소매 포장 산업이 변화했습니다. 생산 일정이 충족된 후 특정 제품 유형에 대한 대량 주문입니다. 이제 브랜드 소유자는 스프린트를 원합니다. 가방 크기, 인쇄 디자인, 소재 유형이 많이 필요합니다. 변화는 온라인 판매, 더 많은 매장 브랜드 및 폐기물에 대한 새로운 규칙에서 비롯됩니다. 따라서 변환 장비를 신속하게 변환해야 합니다. 하지만 여전히 고품질이어야 합니다. 소매 배거가 문제를 해결합니다. 교체 가능한 부품, 디지털 설정 저장, 빠른 크기 변경 및 내장된-품질 검사 기능을 사용합니다. 따라서 변환기는 소액 주문으로 돈을 벌 수 있습니다. 고정 부품이 있는 오래된 기계로는 그렇게 할 수 없습니다.
소규모-배치 생산의 경제성
헌 가방 생산 라인은 각각 5만~20만개 규모다. 30{10}}~60분의 전환 비용이 수백만 개의 가방에 분산되었습니다. 하지만 이제 평균 주문량이 10,000개 이하로 떨어졌습니다. 국제 무역 센터(ITC)는 이러한 현상이 부유한 국가의 중간 시장 소매 브랜드에서 더 흔하다고 밝혔습니다. 그래서 전환이 생산 시간보다 오래 걸리기 시작했습니다. 이는 공헌 마진을 25~40% 감소시킵니다.
제조 성과 연구소(Manufacturing Performance Institute)는 ISO 22400{2}}2의 데이터를 핵심 성과 지표로 사용합니다. 하이브리드 모델에서{9}}전체 장비 효율성(OEE)이 75% 이상인 장기 실행 기계는 45% 미만인 경향이 있습니다. 감소는 느린 속도로 인한 것이 아닙니다. 기계적 변경, 재료 스레딩 및 첫 번째 품질 점검을 위한 자유 시간이 제공됩니다. 새로운 소매용 가방 기계는 이러한 문제를 해결합니다. 작업자를 추가하는 대신 엔지니어링 변경을 통해 이러한 부가가치가 없는 단계를 단축합니다.{10} 이것 소매 가방 만드는 기계이러한 접근 방식은 잦은 전환으로 인한 마진 침식을 직접적으로 해결합니다.
서보-구동 형식 전환
가장 큰 변화는 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)와 함께 서보{0}구동 부품을 사용한다는 것입니다. 이는 기계식 캠, 고정 스트로크 연결 장치 및 수동으로 조정 가능한 접이식 부품을 대체합니다. 서보{3}} 기반 기계에서는 저장된 레시피를 호출하여 백 너비, 묶음-깊이, 아래쪽 접힌 모양 및 절단 길이를 설정합니다. 핸드휠을 돌릴 필요가 없습니다.
The Institution of Mechanical Engineers의 연구 결과는 Institution of Mechanical Engineers의 회보, 파트 B: Journal of Engineering Manufacture에 게재되었습니다. 결과는 서보- 구동식 백 기계가 형식 변환에 소요되는 평균 시간을 35~50분에서 4~8분으로 단축한 것으로 나타났습니다. 80% 정도 하락했습니다. 연구에 따르면 개선은 세 가지 소스에서 비롯된 것으로 나타났습니다. 첫째, 서보 축은 전자 캠 프로필을 사용하여 자체 동기화하므로 기계적 타이밍이 필요하지 않습니다. 둘째, 자동 위치 등록은 인코더를 사용하여 절대 위치 + -0.05mm를 저장합니다. 셋째, 누산기- 기반 매개변수 설정은 온도, 압력 및 속도 값을 한 번에 불러옵니다.
교대당 5~8개의 형식 변경이 필요한 소매 가방 제조업체의 경우 절약된 시간으로 인해 하루 생산 시간이 2.5~3.5시간 절약될 수 있습니다. 이는 교대근무를 추가하지 않고도 6개의 추가 소규모 주문을 받기에 충분합니다. 현대적인소매 가방 만드는 기계이러한 서보{0}} 기반 기능을 활용하여 빈번한 형식 변경을 생산성 저하가 아닌 경쟁 우위로 전환합니다.
자동 롤 접합 및 재료 스레딩
소규모-배치, 높은-다양한 생산은 종종 기질의 변화를 의미합니다. 80g/m2 갈색 크라프트의 갈색 갈색 갈색 종이를 120g/m2 흰색 크라프트의 흰색 갈색 종이로 교환합니다. 아니면 코팅되지 않은 종이를 폴리에스테르 종이로 바꿀 수도 있습니다. 또는 서로 다른 순 너비 사이를 이동합니다. 교체할 때마다 기계를 정지해야 합니다. 그런 다음{11}}새 두루마리를 런닝 네트의 끝 부분과 함께 손으로 꿰매세요. 그런 다음 재료는 가이드 롤러, 접이식 테이블 및 밀봉 포트를 통해 다시 끼워집니다.
