Nâng cấp thông minh máy cắt màng: Công nghệ IoT giúp tăng hiệu quả cắt màng như thế nào?

Việc nâng cấp thông minh máy cắt màng là một ví dụ điển hình cho sự tiến bộ của ngành sản xuất hướng tới "Công nghiệp 4.0". Công nghệ Internet vạn vật (IoT), với tư cách là công nghệ cốt lõi, đang cách mạng hóa mô hình sản xuất cắt màng.

Dưới đây, tôi sẽ trình bày chi tiết về cách công nghệ IoT có thể hỗ trợ nhiều chiều để cải thiện toàn diện hiệu quả cắt màng phim.

1. Những điểm khó khăn của máy cắt truyền thống (bối cảnh nâng cấp)

Trước khi thảo luận về cách IoT hỗ trợ, trước tiên chúng ta hãy tìm hiểu những hạn chế về hiệu quả của máy cắt truyền thống:

1. Hiệu quả sản xuất phụ thuộc vào người thợ: Các thông số cốt lõi như cài đặt vị trí dụng cụ và kiểm soát độ căng phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm của người vận hành, khiến việc chuẩn hóa và sao chép trở nên khó khăn.

2. Thời gian ngừng hoạt động dài: Quá trình thay đổi đơn hàng, thay đổi vật liệu, gỡ lỗi thông số và xử lý sự cố thiết bị rất tốn thời gian và thời gian sản xuất hiệu quả bị rút ngắn.

3. Độ trễ trong kiểm tra chất lượng: thử nghiệm ngoại tuyến thông thường (lấy mẫu và kiểm tra sau sản xuất) không thể phát hiện ra các vấn đề theo thời gian thực, dẫn đến phát hiện ra một lượng lớn sản phẩm thải sau khi chúng được tạo ra.

4. Thiếu ghi chép và phân tích dữ liệu: Dữ liệu sản xuất dựa vào việc ghi chép thủ công, bị phân mảnh và dễ xảy ra lỗi, khiến việc phân tích có hệ thống để tối ưu hóa quy trình trở nên khó khăn.

5. Mất kết nối giữa kế hoạch và thực hiện: Sau khi kế hoạch sản xuất được ban hành, việc thực hiện tại chỗ (như tiến độ và thất thoát) không thể được phản hồi theo thời gian thực, dẫn đến điểm mù trong quản lý.

6. Khó khăn trong bảo trì phòng ngừa: Việc bảo trì thiết bị thường dựa trên thời gian cố định hoặc bảo trì sau sự kiện, không thể cảnh báo trước khi xảy ra sự cố và thời gian ngừng hoạt động bất ngờ thường xuyên xảy ra.

2. Công nghệ Internet vạn vật (IoT) giúp tăng hiệu quả cắt như thế nào?

Cốt lõi của IoT là "kết nối, dữ liệu, thông minh". Bằng cách lắp đặt các cảm biến, cổng thông minh và thiết bị điện toán biên trên máy cắt, máy được kết nối với mạng để đạt được khả năng nhận thức toàn diện, truyền dữ liệu theo thời gian thực và phân tích thông minh về trạng thái thiết bị, quy trình sản xuất và các thông số quy trình.

1. Tối ưu hóa và minh bạch hóa quy trình sản xuất

• Giám sát thời gian thực và vận hành, bảo trì từ xa: Nền tảng IoT có thể hiển thị trạng thái hoạt động của máy cắt theo thời gian thực (hoạt động, thời gian ngừng hoạt động, lỗi), tốc độ hiện tại, sản lượng đã lên kế hoạch, sản lượng đã hoàn thành, v.v. Người quản lý có thể giám sát nhiều thiết bị từ xa trên điện thoại di động hoặc máy tính mà không cần phải có mặt trực tiếp, cải thiện đáng kể hiệu quả quản lý và tốc độ phản hồi với các bất thường.

