Da manuale ad automatizzato: il percorso di una fabbrica verso l'aggiornamento del taglio delle cinghie in carbonio

Dietro la tecnologia di stampa delle etichette si cela un componente apparentemente poco appariscente ma cruciale: i nastri. Sono l'"inchiostro" della stampa a trasferimento termico e la qualità del suo taglio determina direttamente la nitidezza, la durata e la qualità del prodotto finale. Per un'azienda che da molti anni si concentra sulla produzione di nastri, questo percorso verso l'automazione non rappresenta solo un'innovazione tecnologica, ma anche un'auto-rivoluzione in termini di efficienza, qualità e competitività.

1. Punti dolenti del passato: la difficoltà del taglio manuale tradizionale

Qualche anno fa, il laboratorio di taglio della fabbrica era una storia diversa: enormi bobine madri venivano montate sulla macchina da taglio e diversi mastri esperti osservavano le lame che giravano rapidamente mentre la macchina rombava. Il loro lavoro includeva il carico, l'allineamento, la regolazione della tensione, il monitoraggio del processo di taglio e, infine, lo scarico, l'ispezione e l'imballaggio.

Questo modello basato sulla manodopera evidenzia gradualmente punti critici difficili da ignorare:

1. Colli di bottiglia in termini di efficienza: le apparecchiature di carico, avvolgimento e debugging richiedono molto tempo. Ogni volta che un ordine viene modificato in base a specifiche diverse (come larghezza e lunghezza), è necessario arrestare la macchina per reimpostare i parametri, il che limita seriamente la capacità produttiva.

2. Fluttuazioni di qualità: la qualità del prodotto dipende in larga misura dall'esperienza e dallo stato del master. L'occhio umano non è in grado di identificare in modo continuo e accurato sbavature, striature o sporco a livello micron, con conseguenti tassi di resa del prodotto instabili e frequenti reclami da parte dei clienti.

3. Aumento dei costi: la manodopera qualificata sta diventando sempre più rara e i costi della manodopera aumentano di anno in anno. Allo stesso tempo, anche gli sprechi di materiale causati da errori umani (come deviazioni di taglio o rotture di cinghie) rappresentano una spesa significativa.

4. Dati mancanti: la maggior parte dei dati chiave nel processo di produzione, come i contatori effettivi, la tensione in tempo reale, la velocità, ecc., si basano su registrazioni manuali, difficili da tracciare e analizzare e non possono fornire supporto dati per una gestione raffinata e l'ottimizzazione dei processi.

Wang Gong, responsabile dell'officina, ha ricordato: "A quel tempo, avevamo molta paura di ricevere ordini urgenti di piccole serie e con più specifiche. Non appena le specifiche venivano modificate, il lavoro si esauriva in mezza giornata, l'efficienza era bassa e le persone erano così stanche da soffocare. La qualità dipendeva dalla sensibilità e dal senso di responsabilità del capo, che era sempre inquieto".

2. Rompere il gioco: la scelta dello schema di taglio automatizzato

Di fronte alla crescente domanda di precisione e velocità di consegna dei nastri, la direzione si rese conto che il cambiamento era imminente. Dopo approfondite ricerche di mercato e dimostrazioni tecniche, decisero infine di introdurre una linea di produzione per il taglio dei nastri completamente automatica.

Al centro di questa soluzione di automazione c'è l'"intervento senza operatore" e il "data-driven":

• Sistema di carico e scarico automatico: utilizzando carrelli AGV o bracci robotici, le bobine principali pesanti vengono trasportate e installate automaticamente sulla macchina da taglio e i prodotti finiti vengono scaricati automaticamente una volta completati.

• Sistema di ispezione visiva intelligente: grazie alla telecamera ad alta precisione, anche la minima imperfezione non viene rilevata. Il sistema è in grado di identificare e contrassegnare i difetti in tempo reale e persino di selezionare automaticamente i prodotti difettosi per garantire che siano qualificati al 100%.

• Sistema di controllo preciso della tensione: il sistema di controllo servo completamente digitale garantisce che la tensione sia costante e uniforme durante il processo di taglio, evitando fondamentalmente problemi come fasce rotte e pieghe causate da improvvisi cambiamenti di tensione.

