Aggiornamento intelligente della macchina per il taglio delle pellicole: in che modo la tecnologia IoT potenzia l'efficienza del taglio?

L'aggiornamento intelligente delle macchine per il taglio delle pellicole è un tipico esempio del progresso dell'industria manifatturiera verso "Industria 4.0". La tecnologia Internet of Things (IoT), in quanto tecnologia abilitante fondamentale, sta rivoluzionando il modello produttivo del taglio delle pellicole.

Di seguito spiegherò in dettaglio come la tecnologia IoT può potenziare più dimensioni per migliorare in modo completo l'efficienza del taglio della pellicola.

1. Punti deboli delle tradizionali macchine da taglio (contesto degli aggiornamenti)

Prima di discutere di come l'IoT possa potenziare le nostre attività, cerchiamo di capire quali sono i colli di bottiglia in termini di efficienza delle tradizionali macchine da taglio:

1. L'efficienza produttiva dipende dai master: parametri fondamentali come l'impostazione della posizione dell'utensile e il controllo della tensione dipendono in larga misura dall'esperienza dell'operatore, rendendo difficile la standardizzazione e la replicazione.

2. Lunghi tempi di inattività: il processo di modifica degli ordini, di sostituzione dei materiali, di debug dei parametri e di risoluzione dei problemi delle apparecchiature richiede molto tempo e il tempo di produzione effettivo è compresso.

3. Ritardo nell'ispezione della qualità: i comuni test offline (campionamento e ispezione post-produzione) non riescono a rilevare i problemi in tempo reale, con il risultato che viene scoperto un gran numero di prodotti di scarto dopo la loro generazione.

4. Mancanza di registrazione e analisi dei dati: i dati di produzione si basano sulla registrazione manuale, che è frammentata e soggetta a errori, rendendo difficile condurre un'analisi sistematica per ottimizzare il processo.

5. Disconnessione tra pianificazione ed esecuzione: dopo l'emissione del piano di produzione, l'esecuzione in loco (ad esempio progressi e perdite) non può essere restituita in tempo reale, con conseguenti punti ciechi nella gestione.

6. Difficoltà nella manutenzione preventiva: la manutenzione delle apparecchiature si basa solitamente su tempi fissi o su una manutenzione post-evento, che non può essere avvisata prima che si verifichino guasti e i tempi di fermo imprevisti sono frequenti.

2. In che modo la tecnologia Internet of Things (IoT) consente l'efficienza del taglio?

Il cuore dell'IoT è "connesso, dati, intelligente". Installando sensori, gateway intelligenti e dispositivi di edge computing sulla macchina da taglio, questa viene connessa alla rete per ottenere una percezione completa, una trasmissione in tempo reale e un'analisi intelligente dello stato delle apparecchiature, del processo di produzione e dei parametri di processo.

1. Ottimizzazione e trasparenza del processo produttivo

• Monitoraggio in tempo reale e funzionamento e manutenzione da remoto: la piattaforma IoT può visualizzare lo stato operativo della macchina da taglio in tempo reale (funzionamento, tempi di inattività, guasti), velocità attuale, produzione pianificata, produzione completata, ecc. I gestori possono monitorare da remoto più dispositivi su telefoni cellulari o computer senza dover essere fisicamente presenti, migliorando notevolmente l'efficienza della gestione e la velocità di risposta alle anomalie.

• Distribuzione e ottimizzazione dei parametri di processo con un clic: per film di materiali diversi (BOPP, PET, CPP, fogli di alluminio, ecc.) e specifiche, i parametri di processo ottimali (tensione, pressione, velocità, ecc.) possono essere memorizzati nel cloud sotto forma di "ricette". Quando si modificano gli ordini, la ricetta corrispondente viene semplicemente richiamata e i parametri possono essere inviati automaticamente alla taglierina, il che riduce notevolmente i tempi di debug e la dipendenza dall'operatore e garantisce la coerenza del processo.

• Analisi accurata dell'OEE (efficienza complessiva delle apparecchiature): i sistemi IoT raccolgono e calcolano automaticamente i tre elementi principali dell'OEE: tasso di disponibilità (statistiche sui tempi di fermo), tasso di prestazioni (velocità effettiva rispetto a velocità teorica) e tasso di rendimento. Grazie all'intuitiva visualizzazione del dashboard, è possibile individuare con precisione la causa principale della perdita di efficienza (è troppo lungo modificare gli ordini? Troppo lento? O ci sono troppi scarti?), in modo da apportare miglioramenti mirati.

2. Manutenzione predittiva dello stato di salute delle apparecchiature

• Monitoraggio delle condizioni: sensori di vibrazione, temperatura e pressione vengono installati in parti chiave (come mandrini, cuscinetti, motori e circuiti dell'aria) per monitorarne lo stato di salute in tempo reale.