유럽 제지 협회 연합(EUROSAC)은 유럽의 자루 크라프트지 제조업체 연합입니다. 기술 지침에 따르면 자동화된 플라이-티핑 시스템은 기판의 가동 중지 시간을 45초 미만으로 줄여줍니다. 수동 접합에는 8~12분이 소요됩니다. 플라이트 스플라이싱은 표면-구동 코일링 기계를 통해 새 릴을 직선 속도로 가속하여 작동합니다. 그런 다음 준비된 테이프 스트립을 올바른 중첩 순간에 실행 중인 웹에 부착합니다. 기계는 멈추지 않습니다.
스티칭 후 자동 스레딩 시스템은 공압 셔틀 벨트 또는 진공-지원 피드 스트립을 사용합니다. 그들은 60~90초 안에 물질의 경로를 가로질러 새로운 그물을 운반할 수 있습니다. 종이 및 판지 포장 환경 협의회(PPEC)는 자동화를 통해 혼합 모델링 작업에서 가동 중지 시간의 가장 큰 원인이 제거되었다고 말합니다. 이는 재료 등급이 다른 작업자의 나사산 스레딩 기술이 다르기 때문입니다. 누구에게나소매 가방 만드는 기계다양한 주문 혼합 처리, 자동 접합 및 스레딩은 비생산적인 시간을 최소화하는 데 필수적입니다.-
레시피 관리 및 디지털 작업 대기열
MES(제조 실행 시스템) 인터페이스를 사용하여 다양한 주문을 처리하는 소매 가방 제조업체입니다. 이 시스템은 레시피를 저장하는 것 이상의 역할을 합니다. MES부는 전자적으로 작업 주문을 받습니다. 이는 국제 자동화 협회(International Society of Automation)의 ISA-95와 같은 표준 프로토콜을 사용합니다. 그런 다음 전체 전환 시간을 줄이기 위해 작업이 정렬됩니다.
먼저 자재 유형별로 논리 그룹 작업을 정렬합니다. 이렇게 하면 접합 이벤트 수가 줄어듭니다. 그런 다음 가방 너비에 따라 그룹화하십시오. 이는 각 소재군에서 힌지보드의 변형을 줄여줍니다. 마지막으로 그래픽 디자인별로 그룹화됩니다. 이는 업스트림 인쇄판의 변형을 줄입니다. 제조 엔지니어 협회(Institute of The Society of Manufacturing Engineers)에서는 사례 연구를 발표했습니다. 그들은 스마트한 작업 순서 지정이 서보 구동 하드웨어만 사용할 때보다 일일 총 전환 시간을 30~40% 줄일 수 있음을 보여줍니다. 이 효과를 "유연성"이라고도 합니다. 새로운 기계가 필요하지 않습니다. 소프트웨어 최적화만 하면 됩니다.
작업이 대기열 맨 앞에 도달하면 MES는 레시피를 PLC로 보냅니다. 모든 설정이 자동으로 로드됩니다. 백 치수, 밀봉 온도 분포, 접착제 사용, 절단 위치 및 품질 검사 임계값이 포함됩니다. 작업자의 업무가 기계적 조정에서 점검으로 변경되었습니다. 작업자는 로드된 인쇄물이 레시피의 재료와 일치하는지 확인합니다. 그런 다음 작업자는 기계를 해제하고 생산을 시작합니다.
단기 실행을 위한 인라인 품질 검증
장기 생산 과정에서-운영자는 품질 문제를 수동으로 감지하고 해결할 시간을 가졌습니다. 수백 개를 사용하면 밀봉 불량이나 고르지 못한 주름이 발생할 수 있습니다. 그런 다음 거의 낭비 없이 계속 실행되었습니다. 소규모 배치에서는 누군가가 결함을 발견하기 전에 5,000개 단위의 주문을 완료할 수 있습니다.
이 문제를 해결하기 위해 새로운 소매 가방 제조업체는 인라인 비전 시스템을 갖추고 있습니다. 시스템은 각 가방을 최고 속도로 검사합니다. 포장 가공 기술 협회(PMMI)는 보고서에서 포장 라인의 성능을 설명합니다. 유연한 포장 장치의 머신 비전 시스템은 분당 400개 이상의 기계를 확인할 수 있다고 회사는 말했습니다. 99.5% 정확하며 밀봉 품질, 접기 정확도, 깨끗한 절단 및 인쇄 정렬과 같은 일반적인 결함을 찾아낼 수 있습니다.
