Aby napełnianie w czystym pomieszczeniu nie stało się wąskim gardłem

Maszyna w pełni © gustav-obermeyer.com

Pierwszy plan stacja wejściowa © gustav-obermeyer.com

Tutaj odbywa się napełnianie i skręcanie © gustav-obermeyer.com

Próbka produktu © gustav-obermeyer.com

Rysunek 1 - Kompaktowy automatyczny urządzenie w czystym pomieszczeniu - Butelki dobre (IO) są transportowane do wtórnego pakowania. Butelki złe (NIO) pozostają w pomieszczeniu napełniania do inspekcji

Zmiany demograficzne, silne wahania wolumenu zamówień, krótkie lub przyspieszone terminy dostaw – kto potrafi, rozwija swoją ręczną lub półautomatyczną napełniarkę w kierunku pełnych automatycznych urządzeń. Ale jak wygląda to np. z zapotrzebowaniem na miejsce?

Powierzchnie produkcyjne w obszarze higieny i szczególnie w czystych pomieszczeniach są drogie i tym samym ograniczone. Powinny być zawsze wykorzystywane optymalnie. Wyzwanie polega na jak najlepszym zagospodarowaniu dostępnej przestrzeni, a w tym może pomóc producent maszyn, stosując sprytne koncepcje. Jednocześnie wymagania wynikające z bieżącej produkcji są różnorodne. Na stanowisku ręcznym jakość produktu w dużej mierze zależy od sposobu pracy, dokładności, zręczności i odpowiednich doświadczeń osoby wykonującej. Nie tylko jednostajne obciążenia wynikające z wykonywania tych samych ruchów przy większych seriach mogą powodować błędy produkcyjne z wszystkimi znanymi konsekwencjami i kosztami. Automatyzacja jest więc często opłacalna.

Poniżej przedstawione zostaną dwa różne podejścia do koncepcji całości maszyny, które przy bardzo złożonych i indywidualnych wymaganiach dotyczących zawartości, opakowania i warunków u klienta prowadzą do pożądanego celu:

Łączenie niezależnych modułów

W tej wersji producent maszyn oferuje sprawdzone moduły dla poszczególnych etapów sortowania, napełniania i pakowania jako łańcuch. Im bardziej złożone jest zadanie, tym dłuższy będzie łańcuch modułów. Interfejsy są jasno zdefiniowane i elastyczne. Zapewniają bezpieczny przebieg produkcji. Moduł mógłby być dozownikiem szeregowym, inny – nakładaczem nakrętek z wkrętakiem, np. w wykonaniu karuzelowym. Dodatkowe moduły przed lub po głównym procesie, służące do czyszczenia opakowań, inspekcji opakowania pierwotnego lub serializacji, mogą być zintegrowane. Zalety tego podejścia to zazwyczaj zoptymalizowana wydajność oraz ułatwiony serwis standardowych komponentów dzięki standaryzacji. Przeciwstawia się temu stosunkowo duża inwestycja w sumie w pojedyncze moduły oraz wynikający z tego wyższy zużycie przestrzeni w czystym pomieszczeniu. Jeśli po inwestycji sprzedaż będzie niższa od oczekiwań, może to mieć poważny negatywny wpływ na wskaźniki rentowności inwestycji.

Łączenie funkcjonalnych modułów

Drugie podejście ma na celu łączenie pojedynczych funkcji w ramach jednej konstrukcji maszyny. W efekcie powstają zwarte urządzenia do napełniania i zamykania, które korzystają z wspólnych elementów. Każda maszyna staje się unikatowa, ponieważ funkcjonalne moduły są jak najlepiej dostosowane do wymagań klienta. Maszyna może być również dostosowana do warunków przestrzennych u klienta. Na przykład można indywidualnie wybrać pozycję operatora lub kierunek przepływu produktu. Klient i konstruktor wybierają spośród różnych koncepcji transportu opakowań na podstawie wspólnie opracowanego specyfikacji, aby wybrać najlepszą opcję, aby pozostać przy przykładzie. Dla kompaktowych maszyn popularne są obrotowe stoły lub układy rewolwerowe, ale możliwe są także rozwiązania liniowe za pomocą taśmy transportowej lub przenośnika rolkowego. Chociaż to podejście zwykle wiąże się z większym zapotrzebowaniem na konsultacje i bardziej skomplikowanymi indywidualizacjami, to jednak dużą zaletą połączonych funkcjonalnych modułów jest to, że powstaje maszyna o niewielkim zużyciu miejsca. Ponadto można łatwo planować funkcje specjalne lub przewidzieć ich późniejszą rozbudowę, ponieważ w tym podejściu nie ma ograniczonej przestrzeni na rozwiązania. Wszystko, co jest możliwe do wyobrażenia, może zostać zrealizowane, aby sprostać wymaganiom.

Dla klienta z branży farmaceutycznej firma Gustav Obermeyer GmbH & Co. KG z Plauen w Saksonii zastosowała drugie podejście, aby zaprojektować szczególnie kompaktową instalację. W czystym pomieszczeniu dostępna była tylko powierzchnia około 12 m². Trzeba było zmieścić na tej ograniczonej przestrzeni maszynę do napełniania i zamykania butelek z proszkiem. Ograniczenie pełnej automatycznej maszyny do szerokości pomieszczenia było dużym wyzwaniem. Wszystkie elementy, które muszą być nadzorowane i napełniane przez operatora, zostały ustawione z jednej strony. Strona maszyny odwrócona od operatora musiała stać bezpośrednio przy ścianie. Do ściany można było zatem montować wyłącznie komponenty, które rzadko muszą być dostępne. Za ścianą znajduje się pomieszczenie z opakowaniami wtórnymi. Butelki IO lub butelki towarowe mogą przejść przez maszynę do tego sąsiedniego pomieszczenia; butelki wadliwe lub NIO są transportowane taśmą wzdłuż ściany czystego pomieszczenia, wokół maszyny, w zasięg operatora.

Klient mógł dzięki tej indywidualnie dostosowanej instalacji, uwzględniającej warunki przestrzenne i specyfikę procesu pakowania, zwiększyć wydajność z maksymalnie 8 butelek na minutę na stanowisku ręcznym do 35 butelek na minutę przy pełnej automatyce. Operator odczuwa teraz konieczną odciążenie, a maszyna niezawodnie i bez zmęczenia monitoruje jakość każdej pojedynczej butelki. Pracownik musi wchodzić do maszyny tylko w przypadku awarii i podczas czyszczenia.

W związku z tym, że dostępna jest teraz czterokrotnie wyższa wydajność produkcji, możliwe są znacznie wyższe wskaźniki sprzedaży, a większa partia może być produkowana znacznie szybciej i wprowadzana na rynek. Dobrze wykwalifikowani pracownicy poprzedniej ręcznej linii napełniania mogą teraz zająć się zadaniami o wyższej wartości. Są przygotowani do przejęcia bardziej skomplikowanych czynności związanych z obsługą i przestawianiem maszyny. Nowi pracownicy, którzy jeszcze nie są zaznajomieni z wewnętrznymi specyfikami firmy, mogą łatwo nauczyć się obsługi maszyny dzięki dużemu panelowi dotykowemu HMI z symbolami i ilustracjami. Stanowiska kontrolne różnych typów stale i niezawodnie monitorują procesy napełniania i pakowania. Zarządzanie użytkownikami z różnymi poziomami uprawnień oraz zintegrowany dziennik audytowy wspierają bezpieczną produkcję wysokiej jakości.