Неэффективный продольно-резательный станок? Попробуйте эти 3 варианта оптимизации!

Низкая эффективность продольно-резательных станков — проблема многих производственных предприятий, которая напрямую влияет на сроки выполнения заказов и себестоимость продукции. Чтобы решить эту проблему, попробуйте следующие три основных решения по оптимизации, которые позволят систематически повышать эффективность по всем трём направлениям: технология, управление и процесс.

Решение 1: Модернизация технологий и автоматизация трансформации (первопричина)

Это наиболее прямое и эффективное долгосрочное решение, призванное снизить зависимость от ручного труда и повысить предельную скорость и устойчивость самого оборудования.

1. Установить автоматическую систему загрузки и разгрузки (например, AGV/роботизированную руку)

◦ Проблема: Традиционная ручная подача, выгрузка и обработка бумажных гильз или рулонов отнимает много времени и труда, а перерывы в работе ограничивают время непрерывной работы оборудования.

◦ Решение: Внедрение автоматизированного управляемого транспортного средства (AGV) или шестиосевого роботизированного манипулятора для автоматической подачи рулонов, автоматической разгрузки и паллетирования готовых рулонов. Это освобождает операторов от тяжёлого ручного труда и позволяет сосредоточиться на контроле и проверке качества, обеспечивая бесперебойное производство.

◦ Эффект: Значительно сокращается время замены материалов и увеличивается эффективное время производства, особенно подходит для больших объемов и заказов с одной спецификацией.

2. Модернизация основной системы управления и приводной системы.

◦ Проблема: старый станок для продольной резки управляется реле или ранним ПЛК, имеет медленный пуск и остановку, а также неточное управление натяжением, что приводит к длительному процессу ускорения и замедления, и легко вызывает такие проблемы, как обрыв ремней и неровные режущие кромки во время высокоскоростной работы, и не позволяет ускориться.

◦ Решение: Замена на высокопроизводительную систему ПЛК и сервопривода. Современные сервосистемы обеспечивают чрезвычайно точное управление натяжением (ПИД-алгоритм или управление крутящим моментом), обеспечивая плавный и безударную работу от запуска и работы на высокой скорости до остановки.

◦ Эффект: позволяет оборудованию стабильно работать на более высоких скоростях, сокращая количество брака и простоев из-за нестабильности натяжения, а также значительно увеличивая общую среднюю скорость.

3. Установите онлайн-систему контроля качества

◦ Проблемы: Проблемы с качеством, такие как дефекты поверхности (царапины, пятна), заусенцы, погрешности размеров и т. д., обычно обнаруживаются после завершения резки, что приводит к браку всего рулона и высоким затратам на доработку.

◦ Решение: Интеграция онлайн-системы визуального контроля (ПЗС-камеры), лазерного широкоугольного прибора или ультразвукового дефектоскопа в процесс резки для контроля внешнего вида и размера изделия в режиме реального времени.

◦ Эффект: обнаружение дефектов в режиме реального времени и немедленное оповещение о них или их маркировка, предотвращение образования больших партий отходов, сокращение неэффективного времени производства, повышение производительности и косвенное повышение эффективности.

Вариант 2: Оптимизация процесса управления производством (мягкое улучшение)

При отсутствии бюджета на модернизацию оборудования потенциал эффективности можно раскрыть за счет оптимизации процессов управления.

1. Внедрение стандартизированных операций (СОП) и быстрой смены пресс-форм (SMED)

◦ Проблема: слишком много времени уходит на смену инструментов и спецификаций (изменение материалов), подготовительная работа хаотична, а время ожидания оборудования велико.

◦ Сценарий:

▪ СОП: Разработать подробные стандартизированные рабочие процедуры, включая пусковой осмотр, загрузку и регулировку инструмента, настройку параметров, очистку оборудования и т. д., чтобы снизить колебания эффективности, вызванные различиями в навыках операторов.

▪ SMED: Разделяет процесс замены пресс-формы на «внутренние работы» (операции, которые необходимо выполнять при остановленном оборудовании, например, смена инструмента) и «внешние операции» (подготовительные работы, которые можно выполнять во время работы оборудования, например, подготовка материала, подготовка инструмента, предварительная настройка программы). Максимально преобразуйте «внутренние операции» во «внешние» и оптимизируйте внутренние этапы операции (например, гидравлические замки вместо болтов).

