خلاصه اجرایی

اتوماسیون تولید غیر بافته ذوب (MB) را از یک فرآیند تنوع با تنوع و تنوع به یک عملیات پایدار و محور تبدیل کرده است. مقرون به صرفه ترین راه حل ها بر روی پنج اهرم متمرکز است: (1) کاهش نیروی کار ، (2) عملکرد خوب با ضریب بالاتر ، (3) بهینه سازی انرژی ، (4) تغییر سریع ، قابل تکرار درجه و (5) نگهداری پیش بینی. هنگامی که به عنوان یک بسته یکپارچه اجرا می شود (کنترل Sensor Sensor Sensor Suite Suite) ، این اهرم ها به طور معمول هزینه واحد را 10-20 ٪ کاهش می دهند ، OEE را با 5 تا 15 امتیاز بهبود می بخشند و حق بیمه اتوماسیون را در 1-2 سال پوند در شرایط عادی بازار بازپرداخت می کنند.

جایی که پول در تولید MB می رود

هزینه کل در هر کیلوگرم (ساده):

هزینه واحد = نگهداری انرژی مواد/مواد مخدر سربار-ارزش محصول جانبی

مواد (مواد افزودنی پلی پروپیلن): 60-85 ٪ COG برای نمرات MB کالا.

انرژی (اکستروژن ، بخاری هوا ، کمپرسورها ، HVAC): 5-15 ٪.

نیروی کار (فناوری های کیفیت اپراتورها): 3-10 ٪ (در سطح منطقه و سطح اتوماسیون بسیار متفاوت است).

تعمیر و نگهداری/مواد مصرفی (فیلترها ، تمیز کردن مرگ ، سرویس کمپرسور): 3-8 ٪.

عملکرد/قراضه: هر درصد از ضایعات به دلیل اینکه مواد و انرژی را هدر می دهد ، اهمیت دارد.

اتوماسیون هر سطل را همزمان هدف قرار می دهد.

"اتوماسیون" در واقع در یک خط MB معنی دارد
1) کنترل فرآیند حلقه بسته

کنترل توان جرم: پمپ های ذوب با فشار فیدرهای گرانشی برای تثبیت GSM و قطر فیبر.

کنترل و کنترل هوا: دمای چند منطقه ای و تعادل جریان هوا با کنترل مدل پیش بینی کننده مدل (MPC) برای کاهش نوارهای وزن پایه وب.

کنترل شارژ الکترواستاتیک: بازخورد چگالی بار در زمان واقعی برای نمرات تصفیه.

2) کیفیت و دید درون خط

اسکنرهای وزن پایه (β-Gauge/IR): کنترل GSM حلقه بسته ؛ نقشه برداری آماری برای تنظیم دستور العمل.

نقص وب و تجزیه و تحلیل Edge: دوربین ها و Edge AI ژل ها ، سوراخ ها ، دود و رگه ها را تشخیص می دهند. محرک های تعویض درجه بندی خودکار یا روالهای پاکسازی لیپ را تحریک می کند.

3) سیم پیچ و دستگیره هوشمند

Doffing Auto ، Splice و Roll ID: کاهش زمان تغییر و لمس اپراتور.

تنش و کنترل دراز: باعث کاهش تلسکوپی و زباله های رول می شود.

4) دستور العمل ، قابلیت ردیابی و ادغام MES/SCADA

تغییر درجه یک کلیک با قفل های متقابل (پلیمر MI ، درجه حرارت ، نرخ هوا ، نقاط تنظیم شارژ).

سوابق EBATCH (تعداد زیادی هشدار ، پارامترها ، رول سلسله شناسی) برای پشتیبانی از حسابرسی ها و تجزیه و تحلیل علت ریشه ای سریع.

5) نگهداری پیش بینی کننده

سنسورها: لرزش ، پروکسی ترموگرافی ، امضاهای جریان موتور ، نقطه شبنم کمپرسور ، فیلتر ΔP.

مدل ها: باقی مانده عمر مفید (RUL) تخمین می زند برای برنامه ریزی تمیز کردن قالب ، مبادلات فیلتر و سرویس کمپرسور در طول لاله های طبیعی.

کتاب بازی کاهش هزینه
الف) بدون خطر کیفیت کار را کاهش دهید

Doffing Auto Doffing Automated Dression Dyly اغلب کارکنان را از 5-7 به 2-4 اپراتور در هر شیفت کاهش می دهد.

چک لیست های دیجیتالی و دستورالعمل های کار الکترونیکی سازگاری با افراد کمتری دارند.

ب) عملکرد بالابر و تثبیت GSM

کنترل GSM با حلقه بسته معمولاً به عنوان مثال ، 3 ٪ 6 ٪ را کاهش می دهد.

