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關鍵詞:拉線;美容器;收縮率
1 試驗目的
針對牌號A卷煙拉線皺的質(zhì)量缺陷,開展共同試驗。從拉線收縮率、拉線所用基材、盒包透明紙及盒包美容器入手,通過材料和設備匹配試驗,找出影響牌號A卷煙拉線皺的因素和解決辦法。
2 試驗情況
(1)方案一試驗工作。
1)拉線試驗樣品:收縮率10%、低溫收縮率1.5%、厚度30μm。拉線對比樣品(正常使用):PET基材、收縮率7.0%、低溫收縮率1.0%、厚度30μm。
2)試驗機臺:A包裝機 。
3)試驗條件:正常車速380包/分,美容器正常溫度97℃(上、中、下烙鐵)。
4)試驗結(jié)果:在上述實驗條件下取試驗和對比樣品煙各五條,觀察盒包拉線質(zhì)量情況,其結(jié)果是試驗樣品煙拉線平整度稍好于對比樣品,但拉線皺缺陷卻未得到根本改觀。
(2)從拉線所用基材、基材厚度、制作工藝等方面入手來調(diào)整拉線收縮率,進行了方案二的試驗工作。
1)拉線試驗樣品。1#樣:BOPP基材、收縮率6%、低溫收縮率1.5%、厚度33μm。2#樣:BOPP基材、收縮率6%、低溫收縮率2.0%、厚度33μm。3#樣:PET基材、收縮率11%、低溫收縮率3.5%、厚度25μm。4#樣:PET基材、收縮率10%、低溫收縮率1.5%、厚度25μm。5#樣:PET基材(正版模壓)、收縮率7%、低溫收縮率1.0%、厚度30μm。6#樣:PET基材(正版模壓)、收縮率11%、低溫收縮率2.0%、厚度30μm。
拉線對比樣品(正常使用):PET基材、收縮率7.0%、低溫收縮率1.0%、厚度30μm。
注:除5#樣、6#樣為正版模壓工藝外其余樣品均為正常使用反版模壓工藝,正版模壓工藝是將拉線色層直接印在膜面上,美容器溫度不需經(jīng)過鋁層傳導至收縮主體,防止了溫度遞減。
2)試驗機臺:A包裝機。
3)試驗條件:正常車速380包/分,美容器正常溫度97℃(上、中、下烙鐵)。
4)試驗結(jié)果:在上述實驗條件下取試驗和對比樣品煙各三條,觀察盒包拉線質(zhì)量情況,其結(jié)果是2#樣、3#樣、6#樣的試驗樣品煙拉線平整度要好于對比樣品,但拉線皺缺陷仍不能根本解決。由于2#樣采用BOPP基材,其強度有所降低;6#樣采用正版模壓工藝,影響色彩質(zhì)量,因此調(diào)整拉線基材和制作工藝已不能作為今后試驗的方向。3#樣可以做為改進對象供進一步試驗。
(3)開展了方案三的試驗工作,并將方案二中3#樣納入本次試驗。
1)拉線試驗樣品 :PET基材、收縮率11%、低溫收縮率3.5%、厚度25μm(3#樣)。包裝膜試驗樣品: BOPP收縮膜、收縮率5%、江陰中達。
2)拉線對比樣品(正常使用):PET基材、收縮率7.0%、低溫收縮率1.0%、厚度30μm。包裝膜對比樣品(正常使用): BOPP收縮膜、收縮率8%、江陰中達。
3)試驗條件:A包裝機, 正常車速380包/分,美容器正常溫度97℃(上、中、下烙鐵)。
4)試驗結(jié)果:在上述實驗條件下四種組合的樣品煙各取三條,觀察盒包拉線質(zhì)量情況,其結(jié)果為試驗拉線與正常使用包裝膜組合盒包拉線質(zhì)量要好于其他幾種情況。因此調(diào)整BOPP收縮膜的收縮率不能根本上解決拉線皺的質(zhì)量缺陷且有可能會造成包裝膜質(zhì)量問題。
(4)根據(jù)前幾次試驗情況,將3#樣品及3#樣品的改進型7#樣作為方案四的試驗對象,進行了試驗。
1)拉線試驗樣品。3#樣:PET基材、收縮率11%、低溫收縮率3.5%、厚度25μm。7#樣:PET基材、收縮率12%、低溫收縮率5.5%、厚度25μm。
拉線對比樣品(正常使用):PET基材、收縮率7.0%、低溫收縮率1.0%、厚度30μm。
