Các dây chuyền ép phun tự động đã trở thành con đường đáng tin cậy nhất cho các nhà sản xuất bao có vách để loại bỏ lao động thủ công khỏi chuỗi sản xuất mà không cần hy sinh hiệu suất hoặc chất lượng. Trong quá trình ép phun, quá trình ép tạo ra một ống nóng của chất bán tinh khi nóng được gọi là caon, được lưu trữ trong một máy ép và bị bão hút bằng không khí cho đến khi nó đạt dạng của vách. Vật lý của quá trình đó – việc xử lý caon nóng, cắt phin, kiểm tra sự rò rỉ, dán nhãn và gói – đã từng phụ thuộc vào một hàng dài những bàn tay con người. Đối với các nhà máy đang chạy trong một mô hình ba ca, những bàn tay đó nhân lên thành một lực lượng lao động đứng của ba mươi người hoặc nhiều hơn chỉ để duy trì một buồng. Bài viết này giải thích bằng những dữ liệu thực tế về nhà máy, cách nào các công đoạn tự động được loại bỏ liên tục đi một mô-đun một mô-đun, những con số về số lượng nhân viên còn lại sau khi được tự động hóa, cách nhà máy rà soát và OEE chuyển đổi sang những thay đổi liên quan các chi phí lao động và thời gian lấy lại vốn chỉ đứng ở mức vài tháng.
Chúng tôi tập trung hoàn toàn vào việc thay thế nhân công và kiểm định kết quả của nhà máy. Cảnh thảo luận bổ sung về năng lượng, tỷ lệ sản xuất vật liệu và thời gian chu trình giảm cho các máy EBM có hiệu quả cao được xem xét một cách riêng biệt; đây chính là những nhân tố bao gồm người làm việc, vai trò và sự giảm đáng kể của công việc thủ công trực tiếp khi các kiểu dáng bán tự động được nâng cấp thành kiểu dáng hoàn toàn tự động. Apollo, nhà máy Wanplas chuyên sản xuất máy EBM trong hơn hai mươi năm, đã tích lũy kinh nghiệm lắp đặt và sửa chữa tại hơn 90 quốc gia, và các mẫu được mô tả ở bên dưới chủ yếu phản ánh kinh nghiệm thực tế trong lĩnh vực này hơn là các mô hình lý thuyết.
Bạn đọc nên có một hình dung rõ ràng về những công việc nào biến mất đầu tiên, số lượng nhân viên còn lại sau khi được tự động hóa, cách thức chất lượng và OEE thay đổi, và cách để thể hiện trường hợp kinh doanh theo một cách thể hiện có thể tồn tại trong thị trường lao động – bằng việc tính số lượng người, sản phẩm được sản xuất mỗi người mỗi ca, giảm từ số % nguyên thuỷ, một mức cơ sở chỉ số là 100 điểm, và thời gian lấy lại vốn chỉ kéo dài trong vài tháng.
Gánh nặng ẩn của lao động thủ công trong các dây chuyền ép phun bán tự động
Nhân công là một biến số luôn bộc lộ, quyết định giá trị đầu tư vào công nghệ gia công nhựa theo lịch trình đã lên kế hoạch. Dòng gia công nhựa bằng phương pháp gia công nén và nóng/hấp nhiệt có vẻ đơn giản từ bên ngoài: Cột làm mềm nhựa làm nóng nhựa, tấm cao su được tráng qua, ống đóng kín, và một chai nhựa được lấy ra. Vượt ra khỏi vết khoảng trắng, mọi sự phát triển diễn ra quanh chai sau khi nó ra khỏi ống. Có người phải đổ nhựa, có người phải theo dõi máy, nhiều người phải tháo tấm cao su, có người phải kiểm tra sấy, có người phải nhãn mác, nhiều người phải đóng gói, và có một giám sát viên phải phối hợp. Mỗi một trong những vai trò trên đó đều là một chi phí cố định, tăng lên theo tăng số ca làm việc, không phải với sự khéo léo của con người.
Mọi vấn đề cấu trúc là các dây chuyền bán tự động chia nhỏ công việc thành nhiều nhiệm vụ thủ công không thể dễ dàng kết hợp với nhau. Chỉ riêng việc loại bỏ miếng nhựa bọc nắp rỗng có thể tốn khoảng hai hoặc ba người làm trên dây chuyền đóng nắp lọ bận rộn, vì miếng vỏ cắt bỏ và bộ phận thân bình có thể cần được lấy ra, sắp xếp và trả lại hoặc loại bỏ. Việc kiểm tra sự rò rỉ bằng cách lấy mẫu thủ công để lại khoảng cách về chất lượng buộc phải có thêm các biện pháp kiểm tra ở chặng tiếp theo. Làm thẻ nhãn và đóng gói là những công việc thường xuyên nhưng cần nhiều sức lao động, và đó là chính những nhiệm vụ khiến độ đồng nhất kém đi vào cuối một ca làm việc dài. Kết quả là nhân lực cần thiết lớn, năng suất có tính biến thiên và khó có thể mở rộng giai đoạn cao điểm của nhu cầu mà không cần phải thuê thêm nhân sự.
Linh hoạt lao động thủ công trên một đường EBM bán tự động không phải là một chi phí độc lập, mà là một khối có mười hoặc nhiều hơn các vai trò trong mỗi ca làm việc, và nó tăng lên ba lần trong một mô hình ba ca làm việc, làm ảnh hưởng đến cả chất lượng lẫn sự liên tục của sản lượng.
