ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ที่มีการแข่งขันสูงขึ้น ประสิทธิภาพการผลิตคือหัวใจสำคัญขององค์กรต่างๆ ในการลดต้นทุนและยึดครองตลาด วันนี้ เราจะเจาะลึกผู้ผลิตวัสดุบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่นชั้นนำในประเทศ เพื่อเผยให้เห็นว่าพวกเขาประสบความสำเร็จอย่างก้าวกระโดดถึง 30% ในด้านประสิทธิภาพการผลิตโดยรวม ผ่านการเปลี่ยนแปลงทางเทคนิคที่แม่นยำของเครื่องตัดฟิล์ม หรือที่เรียกว่า "อุปกรณ์หัวใจ"
1. ภูมิหลังและความท้าทาย: คอขวดของการเติบโต
บริษัทดำเนินธุรกิจหลักในการกรีดและจำหน่ายฟิล์มพลาสติกหลากหลายประเภท เช่น BOPP, CPP, PE และอื่นๆ ด้วยยอดสั่งซื้อที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในตลาด เครื่องตัดฟิล์มแบบดั้งเดิมจึงค่อยๆ ไม่เพียงพอต่อความต้องการและกลายเป็นปัญหาคอขวดที่ใหญ่ที่สุดในกระบวนการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:
1. ประสิทธิภาพการเปลี่ยนแปลงคำสั่งซื้อที่ต่ำมาก: ทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนแปลงข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ (เช่น ความกว้าง เส้นผ่านศูนย์กลาง) จำเป็นต้องหยุดเครื่องจักรนานถึง 20-30 นาทีเพื่อปรับตำแหน่งเครื่องมือ พารามิเตอร์ความตึง ฯลฯ ด้วยตนเอง ซึ่งส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่ออัตราการใช้ประโยชน์โดยรวม (OEE) ของอุปกรณ์
2. ความเร็วในการผลิตที่จำกัด: ระบบควบคุมไฟฟ้าแบบเก่าไม่สามารถรองรับการตัดความเร็วสูงได้อย่างเสถียร และเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาด้านคุณภาพ เช่น ฟิล์มแตกและขอบตัดที่ไม่สม่ำเสมอ ผู้ปฏิบัติงานมักไม่กล้าที่จะควบคุมความเร็วเกิน 80% ของขีดจำกัดบนของอุปกรณ์
3. จำเป็นต้องปรับปรุงผลผลิต: เสถียรภาพของระบบความตึงที่ควบคุมโดยคลัตช์ผงแม่เหล็กแบบดั้งเดิมนั้นไม่ดี และเกิดความผันผวนของความตึงได้ง่ายในระหว่างการเริ่ม-หยุดหรือการทำงานความเร็วสูง ส่งผลให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น เส้นเอ็นแตกเป็นรูป "กะหล่ำปลี" และด้านปลายที่ไม่เท่ากันในม้วนฟิล์มที่ผ่า และอัตราการเกิดข้อบกพร่องยังคงสูง
4. การพึ่งพาแรงงานที่มีทักษะอย่างมาก: ความแม่นยำในการปรับแต่งขึ้นอยู่กับประสบการณ์และความรู้สึกของผู้เชี่ยวชาญเป็นอย่างมาก และวงจรการฝึกอบรมของผู้ปฏิบัติงานที่มีคุณสมบัติก็ยาวนาน และการไหลของบุคลากรมีผลกระทบต่อเสถียรภาพของการผลิต
ฝ่ายบริหารตระหนักดีว่าการซื้ออุปกรณ์ใหม่เพียงอย่างเดียวอาจช่วยแก้ปัญหาได้ แต่ต้นทุนการลงทุนสูงเกินไปและระยะเวลาคืนทุนก็ยาวนาน ดังนั้นพวกเขาจึงตัดสินใจอย่างชาญฉลาดมากขึ้น นั่นคือการปรับปรุงเครื่องตัดที่มีอยู่เดิมอย่างเป็นระบบ
2. แผนการเปลี่ยนแปลง: นโยบายที่ชัดเจน ทั้งแบบอ่อนและแบบแข็ง
บริษัทได้จัดตั้งทีมโครงการที่ประกอบด้วยซัพพลายเออร์อุปกรณ์ วิศวกรระบบอัตโนมัติ และช่างเทคนิคภายใน และหลังจากการวินิจฉัยโดยละเอียดแล้ว ได้กำหนดแผนการเปลี่ยนแปลงโดยใช้ระบบควบคุมไฟฟ้าและตัวกระตุ้นแกนกลางเป็นแกนกลาง