• Phân phối và tối ưu hóa các thông số quy trình chỉ bằng một cú nhấp chuột: Đối với các loại màng có vật liệu và thông số kỹ thuật khác nhau (BOPP, PET, CPP, màng nhôm, v.v.), các thông số quy trình tối ưu (độ căng, áp suất, tốc độ, v.v.) có thể được lưu trữ trên đám mây dưới dạng "công thức". Khi thay đổi đơn hàng, công thức tương ứng sẽ được gọi ra một cách đơn giản và các thông số có thể được tự động gửi đến máy cắt, giúp giảm đáng kể thời gian gỡ lỗi và sự phụ thuộc vào người vận hành, đồng thời đảm bảo tính nhất quán của quy trình.

• Phân tích chính xác OEE (Hiệu suất Thiết bị Tổng thể): Hệ thống IoT tự động thu thập và tính toán ba yếu tố chính của OEE: tỷ lệ khả dụng (thống kê thời gian chết), tỷ lệ hiệu suất (tốc độ thực tế so với tốc độ lý thuyết) và tỷ lệ năng suất. Thông qua màn hình hiển thị trực quan, nguyên nhân gốc rễ của việc giảm hiệu suất có thể được xác định chính xác (có phải quá lâu để thay đổi đơn hàng không?), quá chậm? hay quá nhiều phế liệu?), để thực hiện các cải tiến có mục tiêu.

2. Bảo trì dự đoán tình trạng thiết bị

• Theo dõi tình trạng: Cảm biến độ rung, nhiệt độ và áp suất được lắp đặt ở các bộ phận chính (như trục chính, ổ trục, động cơ và mạch khí) để theo dõi tình trạng hoạt động của chúng theo thời gian thực.

• Cảnh báo Bất thường và Bảo trì Dự đoán: Bằng cách phân tích các xu hướng lịch sử trong dữ liệu cảm biến và các mô hình học máy, hệ thống có thể đưa ra cảnh báo sớm về sự suy giảm nhỏ trong hiệu suất thiết bị (ví dụ: "Giá trị rung động tăng cao bất thường của ổ trục số X, tuổi thọ còn lại ước tính là XX giờ"). Điều này cho phép các nhóm bảo trì chuyển từ "sau sửa chữa" sang "bảo trì dự đoán", sử dụng thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch để thực hiện bảo trì trước khi xảy ra sự cố, tránh thiệt hại thảm khốc và thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch, đồng thời đảm bảo tính liên tục và hiệu quả của sản xuất.

3. Nâng cao quản lý chất lượng

• Tích hợp kiểm tra chất lượng trực tuyến: Kết nối các hệ thống kiểm tra trực tuyến hiện có (camera CCD) hoặc camera quét dòng với mạng IoT. Thông tin lỗi do hệ thống kiểm tra phát hiện (ví dụ: vết xước, điểm tinh thể, vệt) không còn là dữ liệu riêng lẻ nữa mà có thể được liên kết với các thông số thiết bị hiện tại (ví dụ: giá trị độ căng, vận tốc).

• Phân tích nguyên nhân gốc rễ (RCA): Khi hệ thống phát hiện tỷ lệ lỗi tăng đột ngột trong một khoảng thời gian nhất định, hệ thống có thể ngay lập tức truy ngược về các thông số thiết bị tại thời điểm đó. Nguyên nhân có thể là do điện áp dao động hoặc tốc độ quá cao, cho phép nhanh chóng xác định nguồn gốc sự cố và hướng dẫn người vận hành thực hiện các điều chỉnh để giảm lượng phế liệu phát sinh.

• Khả năng truy xuất nguồn gốc toàn bộ quy trình: Cuộn chính và cuộn cắt có thể có một ID duy nhất sau khi mỗi cuộn được cắt. Tất cả các thông số, dữ liệu chất lượng, người vận hành và các thông tin khác trong quy trình sản xuất đều được ghi lại và đối chiếu. Khi khách hàng báo cáo các vấn đề về chất lượng, chúng có thể được truy xuất nhanh chóng đến các lô sản xuất hoặc thậm chí là các giai đoạn thiết bị cụ thể, giúp truy xuất nguồn gốc và cải tiến chất lượng chính xác.

