Wymiarowanie linii pakującej: jak zamienić prędkość znamionową w uzasadnioną liczbę maszyn i założenie OEE

Dlaczego maksymalna prędkość z karty technicznej nie może być Państwa liczbą maszyn

Wartości wydajności znamionowej są zwykle mierzone w idealnych warunkach laboratoryjnych: jednorodny produkt, brak zmian formatu i przeszkolony operator⁵.

Wydajność w warunkach rzeczywistych jest niższa, gdy uwzględni się przestoje na zmianę formatu i mycie między produktami, czynności zależne od operatora, takie jak załadunek i regulacja, zmienność produktu w masie, poziomie napełnienia i wilgotności oraz planowe okna konserwacyjne⁵. Dlatego liczba maszyn oparta wprost na liczbie z karty technicznej nie jest uzasadniona.

Przydatna reguła kciuka: zaplanować zdolność na poziomie 70–80% maksymalnej prędkości znamionowej maszyny, a nie na poziomie liczby z karty technicznej⁵. Prosimy traktować ten przedział jako wyjściowy czynnik planowania, a nie jako gwarantowaną wydajność.

Dokładna wartość musi wynikać z Państwa własnych założeń dotyczących dostępności, wydajności i jakości. Gdy pytają Państwo dostawcę o prędkość, prosimy poprosić o punkty odniesienia OEE z istniejących instalacji pracujących na podobnym produkcie, a nie tylko o teoretyczną prędkość znamionową⁵.

Jakie założenia dostępności, wydajności i jakości wpisać w obliczenie

OEE to dostępność × wydajność × jakość²³. Przykład obliczeniowy daje 87,5% × 81,25% × 98% ≈ 69,7%, gdzie dostępność obejmuje czas stracony na przestoje, wydajność obejmuje produkcję straconą z powodu obniżonej prędkości, a jakość obejmuje produkcję straconą z powodu braków²³.

Ten przykład jest ilustracją jednego źródła przy jego własnych założeniach, a nie punktem odniesienia, który można przyjąć w całości. Wynik ma znaczenie tylko wtedy, gdy definicje, na których stoi, są spójne.

Zaplanowany czas produkcji, planowane postoje i idealne czasy cyklu muszą być zdefiniowane jednakowo. Jeśli przerwy albo mycie są wyłączone z zaplanowanego czasu produkcji, nie wolno liczyć ich ponownie jako przestoju²³.

Idealne tempo produkcji powinno odzwierciedlać zwalidowany, osiągalny czas cyklu dla Państwa konkretnego produktu i formatu opakowania, a nie niepodpartą prędkość z nagłówka²³. Zanim przyjmą Państwo wartość OEE od dostawcy, prosimy zapytać, na które z tych trzech czynników się rozkłada i jak każdy został zmierzony.

Jak zamienić roczną produkcję i godziny pracy na wymaganą prędkość

Jedno podejście do wymiarowania przelicza roczną liczbę sztuk i godziny produkcji na wymaganą prędkość maszyny i stosuje współczynnik 1,3 na OEE²⁶: (roczna liczba sztuk) ÷ (godziny produkcji × 60 min) × 1,3²⁶. W przykładzie tego źródła produkt o wielkości 100M szt./rok pracujący 2 000 godzin wymaga około 85 cykli/min przy minimalnej wydajności²⁶.

Prosimy zauważyć, że 1,3 jest mnożnikiem stosowanym do wymaganej prędkości, a nie współczynnikiem redukcji względem prędkości znamionowej. To inna konstrukcja niż przedział planistyczny 70–80%, i nie należy traktować obu liczb jako tej samej.

Liczbę maszyn wyznaczają dwie dźwignie: zastosowany współczynnik i założone godziny pracy. Jeśli planują Państwo mniej godzin produkcji, wymagana prędkość rośnie i może pchnąć Państwa w stronę szybszego modelu albo drugiej maszyny.

Prosimy wykonać to obliczenie na własnych rocznych wolumenach i realistycznych godzinach produkcji, zanim porównają je Państwo z jakąkolwiek prędkością znamionową podaną przez dostawcę.

Jakich dowodów żądać, zanim przyjmą Państwo podaną prędkość lub OEE

Trzy niezależne źródła są zgodne co do tego, że kupujący powinien wymagać dowodów na zmierzoną wydajność właściwą dla produktu, zamiast przyjmować prędkość znamionową z nagłówka^5,17,23. Poniższe sprawdzenia to te, które decydują, czy podana liczba nadaje się na dane wejściowe do wymiarowania.

• ✓Prosimy poprosić o udokumentowane, zmierzone wydajności na Państwa własnym produkcie, a nie o prędkość znamionową producenta na idealnym materiale testowym.
• ✓Prosimy poprosić o punkty odniesienia OEE z istniejących instalacji pracujących na podobnym produkcie.
• ✓Prosimy potwierdzić, że idealne tempo produkcji użyte w wartości OEE odzwierciedla zwalidowany, osiągalny czas cyklu dla Państwa produktu i formatu.
• ✓Prosimy potwierdzić, czy podana prędkość jest maksimum znamionowym, czy trwałą wydajnością produkcyjną, i na jakiej podstawie ją zmierzono.

Ile czasu na zmianę formatu i mycie odjąć na linii wieloproduktowej

Przestoje na zmianę formatu i mycie między produktami należą do uznanych czynników obniżających wydajność w warunkach rzeczywistych, obok czynności zależnych od operatora, zmienności produktu i planowego utrzymania⁵. Na linii wieloproduktowej ten czas pochodzi z dostępności, a dostępność jest jednym z trzech czynników w obliczeniu OEE²³.