แกนหลักของการเปลี่ยนแปลง: แทนที่เครื่องจักรและอนาล็อกด้วยเซอร์โวและดิจิทัล
แปลงชิ้นส่วน | การกำหนดค่าดั้งเดิม | แผนการอัพเกรด | จุดประสงค์หลัก |
1. ระบบควบคุม (สมอง) | ลอจิกรีเลย์ PLC+เก่า | ตัวควบคุมการเคลื่อนไหวหลายแกนระดับไฮเอนด์ + HMI หน้าจอสัมผัส | ตระหนักถึงการควบคุมการเคลื่อนไหวแบบซิงโครนัสที่แม่นยำหลายแกน และมอบอินเทอร์เฟซการโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรที่เป็นมิตร |
2. ระบบควบคุมแรงตึง (เส้นประสาท) | คลัตช์/เบรกผงแม่เหล็ก | ระบบควบคุมแรงตึงเซอร์โวอัตโนมัติเต็มรูปแบบ | ตระหนักถึงการปรับความตึงในการหดและคลายแบบวงปิดเต็มรูปแบบ ความแม่นยำสูง และไม่มีขั้นตอน |
3. ระบบจับยึดเครื่องมือ (แขน) | ตำแหน่งเครื่องมือปรับสกรูแบบแมนนวล | ที่จับเครื่องมือแบบสลิปอัตโนมัติขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เซอร์โว | ตระหนักถึงการตั้งค่าตำแหน่งเครื่องมือด้วยการคลิกเพียงครั้งเดียว การเคลื่อนไหวอัตโนมัติและแม่นยำ และลดเวลาเปลี่ยนคำสั่งลงอย่างมาก |
4. ระบบขับเคลื่อน (ขาและเท้า) | มอเตอร์อินเวอร์เตอร์ AC ธรรมดา | ระบบขับเคลื่อนแกนเซอร์โว | ให้กำลังลากหลักที่ราบรื่นและแม่นยำยิ่งขึ้น และรองรับการทำงานความเร็วสูง |
5. ระบบซอฟต์แวร์ (โซล) | ไม่มีหรือคุณสมบัติพื้นฐาน | ซอฟต์แวร์กระบวนการตัดอัจฉริยะแบบบูรณาการ | ไลบรารีสูตรกระบวนการในตัวสามารถจัดเก็บและเรียกพารามิเตอร์ของผลิตภัณฑ์ต่างๆ และเปลี่ยนคำสั่งซื้อได้ด้วยการคลิกเพียงครั้งเดียว |
3. บันทึกการเปลี่ยนแปลง: รายละเอียดการนำเทคโนโลยีที่สำคัญมาใช้
1. การใช้งานฟังก์ชันเปลี่ยนคำสั่งซื้อด้วยการคลิกเพียงครั้งเดียว:
◦ ก่อนการปรับเปลี่ยน: ผู้ปฏิบัติงานจะนำไม้บรรทัดไปวัด เขย่ามือหมุนเพื่อปรับตำแหน่งของที่จับเครื่องมือด้านซ้ายและขวา และป้อนแรงตึงและพารามิเตอร์อื่นๆ ด้วยตนเอง
◦ หลังการแปลง: ป้อนความกว้าง เส้นผ่านศูนย์กลาง และพารามิเตอร์อื่นๆ ที่ต้องการบนหน้าจอสัมผัส HMI แล้วคลิก "เปลี่ยนคำสั่งด้วยคลิกเดียว" มอเตอร์เซอร์โวจะขับเคลื่อนที่จับเครื่องมือให้เคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งที่กำหนดไว้ล่วงหน้าอย่างแม่นยำ และระบบควบคุมจะเรียกกราฟความตึงและความเร็วที่ตั้งไว้ล่วงหน้าโดยอัตโนมัติ กระบวนการทั้งหมดเสร็จสิ้นภายในเวลาไม่ถึง 2 นาทีโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากผู้ใช้
2. การควบคุมความตึงที่แม่นยำแบบก้าวกระโดด:
◦ คลัตช์ผงแม่เหล็กที่มีการตอบสนองช้า การเกิดความร้อนสูง และความแม่นยำในการควบคุมต่ำถูกกำจัด และใช้มอเตอร์เซอร์โว + เซ็นเซอร์ความตึงเพื่อสร้างระบบควบคุมวงปิดเต็มรูปแบบ
◦ ระบบจะตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงความตึงแบบเรียลไทม์ และสั่งให้มอเตอร์เซอร์โวชดเชยแรงบิดระดับมิลลิวินาทีผ่านอัลกอริทึม เพื่อให้แน่ใจว่าความตึงของฟิล์มจะคงที่ตลอดกระบวนการ ตั้งแต่ม้วนเปล่าจนถึงม้วนเต็ม วิธีนี้ช่วยขจัดปัญหาคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากความตึงที่ไม่เสถียรได้อย่างแท้จริง
3. การทำงานความเร็วสูงและการปรับปรุงเสถียรภาพ:
