Автоматичні лінії екструзійного лиття під тиском стали найнадійнішою альтернативою для виробників порожнистих контейнерів для заміни ручної праці та виключення її з ланки виробництва без втрати обсягу і якості. При литті під тиском процес екструзії створює гарячий бітер зі розплаву, який називається паразионом. Він потрапляє в прес-форму і опухає від стиснутого повітря до такої форми, яка відповідає формі порожнини. Фізична природа цього процесу — обробка гарячого паразиона, флеш-шліфування, перевірка пропускання, маркування і пакування — протягом історії доводилася на довга ряду робочих рук. Для заводів, що працюють в синхронному режимі, ці руки перетворюються на постійний штат у кількості 30 осіб чи більше лише для функціонування одного комплексу. У цій статті, на прикладі конкретних заводських даних, роз'яснюється, якими ручними процедурами заміняються відповідні етапи автоматичної лінії екструзійного лиття під тиском, які цифри показників постійних штатів і виходу на одну особу за зміну, як якість і коефіцієнт використання обладнання змінюються, а також як зміна блока переводиться у вираженні у вигляді індексного скорочення витрат на робочу силу і окупності, виміряної лише у місяцях. До того ж читачі повинні отримати чітке уявлення про те, які процедури заміняються першої, скільки операторів залишиться після автоматизації, як зміниться якість і коефіцієнт використання обладнання та як виразити бізнес-результат так, щоб він витримав будь-який ринок праці, підраховуючи робочих місць, виробів на одну особу в день, відсоток зниження, індексний базовий рівень у 100 пунктів і окупність витрат у місяцях, не називаючи жодної похідної винагороди (зарплати) чи валюти.
Ми зосереджуємося на заміщенні ручної праці та перевіряємо результати установки. Спостережування за енергоспоживанням, зниженням витрат сировини та скороченням циклу роботи для високоефективних машин ЕБМ розглядається окремо; тут на перший план виходить все ж питання робітників, їх ролей та вимірюваного спаду безпосередніх ручних робіт при переході від напівавтоматичної ячейки до повністю автоматичної. Фірма Аполлон — це завод Wanplas, який спеціалізується на виробництві машин ЕБМ уже понад двадцять років, має досвід установлення та модернізації в більш ніж дев'яноста країнах і розглянуті нижче моделі відображають той досвід, а не теоретичні моделі.
Спочатку автоматизація усуває такі процедури, як:
Стривожність ручної праці в напівавтоматичних лініях ЕБМ
Трудові ресурси стають невизначеним фактором, що дозволяє визначити, чи окупиться інвестиції в технологію гофрованого лиття. Поліграфна лінія з дводобовими апаратами на вигляд ззовні виглядає просто: бак для пластифікації розплавляє смолу, пароген вижиманий, виріб вводиться в форму, формоутворювач закривається, а виходить бутіль. У складності криється все, що відбувається з бутільною по завершенні устаткування. Хтось повинен завантажувати смолу, навіть подумки не обминуваючи, хтось повинен стежити за роботою устаткування, кілька людей повинні забирати з відділу кордони, хтось повинен тестувати на проникання повітря, хтось повинен маркувати, за інших виконавців погодинна оплата пропорційна – а не розумним рішенням.
Структурна проблема полягає в тому, що напівавтоматичні лінії розділяють роботу на багато дрібних ручних операцій, які не можна легко об'єднати. Самостійне видалення блискавок може зайняти двох або трьох людей на завантаженій лінії бутилків, оскільки очищену шийку і лоток потрібно скласти, розділити та відправити в рециркуляцію або викинути. Засоби контролю витікання з використанням ручного збирання проб залишають прогалину в якості, що змушує проводити додаткові перевірки нижче по струменню. Маркування і упаковка - повторима, але вимагає великих трудових затрат, і саме тут послаблюється однорідність в кінці тривалої зміни. В результаті робоча сила значна, продуктивність змінюється, а в часи піку споживання її складно масштабувати без найму.
Ручний труд на напівавтоматичній лінії для різання білої крокви не є єдиною статтею витрат — це нагромадження десяти або більше робіт на зміну, які множаться в три рази відповідно до змінного робочого дня, і призводять до зниження якості та непомітності в продукції.
Автоматизація безпосередньо працює з цим штабом. Замість того, щоб просити одного оператора виконувати багато різних завдань, повністю автоматизована лінія запитує невеликий штат для контролю декількох машин, які самостійно виконують роботу. Економічна логіка тут проста: машина, яка виконує дефлашування, виправлення витіків, візуалізацію, маркування та упаковку, не роблять перерв, не втомлюються в останній годині зміни і не змінюють свою норму відхилень в залежності від настрою або втоми. У наступних розділах точно визначено, скільки рухів зникають та що залишається.