4. Quản lý năng lượng và tài nguyên

• Giám sát Tiêu thụ Năng lượng: Lắp đặt đồng hồ đo thông minh để giám sát mức tiêu thụ năng lượng của máy cắt theo thời gian thực. Hệ thống có thể phân tích sự khác biệt về mức tiêu thụ năng lượng ở các tốc độ sản xuất và thông số kỹ thuật sản phẩm khác nhau, đồng thời cung cấp dữ liệu hỗ trợ tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu thụ, chẳng hạn như lựa chọn tốc độ sản xuất có tỷ lệ hiệu suất năng lượng cao nhất dựa trên tiêu chí đảm bảo chất lượng.

• Quản lý vật tư và công cụ: Theo dõi mức tiêu thụ nguyên vật liệu và tuổi thọ của công cụ thông qua hệ thống IoT. Khi nguyên vật liệu sắp hết hoặc công cụ sắp hết tuổi thọ, hệ thống có thể tự động nhắc nhở kho hoặc quản lý chuẩn bị nguyên vật liệu hoặc thay đổi công cụ để tránh gián đoạn sản xuất.

3. Nâng cao hiệu quả sau khi trao quyền

Tóm lại, việc trao quyền cho công nghệ IoT cuối cùng được phản ánh qua các chỉ số hiệu quả chính sau đây:

1. Cải thiện OEE: Bằng cách giảm thời gian chết (thay đổi đơn hàng, lỗi), cải thiện sự ổn định tốc độ sản xuất và cải thiện năng suất sản phẩm, OEE có thể được cải thiện trực tiếp, thường là 10%-20% hoặc thậm chí hơn.

2. Giảm thiểu thất thoát toàn diện: giảm thiểu lãng phí trong quá trình gỡ lỗi, giảm thiểu lượng lớn lãng phí do những bất thường không được phát hiện kịp thời, đồng thời cải thiện trực tiếp tỷ lệ sử dụng nguyên liệu thô.

3. Giảm thời gian thực hiện: Quy trình sản xuất trơn tru hơn, ít hỏng hóc hơn và lập kế hoạch chính xác hơn, giảm tổng thời gian từ khi đặt hàng đến khi giao hàng.

4. Giảm sự phụ thuộc vào kinh nghiệm của nhân viên: Kiến thức được lưu giữ trong các "công thức" và hệ thống, giúp giảm nguy cơ luân chuyển nhân sự và chi phí học tập của nhân viên mới.

5. Thực hiện ra quyết định khoa học dựa trên dữ liệu: Người quản lý không còn đưa ra quyết định dựa trên cảm tính nữa mà phân tích và tối ưu hóa dựa trên dữ liệu thực tế, toàn diện và thời gian thực do hệ thống cung cấp.

Phần kết luận

Việc trang bị máy cắt màng phim bằng công nghệ Internet vạn vật (IoT) không chỉ đơn thuần là "mạng lưới". Đó là một sự thay đổi sâu sắc từ "dựa trên kinh nghiệm" sang "dựa trên dữ liệu". Bằng cách kết nối toàn diện thiết bị, quy trình, nhân sự và hệ thống quản lý, một hệ thống sản xuất thông minh, minh bạch, có thể dự đoán và tối ưu hóa được xây dựng, và cuối cùng đạt được sự cải thiện tổng thể về hiệu suất cắt màng, chất lượng và lợi ích kinh tế. Đối với các công ty xử lý màng phim, đây đã trở thành một khoản đầu tư quan trọng để duy trì khả năng cạnh tranh cốt lõi trong bối cảnh cạnh tranh khốc liệt của thị trường.