2)試驗機臺:B包裝機、A包裝機、C包裝機。
3)試驗條件: 正常車速380包/分, 美容器試驗溫度100℃、105℃、110℃、115℃、120℃(上、中、下烙鐵)。
4)試驗結(jié)果
B包裝機試驗結(jié)果:在相同試驗條件下,3#樣和7#樣的試驗樣品煙拉線平整度要好于對比樣品,但二者相比差別不大;隨著美容器試驗溫度不斷提高,無論是試驗拉線還是對比拉線其盒包拉線平整度均有所改善。
A包裝機試驗結(jié)果:其試驗結(jié)果與B#包裝機相近,但其效果不如B #包裝機。
C包裝機試驗結(jié)果:該機組美容器顯示溫度95℃,在不調(diào)整美容器溫度情況下,無論是試驗拉線還是對比拉線其盒包拉線均平整良好。經(jīng)與其它機臺小盒煙包外觀的對比分析,我們認為C 包裝機盒包拉線平整的原因可能與其美容器與盒包間接觸緊密有關。
3 試驗結(jié)論
綜合上述試驗情況和包裝機生產(chǎn)過程的觀察,得出如下試驗結(jié)論:
(1)無論是改變拉線制作工藝、改換拉線基材還是降低包裝膜收縮率,都不能有效改善盒包拉線質(zhì)量;提高拉線收縮率特別是低溫收縮率可以適當改善盒包拉線質(zhì)量。
(2)由于牌號A卷煙拉線特殊的生產(chǎn)工藝,在包煙時美容器溫度較低時,不能有效的把溫度傳導給拉線收縮主體―PET膜,使得拉線不能產(chǎn)生有效的收縮。調(diào)整美容器溫度,調(diào)整控制范圍為110―120(℃),可以有效改善盒包拉線質(zhì)量。
(3)增加美容器與盒包間的接觸程度可以提高拉線收縮主體―PET膜接收到的溫度,使之大于拉線收縮的極限溫度 ,可以有效改善盒包拉線質(zhì)量。
1.包裝生命周期分析
包裝生命周期分析是指從包裝原材料選購到生產(chǎn)、運輸、銷售、使用、廢棄的整個生命周期進行分析。由于包裝存在的意義是為了滿足某種商品的需要,所以包裝生命周期分析的特點往往與被包裝商品的生命周期有著必然聯(lián)系。因此,在進行包裝生命周期分析時,需要了解被包裝商品的信息,而在進行商品生命周期分析時,也必須涵蓋包裝生命周期分析。
下面是筆者對一款電子產(chǎn)品的一套包裝方案進行的生命周期分析。
(1)該包裝方案中4種包裝材料的碳排放從大到小依次為:木箱87.1%、EPE8.5%、防潮袋3.02%、干燥劑1.42%,這與其各自的重量比是一致的。
(2)大多數(shù)碳排放來自于生產(chǎn)包裝材料的原材料,如木箱的原材料膠合板和鍍鋅鋼板、EPE的原材料LDPE樹脂、防潮袋的原材料PA/LDPE樹脂、干燥劑的原材料硅膠。
(3)工廠加工過程中的耗電量總和占到5%。
(4)包裝材料運輸至終端用戶的過程中所產(chǎn)生的碳排放總和占到1%(均為短途運輸)。
由此,我們可以得出,包裝材料的類別和用量是碳排放表現(xiàn)的重要指標。
OMAC,機械自動化和控制組織,一直在倡導新技術中扮演一個關鍵角色,包括包裝業(yè)伺服驅(qū)動機器標準的出現(xiàn)?,F(xiàn)在,雀巢公司的企業(yè)電力和自動化集團為獲得全球技術標準而提供催化劑,OMAC已經(jīng)開始行動,改善人機界面的規(guī)范化,改善屏幕上的診斷,標準化包裝用戶的需求。在過去,所有這些領域都沒有做標準化的努力,而標準化能有助于簡化和高效包裝業(yè)務。
“我們相信標準化必然提高我們的整體設備效率?!盉ryan Griffen博士,OMAC包裝工作組(OPW)主席及雀巢全球自動化經(jīng)理,告訴我們:“我們完全致力于PackML戰(zhàn)略,我們將通過積極參與OMAC包裝工作組來繼續(xù)支持和開發(fā)這一戰(zhàn)略?!?/p>
