Hiệu quả sản xuất của doanh nghiệp bao bì tăng 30%: Kỷ lục chuyển đổi của máy cắt màng

Trong ngành công nghiệp bao bì ngày càng cạnh tranh, hiệu quả sản xuất là yếu tố sống còn của doanh nghiệp để giảm chi phí và chiếm lĩnh thị trường. Hôm nay, chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về một nhà sản xuất vật liệu đóng gói mềm hàng đầu trong nước, để khám phá cách họ đạt được bước nhảy vọt đáng kinh ngạc 30% về hiệu suất sản xuất tổng thể thông qua việc cải tiến kỹ thuật chính xác của máy cắt màng, hay còn gọi là "thiết bị trái tim".

1. Bối cảnh và thách thức: nút thắt của tăng trưởng

Công ty chủ yếu hoạt động trong lĩnh vực cắt và bán các loại màng nhựa như BOPP, CPP, PE, v.v. Với sự gia tăng liên tục của đơn đặt hàng trên thị trường, các máy cắt màng truyền thống ban đầu dần trở nên không còn phù hợp và trở thành điểm nghẽn lớn nhất trong quy trình sản xuất. Cụ thể, điều này thể hiện như sau:

1. Hiệu suất thay đổi đơn hàng cực thấp: Mỗi khi thay đổi thông số kỹ thuật của sản phẩm (như chiều rộng, đường kính), phải dừng máy tới 20-30 phút để điều chỉnh thủ công vị trí dụng cụ, thông số độ căng, v.v., ảnh hưởng nghiêm trọng đến tỷ lệ sử dụng toàn diện (OEE) của thiết bị.

2. Tốc độ sản xuất hạn chế: Hệ thống điều khiển điện cũ không thể hỗ trợ ổn định việc cắt tốc độ cao và để tránh các vấn đề về chất lượng như vỡ màng và cạnh cắt không đều, người vận hành thường không dám tăng tốc độ lên quá 80% giới hạn trên của thiết bị.

3. Cần cải thiện năng suất: độ ổn định của hệ thống căng được điều khiển bởi bộ ly hợp bột từ truyền thống kém, dễ tạo ra dao động căng thẳng trong quá trình khởi động-dừng hoặc vận hành tốc độ cao, dẫn đến các khuyết tật như gân đứt hình "bắp cải" và mặt đầu không đều trên cuộn phim cắt, tỷ lệ lỗi vẫn cao.

4. Phụ thuộc nhiều vào công nhân lành nghề: Độ chính xác của việc điều chỉnh phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm và cảm nhận của người thợ, thời gian đào tạo người vận hành có trình độ dài và dòng nhân sự ảnh hưởng đến sự ổn định của sản xuất.

Ban quản lý nhận ra rằng chỉ cần mua thiết bị mới là có thể giải quyết được vấn đề, nhưng chi phí đầu tư quá cao và thời gian hoàn vốn lại dài. Vì vậy, họ đã đưa ra một quyết định sáng suốt hơn: cải tạo một cách có hệ thống các máy cắt hiện có.

2. Kế hoạch chuyển đổi: chính sách cụ thể, cả mềm dẻo và cứng rắn

Công ty đã thành lập một nhóm dự án bao gồm các nhà cung cấp thiết bị, kỹ sư tự động hóa và kỹ thuật viên nội bộ, và sau khi chẩn đoán chi tiết, công ty đã xây dựng một kế hoạch chuyển đổi với hệ thống điều khiển điện và bộ truyền động lõi làm cốt lõi.

Lõi chuyển đổi: thay thế máy móc và analog bằng servo và số hóa

3. Hồ sơ chuyển đổi: chi tiết về việc triển khai công nghệ chính

1. Triển khai chức năng thay đổi đơn hàng bằng một cú nhấp chuột:

◦ Trước khi sửa đổi: người vận hành lấy thước để đo, lắc tay quay để điều chỉnh vị trí của giá đỡ dụng cụ bên trái và bên phải và nhập thủ công độ căng và các thông số khác.

◦ Sau khi biến đổi: Nhập chiều rộng thể tích mục tiêu, đường kính và các thông số khác trên màn hình cảm ứng HMI, sau đó nhấp vào "Thay đổi lệnh một lần nhấp". Động cơ servo sẽ điều khiển giá đỡ dụng cụ di chuyển chính xác đến vị trí đặt trước, và hệ thống điều khiển sẽ tự động gọi các đường cong lực căng và tốc độ đặt trước. Toàn bộ quá trình hoàn tất trong vòng chưa đầy 2 phút mà không cần can thiệp thủ công.