◦ Эффект: сокращение времени смены инструмента с получаса и более до менее 10 минут, повышение гибкости производства для небольших партий и многопартийных заказов.

2. Внедрение профилактического обслуживания (TPM)

◦ Проблема: Оборудование «работает некорректно», часты внезапные отказы, а время на техническое обслуживание значительно превышает время ежедневного обслуживания.

◦ Решение: Внедрите систему TPM. Разработайте подробные ежедневные, еженедельные и ежемесячные графики технического обслуживания (например, проверка остроты лезвий, очистка направляющих, смазка подшипников, проверка источников воздуха и т. д.) и делегируйте простые задачи по обслуживанию операторам.

◦ Эффект: Значительное сокращение незапланированных простоев, обеспечение постоянной оптимальной работоспособности оборудования, поддержание стабильной эффективности производства и продление срока службы оборудования.

3. Управление эффективностью на основе данных

◦ Проблема: причина неэффективности неизвестна, а данных недостаточно, поэтому ее невозможно точно улучшить.

◦ Схема: Определите и отслеживайте ключевые показатели эффективности (OEE — общая эффективность оборудования), которые рассчитываются путем умножения коэффициента производительности на единицу времени, коэффициента производительности и коэффициента выхода годного. Анализ потерь OEE позволяет определить, на что тратится время (например, на замену пресс-формы?). Неисправность? Потеря скорости? Или потери качества? ）。

◦ Эффект: сделайте потери эффективности «видимыми», сделайте улучшения целенаправленными и мотивируйте команду, поставив цели.

Схема 3: Оптимизация параметров процесса и инструмента (тонкая настройка эффективности)

Без замены оборудования и радикальной корректировки процесса можно достичь желаемых результатов путем его точной настройки.

1. Оптимизировать параметры процесса резки

◦ Проблема: настройка натяжения, скорости, давления и других параметров эмпирически не соответствует оптимальному решению для текущего материала.

◦ Схема: Проведение технологических испытаний для регистрации оптимального значения натяжения, скорости движения и давления роликов при работе с различными материалами, различной толщины и ширины. Создана база данных технологических параметров, доступная всем операторам.

◦ Эффект: Найдите оптимальный баланс между качеством и скоростью, чтобы максимизировать скорость работы, обеспечивая при этом качество резки.

2. Управление инструментами и оптимизация

◦ Проблема: Несвоевременная замена лезвия, что приводит к плохому качеству резки, появлению множества заусенцев и даже необходимости замедлять работу; Неправильная регулировка зазора ножа.

◦ Сценарий:

▪ Регулярная замена/заточка: отслеживайте срок службы лезвия, обеспечивая его регулярную замену или заточку для поддержания остроты лезвия.

▪ Выберите правильный тип инструмента: выбирайте различные материалы лезвий (например, карбид вольфрама, керамика) и типы инструментов (например, круглые ножи, прямые ножи, обоюдоострые ножи) в соответствии с характеристиками материала.

▪ Точная регулировка зазора инструмента: убедитесь, что зазор между верхним и нижним ножами составляет 10–15 % от толщины материала, что гарантирует чистый и аккуратный рез.

◦ Эффект: обеспечение качества обрезки, уменьшение количества брака и снижения скорости, вызванных проблемами с инструментом, а также сокращение последующих процессов обработки.

Резюме и предложения

Рекомендации к действию:

1. Начните немедленно: начните с варианта 3 и проверьте параметры инструмента и процесса, что приведет к самым быстрым улучшениям.

2. Среднесрочное планирование: систематически внедрять оптимизацию управления в Варианте 2, особенно SMED и TPM, что является ключом к повышению эффективности.

3. Долгосрочные инвестиции: если узкое место в эффективности связано с самим оборудованием, то запланируйте технологическую трансформацию плана 1, что является единственным способом перехода к интеллектуальному производству.

Рекомендуется сначала измерить OEE вашего текущего станка для продольной резки, выяснить конкретную причину потери эффективности, а затем выбрать наиболее подходящий план оптимизации для достижения целенаправленного и точного улучшения.