Анатомія одноканальної семіавтоматичної клітини для виготовлення прес-форм.
Щоб зрозуміти економію, ми повинні спочатку звести людину. Представниця напівавтоматичного обладнання для екструзії та формування фруктових соків, яка виробляє флакони або невеликі баклати за трьома змінами, зазвичай виконує наступні прямі функції за одну зміну: один подавач, який заповнює смолу і контролює сушарку, один спостерігач за машиною, який спостерігає за формуванням парасона і вирівнює незначні застійні явища; один-два з моменту видалення розпилу; два-три працівники по видаленню розпилу, які виконують зрізання тіла флакона і горлечка; один виконавець тестового тестування, який виконує перевірку проб або повну ручну перевірку; один етикетор; два пакера, які розміщують готовий контейнер в коробки; один інспектор якості; один керівник зміни. Це дев'ять-одинадцять людей за одну зміну, не враховуючи поповнюючих співробітників чи виробників матеріалу.
При тризміновому режимі роботи, чисельність працівників очевидна. При десяти працівників на зміну, три зміни утворюють тридцять безпосередніх працівників кожен день. При одиннадцяти працівників на зміну, щоденний показник безпосередніх працівників досягає тридцяти трьох. Додайте хитку верству на перерви, дні відсутності та вихідні, і реальна стаціонарна робоча сила для однієї клітини може досягати сорока. Рахунок помножте кількома клітинами на заводській площі, і база ручної праці стає домінуючим фіксованим витратою, значно більшою, ніж витрати на енергію чи навіть смолу у багатьох застосуваннях для флаконів та банок.
У таблиці нижче порівнюється цей базовий сценарій з повністю автоматизованою конфігурацією, яка генерує той самий результат. У повністю автоматизованій конфігурації залишається один інспектор патрулювання і половина техніка з обслуговування на зміну. Ця цілеспрямована часткова складова застосовується, оскільки один кваліфікований технік обслуговує кілька ліній. Це — центральна порівняння, яка визначає аспект кожної майбутньої кейс-стадії у статті.
Численність персоналу з експлуатації – Головоломка для багатьох.
| Роль / функція | напівавтоматична (за зміну) | Повністю автоматично (за зміну) | Вилучені ручні процедури |
|---|---|---|---|
| заправка смоляними матеріалами і догляд за бункером; | 19 | 0 (центральне подавання) | 19 |
| Наблюдження машини | 19 | 0.3 (патрульний поїзд) | 0,7 |
| Видалення флешів / перевірка на упущення; | 2 до 3 | 0 (розрядка в одному потоці) | 2 до 3 |
| Тестування на герметичність | 19 | 0 (автоматичний режим 100% тесту) | 19 |
| Маркування | 19 | 0 (на автоматі) | 19 |
| пакування в кейси; | 14 | 0 (автопакер) | 14 |
| Інспекція контролю якості | 19 | 0.2 (система візуалізації) | 0,8 |
| Руководитель зміни; | 19 | 0 (централізований) | 19 |
| Технік по обслуговуванню | 0 (реактивний) | 0,5 (планується) | н/д |
| Інфографіка 12 | 10-11 годин роботи оператора; | 1,5 | 8,5 до 9,5 |
| Три зміни на добу загалом | 30-33 | По 4,5 кожну зміну; | ~85% зменшення |
Фракційні записи в автоматичній колоні відображають спільний охоплення: один патрульний інспектор обхащає кілька рядів, а одним техніку налагодження надається половина місця на кожній лінії, оскільки планове профілактичне обслуговування розподілено на одну тиждень. Головний висновок - приблизно на 85 % зниження безпосереднього ручного обліку при тому ж обсягу виробництва, що є одним з найважливіших показників в будь-якому бізнес-плані за економію праці для ліній автоматичного екструзійного формування.
Автоматизаційні модулі, які крок за кроком замінюють операторів.
Повністю автоматизована лінія представляє собою не одну машину, а ланцюг модулів, кожен з яких виключає ручну роль. Пізнання ланцюга дозволяє підприємству поступово інвестувати: починати можна з видалення найдорожчих чи найпроблемніших ролей та додавати модулі пізніше, коли бізнес заповідає таку необхідність. Нижче наведено повну мапу модулів, за якою слідує детальніше з викладом найважливіших з них.
