Từ thủ công đến tự động – con đường của nhà máy đến nâng cấp máy cắt đai carbon

Đằng sau công nghệ in nhãn là một thành phần tưởng chừng như không đáng chú ý nhưng lại vô cùng quan trọng – ruy băng. Đây chính là "mực" của in chuyển nhiệt, và chất lượng cắt của nó quyết định trực tiếp đến độ trong suốt, độ bền và chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Đối với một nhà máy đã tập trung vào sản xuất ruy băng trong nhiều năm, con đường tự động hóa này không chỉ là một cải tiến công nghệ mà còn là một cuộc cách mạng về hiệu quả, chất lượng và khả năng cạnh tranh.

1. Những điểm khó khăn trong quá khứ: khó khăn của việc cắt thủ công truyền thống

Vài năm trước, xưởng cắt của nhà máy lại là một câu chuyện khác: những cuộn dây chính khổng lồ được dựng lên trên máy cắt, và một số thợ lành nghề chăm chú nhìn những lưỡi dao quay nhanh trong khi máy gầm rú. Công việc của họ bao gồm nạp liệu, căn chỉnh, điều chỉnh độ căng, theo dõi quá trình cắt, và cuối cùng là dỡ hàng, kiểm tra và đóng gói.

Mô hình phụ thuộc vào nhân lực này dần dần bộc lộ những điểm khó khăn khó có thể bỏ qua:

1. Hạn chế về hiệu suất: Việc nạp liệu, cuộn và gỡ lỗi thiết bị rất tốn thời gian. Mỗi khi chuyển đổi đơn hàng sang thông số kỹ thuật khác nhau (chẳng hạn như chiều rộng và chiều dài), máy phải dừng để thiết lập lại thông số, điều này làm hạn chế nghiêm trọng năng lực sản xuất.

2. Chất lượng dao động: Chất lượng sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm và trình độ của thợ. Mắt người không thể liên tục và chính xác phát hiện các vết gờ, vệt hoặc bụi bẩn ở cấp độ micron, dẫn đến năng suất sản phẩm không ổn định và thường xuyên nhận được khiếu nại từ khách hàng.

3. Chi phí tăng cao: Nguồn nhân lực lành nghề ngày càng khan hiếm, chi phí nhân công tăng theo từng năm. Đồng thời, lãng phí vật liệu do lỗi của con người (như cắt lệch, đứt dây đai) cũng là một khoản chi phí đáng kể.

4. Thiếu dữ liệu: Hầu hết dữ liệu quan trọng trong quy trình sản xuất, chẳng hạn như đồng hồ đo thực tế, độ căng thời gian thực, tốc độ, v.v., đều dựa vào hồ sơ thủ công, khó theo dõi và phân tích, đồng thời không thể cung cấp hỗ trợ dữ liệu để quản lý tinh vi và tối ưu hóa quy trình.

Ông Vương Cung, quản lý xưởng, nhớ lại: "Lúc đó, chúng tôi sợ nhất là nhận được những đơn hàng gấp, số lượng ít, đa quy cách. Chỉ cần thay đổi quy cách là nửa ngày sau là hết, hiệu suất thấp, nhân viên mệt mỏi đến mức nghẹt thở. Chất lượng phụ thuộc vào cảm quan và tinh thần trách nhiệm của người thợ, mà lúc nào cũng lo lắng."

2. Phá vỡ trò chơi: lựa chọn phương án cắt tự động

Trước nhu cầu ngày càng tăng của thị trường về độ chính xác và tốc độ giao hàng của ruy băng, ban quản lý nhận ra rằng sự thay đổi sắp xảy ra. Sau khi nghiên cứu thị trường chuyên sâu và trình diễn kỹ thuật, cuối cùng họ đã quyết định triển khai dây chuyền sản xuất cắt ruy băng hoàn toàn tự động.

Cốt lõi của giải pháp tự động hóa này là "sự can thiệp không người lái" và "dựa trên dữ liệu":

• Hệ thống nạp và dỡ tự động: Sử dụng xe đẩy AGV hoặc cánh tay robot, các cuộn dây chính nặng được tự động vận chuyển và lắp đặt trên máy cắt, và các sản phẩm hoàn thiện được tự động dỡ xuống sau khi hoàn thành.

• Hệ thống kiểm tra thị giác thông minh: Dưới camera có độ chính xác cao, ngay cả những khuyết điểm nhỏ nhất cũng không bị phát hiện. Hệ thống có thể xác định và đánh dấu lỗi theo thời gian thực, thậm chí tự động phân loại sản phẩm lỗi, đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng 100%.

• Hệ thống kiểm soát độ căng chính xác: Hệ thống điều khiển servo hoàn toàn kỹ thuật số đảm bảo độ căng luôn ổn định và đồng đều trong quá trình cắt, về cơ bản tránh được các vấn đề như đứt dải và nhăn do thay đổi độ căng đột ngột.