Tự động hóa tiến hành các tác vụ đối với bộ chèn này. Thay vì yêu cầu một người lao động thực hiện nhiều nhiệm vụ, một đường sản xuất hoàn toàn tự động yêu cầu một đội nhỏ giám sát rất nhiều máy móc thực hiện các công việc. Tính toán kinh tế khá đơn giản: một máy hoạt động với các tác vụ dập mép, kiểm tra rò rỉ, giám sát theo hình ảnh, đóng nhãn và đóng gói không cần nghỉ ngơi, không mắc các triệu chứng mệt mỏi trong những giờ cuối cùng của một ca làm việc, và không thay đổi mức độ chấp nhận các sản phẩm khi có thay đổi tâm trạng hay mệt mỏi. Các phần tiếp theo sẽ cung cấp số liệu chính xác về số lượng các nhiệm vụ biến mất và các tác vụ còn lại.
Cấu tạo của một dàn tạo hình bão ô tô bán tự động có ba ca làm việc
Để hiểu được những mục tiêu tiết kiệm, chúng ta trước hết phải tính toán số nhân công. Một phòng thực hành tiêu thụ hàn xuyên nguội bán tự động sản xuất chai hoặc thùng nhỏ theo môt chế độ 3 ca thường có các vai trò trực tiếp sau ở mỗi ca: một người nạp liệu bổ sung chất liệu làm riêng và quản lý xô khử nước, một người bảo trì máy theo dõi quá trình phát triển sản phẩm và loại bỏ những cản trở nhỏ, từ hai đến ba người xóa dấu hiệu hàn làm sạch thân và cổ chai, một người kiểm tra rò rỉ kiểm tra mẫu hoặc kiểm tra toàn bộ bằng cách thủ công, một người dán nhãn, hai người đóng gói đặt các thùng hoàn thành vào kiện, một giám đốc kiểm tra chất lượng và một trưởng ca. Như vậy là từ mười đến mười một người ở mỗi ca mà không tính thêm nhân viên làm việc tạm thời hoặc người phụ trách vật liệu.
Câu chuyện thay đổi hoàn toàn khi sản xuất ba ca một ngày. Khi có mười người mỗi ca, ba ca tức là mỗi ngày có ba mươi công nhân trực tiếp. Khi có mười một người mỗi ca, số lượng lượng nhân viên trực tiếp hàng ngày tăng thành ba mươi ba. Hãy thêm vào đó một lớp lao động động đám trong các giờ nghỉ, chờ đợi điều kiện thao tác và tuần trể, và số lao động hiện diện hàng ngày cho một đội sản xuất có thể đạt tới bốn mươi người. Gấp nhân đó với nhiều đội sản xuất tại cùng một nhà máy, nền tảng lao động thủ công trở thành chi phí cố định chủ đạo của công đoạn, lớn hơn nhiều so với thiết bị vận hành hay thậm chí chất kết dính trong nhiều công đoạn sản xuất chai và ống dung dịch.
Căn bản được sắp xếp như ở bảng phía dưới đối chiếu với cấu hình hoàn toàn tự động chạy cùng sản phẩm. Đường sản xuất tự động duy trì một nhân viên bảo trì và một nửa nhân viên kỹ thuật bảo trì mỗi ca làm việc – tương tự như phân chia một phần cố ý bởi vì một nhân viên chuyên nghiệp có thể kiểm soát nhiều đường sản xuất. Đó là sự đối chiếu trung tâm thể hiện rõ trong mọi bài học kinh nghiệm sau ở bài này.
Nhân viên làm việc bán tự động so với hoàn toàn tự động
| Vai trò và chức năng | Semi-Automatic (per shift) | Tự động đầy đủ (vào mỗi ca làm việc) | Manual Roles Removed |
|---|---|---|---|
| Chăm sóc máy cấp nhựa và xô chứa | 19 | 0 (đầu vào trung tâm) | 19 |
| Máy theo dõi | 19 | 0.3 (đo tuần tra) | 0.7 |
| Xóa vôi bề mặt, vách và mặt phẳng | 2 đến 3 | 0 (xóa nhám trong dây chuyền) | 2 đến 3 |
| Thử nghiệm thẩm định các nơi rò rỉ | 19 | 0 (auto 100% test) | 19 |
| Sử dụng đúng định dạng này: "1. " trên mỗi dòng, không cần bất cứ thứ gì khác | 19 | 0 (auto label) | 19 |
| Gói vào các hộp | 14 | 0 (máy đóng gói tự động) | 14 |
| Kiểm tra kiểm soát chất lượng | 19 | 0.2 (hệ thống giám sát theo hình ảnh) | 0.8 |
| Lãnh đạo ca | 19 | 0 (kết nối trung tâm) | 19 |
| Kỹ thuật viên bảo trì | 0 (nhân tạo) | 0.5 (planned) | Sử dụng định dạng chính xác như sau: "1. " mỗi dòng, không có thứ gì khác. |
| Total per shift | Từ 10 đến 11 | 1.5 | 8,5 đến 9,5 |
| Tổng số mỗi ca làm việc theo từng đợt thay thế (số lượng phân số được áp dụng tùy theo các thiết bị khác nhau) | 30 đến 33 | 4,5 | Cân giảm lên tới 85% |
Các phần tử được đặt trên cột tự động phản ánh nhận diện quét qua nhiều hàng, và một kỹ thuật viên bảo dưỡng được phân chia ra mỗi ½ máy. Kết luận chính là giảm 85% số nhân viên trực tiếp cần tư duy thủ công, cho cùng một năng suất, đây là số liệu quan trọng nhất trong bất kỳ trường hợp kinh doanh tiết kiệm lao động dành cho các dây chuyền khuôn ép phun.