◦ ระบบขับเคลื่อนแกนเซอร์โวใหม่ให้พลังงานมากขึ้นและควบคุมความเร็วได้ราบรื่นยิ่งขึ้น ช่วยให้อุปกรณ์ทำงานได้อย่างเสถียรที่ความเร็ว 100% ของความเร็วที่ออกแบบไว้ แม้จะโอเวอร์คล็อกก็ตาม
◦ ตัวควบคุมการเคลื่อนที่ช่วยให้การซิงโครไนซ์แคมอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างมอเตอร์หลายตัวแม่นยำ เช่น การคลาย การลาก การกรอ ฯลฯ ช่วยขจัดการยืดหรือรอยยับที่เกิดจากการไม่ซิงโครไนซ์ความเร็ว
4. ประสิทธิภาพและประโยชน์: ตัวเลขพูดได้
หลังจากการแปลงเสร็จสมบูรณ์ หลังจากการดำเนินการต่อเนื่องและสถิติข้อมูลเป็นเวลาหนึ่งเดือน ผลลัพธ์ที่ได้เกินความคาดหมายมาก:
• เพิ่มประสิทธิภาพการผลิต: ประสิทธิภาพโดยรวมเพิ่มขึ้นมากกว่า 30% สาเหตุหลักมาจากการลดระยะเวลาในการเปลี่ยนแปลงคำสั่งซื้อจากเฉลี่ย 25 นาทีเหลือเพียง 2 นาที และความเร็วในการผลิตเฉลี่ยจากเดิม 75% เป็นมากกว่า 95%
• การปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์: อัตราผลตอบแทน (ผลิตภัณฑ์เกรด A) เพิ่มขึ้นจาก 92% ก่อนการเปลี่ยนแปลงเป็นมากกว่า 98.5% ปัญหาต่างๆ เช่น ปลายด้านที่ไม่เรียบและเอ็นแตกร้าวแทบจะหายไป และอัตราการร้องเรียนจากลูกค้าก็ลดลงอย่างมาก
• ลดต้นทุนการดำเนินงาน:
◦ ลดการใช้พลังงาน: หลังจากกำจัดคลัตช์ผงแม่เหล็ก (ผู้บริโภคพลังงานขนาดใหญ่) การใช้พลังงานของเครื่องจักรทั้งหมดจะลดลงประมาณ 15%
◦ การเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนแรงงาน: ความต้องการทักษะสำหรับผู้ปฏิบัติงานลดลง วงจรการฝึกอบรมสำหรับพนักงานใหม่สั้นลงครึ่งหนึ่ง และผู้ปฏิบัติงานหนึ่งคนสามารถดูแลเครื่องจักรได้มากขึ้น
• ข่าวกรองและข้อมูล: ข้อมูลการผลิตทั้งหมด (มิเตอร์ ความเร็ว อัตราเศษวัสดุ และเหตุผลด้านเวลาหยุดทำงาน) จะถูกบันทึกและรายงานโดยอัตโนมัติ ช่วยให้ข้อมูลมีความแม่นยำมากขึ้นสำหรับการตัดสินใจของฝ่ายบริหาร และบรรลุการจัดการที่โปร่งใสและเป็นดิจิทัล
5. บทสรุปและการตรัสรู้
บันทึกความสำเร็จในการแปลงเครื่องตัดฟิล์มนี้บอกเราว่าสำหรับองค์กรการผลิต เมื่อต้องเผชิญกับอุปกรณ์รุ่นเก่า การ "แปลงและอัพเกรด" มักจะคุ้มต้นทุนและมีกลยุทธ์มากกว่าการ "กำจัดและเปลี่ยนใหม่"
กุญแจสำคัญของความสำเร็จคือ:
1. การวินิจฉัยที่แม่นยำ: ไม่ใช่การอัปเกรดแบบตาบอด แต่เป็นการค้นหาคอขวดที่แท้จริงที่จำกัดประสิทธิภาพการผลิตอย่างแม่นยำ
2. การคิดอย่างเป็นระบบ: ไม่เพียงแต่การเปลี่ยนฮาร์ดแวร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างเป็นระบบของ "ฮาร์ดแวร์ + ซอฟต์แวร์ + กระบวนการ" อีกด้วย
3. การเลือกเทคโนโลยี: เลือกใช้เทคโนโลยีที่ครบถ้วนและก้าวหน้าซึ่งแสดงโดยเทคโนโลยีเซอร์โวและการควบคุมแบบดิจิทัลเพื่อให้แน่ใจถึงความน่าเชื่อถือและการมองการณ์ไกลของการเปลี่ยนแปลง
การเปลี่ยนแปลงครั้งนี้ไม่เพียงแต่เป็นการอัปเกรดอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังเป็นก้าวสำคัญสำหรับบริษัทในการก้าวไปสู่โรงงานอัจฉริยะ "อุตสาหกรรม 4.0" อีกด้วย โดยวางรากฐานทางเทคนิคที่มั่นคงสำหรับการพัฒนาอย่างยั่งยืนของบริษัทในอนาคต