• Controllo centralizzato e integrazione MES: l'intero processo di taglio è controllato da un computer centrale e l'operatore deve solo inserire le specifiche del prodotto e avviare il processo premendo un solo pulsante. Tutti i dati di produzione (metri, velocità, rendimento, consumo energetico, ecc.) vengono caricati automaticamente nel sistema di esecuzione della produzione (MES) per garantire la visualizzazione e la tracciabilità dell'intero processo.

3. La strada verso gli aggiornamenti: sfide e risposte

Il percorso verso l'aggiornamento non è tutto rose e fiori. L'installazione e la messa in servizio di nuove apparecchiature, l'integrazione con i sistemi tradizionali e la trasformazione tecnica degli operatori sono tutti ostacoli da superare.

Lo stabilimento ha istituito un team dedicato per collaborare a stretto contatto con i fornitori di attrezzature. Da un lato, viene erogata una formazione sistematica sul funzionamento e la manutenzione automatizzata per i dipendenti più anziani, in modo che possano essere trasformati da semplici operai a responsabili e custodi delle attrezzature; dall'altro, i parametri di processo vengono gradualmente rodati e la preziosa esperienza del responsabile viene trasformata in dati standardizzati delle attrezzature, che vengono archiviati nel database.

Dopo mesi di rodaggio e ottimizzazione, la nuova linea di produzione ha finalmente funzionato stabilmente.

4. Effetto rinnovamento: un salto di qualità portato dall’automazione

I vantaggi degli aggiornamenti dell'automazione sono immediati e completi:

1. Efficienza raddoppiata: il tempo di cambio formato è stato ridotto da mezz'ora a pochi minuti e l'efficienza complessiva dell'attrezzatura (OEE) è stata aumentata di oltre il 40%. È possibile una produzione ininterrotta 24 ore su 24 e la capacità produttiva è stata notevolmente aumentata, semplificando la risposta agli ordini urgenti.

2. Qualità eccellente: il tasso di resa del prodotto è balzato da circa il 95% a oltre il 99,5%. Gli standard digitali unificati garantiscono una coerenza pressoché perfetta dalla bobina al nastro, migliorando significativamente la reputazione del marchio e la soddisfazione del cliente.

3. Ottimizzazione dei costi: nonostante l'investimento iniziale sia elevato, la riduzione dei costi di manodopera, la riduzione degli sprechi di materiale e l'ottimizzazione della gestione del consumo energetico hanno ridotto significativamente i costi di produzione complessivi e il ciclo di ritorno sull'investimento è più breve del previsto.

4. Miglioramenti gestionali: sulla base di dati in tempo reale, i manager possono prendere decisioni più scientifiche. Il piano di produzione e la programmazione sono più ragionevoli, la tracciabilità della qualità è completa con un clic e la fabbrica ha compiuto un passo avanti significativo verso "intelligenza" e "digitalizzazione".

5. Prospettive future

Nella nuova officina automatizzata, le macchine funzionano in modo ordinato, con alcuni tecnici che monitorano il flusso di dati davanti allo schermo di controllo. Questo percorso di taglio e ammodernamento dei nastri è un microcosmo della trasformazione e dell'ammodernamento della produzione tradizionale.

Ciò dimostra che affidarsi alle "mani umane" e affidarsi ai "dati", dalla "produzione" alla "produzione intelligente", non è un sogno irraggiungibile. Per questa fabbrica, l'automazione non è la fine, ma un nuovo inizio. Nella fase successiva, si prevede di introdurre algoritmi di intelligenza artificiale (IA) nel sistema di ispezione visiva, ottimizzare ulteriormente il modello di riconoscimento dei difetti ed esplorare l'interconnessione completa dell'Internet of Things (IoT) in tutta la fabbrica, continuando a progredire verso l'obiettivo di costruire una vera e propria "fabbrica a luce nera".

Questo percorso di ammodernamento illumina il futuro del suo stesso sviluppo e fornisce un prezioso modello di trasformazione per i suoi pari.