Các mô-đun tự động thay thế nhân viên bước một cách có hệ thống
Một đường sản xuất tự động không phải là một máy mà là chuỗi các phần cứng, mỗi phần có một vai trò thủ công. Thứ hiểu được chuỗi sẽ cho phép một nhà máy chia nhỏ khoản đầu tư: nó có thể bắt đầu bằng việc loại bỏ các vai trò đắt tiền hoặc dễ gây lỗi nhất và thêm các phần cứng sau khi hoàn thành kế hoạch kinh doanh. Dưới đây là bản tường thuật chi tiết cho toàn bộ bộ phần cứng, và các phần tiếp theo sẽ cung cấp thông tin sâu hơn về các phần có ảnh hưởng lớn nhất.
- Nạp liệu trung tâm system— bộ ủ và bồn cấp cường độ bằng vòi hút, lò hấp và trộn theo khối lượng giúp loại bỏ dụng cụ cấp liệu và ổn định độ liên tục chất liệu. Chúng tôi đưa ra sự chú trọng đối với việc thay thế lao động và kiểm định kết quả nhà máy. Hòm luận cùng một lúc của các vấn đề liên quan đến năng lượng, thu được tài nguyên vật chất và việc giảm thời gian chạy cho các máy EBM chất lượng cao đều được trưng bày tách biệt; ở đây, các chuyển động nặng vẫn thuộc về người lao động, các công việc và số lượng việc trực tiếp bằng tay giảm đáng kể khi các phòng làm việc bán tự động được nâng cấp đến hoàn toàn tự động. Apollo, một nhà máy Wanplas chuyên về máy trộn chụp (EBM) được hơn hai mươi năm, đã tích lũy nhiều kinh nghiệm về lắp đặt và nâng cấp tại hơn chín mươi quốc gia, và các khuôn mẫu miêu tả dưới đây phản ánh kinh nghiệm thực tế trong quá trình hoạt động hơn là các mô hình lý thuyết.
- Automatic parison cut-off and flash recovery— Phân tách tấm cao su nóng cùng vsi và băng tải hồi quy khép kín chu trình phế liệu và loại bỏ thủ công việc xử lý nhanh.
- Máy robot lấy hàng đi- Robô 6 trục hoặc ống trục loại bỏ chai hoàn thành và đưa nó tới các vị trí điều hướng tiếp theo.
- Phòng làm mát trên đường chuyền và dập mép- Chỉnh sửa đầu mẫu và cắt máng của cổ chai theo tiêu chuẩn mà không cần nhúng tay con người.
- Kiểm tra sự nứt vỡ 100%Trạm đo áp khác nhau kiểm tra từng chai, thay thế việc lấy mẫu thủ công.
- Khảo sát thông qua camera quan sát— các máy ảnh kiểm tra thân, cổ, màu sắc, vết chấm, và dày độ của tường, thay thế cho kiểm tra chất lượng bằng mắt.
- Automatic labeling and coding— thiết bị ứng dụng nhãn và in ấn máy in cao su đánh dấu mỗi đơn vị.
- Automatic packing and palletizing— Các thiết bị đóng gói và máy chuyển pallet tự động thay thế công việc đổ bao thủ công.
Các bảng dưới đây đánh giá mỗi mô-đun dựa trên nguồn lao động được loại bỏ và độ khó trong việc triển khai. Độ khó trong việc triển khai được đánh giá là thấp, trung bình hoặc cao dựa trên công sức thực hiện, không dựa trên chi phí vì trong bài viết này, biểu diễn về chi phí có cố ý được tránh.
Các đơn vị tự động hóa, chức năng, lao động được thay thế và khó khăn
| Mô-đun tự động hóa | Tính năng chính | Dịch vụ nhân sự thay thế | Nguồn khó triển khai |
|---|---|---|---|
| Nạp liệu trung tâm | Tải bằng chân không, khô, pha trộn gravimetri ±0,5% | Feeder (1/shift) | Thấp |
| Cắt góc hợp kim + phục hồi nhựa chùm | Hot cut, crush, convey regrind 20-35% | Khả năng xử lý nhanh (chỉ một phần) | Medium |
| Máy robot lấy hàng đi | Chọn từ 1,2 đến 2,5 s/cycle | Xử lý chuyển nước (1 ca) | Thấp |
| Phòng làm mát trên đường chuyền (trước khi dập mép + dập mép) | Trộn tia sáng, sửa sang phần cằm | Vành (2 – 3 người/ca) | Medium |
| Trạm kiểm tra chống rò rỉ | Kiểm tra phân biệt 0,5-3 kPa, lỗ 0,05 mm | Máy kiểm tra sự rò rỉ (1 lần chuyển giao) | Medium |
| Khảo sát thông qua camera quan sát | Body/neck/color/streak/wall | Nhân viên giám sát chất lượng (1 người/ngày làm) | High |
| Labeling + coding | Phân bổ nhãn thiết, in mã | Thiết bị ghi nhãn (1/chuyển đổi) | Thấp |
| Máy đóng gói + đóng gánh hàng | Gói viên, chèn pallet | Packers (2/phúc chuyển) | Medium |
Hãy chú ý đến thứ tự khó khăn. Sự lắp hỗn hợp, nắm lấy của robot và ghi nhãn có mức độ khó trung bình và điểm thắng nhanh. Tách vỏ và kiểm tra sự rò rỉ, đóng gói có mức độ khó trung bình và loại bỏ các khối tuyển dụng lớn nhất. Kiểm tra bằng máy ảnh có mức độ khó cao vì nó cần nguồn sáng, quá trình nhẩm định, và điều chỉnh mức đặt hàng/quy đổi, nhưng đây là mô-đun cải thiện nhất về độ liên tục và giải phóng vai trò kiểm soát chất lượng. Một kế hoạch theo giai đoạn thường bắt đầu với mô-đun dễ, thêm mô-đun trung bình trong lần nâng cấp đầu tiên, và kết thúc bằng máy ảnh khi đường sản xuất đã ổn định.