- Центральне годування розплавленого матеріалу systemВакуумне завантаження, сушильна камера і гравиметричне змішування виводять з-під контролю ручні операції з намотування ролок та стабілізують споживання сировини.
- Automatic parison cut-off and flash recovery— розділення розплавів, прес, конвейер повернення і видалення рудокопів без залучення ручного персоналу;
- Робот для вивезення— шестиосьовий або гвинтові робот знімає готову пляшку і подає її на наступні станції.
- Дефлашувальний процес без зупинки на лінії та обробка біля горловини молотком— розпилювати тіло флакона і розмірювати горлечко флакона відповідно до специфікації без людського втручання.
- Перевірка на упущення в 100 %;— Станції з різниць тиску тестують кожну пляшку, за що більше не потрібно проводити ручної пробовування.
- Визначення візуального стануКамери перевіряють корпус, шию, колір, смуги та товщину стінок, замінюючи візуальний контроль якості.
- Automatic labeling and codingОдноразовий маркер і струменеві принтери вказують на кожну одиницю.
- Automatic packing and palletizing— робочі машини для пакування кейсів та палетувальні робочі автомати заміняють ручну завантаження кейсів;
У таблиці нижче оцінено кожний модуль за витратами праці, пов'язаними з його видалення, та складністю впровадження. Складність впровадження оцінюється як низька, середня або висока, залежно від розмірів інтеграційних робіт, а не від вартості, оскільки в цьому матеріалі умисно уникається вираження цін.
Модуль автоматизації, функція, заміна працівника та складність
| Модуль автоматизації | Основна функція | Маніпуляція ролями; | Складність реалізації |
|---|---|---|---|
| Центральне годування розплавленого матеріалу | вакуумне наповнювання, сухе, гравиметричне змішування ±0,5% | Буй'єр (1/зміна) | Низький |
| Пріскароквання відрізка зображення + відновлення фону | Нагрів, подрібнення, подача перемеленого матеріалу на 20-35% | Обробка спрею (частично) | Medium |
| Робот для вивезення | Вибір на рівні 1,2-2,5 с/цикл | Переміщення флаконів (1/зміну) | Низький |
| Дефлашувальний процес без зупинки на лінії + молоток для обробки біля горловини | Отримання врізу, зрізання шийки | Відмивачі (2-3 на зміну); | Medium |
| Станція тестування на течі | Диференціальний контроль з розчинністю 0,5–3 кПа, 0,05 мм пор | тестер на виявлення утечки (1 на зміну) | Medium |
| Визначення візуального стану | Корпус / шийка / фарба / смуга / стінка | Інспектор відділу контролю якості (1/зміну) | Маркування проводу в стіні |
| Labeling + coding | Налаштування етикету, друкування коду | Етикетування (1/цикл) | Низький |
| Робот пакування та палетування | Стрічка пакування, стопка палет | "Пакетники" (2/шов) | Medium |
Зверніть увагу на порядок складності. Згодовка, впіка становить незначну складність і надає швидкі виграші. Очищення, перевірка течі і упаковка відносяться до середньої складності і виводять на поверхню найбільші хребти. Візуальний контроль становить велику складність, бо перед його проведенням необхідно освітлення, калюбація і налаштування порогів прийняття/відхилення, але це модуль, який найбільше покращує якість і звільняє роль контролю якості. Порядок дій заведено у таких випадках, коли спочатку встановлюються модулі з низькою складністю, на першому етапі поєднуються модулі середньої складності, а завершення робіт полягає у внесенні візуального контролю, коли лінія виходить на стабільне становище.
Центральне харчування і підготовка матеріалів
Першим непотрібним ручним процесом виявляється роль подавача. У напівавтоматичній відділі люди переносять мішки або контейнери смоли до кожної машини, заповнюють бункер і стежать за висушуванням випару. Централізоване дозування заміняє все це вакуумною мережею транспортування, спільним бункером випаровування та гравуальним перемішувачем. Вакуумні підіймачі тягнуть смолу по герметичним трубам з центрального силосу до отвору машин, тим самим усуваючи роботу з мішками, пилогазове забруднення та незручність підйому. Сушильна установка з випарювальним бункером підтримує правильний рівень вологості смоли, так що гігроскопічні матеріали, наприклад PETG или PC, обробляються без попереднього висушування вручну.
