كيفية حساب السعة والإنتاجية لخط تعبئة المواد الغذائية الجديد

جدول المحتوى

ما تغطيه هذه المقالة

القدرة والإنتاجية: فهم ما تعنيه في الواقع

الصيغة الأساسية للقدرة والإنتاجية

الآن، خذ بعين الاعتبار ما يحدث بالفعل على الأرض

ماذا يعني OEE ولماذا يجب أن تعرفه

هناك بعض العوامل الأخرى التي يجب عدم إغفالها

الخلاصة: اعرف أرقامك قبل أن تلتزم بأي شيء

تخطط معظم شركات التصنيع حول ما يمكن أن تفعله أجهزتها من الناحية النظرية. إنهم ينظرون إلى تصنيف السرعة في ورقة المواصفات، ويضربونه في عدد الساعات في نوبة العمل، ويفترضون أن هذا الرقم هو ما سينتجونه.

إنها استراتيجية تبدو رائعة على الورق. بعد كل شيء، يرى معظم الناس أنها مجرد مسألة حسابية بسيطة. ومع ذلك، من الناحية العملية، يكون الخط قصيرًا بشكل منتظم، ولا أحد يعرف السبب حقًا.

تعد الفجوة بين ما تم تصنيف الآلة للقيام به وما تنتجه فعليًا واحدة من أكثر المشكلات شيوعًا والتي يمكن تجنبها في عمليات تغليف المواد الغذائية. إن فهم الفرق بين السعة والإنتاجية هو ما يفصل بين العمليات التي تصيب أهدافها باستمرار وتلك التي تطاردها باستمرار.

ما تغطيه هذه المقالة

• ما الذي تعنيه السعة والإنتاجية فعليًا في سياق خط التعبئة والتغليف؟

• الصيغة الأساسية لحساب كل

• العوامل الأربعة الواقعية التي تقلل القدرة على الإنتاجية (وقت التوقف عن العمل، والتغييرات، وفقدان السرعة، والحزم المرفوضة)

• كيفية قياس فعالية المعدات الشاملة (OEE) وسبب أهميتها

• تم تصميم آلات Hualian المحددة بميزات صديقة لـ OEE والتي تمنح خطك نقطة بداية أفضل

• أربعة عوامل إضافية يتجاهلها معظم المشترين

• لماذا لا يجب عليك أبدًا الالتزام بخط دون التعامل مع هذه الأرقام أولاً

القدرة والإنتاجية: فهم ما تعنيه في الواقع

ما هي القدرة في الواقع في التصنيع؟

السعة هي الحد الأقصى لعدد الوحدات التي يمكن أن ينتجها الخط إذا كان كل شيء يعمل بشكل مثالي؛ أي أنه لا يوجد توقفات، ولا تباطؤ، ولا مشاكل في الجودة، ولا تغييرات في الفيلم، ولا فترات راحة. إنه سقف نظري، مشتق من السرعة المقدرة للآلة مضروبة في إجمالي الوقت المتاح في نوبة عمل أو يوم واحد.

القدرة مهمة للتخطيط. فهو يخبرك بالحد الأعلى لقدرة الآلة فعليًا، وهو أمر مفيد عند مقارنة الخيارات أو تقييم ما إذا كان الخط يمكنه تلبية الطلب نظريًا. ولكن هنا تكمن النقطة الحاسمة: إن القدرة لا تتحقق أبداً على أرض الواقع. إنه نموذج مثالي يتجاهل كل ما يحدث فعليًا على أرضية الإنتاج، ومعظم خطط الإنتاج المبنية على القدرة المقدرة بدلاً من الإنتاجية الواقعية تفشل في تحقيق أهدافها.

الإنتاجية: المقياس الذي يتجاهله الكثير من الناس

الإنتاجية هي ما يخرج فعليًا عن الخط في نوبة معينة بدلاً من مجرد السرعة المقدرة للآلة، فهي تلك السرعة المقدرة التي يتم تعديلها نزولا بواسطة كل شيء يستغرق وقتًا أو يقلل من الإنتاج: التوقفات غير المخطط لها، والصيانة المخططة، والتغييرات، والفترات التي تعمل فيها الآلة بشكل أبطأ من سرعتها القصوى، وما إلى ذلك.