Hoá chất bùn trung tâm và chuẩn bị nguyên vật liệu
Vai trò thủ công đầu tiên bị xóa bỏ là máy cấp liệu. Trong một buồng bán tự động, một người chuyển những bao hay những buồng khô của chất liệu cao su đến mỗi máy, tăng lượng chất liệu vào khoang nạp, và kiểm tra khoang nạp khô. Phân phối trung tâm thay thế tất cả những điều đó bằng một mạng truyền tải bằng chân không, một khoang nạp khô chung, và một trộn cỡ trọng lượng. Máy lên hàng bằng chân không kéo chất liệu cao su qua đường ống kín từ một silo trung tâm đến ghi thở của mỗi máy, loại bỏ thủ công xử lý bao, rơi trên sàn, và những căng thẳng do nâng. Máy làm khô loại bỏ ẩm có khoang nạp khô giữ lượng ẩm của chất liệu cao su ở mức thích hợp để những vật liệu hấp phụ như PETG hoặc PC được chế biến mà không cần xử lý loại bỏ ẩm thủ công trước.
Máy trộn bằng trọng lượng là nơi chất lượng và sự liên tục của nguyên liệu được cải thiện. Máy này đo lượng nhựa nguyên chất, phụ gia chủ đạo cho màu sắc, và pha trộn lại theo trọng lượng với độ chính xác ± 0,5 phần trăm. Độ chính xác này rất quan trọng vì sự thay đổi màu sắc là một trong những nguyên nhân chính gây ra sản phẩm bị hư hỏng ngoại hình trên một dây chuyền sản xuất chai. Khi một vận hành viên thực hiện thủ công việc trộn phụ gia chủ đạo, tỷ lệ sẽ thay đổi; khi máy trộn bằng trọng lượng kiểm soát nó, màu sắc sẽ duy trì trong một phạm vi nhỏ và hệ thống thị giác thường không báo một sản phẩm bị từ chối màu sai. Việc cung cấp nguyên liệu đã được loại bỏ, và công việc chuẩn bị nguyên liệu được chuyển thành quá trình kiểm soát và có thể tái lập.
Phương thức cấp liệu trung tâm làm nhiều hơn việc loại bỏ 1 người mỗi lần chuyển giao: nó biến quá trình chuẩn bị nguyên liệu từ một hoạt động tay nghề thành một quy trình đóng hạn, được đo lường, ổn định màu và giảm tỉ lệ xuất xứ phía dưới.
Đối với các nhà máy đang sản xuất nhiều loại nhựa, hệ thống trung tâm cũng hỗ trợ việc thay đổi nhanh chóng. Quản lý công thức trong bộ điều khiển lưu trữ tỉ lệ hỗn hợp cho mỗi sản phẩm, do đó việc thay đổi từ loại chai tự nhiên sang màu sắc là một hành động được thực thi theo phần mềm thay vì phân tích lại từ tay. Điều này ít trực tiếp làm tổn thương lao động vì thời gian thay đổi giảm và cùng một nhóm nhỏ có thể giám sát nhiều sản phẩm hơn mỗi ngày.
Thiết bị nạp ra và làm sạch lại nền flash trong dòng sản xuất.
Sau khi chai được đổ khí, một robot loại bỏ ra khỏi khuôn rỗ và đưa nó đến trạm tháo khung. Robot này có thể là một tay cơ cơ khí 6 trục hoặc một đơn vị đảo (Cartesian) được lắp đặt ở phía trên máy. Thời gian luân phiên cho chuyển động lấy và đặt ở phạm vi từ 1,2 đến 2,5 giây cho mỗi lần vận hành, đủ nhanh để kịp thời với chu kỳ của máy. Vai trò chính của robot là rất quan trọng: nó loại bỏ con người khỏi khu vực nhíf đang di chuyển và nó là mối tương tác nguy hiểm nhất trong quá trình đổ khí, đồng thời đưa chai đến trạm tiếp theo trong một hướng nhất định.
Trích vỏ trực tuyến sau đó cắt phần phin và cắt nect để đạt kích thước hoàn chỉnh. Trên một dây chuyền bán tự động, việc trích vỏ là công việc đòi hỏi nhiều sức lao động nhất, sử dụng hai đến ba công nhân mỗi ca làm việc thay đổi phin bằng các kéo hoặc thiết bị cố định và kiểm tra phần cổ bằng tay. Tự động hóa loại bỏ cả nhóm này và, cũng quan trọng không kém, giúp phần cổ đạt kích thước đồng đều. Phần cổ được mài đạt kích thước chính xác, điều này đảm bảo mức độ vượt qua kiểm tra rò rỉ và thông điệp của khách hàng trên các dây chuyền rót dưới đây.
Mô đun dỡ nhớt được đánh giá mức độ khó trung bình bởi vì nó phải được điều chỉnh theo hình dạng hộp. Chai với bộ tay kéo phức tạp hay hình dạng không đối xứng cần thiết dụng phụ tùng cắt tùy chỉnh, trong khi chai tròn đơn giản dễ dàng. Sau khi được điều chỉnh, tuy nhiên, mô đun này hoạt động không cần con người và cung cấp chất phế liệu trực tiếp vào vòng lặp thu hồi mô tả phía dưới.