قطر فیبر مداوم عملکرد تبدیل پایین دست (ماسک ، فیلترها) را بهبود می بخشد.

ج) بهینه سازی انرژی

بخاری های هوای فشرده شده و هوای گرم بارهای بزرگی هستند. اتوماسیون از طریق:

بهینه سازی جریان هوا در مقابل GSM هدف (بدون استفاده از "تنظیم و مکان").

بازیابی حرارتی از پلنت های اگزوز تا پیش گرم کردن هوا.

تشخیص نشت ، باند فشار و مرحله بندی کمپرسور اتوماتیک.

انتظار کاهش 5-20 ٪ در کیلووات ساعت در کیلوگرم با بهینه سازی نظم را داشته باشید.

د) کاهش ضررهای تغییر

بسته های دستور العمل مناطق گرم و گرم را کوتاه می کنند.

پاکسازی خودکار لب و تراز هوا چاقو در پرواز ، پس از تغییر درجه ، زباله های "یادگیری" را کاهش می دهد.

ه) تعمیر و نگهداری که از قراضه جلوگیری می کند

هشدارهای پیش بینی کننده از توقف های غیرمترقبه که رول ها را رها می کنند یا باعث ایجاد شبکه و ژل های دودی می شوند ، جلوگیری می کنند.

مثال کار شده: ROI اتوماسیون (مصور)

فرضیات (گیاه مثال):

توان: 220 کیلوگرم در ساعت ، 8000 ساعت در سال در دسترس است.

قیمت فروش: 3.20 دلار در کیلوگرم (مخلوط).

مواد افزودنی PP: 1.30 دلار در هر کیلوگرم هزینه مواد.

انرژی: 1.2 کیلووات ساعت در کیلوگرم @ 0.10 $/kWh → 0.12 $/کیلوگرم.

نیروی کار: منطقه با 18 دلار در ساعت کاملاً بارگذاری شده.

تعمیر و نگهداری/مواد مصرفی: 0.18 دلار در کیلوگرم (نیمه خودکار) در مقابل 0.15 دلار در کیلوگرم (خودکار).

پرسنل: 6 ops/shift (نیمه) → 3 ops/shift (خودکار).

قراضه: 6 ٪ (نیمه) 3 ٪ (خودکار).

CAPEX: خط نیمه اتوماتیک خط 2.0 میلیون دلار ؛ بسته بندی اتوماسیون 0.6 میلیون دلار به روز می کند.

نتایج:

هزینه واحد (نیمه خودکار): 2.091 دلار در کیلوگرم.

هزینه واحد (خودکار): 1.815 دلار در کیلوگرم.

خروجی خوب سالانه:

نیمه خودکار: 1،760،000 × (1-0.06) = 1،654،400 کیلوگرم

خودکار: 1،760،000 × (1 - 0.03) = 1،707،200 کیلوگرم

سود سالانه افزایشی از اتوماسیون: 529 دلار در سال.

بازپرداخت در افزایش اتوماسیون 0.6 میلیون دلاری: 1.13 سال.

غذای آماده: حتی سود متوسط ​​در نیروی کار ، عملکرد و نگهداری به سرعت حق بیمه اتوماسیون را پوشش می دهد.

معماری عملی برای یک خط MB خودکار مقرون به صرفه

تغذیه و اکستروژن

فیدرهای گرانشی با دستور العمل های خاص Mi ؛ حلقه بسته پمپ ذوب شده برای حفظ جریان جرم ثابت.

فیلتر ذوب با سنسورهای ΔP ؛ منطق خودکار و بی نظیر برای جلوگیری از سنبله های فشار فاجعه بار.

سیستم مرگ و هوا

بخاری های چند منطقه ای ؛ نرخ رمپ خودکار برای محافظت از لب.

دمنده های کنترل شده با VFD ، کنتورهای جریان انبوه و روال تراز Auto Air-Knife.

پلنت اگزوز با سیم پیچ بازیابی گرما ؛ رطوبت و نظارت بر دما برای تثبیت تشکیل فیبر.

تشکیل و شارژ وب

اسکنر GSM درون خط تغذیه یک کنترلر پیش بینی مدل (MPC) که جریان جرم و جریان هوا را همزمان می کند.

شارژ Corona یا Tribo با تأیید نقطه از طریق پروب چگالی بار.

تدارکات Winder & Roll

بادگیر برجک با شکاف اتوماتیک ؛ لودر اتومبیل هسته/Bobbin ؛ برچسب های بارکد یا RFID برای تبارشناسی.

ادغام AGV یا Tugger برای حذف رول های نهایی ، کاهش لمس اپراتور.

