowania i umowy serwisowe oraz wartość odsprzedaży lub likwidacji na koniec życia²². Jedno ze źródeł na poziomie dostawcy podaje, że koszt początkowy stanowi tylko 25–35% całkowitych wydatków w cyklu życia maszyny²⁶.

To obserwacja tego źródła, a nie reguła branżowa²⁶. Poproście dostawców o wieloletni szacunek TCO, a nie ofertę zakupową.

Dwie maszyny o podobnych cenach na metce mogą mieć bardzo różne koszty w cyklu życia, gdy doliczy się materiały eksploatacyjne i umowy serwisowe²². Zbudujcie uzasadnienie ROI na konserwatywnych oszczędnościach i realistycznym, a nie najlepszym, szacunku przestojów podczas instalacji i szkolenia personelu²².

Żadne źródło w tym zestawie nie podaje cen maszyn ani integracji, kosztów oprzyrządowania, terminów realizacji ani progów wolumenowych ROI. Model kosztowy trzeba więc zbudować z własnych ofert i własnego kosztu przestoju za godzinę.

Kontrole przed zamówieniem, które zamieniają luki w dowodach na elementy dostarczane przez dostawcę

To pozycje, na które źródła nie odpowiedzą za Państwa. Każda staje się pisemnym elementem dostarczalnym w zapytaniu, aby odpowiedź przyszła przed zamówieniem, a nie podczas rozruchu.

• ✓Wymagajcie rzeczywistej przepustowości na Państwa produkcie i formacie przy docelowej prędkości, a nie oceny z karty danych.
• ✓Wymagajcie próby na żywo lub nagrania przebiegu z rzeczywistym produktem przed finalizacją.
• ✓Wymagajcie pojemności akumulacji zakładanej między każdą parą maszyn, w jednostkach lub czasie.
• ✓Wymagajcie docelowego czasu przezbrojenia i listy oprzyrządowania dla każdego obsługiwanego formatu.
• ✓Wymagajcie danych o MTBF, MTTR i dostępności maszyny oraz jej krytycznych komponentów.
• ✓Wymagajcie protokołu integracji i potwierdźcie go z dostawcami zakrętarki, etykietiarki i przenośników przed zamówieniem.
• ✓Wymagajcie dostępu do sterownika i procedury bezpiecznego restartu po zatrzymaniu.

Gdzie źródła się różnią co do horyzontu TCO

Źródła zgadzają się, że całkowity koszt posiadania musi wykraczać poza cenę zakupu, ale nie zgadzają się co do liczby lat modelowania. Ta różnica zmienia porównywaną liczbę, więc rozstrzygnijcie ją przed poproszeniem o oferty.

Potwierdzenia przed złożeniem zamówienia

• Poproście dostawcę o dowody dla konkretnego modelu i zapiszcie warunek, który zmieniłby Państwa decyzję zakupową.
• Zażądajcie pisemnej oferty z podstawą ceny, minimalną ilością zamówienia, oprzyrządowaniem, warunkami płatności i terminem realizacji produkcji.
• Potwierdźcie dostęp do audytu fabryki, wyposażenie produkcyjne, etapy kontroli i zapisy FAT/SAT.
• Dopasujcie dokumentację dostawcy do Państwa zastosowania i rynku docelowego przed zatwierdzeniem.