• Avviso anomalo e manutenzione predittiva: analizzando le tendenze storiche nei dati dei sensori e nei modelli di apprendimento automatico, il sistema può fornire un avviso tempestivo di un lieve deterioramento delle prestazioni delle apparecchiature (ad esempio, "Valore di vibrazione anormalmente elevato del cuscinetto n. X, durata residua stimata di XX ore"). Ciò consente ai team di manutenzione di passare dalla "post-riparazione" alla "manutenzione predittiva", utilizzando i tempi di fermo pianificati per eseguire la manutenzione prima che si verifichino guasti, evitando danni catastrofici e tempi di fermo non pianificati e garantendo continuità ed efficienza della produzione.

3. Aggiornamento della gestione della qualità

• Integrazione dell'ispezione di qualità online: collega i sistemi di ispezione visiva online esistenti (telecamere CCD) o le telecamere a scansione lineare alle reti IoT. Le informazioni sui difetti rilevate dal sistema di ispezione (ad esempio graffi, punti di cristallo, striature) non sono più dati isolati, ma possono essere correlate ai parametri delle apparecchiature correnti (ad esempio, valore di tensione, velocità).

• Analisi della causa principale (RCA): quando il sistema rileva un improvviso aumento del tasso di difetti in un determinato periodo di tempo, può immediatamente risalire ai parametri dell'attrezzatura in quel momento. Potrebbe essere dovuto a una tensione fluttuante o a una velocità troppo elevata, consentendo di individuare rapidamente la fonte del problema e guidare l'operatore ad apportare modifiche per ridurre la generazione di scarti.

• Tracciabilità dell'intero processo: il rotolo master e il rotolo tagliato possono avere un ID univoco dopo il taglio di ogni rotolo. Tutti i parametri, i dati di qualità, gli operatori e altre informazioni del processo produttivo vengono registrati e correlati. Una volta che i clienti segnalano problemi di qualità, è possibile risalire rapidamente ai lotti di produzione o persino a specifici periodi di utilizzo delle apparecchiature, ottenendo un'accurata tracciabilità e un miglioramento della qualità.

4. Gestione dell'energia e delle risorse

• Monitoraggio del consumo energetico: installare contatori intelligenti per monitorare in tempo reale il consumo energetico della macchina da taglio. Il sistema può analizzare le differenze di consumo energetico a diverse velocità di produzione e specifiche di prodotto e fornire supporto dati per il risparmio energetico e la riduzione dei consumi, ad esempio selezionando la velocità di produzione con il più alto rapporto di efficienza energetica, garantendo la qualità.

• Gestione di materiali e utensili: monitoraggio del consumo di materie prime e della durata utile degli utensili tramite sistemi IoT. Quando le materie prime stanno per esaurirsi o gli utensili raggiungono la loro durata utile, il sistema può ricordare automaticamente al magazzino o all'amministratore di preparare i materiali o sostituire gli utensili per evitare interruzioni della produzione.

3. Il miglioramento dell'efficienza dopo l'empowerment

In sintesi, l'evoluzione della tecnologia IoT si riflette in ultima analisi nei seguenti indicatori chiave di efficienza:

1. Migliorare l'OEE: riducendo i tempi di fermo (modifiche agli ordini, guasti), migliorando la stabilità della velocità di produzione e migliorando la resa del prodotto, l'OEE può essere migliorato direttamente, solitamente del 10%-20% o anche di più.

2. Riduzione delle perdite complessive: riduzione degli sprechi di debug, riduzione di una grande quantità di sprechi causati da anomalie non rilevate in tempo e miglioramento diretto del tasso di utilizzo delle materie prime.

3. Tempi di consegna ridotti: processi di produzione più fluidi, meno guasti e una pianificazione più precisa, riducendo il tempo complessivo dall'ordine alla consegna.

4. Riduzione della dipendenza dall'esperienza del personale: la conoscenza viene depositata in "ricette" e sistemi, riducendo il rischio di turnover e i costi di apprendimento dei nuovi dipendenti.

5. Realizzare un processo decisionale scientifico basato sui dati: i manager non prendono più decisioni basate sulle sensazioni, ma analizzano e ottimizzano sulla base di dati reali, completi e in tempo reale forniti dal sistema.

conclusione

L'evoluzione delle macchine per il taglio di pellicole grazie alla tecnologia dell'Internet of Things è molto più di un semplice "networking". Rappresenta un profondo cambiamento, passando da un approccio "guidato dall'esperienza" a uno "guidato dai dati". Grazie alla completa interconnessione di apparecchiature, processi, personale e sistemi di gestione, si crea un sistema di produzione intelligente, trasparente, prevedibile e ottimizzato, che in ultima analisi consente un miglioramento complessivo dell'efficienza, della qualità e dei vantaggi economici del taglio. Per le aziende di lavorazione di pellicole, questo è diventato un investimento chiave per mantenere la competitività di base nell'agguerrita concorrenza del mercato.