“我們正在開發(fā)免費工具和規(guī)范應用程序作為PackML戰(zhàn)略的一部分?!盙riffen說道: “這些措施包括HMI規(guī)范,通信標準和安全系統(tǒng)集成――所有這些都致力于改善包裝系統(tǒng)的可操作性和可維護性?!?/p>
在一次自動化會議上,針對HMI常見的外觀和感覺,Griffen展示在單一包裝線上的13個不同的人機界面屏幕,每一個外觀或感覺都不盡相同,包括檢查應用程序、重量檢查、編碼、包裝和運輸功能。在雀巢工廠,有超過200,000個人機界面正在使用,有超過70,000人從事包裝業(yè)務。但由于屏幕都是不同的,就需要為每種類型的設備進行具體的培訓,花費大量的時間和金錢。
為了解決這個問題,雀巢公司包裝和自動化組已經(jīng)開發(fā)了一個標準的人機界面解決方案。機器的特定要求會顯示在每個屏幕的中心,但常見的模板已經(jīng)制作好,有頂部菜單欄、命令按鈕、導航、主動報警和事件短信。模板的目標是用戶界面友好,允許操作員在機器和生產(chǎn)線之間有更多的移動性,并可從設備上診斷更多信息。
OPW委員會正致力于應用科技和潛在利益?!拔覀冊噲D在標準的技術細節(jié)上做到實用和平衡并重,標準的受益將提供給終端用戶、機械制造商和系統(tǒng)集成商?!盩homas Doney說道,他是雀巢產(chǎn)品技術中心高級研究工程師,也是OPW的一員。
主要的目標是協(xié)調(diào)人機界面的設計和尤其是在終端用戶中達成共識,在那里標準的屏幕是相似的而且每個面板內(nèi)容也是相似的。一旦最終用戶完成規(guī)范定義一組特定的人機界面屏幕,設備制造商將能夠在不同的機器上重新配置操界面來符合該標準。
“對于終端用戶而言顯而易見的好處是,隨著生產(chǎn)線上操作員的配備,即使某天有人人打電話請病假,別的人可以照顧這條生產(chǎn)線。”Doney說:“他們很容易做到,因為他們操作的機器狀態(tài)看起來和其他生產(chǎn)線線上他們操作的機器相同,當故障發(fā)生時,他們都可以用相似方法解決?!?/p>
屏幕上的機器診斷?對于雀巢而言,生產(chǎn)流程和包裝有著根本性的不同,公司內(nèi)部開發(fā)流程技術,因而深入了解并擁有對知識產(chǎn)權控制。而包裝機械是由許多不同的機械制造商開發(fā)的,雀巢公司不希望維護人員訪問不熟悉的代碼。
Griffen呼吁機械制造商所有診斷和糾正措施可以在人機界面上完成,而不是在內(nèi)部控制器里。他認為這需要大多數(shù)供應商的新努力,但他也表示這將通過減少停機時間增加價值和提高效率。
人機界面轉(zhuǎn)型的第二個元素是改變診斷信息顯示并使用人機界面將更多的參數(shù)進行調(diào)整。該工程的目標是在不同類型的包裝機之間實現(xiàn)熟悉且程序結(jié)構一致的標準。
“業(yè)務需求是常見的外觀和感覺功能,比如貼標簽,使用一組人機界面屏幕,類似用來收集包裝盒的屏幕。”Doney說:“有區(qū)別的增值步驟是完成后移向下一個生產(chǎn)線,對每個流程步驟,操作員可以步行的,而且屏幕看起來是一樣的,提供類似的功能信息。當故障發(fā)生時,解決問題的過程是相似的,是從單元操作到單元操作?!?/p>
PackML標準成為解決方案的重要部分,提供了創(chuàng)建一組一致命名的變量和標簽的基礎。Doney說食品公司通常非常注重自己的核心競爭力,但在歷史上還沒有強調(diào)下游的填料單元操作。如果沒有適當?shù)仃P注上下游業(yè)務,整個生產(chǎn)線可能因為材料或機器的問題停下來。
“我們已經(jīng)意識到需要更加強調(diào)末端操作,從總的填料到操作下游的特定控制策略,PackML開始發(fā)揮作用?!盌oney說:“通過提供通信結(jié)構報告信息的總線,提供了單元操作之間互聯(lián)互通的解決方案?!?/p>