Theo dõi sự rò rỉ, kiểm tra thị lực và đóng gói các sản phẩm sau đó
Kiểm tra sinh ra hàng là cửa ngõ kiểm tra chất lượng mà người tiêu dùng không bao giờ thấy mà luôn phải tùy thuộc. Một trạm tự động sử dụng phương thức áp suất khác nhau: lọ được khóa kín, được tăng áp đến áp suất thử trong khoảng từ 0,5 đến 3 kPa so với khí quyển, và sự suy giảm áp suất được đo. Một lỗ nhỏ các micro-hở chỉ 0,05 mm tạo ra sự suy giảm có thể nhận biết được, do đó trạm này có thể phát hiện sự rò rỉ mà các cách thức lấy mẫu thủ công sẽ bỏ sót. Vì mỗi lọ đều được kiểm tra, vai trò của máy kiểm tra rò rỉ biến mất và tỷ lệ thải bỏ của các thiết bị có lỗi giảm về số 0. Thời gian thử cho mỗi lọ thường là từ hai đến năm giây, tương thích với nhịp độ dây chuyền.
Kiểm tra bằng mắt đã thay thế nhân viên kiểm soát chất lượng. Các máy ảnh sẽ kiểm tra cơ thể và đầu lọt nước của chai để kiểm tra các lỗi, đo tỉ lệ màu khác biệt so với các tiêu chuẩn được chấp nhận, phát hiện các vết và đường chảy, và trong các bài toán tiên tiến kiểm tra độ dày của các tường tại các điểm xác định. KPI chính là tỷ lệ từ chối sai – những lọt nước tốt đã bị loại bỏ – và nhà máy điều chỉnh để giữ dưới mức 0,5 đến 1,5 phần trăm. Thẻ quá cao làm lãng phí sản phẩm tốt; thẻ quá chùng để cho phép các lỗi tràn qua. Hệ thống giám sát bằng mắt không nhàm chán, do đó tỷ lệ từ chối của nó ổn định trong tất cả 3 phiên làm việc, điều mà việc kiểm tra thủ công không thể đảm bảo được.
Bên dưới: nhãn tự động và mã hóa áp dụng nhãn và in mã sản xuất, nhóm hoặc hạn sử dụng trên mỗi đơn vị. Kiểu đóng gói tự động sau đó tải những chai hoàn thành vào các kiện vận chuyển, và một máy palletizer xếp các kiện này lên các pallet ở chu kỳ từ sáu đến mười hai giây cho mỗi lần chuyển lớp với trọng lượng hàng từ bốn mươi đến một trăm hai mươi kilogram. Đây là những hệ thống làm xóa bỏ hai nhà cung cấp kiện và nhà cung cấp nhãn ra khỏi mỗi ca làm việc. Cái pallet hoàn thành này rời khỏi phòng sẵn sàng cho kho mà không cần bàn tay con người khi chai rời khỏi khuôn dáng.
Khi kiểm tra việc rò rỉ, công nghệ quan sát, nhãn mác và đóng gói được tự động hóa cùng một lúc, hơn một nửa số nhân viên ban đầu trong mỗi ca sẽ biến mất trong một khối sản xuất liên kết, và chất lượng sản phẩm trở thành độc lập với ca sản xuất.
Ba trường hợp nghiên cứu từ nhà máy không tên
Ba trường hợp tiếp theo được lấy từ các dự án cải tạo và dự án mới, được giấu tên theo khu vực và sản phẩm để bảo vệ chi tiết thương mại. Mỗi báo cáo mô tả cấu hình đường dây, mẫu giờ, số lượng nhân viên trước và sau, sản lượng theo người (đơn vị là lượng sản phẩm mỗi người mỗi giờ), tỷ lệ sản phẩm chất lượng, sự cải thiện của OEE bằng điểm phần trăm và thời gian hoàn vốn chỉ biểu thị bằng tháng với tầng chi phí lao động tương đối. Không xuất hiện số tiền thưởng hoặc chỉ số tiền tệ, vì các thị trường lao động khác nhau quá nhiều để so sánh.
Trường hợp 1: Nhà máy đóng gói hóa chất hàng ngày phía đông Trung Quốc
Công ty này sản xuất chai nước rửa tay HDPE một lít trên một hệ thống gồm bốn máy ép gi活 blow màng ABLB series, hoạt động theo mô hình ba ca. Trước khi tự động hóa, xưởng có 10 nhân viên mỗi ca, 30 nhân viên trong ba ca. Sau khi nâng cấp tự động hoàn chỉnh – chế độ cung cấp trung tâm, robot lấy ra sản phẩm, deflashing trong đường ống, kiểm tra sự tràn xuyến 100%, công nghệ nhận dạng bằng mắt, dán nhãn tự động, đóng gói bằng robot – xưởng hoạt động với một giám sát viên và một nhân viên kỹ thuật bảo trì mỗi ca, hoặc 4,5 nhân sự bằng công lao động trong ba ca. Khối lượng sản xuất cá nhân tăng từ khoảng 1.820 sản phẩm cho mỗi người mỗi ca lên khoảng 12.100 sản phẩm cho mỗi người mỗi ca. Tỷ lệ thành phẩm tốt tăng từ 96,4% lên 99,2%, và OEE tăng khoảng 18 phần trăm. Chi phí lao động theo chỉ số, được định giá bằng 100 điểm cho cấu hình bán tự động, giảm xuống khoảng 15 điểm. Thời gian hoàn vốn đạt được trong 19 tháng với cấp bậc chi phí lao động tương đối trung bình.
Trường hợp 2: Nhà máy sản xuất dầu mỡ ở Trung Đông
Nhà máy này sản xuất các chai nhựa với dung tích 4 lít bằng HDPE để xức dầu trên ba máy theo loạt ABLB với các công cụ có nhiều lỗ, cũng áp dụng 3 ca. Chai lớn và yêu cầu thử nghiệm rò rỉ chặt chẽ hơn khiến cho ba người làm việc trong mỗi ca trên thiết bị bán tự động cần 11 nhân viên mỗi ca và 33 trên 3 ca. Tự động hóa loại bỏ các công việc trích vỏ, kiểm tra rò rỉ, dán nhãn và gói. Số lượng nhân viên quy đổi sau khi sửa đổi là 4,5 đồng nhân giờ trên 3 ca. Xu hướng sản xuất bình quân cho mỗi người mỗi ca đã tăng từ khoảng
Trường hợp 3: nhà máy chai hóa chất nông nghiệp ở Đông Nam Á.