이러한 시각적 시스템은 통계적 프로세스 제어를 위한 데이터를 제공합니다. 그러면 알고리즘이 자동 수정을 트리거합니다. 접는 폭이 0.3mm 이동하면 서보 컨트롤러는 접는 프레스의 위치를 0.05mm 이동합니다. 운영자는 아무것도 할 필요가 없습니다. 이러한 폐쇄형-루프 접근 방식은 ISO 9001 품질 관리 프레임워크에서 명시적으로 허용됩니다. 조항 8.5.1에는 조직이 "부적합을 방지하기 위해 프로세스 출력을 제어"해야 한다고 명시되어 있습니다. 자동화된 SPC는{11}}가변성이 매우 높은 라인에서 이 규칙을 충족하는 실시간 방법을 제공합니다. 이러한 라인에서는 수동 샘플링이 너무 느려 제대로 작동하지 않습니다. 에이소매 가방 만드는 기계인라인 비전을 장착하면 소량의 첫 번째 가방이라도 품질 표준을 충족하므로 결함이 발견되기 전에 전체 주문을 완료할 위험이 없습니다.
모듈식 도구 및 빠른-소모품 교체
서보{0}} 구동 조정을 사용하더라도 형식이 너무 많이 변하면 특정 물리적 구성 요소를 변경해야 합니다. 예를 들어, 가방 폭이 250mm에서 420mm까지인 경우 새로운 접기, 밀봉 또는 절단된 실린더가 필요할 수 있습니다. 현재 기계는 1분-분 몰드-스위칭(SMED) 시스템에서 파생된 방법을 사용합니다. 일본경영협회가 시스템을 공식화했다.
내부자 작업은 시스템 종료가 필요한 작업입니다. 반복성 핀이 있는 빠른 릴리스 장착 블록에 도구를 배치하여 이러한 문제를 최소한으로 유지합니다. 머신이 마지막 작업을 실행하는 동안 외부 설정 작업을 완료할 수 있습니다. 여기에는 씰을 올바른 온도로 예열하고, 다음 인쇄물 롤을 언와인더 대기 위치에 사전 설치하고, 접착 노즐을 사전 설치하는 작업이 포함됩니다. 현재 작업이 끝나면 작업자는 한 번에 하나씩 주사위를 교체합니다. 색상-으로 구분된 로케이터 부츠. 작업자는 예열된 로드를 밀봉 스테이션에 부착하고 새로운 레시피를 출시합니다. 일반적으로 90~120초의 가동 중지 시간이 필요합니다.
CEN(유럽 표준화 위원회)에는 CEN/TS 15901이라는 기술 사양이 있습니다. 이는 포장의 자동화된 광학 검사를 처리합니다. CEN은 빠른-변경 도구도 테스트 일관성에 도움이 될 것이라고 말합니다. 비전 시스템의 참조 이미지가 로더의 공식에 연결되었을 때 새로운 형식의 첫 번째 통과율은 상위 50개 단위에서 97~98%였습니다. 작업자가 검사 매개변수를 수동으로 조정할 경우 1차 통과율은 85~88%에 불과합니다.
간헐적 생산의 에너지 및 재료 효율성
빈번한 시작 및 중지 주기는 정상 상태 생산보다 더 많은 에너지를 소비합니다. 밀봉 조는 교체 후 소매 백 제조업체가 다시 시작될 때마다-재가열되어야 합니다. 접착제 탱크 두께는 적용 요구 사항을 충족해야 합니다. 서보 시스템은 가속 프로필을 통과해야 합니다.
유럽연합 집행위원회의 공동 연구 센터는 BAT 참고 문서에서 종이 및 판지 전환 산업을 제시했습니다. 대기 열 관리 시스템은 여가 시간에 85~90%의 작동 온도에서 클램프를 밀봉한다고 합니다. 이러한 시스템은 재부팅 에너지 소비를 60%까지 줄여줍니다. 또한 재-열화 시간을 4~6분에서 60초 미만으로 줄입니다. 주문형{11}}접착제 용해 시스템은 핫멜트를 50g~100g의 작은 배치로 나누기 때문에 탱크를 항상 5리터로 가득 채울 수는 없습니다. 이러한 시스템은 접착제의 에너지 소비를 40%까지 줄여줍니다. 또한 장기간 비활성 상태에서 재료의 분해를 줄여줍니다.
포맷 변경 중 재료 낭비가 예측 컷오프 시스템을 통해 해결되었습니다. MES가 작업 변경 신호를 보내면 기계는 현재 주문을 완료하는 데 필요한 남은 웹 길이를 계산합니다. 마지막 봉지가 절단되는 지점에서는 속도가 느려집니다. 추가 재료가 필요하지 않으며 15~25미터를 버립니다. 유엔식량농업기구(FAO)는 지속 가능한 포장재 최적화에 대한 지침을 제공합니다. 이 "적절한 크기의 실행 종료"는 포맷 낭비를 70%까지 줄여줄 것이라고 말했습니다. 이는 변환기가 하루에 12~20번 형식을 변경할 때 중요합니다.