他說像PackML這樣集成商,因為他們了解在線的各種機器,機器故障都有類似的標記格式。集成商可以配置線控制以適應應用程序。今天,他們經(jīng)常要做的第一件事就是對每一臺機器回顧內(nèi)部結(jié)構調(diào)整,調(diào)整編程來訪問所需信息實現(xiàn)線控制。
許多功能過去沒有實現(xiàn),是因為網(wǎng)絡技術并不像今天這么先進。隨著網(wǎng)絡的發(fā)展,以太網(wǎng)已經(jīng)成為機器與上游之間連接的解決方案,這位PackML提供在線診斷打開了一扇門?!艾F(xiàn)在,用戶可以從產(chǎn)品的零部件組成來預期生產(chǎn)線的業(yè)績。在某特定日,如果發(fā)現(xiàn)預期的性能下降5~10%,則很容易倒回去識別原因?!盌oney說道:“我們可以查明是否問題已得到解決,是否存在超時而導致對目標進展的阻礙?!?/p>
1概述
在卷煙生產(chǎn)線上,煙支包裝前在煙庫中因重力作用堆疊在一起,可能因壓力過大導致卷煙無法正常輸送,為此需要攪動器系統(tǒng)改善卷煙的疏松程度,使卷煙包裝工藝正常進行。目前卷煙疏松系統(tǒng)的核心是直流調(diào)速系統(tǒng),其自身固有的缺點,在長時間高強度作業(yè)的情況下,故障維修率很高。為改善該狀況,采用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)取代直流調(diào)速系統(tǒng),提高了系統(tǒng)的可靠性。煙庫攪拌電機現(xiàn)場實物圖如圖1所示。
2系統(tǒng)組成和存在的問題
原直流調(diào)速控制系統(tǒng)由直流電動機、測速發(fā)電機、電機驅(qū)動器以及與主控制器的輸入輸出點構成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。直流電機中有換向器和碳刷,碳刷磨損產(chǎn)生的碳粉容易在換向器上聚積引發(fā)短路,燒毀電機或驅(qū)動板,碳刷和換向器之間長時間的摩擦會使換向器表面產(chǎn)生氧化,導電力下降,表面粗糙、不光滑會產(chǎn)生大量的火花燒壞換向器表面,使換向器表面變得凹凸不平,加速了碳刷的磨損速度,減少了使用壽命,增加了保養(yǎng)的難度和頻次。電機前端傳動箱由齒輪油進行,油位較高,油封易老化,經(jīng)常發(fā)生漏油事故。由于電機安裝是平置的,漏油時齒輪油易順著電機軸滲透到電機內(nèi)部的碳刷、換向器上,增大了碳刷和換向器的接觸電阻,運行過程中會產(chǎn)生巨大的熱量,燒壞電樞繞組,另外油與碳粉混合形顧結(jié)塊,會造成短路從而燒毀電機,甚至燒毀驅(qū)動板。此外備件昂貴,供貨周期長,煙廠使用維修量大,影響正常生產(chǎn)。此直流煙庫攪煙電機的缺點日益顯現(xiàn),迫切需要尋找一種新的解決方案替代直流調(diào)速控制系統(tǒng)。
3系統(tǒng)特性
(1)攪動器電機轉(zhuǎn)速同包裝機轉(zhuǎn)速的關系
通過實測,直流電動機的實際轉(zhuǎn)速在160~1060(r/min),雖然直流調(diào)速系統(tǒng)的額定轉(zhuǎn)速是1500r/min,但實際直流運行速度不超過1100r/min。圖2所示為轉(zhuǎn)速隨動圖。
(2)負載機械特性
根據(jù)包裝機調(diào)試手冊,煙支攪煙電機拖動的機械裝置負載轉(zhuǎn)矩是動態(tài)變化量,最大值為1.5(N•m)。(3)動態(tài)響應速度根據(jù)經(jīng)驗及現(xiàn)場實測數(shù)據(jù),煙庫攪煙裝置對速度的精度要求不是很高。
4改造方案