150 sản phẩm lên khoảng
So sánh các chỉ tiêu quan trọng ba trường hợp
| Khoảng mét | Trường hợp 1: Detergent của Trung Quốc | Trường hợp 2: dầu nhờn Trung Đông | Trường hợp 3: Bánh con lăn khu vực Đông Nam Á |
|---|---|---|---|
| Sản phẩm | Thùng 1 l PET HDPE | 4 chai HDPE | 20 thùng HDPE |
| Headcount before (3 shifts) | 30 | 33 | 24 |
| Số nhân viên sau khi (3 ca làm việc) | 4,5 | 4,5 | 4,5 |
| Cắt giảm | 85% | 86% | 81% |
| Số sản phẩm/người·lãi trước | 1.820 | 1.150 | 320 |
| Số lọ/người·ngày làm sau | 12,100 | 8,400 | 1,780 |
| Tỷ lệ sản phẩm tốt trước đó | 96,4% | 95,8% | 97,1% |
| Tỷ lệ sản phẩm tốt sau | 99,2% | 99,0% | 99.4% |
| Tăng hiệu quả hoạt động | +18 pp | +14 điểm | +9,5 điểm |
| Chi phí nhân công theo chỉ số (thước đo cơ sở 100) | 15 điểm | 14 điểm | 19 điểm |
| Thời gian trả vốn (tháng) | 19 | 14 | 24 |
| Relative labor-cost tier | Medium | High | High |
Mẫu trật tự đó có liên tục: số lượng lao động giảm xuống khoảng 4,5 nhân công tương đương, năng suất đầu người nhân lên nhiều lần, tỷ lệ sản phẩm chất lượng vượt qua 99%, và OEE tăng dần. Khoảng thời gian hoàn vốn khác nhau tùy thuộc kích thước thùng và tầng lao động địa phương, nhưng trong mọi trường hợp đều thay đổi chỉ trong ít hơn ba năm với các tháng làm tiền đề. Các nhà máy ở tầng lao động có chi phí cao nhanh nhất từng đạt được thời gian hoàn vốn vì mỗi nhân công được loại bỏ có khối lượng lớn trong chỉ số địa phương, trong khi các dây chuyền thùng lớn có thời gian hoàn vốn chậm hơn chỉ vì mỗi ca sản xuất ít hơn các thành phần.
Tách OEE trước và sau khi tự động hóa
400 sản phẩm mỗi người mỗi ca. Tỷ lệ sản phẩm tốt đã tăng từ 95,8% lên 99,0%, và OEE đã tăng khoảng 14% cho từng đơn vị. Vì mức độ chi phí lao động địa phương thuộc nhóm Cao, con số nhân viên quy đổi đó chuyển thành thời gian lấy lại vốn tương đối nhanh hơn, 14 tháng ở nhóm trả vốn trung bình thấp. Chi phí lao động chỉ số tương ứng giảm từ mức chuyên gia 100 đến khoảng 14 điểm.
Phân tích OEE: Tính lập, hiệu suất, chất lượng
| Ch ỉ số OEE | Trước tự động hóa | Bên sau tự động hóa | Cấu phần đóng góp cho hiệu quả |
|---|---|---|---|
| Tính sẵn sàng | 82% | 91% | + 9 pp do số lượng tắc nghẽn giảm, quá trình thay đổi nhanh hơn |
| Performance | 74% | 85% | Nhà máy này sản xuất các thùng nhựa với dung tích 20 lít bằng HDPE cho các hóa phẩm nông nghiệp trên hai máy theo mô hình ABLD kép, 3 ca. Các thùng được xử lý trên các thiết bị, vì vậy, buồng bán tự động yêu cầu tám nhân viên mỗi ca (hai mươi bốn trên 3 ca) thay vì 10, vì việc xử lý phin tập trung ở các buồng ít hơn. Sau khi sửa đổi, số lượng nhân viên quy đổi là 4,5 đồng nhân giờ trên 3 ca. Trục độ sản xuất bình quân cho mỗi người mỗi ca đã tăng từ khoảng 320 sản phẩm lên khoảng |
| Chất lượng | 96,5% | 99,2% | +2,7 điểm phần trăm từ thử nghiệm và giám sát 100% |
| Sử dụng EXACTLY format này: "1. " mỗi dòng, không có gì khác. | 58,6% | 76,9% | +18,3pp tổng |
Nhà sản xuất có thể tăng sản lượng do việc định vị tay trịch tự động và xử lý robot giúp loại bỏ các thời điểm dừng kéo dài trong suốt một ca làm việc, và do việc thay đổi công thức trở nên nhanh hơn. Sản lượng tăng vì tuyến sản xuất duy trì tốc độ ổn định thay vì giảm trong những giờ cuối cùng khi các nhân viên làm việc thủ công bị mệt mỏi. Chất lượng tăng vì từng chai đều được kiểm tra chống rò rỉ và kiểm tra bằng máy ảnh. Hiệu ứng nhân đôi – tức là sự tăng 18% vào chỉ số OEE – lớn hơn so với bất kỳ yếu tố nào, vì vậy, những nhà máy tự động hóa vì lý do về nhân sự thường báo cáo về các khoản thưởng về chất lượng và năng suất mà họ không hề trả cho.