Ваговий змішувач - це той пристрій, де здатність матеріалу – і, відповідно, його якість – покращується. Він важить сировину, мастичні матеріали для придбання кольору та переробляє відходи з точністю до ±0,5 %. Ця щільна норма важлива, оскільки зміна кольору є однією з основних причин відмовлювання виробів у настройці потужності у процесі виготовлення пластикових пляшок. Якщо ручна операторка вимішує мастильні матеріали, співвідношення міняється; тоді як при контролі ваговим змішувачем колір зберігається у вузькому спектрі і система візуального контролю рідко зазнає помилкового відмову від кольору. Футеровки зникли, і робота з підготовки сировини скерована у контрольований, повторюваний процес.
Центральне дозування робить більше, ніж віддаляє одну людину за зміну: це перетворює підготовку матеріалу з ручної роботи на закритий і дозовану технологічний процес, який стабілізує колір і зменшує відкликання у наступних процесах.
For plants running multiple resins, the central system also supports quick changeovers. Recipe management in the controller stores the blend ratio for each product, so switching from a natural bottle to a colored one is a software action rather than a manual re-measure. This indirectly reduces labor because changeover time drops and the same small team can supervise more products per day.
Видалення роботів та вбудоване видалення освітлення
Після усадки, робот видаляє балон із штампу і передає щойно виготовлену одиницю на наступний стан, де відбувається товарний розв'язок. Робот може бути шістьохосічним гнучким краном або рамковим (картезианським) пристроєм, встановленим над машиною. Час руху робота для розвантаження та поставки блоку на стоянку складає 1,2-2,5 секунди на одну операцію, що достатньо швидко, щоб тримати крок з циклом машини. Робота робота дуже важлива: вона вилучає людини із області гарячих рухомих фіксаторів, яка є самим небезпечним методом розвантаження, і доставляє балон на наступний стан у постійному становищі.
Видалення насіню на ході далі обрізає насінь на корпусі і шолом або обрубає шийку пляшки до вихідного розміру. На півавтоматичній лінії видалення насіню є най робочістю потребує етап, у якому задіяно дві або три працівники на зміну, які обпилюють насінь ножами або пристосуваннями і оглядають шийку пляшки вручну. Автоматизація виключає цю групу працівників, і, що не менш важливо, робить розмір шийки однорідним. Шолом, обрубаний на шпинделі, надягається на кришки і закупорки правильно з першого разу, що захищає коефіцієнт перевірки на течі, а це збільшує пропускну здатність лінії подачі наповнення для клієнта.
Модуль для видалення флаш-гільдок оцінюється як середньої складності, тому що він потрібно настроювати відповідно до геометрії контейнера. Бутылки з складними ручками або асиметричною формою потребують спеціального інструмента для підгонки, в той час як прості круглі бутылки ремонтуються самостійно. Однак після налагодження функціонування модуль працює автономно і подає відходи прямо в систему рекуперації, що описується наступного.
Тестування на щільність, візуальний контроль і упаковка в подальшому етапі
Тестування уразливих місць - це «бруднозатор», який споживачі не бачать, але від якого завжди залежить якість продукції. Автоматична станція використовує метод різниці тиску: пляшка герметично закривається, нагнітається до тиску тестування на рівні від 0,5 до 3 кПа над атмосферним, і вимірюється зменшення тиску. Дійсна мікропоруха розміром 0,05 мм призводить до виявлення такого зниження, тому станція надійно виявляє уразливості, які не можна виявити при ручному збиранні зразків. Тому як кожна пляшка тестується, роль тестера уразливості зникає, а відсоток викидань дефектних контейнерів зменшується майже до нуля. Час тестування на кожну пляшку зазвичай становить від двох до п'яти секунд, що згідно з програмою роботи лінії.
Запобіжний огляд виконують люди, а потім замість них – камери, які оглядають корпус та горло флакона на дефекти, вимірюють різницю кольору за затвердженим стандартом, виявляють смуги та лінії течії, а в більш складних настройках перевіряють товщину стінок у визначених точках. Основним покажчиком результативності є частка помилкового відкидання – з неправильно відкинутих хороших флаконів – яка заводом регулюється, щоб не перевищувала 0,5 – 1,5 %. Занадто жорстка планка відкидання знищує хороший продукт, а занадто м'яка – дозволяє пропускати дефекти. Система візуального контролю не втомлюється, тому процент відкидання залишається стабільним у всіх трьох змінах, що це точно не гарантує ручний огляд.
Після прокатки автоматизоване маркування та кодування приклеюють етикетку та друкують код виробництва, партію або термін придатності на кожен предмет. Автоматичне упаковування коробок потім завантажує готові флакони в картонні коробки для відправки і палетувальний робот складає коробки на палети в циклі від шести до дванадцяти секунд на пересування кожного шару з вантажем від сорока до ста двадцяти кілограмів. Ці всі модулі емітують двох пакера та маркеруру з кожної зміни. Готова паллет залишається в якості у готовий до складування в сховищі без попереднього ручного втручання після виходу флаконів з гільзи.