يجب على كل شركة أن تخطط حول الإنتاجية وليس القدرة. إذا كان هدف الإنتاج اليومي الخاص بك يتطلب إنتاج 20000 عبوة في كل وردية عمل، فأنت بحاجة إلى معرفة الإنتاجية التي ستوفرها جهازك المحدد لمنتجك المحدد؛ ليست الذروة النظرية في ورقة المواصفات.

الصيغة الأساسية للقدرة والإنتاجية

بشكل أساسي، يمكننا البدء في تمثيل العلاقة بين الإنتاجية والقدرة على النحو التالي:

السعة = سرعة الماكينة × الوقت المتاح

الآن، على الرغم من أن هذه الصيغة بسيطة، إلا أن كل متغير يحتاج إلى تعريف دقيق.

سرعة الماكينة هي معدل إنتاج الماكينة، معبرًا عنه بالأكياس أو العبوات في الدقيقة أو الساعة. إذا تم تصنيف الآلة بـ 60 كيسًا في الدقيقة، فهذا يعني 3600 كيسًا في الساعة بأقصى سرعة.

الوقت المتاح هو إجمالي وقت الإنتاج الذي يمكن تشغيل الآلة فيه نظريًا. بالنسبة لمناوبة مدتها 8 ساعات مع استراحة مجدولة مدتها 30 دقيقة، يكون الوقت المتاح هو 450 دقيقة.

تخيل أن الآلة تم تصنيفها بـ 60 كيسًا/الدقيقة وتعمل على مدار نوبة عمل مدتها 450 دقيقة. ستتمتع هذه الآلة بقدرة نظرية تبلغ 27000 كيس في كل وردية عمل.

ملاحظة: في هذا المثال، الرقم النهائي هو السقف الخاص بك؛ ليس الناتج الفعلي الخاص بك. تريد أن تكون قادرًا على حساب الإنتاجية التي تخرج بشكل واقعي من الجانب الآخر للتحول عندما تأخذ في الاعتبار كل ما يمكن أن يؤخر.

الآن، خذ بعين الاعتبار ما يحدث بالفعل على الأرض

المسافة بين السعة والإنتاجية مدفوعة بأربع فئات من الخسارة في العالم الحقيقي. كل واحد منها يبتعد عن السقف النظري، وكل واحد يحتاج إلى تقدير إذا كنت تقوم ببناء خط جديد.

التوقف

فترة التوقف هي أي فترة يتوقف فيها الجهاز عن العمل. يتضمن ذلك التوقفات غير المخطط لها بسبب الأخطاء أو الاختناقات أو الأيروس أو الانقطاعات. كما تضمن أيضًا فترات التوقف المخطط لها للصيانة والتنظيف والفحص.

إذا توقفت جهازك لمدة 30 دقيقة للتنظيف و15 دقيقة أخرى من الأعطال غير المخطط لها خلال وردية عمل مدتها 8 ساعات، فقد فقدت بالفعل ما يقرب من 10% من الوقت المتاح لديك.

التحولات

التحول هو أي فترة يتم فيها إيقاف الخط أو إبطاؤه للتبديل بين المنتجات أو أحجام الأكياس أو أنواع الأفلام. على الخط الذي يقوم بتشغيل وحدات SKU متعددة، يمكن أن تستغرق عمليات التبديل بسهولة 30-60 دقيقة لكل وردية، أو حتى أكثر. اضرب ذلك خلال أسبوع كامل من الإنتاج، وتصبح الخسارة الإجمالية كبيرة جدًا.

هذا هو المكان الذي يهم فيه تصميم الماكينة بشكل مباشر الإنتاجية. تتيح الآلات المزودة بضبط طول الكيس الذي يتم التحكم فيه عن طريق PLC، وتخزين المعلمات بشاشة تعمل باللمس، وأنظمة التغيير الميكانيكي السريع للمشغلين التنقل بين التنسيقات في وقت أقل بكثير من الآلات التي تتطلب إعادة ضبط يدوية لكل معلمة على حدة.