کنترل و نرم افزار

یکپارچه PLC/PAC با سرور OPC UA ؛ مورخ برای پارامترها و نقص.

دوقلوی دیجیتال یا "سنسور نرم" برای برآورد متغیرهای اندازه گیری نشده (به عنوان مثال ، پروکسی قطر فیبر) برای تنظیم سریعتر.

KPI های کلیدی (و محدوده هدف واقعی)

OEE: 70-85 ٪ (بسته به ترکیب محصول).

قراضه/خارج از آن: 3-4 ≤ برای SKU های پایدار ؛ ≤ 6-8 ٪ در تغییرات درجه مکرر.

کیلووات ساعت/کیلوگرم (فقط خط): بسته به عرض قالب ، دمای هوا و بازیابی.

زمان تغییر درجه به وب قابل فروش: <25 دقیقه خط بالغ ؛ <45 دقیقه رمپ زودرس.

فاصله تمیز کردن مرگ: 2-6 هفته بسته به تمیز بودن رزین و تصفیه.

چک لیست تهیه: هزینه کردن در جایی که ROI بالاترین است

موذی

پمپ ذوب تغذیه گرانشی حلقه بسته

اسکنر GSM با کنترل حلقه بسته

بادگیر برجک با شناسه خودکار و رول

مدیریت دستور العمل متمرکز سوابق eBatch

گزینه های ROI بالا

بازیابی گرما در هوای فرآیند

تعمیر و نگهداری پیش بینی کننده (امضاهای فعلی لرزش ΔP)

بسته بندی کمپرسور و بسته تشخیص نشت

"خوب به همه ،" وابسته به مورد

Vision AI برای طبقه بندی نقص (بهترین هنگام فروش تصفیه حق بیمه)

AGVS برای حرکت رول (بهترین در مقیاس یا با محدودیت های کار)

نقشه راه اجرای (6 مرحله مختصر)

مطالعه پایه (2-4 هفته): اندازه گیری OEE ، نقشه قراضه ، انرژی/کیلووات ساعت ، محتوای کار ، زمان تغییر را اندازه گیری کنید.

مورد تجاری: پس انداز توسط اهرم را کمیت کنید. تنظیم KPI های هدف ؛ پشته اتوماسیون را انتخاب کنید.

زیرساخت های دیجیتال: مورخ ، اتصالات MES ، Roll Genealogy ، Ebatch.

به روزرسانی های مکانیکی و سنسور: نصب اسکنر ، متر جریان ، دما/فشار ، اتوماسیون بادگیر.

استراتژی کنترل: حلقه های بسته کمیسیون ؛ Tune MPC ؛ فلسفه هشدار و همبستگی را اجرا کنید.

People & Profdines: ایجاد SOP های دیجیتال ، کتاب های رونوشت و نقص "Playbook" ؛ جلسات روزانه درجه یک با تابلوهای KPI.

مشکلات رایج (و نحوه جلوگیری از آنها)

جریان هوا بیش از حد = انرژی هدر رفته و شکستگی فیبر. از کنترل جریان جرم گره خورده با خطای GSM استفاده کنید ، نه فرکانس دمنده ثابت.

داده ها بدون اقدام. داشبورد پس انداز نمی کند. حلقه های بسته و قفل زنگ هشدار انجام می شود.

هرج و مرج تغییر درجه. بسته های دستور العمل قفل را با قفل های قفل (پلیمر MI ، دمای مرگ ، نرخ هوا ، شارژ) برای جلوگیری از رمپ های خاموش.

نادیده گرفتن کیفیت هوای فشرده. نقطه شبنم فقیر و حمل روغن باعث نقص فیبر می شود. نظارت و نگهداری.

تعمیر و نگهداری به تعویق افتاده. هشدارهای پیش بینی کننده تنها در صورتی مفید است که برنامه ریزی آنها را به ویندوزهای تعمیر و نگهداری اختصاص دهد.

انطباق ، ایمنی و محیط زیست

ملاحظات ATEX/NFPA: دودهای پلیمری هوای گرم نیاز به تهویه مناسب ، تسکین انفجار در صورت لزوم و بخاری/دمنده های در هم تنیده دارند.

مدیریت دود: مجرای و تصفیه برای رسیدن به محدودیت های محلی. در صورت استفاده از مواد افزودنی ، VOC را کنترل کنید.

سر و صدا و گرما: محفظه های اطراف دمنده ها ؛ بازیابی گرما هم ارگونومی و هم مصرف انرژی را بهبود می بخشد.

به حداقل رساندن زباله: پیگیری/خارج از مشخصات توسط علت ریشه ؛ جدا شده برای تغذیه مجدد بالقوه در جایی که استانداردهای کیفیت اجازه می دهد. $ $