Коли тести на протечку, візуальні процеси, маркування та пакування впроваджені автоматично, більше половини початкової кількості робітників зникає в одному низовинному блоці, а якість роботи стає незалежною від смен.
Три приклади досліджень фабрики, які виконувались у режимі анонімності.
Три такі випадки взято з реальних проектів модернізації і зелених польових робіт, анонімних за регіоном та за видом продукції для захисту комерційних деталей. У кожному з них вказано конфігурацію лінії, графік зміни, кількість працівників до і після модернізації, виробництво на душу населення в штуках на особу за зміну, співвідношення продукції хорошого якості, підвищення коефіцієнта ОЕЕ в процентних пунктах та окупність, виражена лише в роках з відносною рівнем витрат на робочу силу. Жодне оплачуване становище чи курс валюти не вказано, оскільки робочий ринок різниться занадто сильно, щоб було можливо порівняння.
Приклад 1: Державний завод щоденної хімічної упаковки у Східному Китаї
Тиснять і відправляють? Як це зробити? Цей завод виготовляє 1-літровий HDPE пляшки з гігієнічного мила на лінії з чотирьох машин з екструзійного формування розпилу марок ABLB, експлуатуючи продуктовий цикл в три зміни. До автоматизації це відділення з чотирма екструзійними машинами обслуговувало по десять робітників в зміну, або по тридцять осіб на три зміни. Після повного модернізаційного відновлення – централізоване завантаження, роботи для вивільнення та відправки, вбудована очистка розсприяння, 100% тестування на течі, зірна технологія, виділення подібностей, та автоматичне пакування – це відділення працює з одним патрульним інспектором та половиною техніка з обслуговування на зміну та 4,5 ефективними робітниками на три зміни. Видатність на кадр по видалому конттейнеру зросла з 1820 шт. на людину при три зміни до 12100 шт по людині на три зміни. Долю неповних продуктів підвищили з 96,4% до 99,2%, а коефіціент ОЕЕ збільшився на 18 пунктів. Індексований трудомісткість, заданою на базову величину 100 балів при семі-автоматичному реалізації, знизився до 15 балів. Вік окупності досягнуто за 19 місяців в редатійній відмовній категорії середньої вартості праці.
Приклад 2: завод з виготовлення пляшок з маслами для країн Близького Сходу
Цей завод виробляє 4-літровий HDPE розчин для дизельного палива на трьох машинах з екструзійного формування розпилу ABLB, також в три зміни. Більші циліндрки та строгий вимоги до течі, значили три роботи для вивільнення розсприяння на зміну в семі-автоматичній установці, доходячи до 11 робітників в зміну та 33 осіб на три зміни. Автоматизація залишила роботи для вивільнення та очищення розспряння, тестування на течі, виділення подібностей та упакування. Поступне обслуговування реалізує 4,5 ефективних робітників на три зміни. Видатність на кадр по видалому конттейнеру зросла з 1150 шт. на людину в три зміни до 8400 шт по людині при три зміни. Доля неповних продуктів зросла з 95,8% до 99,0%, а коефіцієнт ОЕЕ збільшився на 14 пунктів. Визначена трудомісткість, пробажая по семі-авто матійній установці на базову величину 100 балів, знизилася до 14 балів. Вік окупності досягнуто за 14 місяців на відмовній категорії середньої вартості праці.
Приклад 3: завод з виробництва балонів для агрохімікатів у Східній Азії
Цей завод виробляє двадцятилитрові епоксидні пластикові баки для хімікатів для сільського господарства на двох верстатах серії ABLD, дві зміни. Баки обробляються на пристроях, тому неавтоматична відсіка вимагала вісім операторів на зміну (двадцять чотири за три зміни) а не десять, тому що обробка насіню розподілена на менше станцій. Після автоматизації кількість персоналу становить знову 4,5 робочих еквівалентів за три зміни. Вироблення продукції на одного працівника зросло з приблизно 320 штук на одного чоловіка на зміну до приблизно 1780 штук на одного чоловіка на зміну. Коефіцієнт надійності продукції підвищився від 97,1% до 99,4%, а загальна ефективність техніки набрала приблизно 9,5 відсоткових пунктів, що менше, ніж у випадку пляшок, тому що лінії для пляшок вже працюють і мають більший обсяг з обмеженої оснащеності. Період виплати становив 24 місяці при розряді типу "Високий" вартості роботи, з ініціалізацією витрат на робочу силу 100 пунктів, зменшення до приблизно 19 пунктів. Більш тривалий термін виплати відображає меншу кількість виробів на зміну та вищу капіталовкладення в інструмент пляшок великого обсягу.