تستفيد مجموعة DXDK من Hualian، والتي تشتمل على DXDK-500II و DXDK-1000II ، من واجهات التحكم PLC وشاشة اللمس التي تسمح بتعديل حجم الكيس ودرجة حرارة الختم ومعلمات التعبئة واسترجاعها بسرعة. وهذا يقلل بشكل مباشر من الوقت الذي يقضيه في التحول بين عمليات التشغيل.

وبالمثل، تتميز مجموعة DXDZ من آلات التغليف الأفقية، بما في ذلك DXDZ-450B و DXDZ-350W/450W/630W ، بالتحكم الذكي في درجة الحرارة مع معلمات قابلة للتعديل عبر شاشة اللمس HMI، إلى جانب أنظمة التتبع الكهروضوئي والتشخيص الذاتي للأخطاء التي تحافظ على أوقات التغيير وإعادة التشغيل عند الحد الأدنى. بالنسبة للخطوط التي تستخدم مجموعة متنوعة من أحجام المنتجات، تُترجم هذه الميزات مباشرةً إلى تحسين إنتاجي قابل للقياس على الأجهزة التي تفتقر إليها.

خسائر السرعة

تحدث خسائر السرعة عندما يكون الجهاز قيد التشغيل ولكن ليس بالسرعة القصوى المقدرة له. قد لا تعرف هذا، لكنه يحدث في الواقع أكثر مما يتوقعه معظم المشترين.

على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي أحجام الحبيبات المختلفة قليلاً، والتغيرات في محتوى الرطوبة بين الدفعات، وتغيرات شد الفيلم، وما إلى ذلك إلى تشغيل الماكينة بأقل من سرعتها القصوى للحفاظ على جودة الختم المقبولة أو دقة التعبئة. يؤدي تحذير المشغل أثناء بدء التشغيل وبعد التوقفات الطفيفة إلى تقليل السرعة بشكل أكبر. وعندما تجد جهازك يعمل بنسبة 80% من السرعة المقدرة بدلاً من 100%، فإنك ترى خسارة كبيرة خلال نوبة العمل الكاملة.

الحزم المرفوضة

ليست كل عبوة تترك فكي الختم هي عبوة جيدة. تأتي بعض العبوات بأختام ضعيفة، أو أوزان تعبئة غير صحيحة، أو طباعة منحرفة، أو عيوب في الأفلام، وسيتم رفضها. وفي الخطوط التي تتم إدارتها جيدًا والتي تحتوي على آلات مستقرة ومنتجات متسقة، قد تتراوح معدلات الرفض من 1 إلى 2%. ولكن، بالنسبة للخطوط الأحدث، أو الخطوط التي تعمل بمنتجات صعبة، أو على الأجهزة غير المتوافقة جيدًا مع المنتج، يمكن أن تكون معدلات الرفض أعلى بكثير.

ماذا يعني OEE ولماذا يجب أن تعرفه

تعد فعالية المعدات الشاملة (OEE) هي الطريقة القياسية لصناعة التعبئة والتغليف للجمع بين كل هذه العوامل في رقم أداء واحد.

بشكل أساسي، يقوم OEE بضرب ثلاثة مكونات:

• التوفر: مقدار الوقت المتاح الذي كان الجهاز يعمل فيه بالفعل

• الأداء: مدى سرعة تشغيله مقارنة بالسرعة المقدرة عند تشغيله

• الجودة: ما هي نسبة العبوات المنتجة التي كانت جيدة ومقبولة

إذن، هذا يعني ذلك

OEE = التوفر × الأداء × الجودة

مثال بسيط:

إذا كان جهازك متاحًا ويعمل بنسبة 85% من الوردية (التوفر = 0.85)، فإنه يعمل بنسبة 90% من السرعة المقدرة عند التشغيل (الأداء = 0.90)، وكانت 98% من الحزم المنتجة جيدة (الجودة = 0.98)، ثم:

OEE = 0.85 × 0.90 × 0.98 = 74.9%

وهذا يعني أن الإنتاجية الفعلية لديك تبلغ حوالي 75% من السعة النظرية؛ ليس 100%. إن الخط الذي تبلغ طاقته النظرية 27000 كيس لكل نوبة عمل ينتج بشكل واقعي حوالي 20200 عبوة جيدة.