改造采用交流變頻控制系統(tǒng)替代原有直流控制系統(tǒng)。交流電機結(jié)構簡單、體積小、價格低、易維護,對環(huán)境適應性強,由于其結(jié)構特點,對漏油有一定耐受能力。用一種交流電機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)替代原有的直流電機閉環(huán)控制系統(tǒng)是一種行之有效的選擇,交流系統(tǒng)性能可靠,轉(zhuǎn)動平穩(wěn),經(jīng)久耐用。煙庫攪煙系統(tǒng)的改造可以應用原來的主控制器輸出信號,對新系統(tǒng)進行控制。
改造方案:G.D包裝機主控制器系統(tǒng)速度控制信號通過頻壓轉(zhuǎn)換控制變頻器輸出,進而拖動電機,構成一個變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。
4.1確定改造選用的電氣元件
(1)交流電機選擇
異步電動機可以滿足系統(tǒng)的要求。選用通用交流電機,額定轉(zhuǎn)速1380r/min,功率0.37kW,額定電流1.78A。經(jīng)計算,其轉(zhuǎn)矩適于機械系統(tǒng)要求。此電機適應本系統(tǒng)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩要求。
(2)變頻器選擇
變頻器的容量選擇以變頻器的額定電流大于或等于電動機的最大正常工作電流為原則,這可最大限度節(jié)約資金。選用德國原裝Le-nze8200系列內(nèi)置閉環(huán)型矢量變頻器對電機進行控制,變頻器型號為E82EV551-2C,具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。其保護功能為變頻器和電動機提供了良好的保護,完全滿足新系統(tǒng)各項要求。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要有兩種調(diào)速方式:VVVF及矢量調(diào)速,改造中選擇無速度傳感器矢量調(diào)速系統(tǒng),該調(diào)速方式可改善電機低速時轉(zhuǎn)矩不足,甚至在低速區(qū)電機也能輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。無速度傳感器矢量調(diào)速系統(tǒng)價格低廉,性能在額定頻率時基本上類似直流系統(tǒng),在低頻3Hz以上時的轉(zhuǎn)矩接近直流系統(tǒng)的額定轉(zhuǎn)矩,而攪動器系統(tǒng)不會工作在3Hz以下[1,2]。
4.2改造后系統(tǒng)構成及特點
系統(tǒng)整體設計如圖3所示。編碼器將主軸電機的轉(zhuǎn)速信號(煙支包裝的速度)輸入主控制器,此信號通過主控制器處理輸出速度控制信號,現(xiàn)將此頻率信號引入加裝的頻壓轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)化為模擬量電壓信號,輸入變頻器的速度控制端子(7、8),變頻器對電機進行驅(qū)動控制。從而使煙庫攪煙速度與包裝機速度相匹配[3]。頻壓轉(zhuǎn)換器輸入輸出關系如圖4所示。當頻壓轉(zhuǎn)換器的輸入頻率在2000~3000(Hz)范圍內(nèi)變化時,其輸出電壓在0~10(V)之間變化,這就得到變頻器的模擬量輸入?yún)⒖茧妷海姍C即可實現(xiàn)無級調(diào)速[3]。系統(tǒng)硬件連接如圖5所示。改造后現(xiàn)場實際施工安裝圖,如圖6所示。
【關鍵詞】快速消費品 敏捷供應鏈管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集 方案設計
1 引論