Співставлення ключових показників для трьох випадків
| Метрична | Приклад 1: детергент з Китаю | Приклад 2: смазочні матеріали Близького Сходу | Варіант 3: барабан з Південно-Східної Азії |
|---|---|---|---|
| Виробництво | Пляшка зі СПЕЛ 1 л | 4 літрові пляшки HDPE | бак HDPE об'ємом 20 л |
| Кількість персоналу спочатку (три зміни) | 30 | 33 | 24 |
| Число працівників після (3 зміни) | По 4,5 кожну зміну; | По 4,5 кожну зміну; | По 4,5 кожну зміну; |
| Зниження | 85% | 86% | 81% |
| Кількість одиниць продукції на одного працівника у першому зміні | 1 820 | 1 150 | 320 |
| Кількість вироблених одиниць пластикової тари на особу·зміну після її обробки термоформуванням на конвеєрі | 12,100 | 8 400 | 1.780 |
| Рівень виробу високої якості до автоматизації | 96,4% | 95,8% | 97,1% |
| Частка вдало заготовленого продукту після перших | 99,2 % | 99,0% | 99.4% |
| Підвищення показника OEE | +18 pp | +14 грн | +9,5 pp |
| Індекс витрат на працю (базова напруга – 100) | 15 балів | 14 балів | 19 пунктів |
| Термін окупності (місяці) | 19 | 14 | 24 |
| Структурний рівень вартості праці | Medium | Маркування проводу в стіні | Маркування проводу в стіні |
Цей протокол є стабільним: кількість співробітників скорочується майже до 4,5 робочих одиниць, щоденний обсяг виробництва збільшується кілька разів, коефіцієнт неперервності виробничого процесу перевищує 99%, а коефіцієнт засвоюваності надходить до позначки 95%. Затрати часу на окупність інвестицій варіюють залежно від розміру контейнерів та типу трудового ресурсу в даній галузі, однак у всіх випадках термін окупації не перевищує 3 років, ставлячись до робочих місяців. Підприємства у сегменті з високими витратами на робочу силу демонструють найбільш швидку окупність, тому що відхід кожного працівника збільшує вагу в даному індексі, а виробництва великих бачків демонструє більш довгий термін окупації, оскільки в ході зміни заміщаються менше партії.
Декомпозиція показника OEE до і після автоматизації
Загальна ефективність устаткування - це продукт трьох факторів: готовності, продуктивності та якості. Автоматизація покращує всі три, а не тільки працівника. Нижче наведено таблицю, у якій представлена репрезентативна трансформація на основі лінії "Приклад 1", яка показує, як кожний фактор змінюється і як множене значення показника OEE збільшується приблизно на 18 відсоткових пунктів.
Декомпозиція OEE: доступність, ефективність, якість
| Фактор OEE | До автоматизації | Після автоматизації | Добровільний внесок у прибуток |
|---|---|---|---|
| Доступність | 82% | 91 % | +9 pp за рахунок меншої кількості заривань, більш швидкого переналаштування |
| Performance | 74% | 85% | + 11 pp від рівномірного ритму, без змін внаслідок втоми |
| Якість | 96,5% | 99,2 % | +2,7 пункта від тестування та огляду на 100 % |
| OEE (A × P × Q) | 58,6% | 76,9% | +18,3 пункта загалом |
Вплив збільшується, оскільки автоматичне розморожування та роботизація зменшують тривалі паузи, які накопичуються протягом зміни, а також тому, що зміни рецептів виконуються швидше. Ефективність зростає, оскільки лінія підтримує постійний темп, а не знижується у останні години, коли ручні оператори втомляються. Якість зростає, оскільки кожна пляшка проходить тест на течію і перевірку візуально. Подальше множення впливу – 18-очковий скачок OEE – є значно більш значним, ніж будь-який окремий фактор, і тому підприємства, що автоматизуються з розрахунку на оплату праці, часто повідомляють про бонуси якості та пропускної здатності, яких вони не закладали в собівартість.