تبلغ درجة OEE ذات المستوى العالمي حوالي 85٪. معظم الخطوط الجديدة تأتي بسعر أقل بكثير؛ في مكان ما في نطاق 60-75٪. ومع ذلك، سيتم ملاحظة تحسينات طفيفة عندما تتعلم الفرق المعدات، ويتم تحسين التوافق بين المنتج والآلة، ويتم إنشاء إجراءات الصيانة.

هناك بعض العوامل الأخرى التي يجب عدم إغفالها

تغطي خسائر الإنتاجية الأربعة وإطار عمل OEE العوامل على مستوى الماكينة. لكن العديد من العوامل التشغيلية الأوسع تؤثر أيضًا على ما ينتجه خطك فعليًا، ويجب أن تكون في خطتك منذ البداية.

وقت النظافة والتنظيف.

في إنتاج الغذاء، كل دورة تنظيف هي فترة توقف، ويجب جدولتها في التخطيط الخاص بك. قد تتطلب الخطوط التي تتعامل مع المواد المسببة للحساسية، أو المنتجات عالية الرطوبة، أو المنتجات الخاضعة لمعايير النظافة الصارمة، التنظيف بين كل عملية تشغيل، أو عدة مرات في كل نوبة عمل.

تقلب المنتج.

إذا تغير منتجك في حجم الحبيبات، أو محتوى الرطوبة، أو الاتساق بين الدفعات، فسيختلف أداء جهازك أيضًا. نظام التعبئة الذي تمت معايرته لحالة منتج واحد سوف ينتج أوزانًا مختلفة إذا تغير المنتج.

قد تحتاج معلمات الختم المحسنة لمجموعة أفلام واحدة إلى التعديل عند وصول اللفة التالية بخصائص مختلفة قليلاً. هذا التباين حقيقي، وهو شائع، ويزيد من فقدان السرعة ومعدلات الرفض.

خبرة المشغل.

يعمل الخط الذي يديره فريق من ذوي الخبرة والمدربين تدريبًا جيدًا بشكل أفضل من نفس الخط الذي يديره مشغلون جدد لا يزالون يتعلمون الآلات. يستجيب المشغلون ذوو الخبرة للأخطاء البسيطة بشكل أسرع، ويقومون بإجراء تعديلات أفضل على المعلمات، ويتوقعون المشكلات قبل أن تتسبب في التوقف.

موازنة الخط.

في الخط متعدد الآلات، تحدد الآلة الأبطأ السقف للخط بأكمله. إذا كانت آلة التعبئة الخاصة بك يمكنها إنتاج 60 عبوة في الدقيقة ولكن جهاز السداد الخاص بك يمكنه إغلاق 45 عبوة فقط، فإن إنتاجيتك هي 45؛ لن يغير ذلك أي مبلغ من الاستثمار في آلة التعبئة.

قبل الانتهاء من تصميم أي خط، قم برسم خريطة لمعدل إنتاجية كل جهاز وحدد عنق الزجاجة. ثم قم بمعالجة عنق الزجاجة أولاً.

الخلاصة: اعرف أرقامك قبل أن تلتزم بأي شيء

نادرًا ما يكون الفرق بين خط التعبئة والتغليف الذي يصل إلى أهدافه وخط التعبئة الذي يقصر باستمرار هو السرعة المقدرة للآلة. إنها دائمًا تقريبًا الفجوة بين ما افترض شخص ما أن الآلة ستنتجه وما تنتجه فعليًا بعد حساب وقت التوقف عن العمل، والتغييرات، وفقدان السرعة، والرفض، ودورات التنظيف، وتقلب المنتج، وتعلم المشغل، وتوازن الخط.

تمنحك الأجهزة التي تبدأ بخطوط أساس أفضل لـ OEE المزيد للعمل بها منذ اليوم الأول. تغطي مجموعة Hualian تطبيقات الحبيبات والمساحيق والرقائق والحزم التدفقية والتشكيل الحراري والتطبيقات السائلة، مع آلات يتم التحكم فيها بواسطة PLC مصممة لإنتاج ثابت ومستقر. استكشف مجموعة أجهزتنا الكاملة أو اتصل بفريقنا لمناقشة منتجك ومتطلبات الإنتاج ونقطة بداية المعدات المناسبة لخط إنتاجك.