2. Kiểm soát độ căng chính xác:

◦ Loại bỏ bộ ly hợp bột từ có phản ứng chậm, tỏa nhiệt nhiều và độ chính xác điều khiển thấp, sử dụng động cơ servo + cảm biến độ căng để tạo thành hệ thống điều khiển vòng kín hoàn chỉnh.

◦ Hệ thống theo dõi sự thay đổi độ căng theo thời gian thực và ra lệnh cho động cơ servo bù mô-men xoắn ở mức mili giây thông qua các thuật toán để đảm bảo độ căng màng luôn ổn định trong suốt quá trình từ cuộn rỗng đến cuộn đầy. Điều này về cơ bản loại bỏ các vấn đề về chất lượng sản phẩm do độ căng không ổn định gây ra.

3. Hoạt động tốc độ cao và tăng cường độ ổn định:

◦ Hệ thống truyền động trục chính servo mới cung cấp nhiều năng lượng hơn và khả năng kiểm soát tốc độ mượt mà hơn, cho phép thiết bị chạy ổn định ở 100% tốc độ thiết kế, ngay cả khi ép xung.

◦ Bộ điều khiển chuyển động đảm bảo đồng bộ hóa cam điện tử chính xác giữa nhiều động cơ như tháo cuộn, kéo, tua lại, v.v., loại bỏ hiện tượng kéo giãn hoặc nhăn do mất đồng bộ tốc độ.

4. Hiệu quả và lợi ích: con số nói lên tất cả

Sau khi hoàn tất quá trình chuyển đổi, sau một tháng vận hành liên tục và thống kê dữ liệu, kết quả đã vượt xa mong đợi:

• Nâng cao hiệu quả sản xuất: Hiệu quả tổng thể đã tăng hơn 30%. Điều này chủ yếu là do thời gian thay đổi đơn hàng trung bình từ 25 phút xuống còn 2 phút được rút ngắn và tốc độ sản xuất trung bình từ 75% ban đầu lên hơn 95%.

• Nâng cao chất lượng sản phẩm: Tỷ lệ sản lượng (sản phẩm loại A) đã tăng từ 92% trước khi chuyển đổi lên hơn 98,5%. Các vấn đề như mặt đầu không bằng phẳng và gân bị nứt gần như đã biến mất, tỷ lệ khiếu nại của khách hàng đã giảm đáng kể.

• Giảm chi phí vận hành:

◦ Giảm mức tiêu thụ năng lượng: Sau khi loại bỏ bộ ly hợp bột từ (một bộ phận tiêu thụ điện năng lớn), mức tiêu thụ năng lượng của toàn bộ máy giảm khoảng 15%.

◦ Tối ưu hóa chi phí lao động: Yêu cầu về kỹ năng đối với người vận hành được giảm bớt, chu kỳ đào tạo cho nhân viên mới được rút ngắn một nửa và một người vận hành có thể quản lý nhiều máy hơn.

• Trí tuệ và dữ liệu: Tất cả dữ liệu sản xuất (đồng hồ đo, tốc độ, tỷ lệ phế liệu và lý do thời gian chết) đều được tự động ghi lại và báo cáo, cung cấp hỗ trợ dữ liệu chính xác cho việc ra quyết định quản lý và đạt được quản lý minh bạch và kỹ thuật số.

5. Kết luận và khai sáng

Kỉ lục cải tiến máy cắt màng thành công này cho thấy đối với các doanh nghiệp sản xuất, khi đối mặt với thiết bị cũ, "cải tiến và nâng cấp" thường hiệu quả về mặt chi phí và chiến lược hơn so với "loại bỏ và thay thế".

Chìa khóa thành công của nó là:

1. Chẩn đoán chính xác: không nâng cấp một cách mù quáng mà tìm ra chính xác những điểm nghẽn thực sự hạn chế hiệu quả sản xuất.

2. Tư duy hệ thống: không chỉ thay thế phần cứng mà còn tối ưu hóa một cách có hệ thống "phần cứng + phần mềm + quy trình".

3. Lựa chọn công nghệ: Lựa chọn các công nghệ tiên tiến và hoàn thiện, thể hiện qua công nghệ servo và điều khiển kỹ thuật số để đảm bảo độ tin cậy và khả năng tiên liệu của quá trình chuyển đổi.

Sự chuyển đổi này không chỉ là nâng cấp thiết bị mà còn là bước đi quan trọng để công ty hướng tới nhà máy thông minh “Công nghiệp 4.0”, đặt nền tảng kỹ thuật vững chắc cho sự phát triển bền vững của công ty trong tương lai.