Співпраця людини з машиною та підвищення кваліфікації
Автоматизація не виключає людей; вона змінює те, що вони роблять. Оператори, які колись трощили за звичнежні і пакували ящики, перетворюються на інспекторів-патрулів, асистентів технічного обслуговування та техніків процесу. Це означає додаткову вигоду для робочої сили та підприємства, але вимагає напружених заходів щодо перекваліфікації. У трьох випадках надіслання програми спеціалізованого навчання протягом двох до чотирьох тижнів на одного працівника було достатньо, щоб перевести оператора лінії на роль техніка технічного обслуговування або моніторингу процесу, за умови, що навчання охоплювало базові питання пневматичної та електричної безпеки, обізнаність з клісами роботів та інтерфейс «людина-машина» для лінії.
Основними показниками надійності нових ролей є коефіцієнт середнього часу міжвідомчого тертя (MTBF) і коефіцієнт середнього часу ремонту (MTTR). Середній час між пошкодженнями на добре інтегрованій автоматізованій клітині ЕБМ зазвичай становить від 480 до 650 робочих годин, що відображає зрілість сервоприводів, зображення і запірно-тестовий hardware. Середній час по ремонту, коли команда навчена і запасні модулі запасені, становить від 25 до 45 хвилин для поширеного недоліку, наприклад застрягнення прибираючого тросу або перекалювання зображення. Ці показники важливі для планування працівників: більший коефіцієнт зменшення витрат часу на ремонт (MTBF) означає, що реально розпорядження робочого часу техніка-механіка для ремонту, а менший коефіцієнт середнього часу ремонту (MTTR) означає, що один вихід з ладу не вплине на зменшення виробництва за зміну.
Перепідготовка перетворює проблему зайнятості у заход – одна й та ж кількість робітників, котрі колись виконували ручні операції, тепер підтримують лінію з більшою видатністю та кращою якістю з завданою видатністю найдовшого терміну експлуатації та найкоротшого часу при обслуговуванні.
Заводи, які пропускають крок навчання, отримують найгіршу ситуацію – менше операторів, але довші зупинки. На прикладі проектів, які окупили себе найшвидше, роль техніка з обслуговування була постійною в листі з першого дня, а не як реактивне виклик. Ця одна організаційна рішення вберегла результат щодо збільшення ОЕВ і зберегла множник витрат надусі з заповнення всего персоналу.,,.
Стандарти, безпека та рамка відповідності
Автоматична лінія екструзійного лиття під тиском повинна відповідати не лише плану виробництва; вона повинна відповідати найбільш важливим вимогам щодо безпеки та використання матеріалів, які визначають роботу виробництва і його клієнтів. Відповідні посилання приведений тут як простий текст, а не як посилання, оскільки це анкеры проектування та дотримання стандартів, а не навикові впорядкування.
- ISO 9001— Система управління якістю, на основі якої забезпечується відстежування автоматизованої лінії, управління рецептами та записи про контроль.
- ISO 45001— стандарт безпеки та охорони здоров'я, який покращує безпеку роботи шляхом виведення людей з зон гарячих скоб і маніпуляційних роботів.
- Директива ЄС щодо машин 2006/42/EC– європейська рамка, яка визначає основні вимоги до безпеки та охорони здоров'я для інтегрованого обладнання, засобів захисту та аварійного зупинення.
- GB— китайський національний стандарт безпечності, що стосується машин для формopозгортanня, який охоплює захист сили фіксації, роботу з підформом та конструкцію взаємозв'язку.
- FDA 21 CFR 177.1520— нормативи США щодо пластика поліетилену, що застосовуються, коли ємності або баки призначені для заповнення продуктами харчування, напоїв та фармацевтичних препаратів.
Ці системи взаємодіють з працівниками в корисний спосіб. Метою стандарту ISO 45001 є виведення людей з небезпечних зон, і саме це роблять відсаджувальні роботі та охороняючі робочі стани, тому споживчий випадок і працьовий випадок взаємодіють один з одним. Директива Євросоюзу про механізми 2006/42/EC та GB 22530 вимагають включення запобіжних пристроїв вздовж зони захвату в місцях дії сили захвату, які також передують тому, як робот заміняє людину. FDA 21 CFR
Часто задавані запитання
Скільки операторів потрібно на півавтоматичну лінію екструзійного інжекційного лиття за зміну?
1520 для контейнерів, які контактують з харчовими продуктами, що стосуються поліетилену. Ці нормативи регулюють проектування, гарантії та відповідність матеріалів, замість обліку робочої сили.
Яка є реальна кількість співробітників після повної автоматизації лінії EBM?
Після повного модернізації автоматизації той же результат забезпечується приблизно одним патрульним інспектором та половиною техніка підтримки на зміну, що становить 1,5 працездатних одиниць на зміну. За три зміни це приблизно 4,5 працездатних одиниць, що становить 85-процентне зменшення безпосередніх робочих годин для еквівалентного обсягу продукції.