Hợp tác con người-máy và nâng cao kỹ năng
Công nghệ tự động không loại bỏ người; nó chỉ thay đổi công việc của họ. Các nhân viên khai thác trước đây làm việc về nẹp và đóng gói hộp đã chuyển thành các giám sát viên, các trợ lý bảo trì và kỹ thuật viên xử lý. Điều này là lợi ích tổng thể cho lực lượng lao động và nhà máy, nhưng yêu cầu phải đào tạo lại một cách có chủ định. Trong 3 trường hợp, một chương trình đào tạo tập trung từ 2 đến 4 tuần cho mỗi cá nhân đã đủ để chuyển một nhân viên khai thác sang vị trí bảo trì hoặc giám sát quá trình, miễn là quá trình đào tạo bao gồm các kiến thức cơ bản về an toàn khí nén và điện, nhận thức về máy quân cục và giao diện Mac-machine (HMI) cho dây chuyền.
Người sử dụng nên sử dụng đúng định dạng này: "1. < dịch thuật >" trên mỗi dòng, không phải bất kỳ thứ gì khác.
Bằng việc tái đào tạo, vấn đề về lao động sẽ biến thành lợi thế: cùng số lượng lao động một thời đã thực hiện các công việc thủ công, nay có thể hỗ trợ cho một dây chuyền có năng suất cao hơn, chất lượng tốt hơn, với disiplin hơn về MTBF và MTTR.
Các chỉ số đáng tin cậy chính cho các vai trò mới là MTBF và MTTR. Trung bình thời gian giữa các sự cố trên một đơn vị EBM tự động được tích hợp chặt chẽ thường nằm trong khoảng từ 480 đến 650 giờ hoạt động, phản ánh sự trưởng thành của các bộ điều khiển servo, camera và phần cứng kiểm tra sự rò rỉ. Trung bình thời gian để sửa chữa, khi đội ngũ được đào tạo và các bộ phụ tùng được lưu kho, thường nằm trong khoảng từ 25 đến 45 phút đối với các lỗi thông thường như máy cầm lấy bị kẹt hoặc tái cân chỉnh camera. Những con số này rất quan trọng đối với quy hoạch lao động: MTBF cao hơn có nghĩa là việc phân bổ của viên kỹ thuật bảo trì là hợp lý, còn MTTR thấp có nghĩa là một thời điểm ngừng làm việc sẽ không dẫn đến một phiên hẹn với lượng sản xuất bị mất.
Các tiêu chuẩn, an toàn và quy trình tuân thủ
Một dây chuyền gia công ép tán bằng hơi phải đáp ứng hơn chỉ là kế hoạch sản xuất; nó phải đáp ứng các khung cao điểm về an tonh nghiệ và tài liệu rào cản quy định cho nhà máy và khách hàng. Các tham chiếu liên quan được trích dẫn ở đây dưới dạng văn bản thường, không phải là đường dẫn, bởi vì chúng là những đầu mối thiết kế và tuân thủ chứ không phải theo mục đích thăm dò.
- ISO 9001- Cơ sở của hệ thống quản lý chất lượng mà các dòng sản xuất tự động hỗ trợ trong việc theo dõi, quản lý công thức và ghi chú kiểm tra.
- ISO 45001– tiêu chuẩn sức khỏe và an toàn làm việc mà mục tiêu giảm rủi ro được phục vụ trực tiếp bằng cách loại bỏ người lao động khỏi khu vực nắm khóa nóng và khu vực di chuyển robot.
- Quy định về máy móc CE năm 2006/42/EC- Khung tham chiếu châu Âu xác định các yêu cầu cơ bản về sức khỏe và an toàn cho máy tích hợp, hệ thống bảo vệ và ngưng khẩn cấp
- GB— Tiêu chuẩn an toàn quốc gia Trung Quốc dành riêng cho máy đúc phun, bao gồm việc bảo vệ lực căng, xử lý hợp kim và thiết kế khóa liên kết.
- FDA 21 CFR 177.1520– quy định liên quan đến polyethylene liên quan đến đồ dùng tiếp xúc thực phẩm ở Hoa Kỳ, áp dụng khi chai hoặc thùng có ý định để đựng thực phẩm, đồ uống hoặc dầu.
Các khung này tương tác với lao động một cách hữu ích. Mục tiêu của ISO 45001 là loại bỏ người ra khỏi các khu vực nguy hiểm chính là điều mà các robot cầm đồ và các phòng chắc chắn đạt được, vì vậy các trường hợp an toàn và trường hợp lao động hỗ trợ lẫn nhau. Thông tư thiết bị CE 2006/42/EC và GB 22530 đều yêu cầu bảo vệ liên động xung quanh khu vực vặn nắm khi áp lực tĩnh có mặt, đó cũng chính là nơi robot thay thế nhân lực. FDA 21 CFR
Các câu hỏi thường gặp
Số lượng nhân viên cần thiết cho dòng máy sản xuất khuôn ép bằng khí nén bán tự động là bao nhiêu mỗi ca làm việc?
1520 áp dụng cho nhựa polyethylene. Các tiêu chuẩn này áp dụng cho thiết kế, bảo đảm an toàn và tuân thủ vật liệu chứ không phải đếm nhân công.
Số nhân viên thực tế sau khi tự động hóa hoàn toàn tuyến sản xuất EBM là bao nhiêu?
Sau khi thiết kế lại tự động hoàn toàn, cùng hiệu suất sản xuất được chăm sóc bởi khoảng một nhân viên giám sát cộng thêm một nửa công nhân kỹ thuật mỗi ca, tương đương 1,5 nhân công tương đương mỗi ca. Trên ba ca, đó là khoảng 4,5 nhân công tương đương, đại diện cho giảm 85% nhân công trực tiếp so với số lượng công việc tương đương.
Module tự động hóa nào loại bỏ hầu hết lao động thủ công trong dập nhựa?