• Tích hợp Điều khiển Trung tâm và MES: Toàn bộ quy trình cắt được điều khiển bởi máy tính trung tâm, người vận hành chỉ cần nhập thông số kỹ thuật sản phẩm và bắt đầu bằng một nút bấm. Tất cả dữ liệu sản xuất (đồng hồ đo, tốc độ, năng suất, mức tiêu thụ năng lượng, v.v.) được tự động tải lên hệ thống thực thi sản xuất (MES) để trực quan hóa và truy xuất nguồn gốc toàn bộ quy trình.

3. Con đường nâng cấp: Thách thức và giải pháp

Con đường nâng cấp không hề bằng phẳng. Việc lắp đặt và vận hành thiết bị mới, kết nối với các hệ thống truyền thống, và chuyển đổi kỹ thuật của người vận hành đều là những trở ngại cần vượt qua.

Nhà máy đã thành lập một đội ngũ chuyên trách để phối hợp chặt chẽ với các nhà cung cấp thiết bị. Một mặt, đào tạo vận hành và bảo trì tự động hóa có hệ thống được thực hiện cho các nhân viên cũ, giúp họ chuyển đổi từ lao động chân tay đơn giản sang quản lý và bảo vệ thiết bị; mặt khác, các thông số quy trình được vận hành dần dần, và kinh nghiệm quý báu của người thợ chính được chuyển hóa thành dữ liệu chuẩn hóa của thiết bị, được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu.

Sau nhiều tháng chạy thử và tối ưu hóa, dây chuyền sản xuất mới cuối cùng đã hoạt động ổn định.

4. Hiệu ứng đổi mới: bước nhảy vọt toàn diện do tự động hóa mang lại

Lợi ích của việc nâng cấp tự động hóa là ngay lập tức và toàn diện:

1. Hiệu suất tăng gấp đôi: Thời gian chuyển đổi đã giảm từ nửa giờ xuống còn vài phút và hiệu suất thiết bị tổng thể (OEE) đã tăng hơn 40%. Có thể sản xuất liên tục 24 giờ và năng lực sản xuất đã được tăng lên đáng kể, giúp dễ dàng đáp ứng các đơn hàng khẩn cấp.

2. Chất lượng tuyệt vời: Tỷ lệ sản lượng tăng vọt từ khoảng 95% lên hơn 99,5%. Các tiêu chuẩn kỹ thuật số thống nhất đảm bảo tính đồng nhất gần như hoàn hảo từ cuộn đến ruy băng, cải thiện đáng kể danh tiếng thương hiệu và sự hài lòng của khách hàng.

3. Tối ưu hóa chi phí: Mặc dù đầu tư ban đầu lớn nhưng việc giảm chi phí nhân công, giảm lãng phí vật liệu và tối ưu hóa quản lý tiêu thụ năng lượng đã giảm đáng kể tổng chi phí sản xuất và chu kỳ hoàn vốn đầu tư ngắn hơn dự kiến.

4. Nâng cấp quản lý: Dựa trên dữ liệu thời gian thực, các nhà quản lý có thể đưa ra quyết định khoa học hơn. Kế hoạch sản xuất và lịch trình được sắp xếp hợp lý hơn, việc truy xuất nguồn gốc chất lượng được hoàn tất chỉ bằng một cú nhấp chuột, và nhà máy đã có bước tiến vững chắc hướng tới "trí tuệ" và "số hóa".

5. Triển vọng tương lai

Trong xưởng tự động mới, các máy móc đang hoạt động một cách nhịp nhàng, với một vài kỹ thuật viên theo dõi luồng dữ liệu trước màn hình điều khiển. Con đường cắt và nâng cấp này là một hình ảnh thu nhỏ của quá trình chuyển đổi và nâng cấp sản xuất truyền thống.

Điều này chứng minh rằng việc chuyển từ "bàn tay con người" sang "dữ liệu", từ "sản xuất" sang "sản xuất thông minh" không phải là một giấc mơ xa vời. Đối với nhà máy này, tự động hóa không phải là kết thúc, mà là một khởi đầu mới. Trong bước tiếp theo, họ đang lên kế hoạch đưa các thuật toán trí tuệ nhân tạo (AI) vào hệ thống kiểm tra trực quan, tối ưu hóa hơn nữa mô hình nhận dạng lỗi và khai thác kết nối Internet vạn vật (IoT) toàn diện trong toàn bộ nhà máy, tiếp tục hướng tới mục tiêu xây dựng một "nhà máy ánh sáng đen" thực thụ.

Con đường nâng cấp này soi sáng tương lai phát triển của chính nó và cung cấp một mô hình chuyển đổi có giá trị cho các quốc gia tương tự.