Який модуль автоматизації зменшує найбільше ручного праці під час лиття під тиском?
Комбінація конвеєрних роботів видавання, попереднього видалення шлаку, автоматичного тестування утечки, візуального контролю та пакування коробок з допомогою роботів вилучає найбільший блок ручних операцій з однієї ланки. Видалення шлаку, тестування утечі, маркування та пакування представляють понад половину початкового ладу на зміну, тому автоматизація ланцюга вниз забезпечує найбільше скорочення праці.
Як виражають економію праці, не наводячи калькуляцію оплати праці чи грошових співвідношень?
Економія заробітної плати визначається як скорочення кількості співробітників, чисельне видобуток у кількості штук на людину за зміну, зниження процентного співвідношення безпосередніх витрат на працю, базовий алгоритм обчислення витрат на роботу з показником 100 балів і період окупності витрат, який виражається тільки в місяцях із показником відносних витрат. Не озвучується жодних виплат чи валютних показників, оскільки місцевий ринок праці істотно відрізняється один від одного у порівнянні.
Чи автоматизація покращує якості продукції та показники ОЕЕ, а не просто число працівників?
1520 регулює вибір матеріалів та їх очищення, а не кількість персоналу, проте цей фактор важливий, коли завод обґрунтовує автоматизацію перехідом у сферу хімічного виробництва або медичної упаковки, де 100-відсоткове тестування на течі та візуальний контроль стають обов'язковими, а не необов’язковими. Керівна компанія Wanplas постійно застосовує це до своїх спеціалізованих заводів, а завод Apollo, що належить до Wanplas, вбудовує ці системи у лінії ЕБМ вже на етапі проектування..
Які навички потрібні операторам після автоматизації лінії ЕБМ?
Так, в прикладах витрата продукції зріс з середини 1990-х до більш як 99%, а ОЕВ підвищився приблизно на 9–18 відсотків. Умисне відновлення, 100-відсоткове тестування на течі та візуальний контроль дозволяють зменшувати ймовірність людської помилки, а швидкі зміни та менше зупинок підвищують функціонування та продуктивність..
Які стандарти застосовуються до автоматичної лінії екструзійного інжекціонного лиття?
Доречні рамки включають ISO 9001 для управління якістю, ISO 45001 для охорони праці та безпеки, директиву ЄС щодо машин 2006/42/EC, китайський національний стандарт безпеки GB 22530 для машин для формовки під потоком води, а також стандарт FDA 21 CFR
висновок
Автоматичні лінії екструзійного розливного лиття перетворюють десятирічну ручну лінію на досконале обслуговуюче відділення, на яке покладається близько 4,5 придатних працівників протягом трьох зміни, що знижує загальну чисельність постійного персоналу приблизно на 85% при тому ж рівні вихідної продукції. Економія досягається з модуля на модуль: центральний подавач виключає подавач, роботів з видалення і поперечну обробку - найбільшу групу ручної роботи, 100% тестування щодо протікання і зір обладнання заміщують відбір зразків та візуальний контроль, а автоматичне маркування, пакування і встановлення на палети замінюють останню частину процесу. Три безіменні заводські приклади підтверджують загальну тенденцію стосовно пляшок з миючими засобами, бутлів з маслом та баків з хімічними препаратами: обсяг продукції на одного працівника зростає в кілька разів, показник надійності - перевищує 99%, а показник ОЕЕ - збільшується на 9–18 відсоткових пунктів.
Бізнес-рішення виражено в утримувальних термінах – кількість робітників, штук на людину в зміну, відсоткове зменшення, індексний базовий показник 100 балів, та термін окупності в місяцях з виміреним відночним рівнем витрат, тому ця модель виживає в будь-якій світовій ситуації без наведення цифр для страйку – включно с розмірами заробітних плат. Перепідготовка залишилися робітників у сфері обслуговування та процесу забезпечує збереження досягнутого результату. Для виробників порожніх контейнерів, котрі планують виробничу потужність, свідчення виражені в одному напрямку: автоматизувати низку машин на нижньому кінці за рахунок циклів приготування, завантаження та розвантаження, а потім розширити систему до зору та подачі та перевіряти успіх зняттям розкладок та збільшенням штук на людину. Moon, Wanplas фабрика з більш ніж двадцятирічним досвідом виробництва з екструзійного формування розпилу та експлуатації понад 4,000 машин в понад 90 країнах, будівля ці автоматичні лінії з екструзійного формування розпилу та підтримує модернізації, які гарантують результати по зайнятості та якісності, викладених вище.
