Maszyna adaptacyjna – czym jest i w jaki sposób wpływa na elastyczność produkcji w przemyśle pakującym

Może niektórym trudno w to uwierzyć, ale zdarzają się sytuacje, że kiedy popularny influencer zarekomenduje określony produkt na Instagramie, popyt szybuje w górę. Nie mija godzina, a tysiące konsumentów zamawiają upragniony nowy produkt. W ciągu 24 godzin magazyny wszystkich sklepów internetowych mogą zostać wyczyszczone. Hurtownicy spieszą wówczas by uzupełnić zapasy, jednak możliwości producentów są ograniczone: po prostu nie da się w tak krótkim czasie zrealizować nawału zamówień.

"Do niedawna taka sytuacja wydawała się mało prawdopodobna, mówi Wlady Martino, ekspert ds. branży opakowań w firmie B&R. "Teraz jednak jest to doświadczenie coraz większej liczby producentów. Najwyraźniej doszliśmy do punktu, w którym konwencjonalne maszyny nie są już w stanie sprostać wymaganiom przemysłu wytwórczego – a w konsekwencji, zaspokoić zapotrzebowania konsumentów".

CZTERY NOWE WYZWANIA W BRANŻY OPAKOWAŃ

Martino wskazał cztery kluczowe wyzwania, przed którymi stoją producenci pakowanych towarów konsumpcyjnych:

• gwałtowny wzrost liczby kodów SKU,
• coraz bardziej zróżnicowane wielkości partii,
• nieprzewidywalne wahania popytu,
• krótsze cykle użytkowania produktu.

"Cały świat mówi o seriach jednostkowych jako największym wyzwaniu stojącym przed produkcją", – mówi Martino. "Kiedy jednak rozmawiam z konstruktorami maszyn i operatorami, okazuje się, że nie tylko wielkość partii jest ich zmartwieniem. Częściej jest nim konieczność produkowania większej liczby wariantów danego produktu, znacznie różniących się wielkością partii, w bardzo krótkim czasie", dodaje.

Kolejnym czynnikiem jest cykl użytkowania tych produktów. W przeszłości dany produkt był przez lata produkowany i pakowany w sposób absolutnie jednolity. Jednak obecnie czas takiej produkcji może być ograniczony do kilku miesięcy. Produkty sezonowe i specjalne są często produkowane tylko przez kilka tygodni. A do tego dochodzi skrajny przypadek, gdy mamy do czynienia z indywidualnymi produktami całkowicie spersonalizowanymi. Każdy z nich jest produkowany tylko raz – w jednostkowej partii.

MASZYNA ADAPTACYJNA – CZYM JEST?

 

- Maszyna nazywa się adaptacyjną, gdyż po prostu dostosowuje się do każdego postawionego przed nią zadania – mówi Wlady Martino, ekspert ds. opakowań w B&R

Maszyny stają się w ostatnich latach coraz bardziej elastyczne, ale nie na tyle, aby mogły spełnić nowe wymagania. Potrzebny jest zupełnie nowy rodzaj technologii produkcji. Nazywamy go maszyną adaptacyjną. Maszynę adaptacyjną definiują cztery kluczowe cechy:

• opłacalna produkcja małych partii,
• brak przestojów w przypadku przezbrajania,
• możliwość wytwarzania w przyszłości nieznanych dziś produktów,
• skrócony czas wprowadzania produktu na rynek.

W miarę jak rośnie liczba kodów produktów (SKU), a wielkości partii stają się coraz bardziej zmienne, coraz większy wpływ na dyspozycyjność i wydajność maszyny ma czas jej przezbrajania. Maszyna adaptacyjna jest w stanie zmieniać formaty za jednym naciśnięciem przycisku, a nawet produkować równolegle różne produkty.