인력에 미치는 영향
기계식에서 디지털로의 전환으로 인해 작업자에게 필요한 기술이 바뀌었습니다. 오래된 기계에는 타이밍 조정에 대한 깊은 감각을 갖춘 숙련된 기술자가 필요했습니다. 서버{2}} 기반 기계에는 레시피 관리, HMI 탐색 및 문제 처리 기술이 필요합니다. 국제노동기구(ILO)는 제조 기술이 어떻게 변화하고 있는지에 대한 부문별 연구를 수행합니다. 디지털 제조로의 전환은 일반적으로 각 경로의 운영자 수를 30~40% 감소시킨다고 보고서는 밝혔습니다. 동시에 나머지 인원의 스킬 프리미엄이 15~25% 증가합니다.
다양한 주문을 처리하는 가공업자에게 이는 소매 가방 구매를 위한 명확한 교육 계획을 의미합니다. 작업자는 재료 이동 및 금형 교체와 관련된 물리적 단계를 알고 있어야 합니다. 또한 레시피 매개변수의 논리도 이해해야 합니다. 예를 들어, PE 코팅 기판이 코팅되지 않은 크라프트보다 밀봉 온도가 15도 더 높아야 하는 이유를 알아야 합니다. 그들은 공식이 하중과 일치하는지 확인하는 방법을 알아야 했습니다.
결론
소량, 대량{0}}다양한 주문을 위해 포장 장비를 변경하는 것은 동일한 것이 아닙니다. 완전한 시스템입니다. 서보{3}}구동 부품은 수동 조정을 대체합니다. 플라잉-스플라이스 언와인더는 스레드 가동 중지 시간을 삭제합니다. MES- 기반 작업 순서 지정으로 전환 순서가 향상됩니다. 인라인 비전은 처음부터 품질을 보장합니다. SMED{10}}기반 도구 설계로 물리적 설정이 2분 미만으로 단축됩니다. 이 모든 부분이 함께 작동합니다. 결과적으로, 소매 포장 기계는 70% 이상의 OEE 수준을 가질 수 있습니다. 이는 평균적으로 10,000건 미만의 주문을 처리하는 경우에도 발생합니다. 오래된 장치는 종종 그 숫자에 가까워질 수 없습니다. 소매 포장은 개인 브랜드, 지역 시장 및 계절 행사로 점점 더 세분화되고 있습니다. 결과적으로 이러한 생산 유연성은 특별한 이점에서 사업을 계속하기를 원하는 기본 요구 사항 변환기로 전환됩니다. 현대적인 통합 디자인소매 가방 만드는 기계이러한 수준의 유연성을 달성할 수 있게 하여 한때 기술적 장벽이었던 것을 전환업체를 위한 핵심 비즈니스 지원 요소로 전환합니다.
참고자료
- 국제 무역 센터(ITC) / WTO. 신흥 시장을 위한 포장 기계 조달 및 총 소유 비용 지침. 제네바.
- ISO 22400-2:2014. 자동화 시스템 및 통합 - 제조 운영 관리를 위한 핵심성과지표(KPI) - 2부: KPI 정의.
- 기계공학협회(IMechE). 기계공학회 회보, 파트 B: 엔지니어링 제조 저널 - 연포장 장비의 서보- 구동 전환 성능.
- EUROSAC - Fédération Européenne des Fabricants de Papier pour Sacs. Sack Kraft Paper 변환 작업에 대한 기술 지침.
- 국제자동화학회(ISA). ANSI/ISA-95: 엔터프라이즈 제어 시스템 통합.
- 제조 엔지니어 협회(SME). 작업 순서 지정 및 소프트 유연성에 대한 제조 엔지니어링 사례 연구.
- 포장 및 가공 기술 협회(PMMI). 포장 라인 성능 벤치마킹 보고서.
- ISO 9001:2015. 품질 관리 시스템 - 요구사항.
- 일본경영협회. 1분-SMED(Exchange of Die) 방법론 및 구현 프레임워크.
- 유럽표준화위원회(CEN). CEN/TS 15901 - 포장의 자동 광학 검사.
- 유럽연합 집행위원회 공동연구센터(JRC). 종이 및 보드 변환 산업에 대한 BAT 참조 문서.
- 유엔식량농업기구(FAO). 지속 가능한 포장재 최적화 지침.
국제노동기구(ILO). 디지털 제조 기술 진화에 관한 부문별 연구.