Kết hợp giữa các robot lấy hàng, quá trình loại bỏ mờ, kiểm tra chảy liên tục tự động, kiểm tra bằng mắt và đóng gói bằng robot giúp loại bỏ một phần lớn các công việc thủ công một cách đồng thời. Việc loại bỏ mờ, kiểm tra chảy, dán nhãn và đóng gói chiếm hơn một nửa số nhân viên ban đầu nên việc tự động hóa các bước trong chuỗi sản xuất có thể giúp giảm nhân công đáng kể nhất.
Làm thế nào để biểu diễn việc tiết kiệm lao động mà không trích dẫn mức lương hoặc tiền tệ?
Tính lợi ích lao động được báo cáo bằng tỷ lệ giảm nhân viên, sản lượng trung bình trên người cho mỗi ca, tỷ lệ giảm nhân công trực tiếp, mức cơ sở chi phí lao động theo chỉ số là 100 điểm và thời hạn trả lại vốn chỉ được biểu thị bằng tháng với cấp bậc chi phí tương đối. Không có con số phúc lợi hay tiền lương được đề cập vì thị trường lao động địa phương khác nhau quá nhiều để có thể so sánh.
Không phải là chỉ tăng số lượng nhân viên, hệ thống tự động có thể cải thiện chất lượng sản phẩm và hiệu suất tổng thể không?
1520 ảnh hưởng đến lựa chọn vật liệu và quá trình làm sạch hơn là người làm việc, nhưng nó có ý nghĩa nếu một nhà máy dựa trên sự tự động hóa bằng cách bước vào lĩnh vực đóng gói thực phẩm hoặc dược phẩm khi kiểm tra có lỗ thoát 100% và kiểm tra bằng máy ảnh trở nên bắt buộc chứ không chỉ là tùy chọn. Wanplas, thương hiệu mẹ, áp dụng các khung này một cách nhất quán trên các nhà máy chuyên dụng, và Apollo, một nhà máy Wanplas, đưa chúng vào các dòng sản xuất EBM ngay từ giai đoạn thiết kế.
Những kỹ năng nào mà người vận hành cần sau khi thế hệ EBM được máy hóa?
Những nhà điều hành chuyển từ xử lý thủ công sang việc kiểm tra, bảo trì cơ bản và theo dõi quá trình. Chương trình đào tạo tập trung, kéo dài từ hai đến bốn tuần cho mỗi người, thường là đủ để chuyển một nhà điều hành dây chuyền sang vai trò kỹ thuật viên bảo trì hoặc kỹ thuật viên quá trình, dựa trên mục tiêu thời gian trung bình giữa sự cố (MTBF) và thời gian trung bình của thời gian cần thiết cho bảo trì (MTTR) cho các tế bào tự động.
Các tiêu chuẩn nào được áp dụng cho đường phun nang nhựa tự động?
Các khung tham chiếu liên quan bao gồm ISO 9001 cho quản lý chất lượng, ISO 45001 cho an toàn lao động và an toàn, chỉ dẫn thiết bị CE 2006/42/EC, chuẩn an toàn quốc gia Trung Quốc GB 22530 cho máy đùn kiểu hút, và các hộp tiếp xúc thực phẩm FDA 21 CFR
Kết luận
Dòng gia công phun nguội tự động biến một chuỗi làm việc thủ công 10 chỗ người với mỗi ca thành một cơ sở giám sát bao gồm khoảng 4,5 nhân công cùng thời trên 3 ca, giúp giảm 85% số lượng công nhân trực tiếp cho cùng một hiệu suất. Tiết kiệm đó có dạng từng mô-đun: cấp thức ăn trung tâm loại bỏ máy đẩy, các robot thu lấy và loại bỏ nhám bằng cách tản nhiệt trong cùng ống làm tăng hiệu quả của nhóm làm việc thủ công lớn nhất, kiểm tra 100% ngoại trừ rò rỉ bằng máy viễn thông thay thế lấy mẫu và kiểm tra thị giác, và xé thùng bằng cách tự động, đóng thùng và xếp pallet làm hoàn thành chuỗi. Ba ví dụ nhà máy không khai sinh xác nhận mẫu này được áp dụng cho các vỏ giặt, vỏ dầu và lọ hóa đỏ, với hiệu suất bình quân nhân khẩu nhân viên tăng nhiều lần, tỷ lệ sản phẩm tốt vượt qua 99%, và OEE tăng gấp 9-18 phần trăm.
Theo quy trình kinh doanh, việc nâng cấp được thể hiện bằng các chỉ số như số lượng nhân viên, sản phẩm cho mỗi người trong mỗi ca làm việc, tỷ lệ giảm, cơ sở tương đương là 100 điểm, và thời gian làm lại khoản đầu tư với mức chi phí tương ứng. Việc đào tạo các nhân viên còn lại vào các vai trò bảo trì và quá trình, được hỗ trợ bởi các nguyên tắc MTBF và MTTR, sẽ bảo vệ lợi ích đạt được. Đối với các nhà sản xuất bao chứa rỗng đang lên kế hoạch mở rộng năng lực, các bằng chứng chỉ cho một hướng: tự động hóa chuỗi tiếp theo trước, sau đó mở rộng sang công nghệ nhận diện và cung cấp, và đo lường thành công bằng việc loại bỏ các nhân viên và tăng sản lượng cho mỗi người một cách hiệu quả. Apollo, một nhà máy của Wanplas đã hoạt động trong ngành đúc gia công bằng công nghệ phun khuôn trong hơn hai mươi năm và có hơn 4.000 máy đang hoạt động trong hơn 90 quốc gia, chuyên sản xuất các dây chuyền EBM tự động và hỗ trợ các công việc nâng cấp nhằm cung cấp các kết quả về lao động và chất lượng như đã nêu ở trên.