"Stale pojawiają się nowe produkty i zmieniane są istniejące, dlatego maszyna adaptacyjna musi być również gotowa do wytwarzania produktów, które nie istniały w czasie, gdy była konstruowana" – mówi Martino. Stąd nazwa maszyny adaptacyjnej – jest to maszyna, która dostosowuje się do każdego zadania, jakie przed nią postawi użytkownik. Ma to ogromny wpływ na czas wprowadzania na rynek nowych produktów.

"MUST HAVE" W TECHNOLOGIACH PRODUKCJI

Maszyna adaptacyjna łączy w sobie nowe i istniejące technologie. Elementami definiującymi są:

• transport oparty na systemach trackowych,
• systemy wizyjne dla maszyn,
• robotyka zintegrowana,
• cyfrowe bliźniaki (Digital Twin).

Sposób działania konwencjonalnych maszyn do produkcji dyskretnej jest prawie wyłącznie sekwencyjny. Oznacza to, że przenośnik taśmowy przesuwa produkty przez sekwencję stacji obróbczych ze sztywno zsynchronizowanym taktowaniem. Takie rozwiązanie nie zapewnia podstawowych funkcji niezbędnych do pracy z maszyną adaptacyjną. Co można zatem zrobić? W tej sytuacji nowa generacja maszyn zostanie zbudowana w oparciu na inteligentnych systemach trackowych, które przemieszczają każdy produkt przez linię indywidualnie. Systemy te mają dodatkowe zalety: umożliwiają skonfigurowanie wielu stacji realizujących czasochłonne operacje i łatwe dzielenie przepływu produktów między nimi, a następnie łączenie strumienia produktów w dalszej części linii produkcyjnej. Stosując inteligentny system trackowy każdy produkt może mieć inny kształt i rozmiar, a linii produkcyjnej nie trzeba mechanicznie przezbrajać.

SYSTEM WIZYJNY MASZYNY

Aby produkcja przebiegała płynnie, każdy produkt musi z absolutną pewnością trafiać zawsze tam, gdzie jest potrzebny. Kiedy jednak zarówno produkty, jak i ich opakowania stale się zmieniają, odpowiednie ręczne dostosowywanie za każdym razem układu mechanicznego wymagałoby zbyt dużego wysiłku.

Istnieje jednak rozwiązanie tego problemu. Inteligentny system wizyjny może automatycznie rozpoznać kształt, rozmiar i ustawienie produktu i przekazać te informacje do robota w czasie krótszym niż milisekunda. Robot pobiera produkt z błyskawiczną prędkością, obraca go w razie potrzeby, a następnie precyzyjnie umieszcza go na torze. Bliźniaki cyfrowe pozwalają praktycznie wyeliminować przestoje związane z wymianą i prototypowaniem sprzętu.

CYFROWY BLIŹNIAK – WIRTUALNY PROTOTYP

Gdy wszystkie te technologie sprzętowe łączą się w jednym systemie, nagle pojawia się mnóstwo nowych możliwości wytwarzania produktu. Aby jednak w pełni wykorzystać potencjał sprzętu, potrzebne jest odpowiednie oprogramowanie, które to umożliwi.

Oprócz intuicyjnego, przyjaznego dla użytkownika środowiska inżynieryjnego, istnieje jedno rozwiązanie programowe, które jest szczególnie ważne: symulacja. Technologia cyfrowych bliźniaków odgrywa kluczową rolę w eliminacji przestojów związanych z wymianą i prototypowaniem sprzętu. Cyfrowy bliźniak umożliwia symulację całego procesu produkcyjnego, zanim jeszcze powstanie fizyczne urządzenie. Daje to sposobność zidentyfikowania wszelkich potencjalnych problemów i ich wcześniejszego skorygowania.

"Dzięki adaptacyjnej maszynie producenci dóbr konsumpcyjnych mogą reagować na zmieniające się wymagania szybko i w sposób ekonomicznie opłacalny" – mówi Martino, podsumowując zalety nowego typu maszyny. Rekomendacja influencera z mediów społecznościowych nie będzie już spędzała producentom snu z powiek.

B&R Automatyka Przemysłowa
www.br-automation.com/pl/