L'efficienza produttiva di un'impresa di imballaggio è aumentata del 30%: il record di trasformazione della macchina per il taglio della pellicola

Nel settore del packaging, sempre più competitivo, l'efficienza produttiva è la linfa vitale delle aziende per ridurre i costi e conquistare il mercato. Oggi approfondiremo la storia di un'azienda leader a livello nazionale nella produzione di materiali per imballaggio flessibili per svelare come ha ottenuto un notevole incremento del 30% nell'efficienza produttiva complessiva grazie a una precisa trasformazione tecnica della taglierina per film, il "cuore" del sistema.

1. Contesto e sfide: il collo di bottiglia della crescita

L'azienda si occupa principalmente del taglio e della vendita di vari tipi di film plastici come BOPP, CPP, PE, ecc. Con la continua crescita degli ordini di mercato, le tradizionali macchine per il taglio dei film sono gradualmente diventate inadeguate, diventando il principale collo di bottiglia nel processo produttivo. Nello specifico, ciò si manifesta come:

1. Efficienza di cambio ordine estremamente bassa: ogni volta che vengono modificate le specifiche del prodotto (ad esempio larghezza, diametro), è necessario fermare la macchina per un massimo di 20-30 minuti per regolare manualmente la posizione dell'utensile, i parametri di tensione, ecc., il che influisce seriamente sul tasso di utilizzo complessivo (OEE) dell'attrezzatura.

2. Velocità di produzione limitata: il vecchio sistema di controllo elettrico non è in grado di supportare stabilmente il taglio ad alta velocità e, per evitare problemi di qualità come la rottura della pellicola e bordi di taglio irregolari, gli operatori solitamente non osano aumentare la velocità oltre l'80% del limite massimo dell'attrezzatura.

3. La resa deve essere migliorata: la stabilità del sistema di tensione controllato dalla tradizionale frizione magnetica a polvere è scarsa ed è facile che si verifichino fluttuazioni di tensione durante l'avvio e l'arresto o durante il funzionamento ad alta velocità, con conseguenti difetti quali tendini rotti a forma di "cavolo" e superfici terminali irregolari nel rotolo di pellicola tagliato, e il tasso di difetti rimane elevato.

4. Forte dipendenza da lavoratori qualificati: la precisione della regolazione dipende in larga misura dall'esperienza e dalla sensibilità del maestro, il ciclo di formazione di un operatore qualificato è lungo e il flusso di personale ha un impatto sulla stabilità della produzione.

La direzione si rese conto che il semplice acquisto di nuove attrezzature avrebbe potuto risolvere il problema, ma il costo dell'investimento era troppo elevato e il ciclo di ammortamento lungo. Così prese una decisione più saggia: rinnovare sistematicamente le taglierine esistenti.

2. Piano di trasformazione: politica precisa, sia soft che hard

L'azienda ha istituito un team di progetto composto da fornitori di apparecchiature, ingegneri dell'automazione e tecnici interni e, dopo una diagnosi dettagliata, ha formulato un piano di trasformazione che ha come fulcro il sistema di controllo elettrico e gli attuatori principali.

Nucleo di trasformazione: sostituire macchinari e analogici con servo e digitalizzazione

3. Record di trasformazione: dettagli dell'implementazione della tecnologia chiave

1. Implementazione della funzione di modifica dell'ordine con un clic:

◦ Prima della modifica: l'operatore prende il righello per misurare, agita manualmente il volantino per regolare la posizione dei portautensili sinistro e destro e inserisce manualmente la tensione e altri parametri.

◦ Dopo la trasformazione: inserire la larghezza del volume di destinazione, il diametro e altri parametri sul touch screen HMI e fare clic su "Modifica ordine con un clic". Il servomotore aziona il portautensile per spostarlo con precisione nella posizione preimpostata e il sistema di controllo richiama automaticamente le curve di tensione e velocità preimpostate. L'intero processo viene completato in meno di 2 minuti senza intervento manuale.