Szybkozmienne oprzyrządowanie i zarządzanie recepturami przez panel HMI to cechy dostawców, które skracają czas przełączenia produktu. W segmencie stawiarek kartonów 10–30 kartonów/min maszyny z serwogłowicami stawiającymi, szybkozmiennym oprzyrządowaniem i zarządzaniem recepturami pozwalają operatorom przełączać produkty w mniej niż 15 minut¹³.

Ta wartość dotyczy konkretnego przedziału prędkości i typu maszyny; nie jest to ogólna rezerwa na zmianę formatu, którą można zastosować do dowolnej maszyny pakującej. Żadne źródło w tym zestawie nie podaje czasu zmiany formatu ani mycia na jeden produkt dla konkretnej maszyny, ani liczby produktów, którą linia musi obsłużyć.

Czynnika dostępności nie da się więc obliczyć wyłącznie z tych źródeł. Prosimy poprosić dostawcę o zmierzone czasy zmiany formatu dla Państwa listy formatów.

Druga maszyna czy szybszy model: co wspierają dowody o kapitałach i TCO

Dostępne są przedziały kosztów inwestycyjnych, które porządkują wybór. Podstawowa ręczna VFFS mieści się w 15–30 tys.

USD, półautomat w klasie średniej w 50–150 tys. USD, w pełni automatyczna maszyna szybka w 200–800 tys.

USD, obrotowa maszyna do gotowych saszetek w 300 tys. – 1,2 mln USD, a pakujące końcowego etapu w 150–500 tys.

USD, przy okresach użytkowania 10–20 lat²⁶. Zautomatyzowane, szybkie lub wielofunkcyjne maszyny kosztują o 20–35% więcej niż systemy standardowe²⁴.

Cena katalogowa nie jest decyzją. Pięcioletnie TCO zwykle wynosi 6–7x początkowego kosztu inwestycyjnego, przy dominującej pozycji pracy na poziomie 62%²⁰.

To oznacza, że pytanie o liczbę maszyn jest w istocie pytaniem o TCO. Druga maszyna standardowa i jedna maszyna szybsza mogą wypaść różnie, gdy uwzględni się pracę i przestoje.

Źródła nie podają kosztu oprzyrządowania ani części wymiennych, terminu dostawy na maszynę ani progu wolumenu, przy którym dokupienie drugiej maszyny albo szybszego modelu jest tańsze od nadgodzin. To porównanie trzeba więc zbudować na własnych ofertach i stawkach pracy.

Czy sprzęt kontrolny ograniczy wydajność Państwa linii

Systemy kontroli wizyjnej są wbudowywane w linie pakujące do klasyfikacji zawartości opakowań, kontroli etykiet i nadruku oraz kompletności produktu¹⁸. MULTIVAC przedstawił systemy wizyjne wspierane przez sztuczną inteligencję, które klasyfikują zawartość opakowań i przekazują pasujące informacje do urządzeń etykietujących i drukujących, z automatyczną kontrolą etykiet, nadruku i kompletności produktu na szybkich liniach pakujących żywność²¹.

Ponieważ kontrola stoi w ścieżce wydajności, może stać się ograniczeniem, jeśli jej tempo jest niższe od tempa dozowania lub zgrzewania. Żadne źródło w tym zestawie nie podaje dokładności kontrolnego wagomierza, możliwości kontroli wizyjnej ani prób szczelności, ani tempa kontroli wyrywkowej lub 100%, więc nie da się na tej podstawie wymiarować stanowiska kontroli.

Prosimy poprosić dostawcę o znamionową wydajność stanowiska kontroli i o to, jak jest ono zsynchronizowane z planowaną przez Państwa prędkością linii.

Tam, gdzie źródła podają różne liczby dla tego samego wejścia do wymiarowania

Trzy poniższe liczby planistyczne pochodzą z różnych konstrukcji i różnych źródeł. To nie jest ta sama liczba wyrażona na trzy sposoby, a żadna z nich nie jest obowiązującą wartością OEE ani punktem odniesienia dla konkretnej kategorii maszyn.

Prosimy użyć tabeli, aby zobaczyć, którą liczbę faktycznie Państwo stosują i co zweryfikować przed podjęciem decyzji.

Potwierdzenia przed złożeniem zamówienia

• Prosimy poprosić dostawcę o dowody specyficzne dla danego modelu i zapisać warunek, który zmieniłby Państwa decyzję zakupową.
• Prosimy poprosić dostawcę o dowody specyficzne dla danego modelu i zapisać warunek, który zmieniłby Państwa decyzję zakupową.
• Prosimy poprosić dostawcę o dowody specyficzne dla danego modelu i zapisać warunek, który zmieniłby Państwa decyzję zakupową.
• Prosimy poprosić dostawcę o dowody specyficzne dla danego modelu i zapisać warunek, który zmieniłby Państwa decyzję zakupową.
• Prosimy poprosić dostawcę o dowody specyficzne dla danego modelu i zapisać warunek, który zmieniłby Państwa decyzję zakupową.
• Prosimy poprosić dostawcę o dowody specyficzne dla danego modelu i zapisać warunek, który zmieniłby Państwa decyzję zakupową.
• Prosimy poprosić o wgląd w audyt fabryki, urządzenia produkcyjne, etapy kontroli oraz zapisy FAT/SAT.
• Prosimy poprosić dostawcę o dowody specyficzne dla danego modelu i zapisać warunek, który zmieniłby Państwa decyzję zakupową.