快速消費品敏捷供應鍵管理系統(tǒng)的整體設計思想是信息流取代物流,并且根據(jù)準確、及時的各方信息進行市場需求的預測,因此,各種數(shù)據(jù)的采集與傳輸和需求預測模型成為整個系統(tǒng)構建和運行的關鍵內(nèi)容。筆者結(jié)合行業(yè)實踐提出以下具體的實現(xiàn)方案,希望給快速消費品行業(yè)的敏捷供應鏈系統(tǒng)中實際數(shù)據(jù)采集工作提供有益的借鑒和參考。
2 基于移動供應鏈的銷售數(shù)據(jù)采集方案設計
對于快速消費品來說,大面積鋪貨率的實現(xiàn)需要龐大的銷售終端,這些終端中除了大賣場、連鎖超市等大型零售企業(yè)外,很多是小型的便利店、食雜店和路邊攤;前者的數(shù)據(jù)的獲取可以通過供應鏈平臺的流程管理來取得,但是對于后者這些分散的銷售點說,沒有能力和條件建立自己的信息系統(tǒng)。
運用目前普及率極高的移動網(wǎng)絡和方便的移動終端產(chǎn)品如手機等,構建可行的數(shù)據(jù)采集方案,則可以實現(xiàn)對整個銷售終端數(shù)據(jù)的采集。運用移動供應鏈平臺,一方面會給零售終端的訂貨帶來便利,同時減少以往用電話等訂貨方式的隨意性帶來的業(yè)務操作和管理的協(xié)調(diào)問題;另一方面可以使供應鏈節(jié)點企業(yè)變終端信息的被動獲取方式為主動收集方式,以使信息的傳遞達到及時、準確。這就是移動供應鏈(MSCM),幫助實現(xiàn)整個渠道商業(yè)流程優(yōu)化的一種新的供應鏈管理方式,如1圖所示:
圖1:基于移動網(wǎng)絡的供應鏈系統(tǒng)接入體系
快速消費品移動供應鏈平臺的構建基于移動通信網(wǎng)絡,系統(tǒng)由三個層次構成:由移動運營商提供的系統(tǒng)服務層、能為供應鏈節(jié)點和顧客提供信息和響應顧客需求的應用服務層和構建支撐平臺和系統(tǒng)服務所必需的開發(fā)環(huán)境、接口與工具。
3 基于RFID的物流數(shù)據(jù)采集方案設計
快速消費品大多為小包裝的物品,并且其分銷渠道較長,因此物流量巨大、變化頻繁、周轉(zhuǎn)周期短,傳統(tǒng)方式采用條形碼技術和人工盤點的方式控制信息流,但是存在著人力成本高、盤存誤差大、數(shù)據(jù)信息量小、信息交互能力弱等很多問題,降低了整個產(chǎn)品的供應鏈的管理效果,因此引入RFID技術來改善供應鏈中物流的信息傳遞模式。
就目前的情況看,制造業(yè)都把物流分包給3PL供應商,在3PL的倉儲中,貨物是按照托盤形式存放,并且用塑料密封包裝。這些倉儲企業(yè)需要以托盤為單位,將塑料密封包裝拆開,并在每個包裝箱上一一粘貼電子標簽,之后再統(tǒng)一加放到原來的托盤上。這種操作,大大增加額外的操作環(huán)節(jié),成為了物流環(huán)節(jié)的效率屏障。另外由于RFID技術本身讀寫效率受到很多環(huán)境因素的影響,導致整個供應鏈體系中完全的引入RFID技術在目前來說,無論是從成本角度還是從技術角度都存在著諸多困難,因而在構建的快速消費品敏捷供應鏈中,僅僅將RFID技術應用于庫存管理中的批量數(shù)據(jù)快速采集方面?;赗FID的供應鏈管理信息系統(tǒng)框架,如圖2所示:
圖2:基于RFID技術的信息采集系統(tǒng)
通過引入RFID技術的供應鏈系統(tǒng),既有信息的及時采集與在線實時更新,也有決策的反饋與調(diào)整,從根本上解決了信息延遲以及信息流和實物流的不匹配的問題,還使集到的信息產(chǎn)生錯誤的可能降到非常低的程度。
參考文獻:
[1] 孫小云.基于GSI系統(tǒng)的快速消費品行業(yè)上游供應鏈整合研究[D].北京交通大學,2012年.