2. Salti di precisione nel controllo della tensione:

◦ La frizione a polvere magnetica con risposta lenta, elevata generazione di calore e bassa precisione di controllo viene eliminata e il servomotore + sensore di tensione vengono utilizzati per formare un sistema di controllo completamente a circuito chiuso.

◦ Il sistema monitora la variazione di tensione in tempo reale e istruisce il servomotore a compensare la coppia a livello di millisecondi tramite algoritmi per garantire che la tensione del film rimanga costante durante l'intero processo, dalla bobina vuota a quella piena. Questo elimina sostanzialmente i problemi di qualità del prodotto causati da una tensione instabile.

3. Funzionamento ad alta velocità e miglioramento della stabilità:

◦ Il nuovo sistema di azionamento del mandrino servo fornisce maggiore potenza e un controllo della velocità più fluido, consentendo all'apparecchiatura di funzionare stabilmente al 100% della velocità di progettazione, anche in overclocking.

◦ Il controller di movimento garantisce una precisa sincronizzazione elettronica delle camme tra più motori, come quelli di svolgimento, trazione, riavvolgimento, ecc., eliminando allungamenti o pieghe causati dalla desincronizzazione della velocità.

4. Efficacia e benefici: i numeri parlano

Dopo il completamento della trasformazione, dopo un mese di funzionamento continuo e di statistiche sui dati, i risultati hanno superato di gran lunga le aspettative:

• Aumento dell'efficienza produttiva: l'efficienza complessiva è aumentata di oltre il 30%. Ciò è dovuto principalmente alla riduzione del tempo di cambio ordine da una media di 25 minuti a 2 minuti e alla velocità media di produzione dall'originale 75% a oltre il 95%.

• Miglioramento della qualità del prodotto: il tasso di resa (prodotti di grado A) è aumentato dal 92% prima della trasformazione a oltre il 98,5%. Problemi come superfici terminali irregolari e tendini incrinati sono quasi scomparsi e il tasso di reclami dei clienti è diminuito in modo significativo.

• Costi operativi ridotti:

◦ Riduzione del consumo energetico: dopo aver eliminato la frizione magnetica a polvere (un grande consumatore di energia), il consumo energetico dell'intera macchina si riduce di circa il 15%.

◦ Ottimizzazione dei costi di manodopera: le competenze richieste agli operatori vengono ridotte, il ciclo di formazione per i nuovi dipendenti viene dimezzato e un operatore può occuparsi di più macchine.

• Intelligenza e dati: tutti i dati di produzione (contatori, velocità, tasso di scarto e motivi di fermo) vengono registrati e segnalati automaticamente, fornendo un supporto dati accurato per il processo decisionale della direzione e ottenendo una gestione trasparente e digitale.

5. Conclusioni e chiarimenti

Questa storia di successo nella trasformazione delle macchine per il taglio delle pellicole ci dimostra che per le aziende manifatturiere, di fronte a macchinari obsoleti, "trasformazione e ammodernamento" risultano spesso più convenienti e strategici rispetto a "eliminazione e sostituzione".

La chiave del suo successo è:

1. Diagnosi accurata: non aggiornamenti alla cieca, ma individuazione accurata dei veri colli di bottiglia che limitano l'efficienza della produzione.

2. Pensiero sistematico: non solo sostituzione dell'hardware, ma anche ottimizzazione sistematica di "hardware + software + processo".

3. Selezione della tecnologia: vengono selezionate tecnologie mature e avanzate, rappresentate dalla tecnologia servo e dal controllo digitale, per garantire l'affidabilità e la lungimiranza della trasformazione.

Questa trasformazione non rappresenta solo un ammodernamento delle attrezzature, ma anche un passo fondamentale per l'azienda verso una fabbrica intelligente "Industria 4.0", gettando solide basi tecniche per lo sviluppo sostenibile dell'azienda in futuro.