Cách tính toán công suất và sản lượng cho một dây chuyền đóng gói thực phẩm mới

Bảng nội dung

Bài viết này bao gồm những gì

Năng lực và thông lượng: Hiểu ý nghĩa thực sự của chúng

Công thức cơ bản cho năng lực và thông lượng

Bây giờ hãy tính đến những gì thực sự xảy ra trên sàn

OEE nghĩa là gì và tại sao bạn nên biết nó

Một số yếu tố khác không nên bỏ qua

Kết luận: Biết con số của bạn trước khi bạn cam kết bất cứ điều gì

Hầu hết các doanh nghiệp sản xuất đều lên kế hoạch về những gì máy móc của họ có thể làm về mặt lý thuyết. Họ nhìn vào xếp hạng tốc độ trên một bảng thông số kỹ thuật, nhân nó với số giờ trong một ca và cho rằng con số đó là thứ họ sẽ sản xuất.

Đó là một chiến lược có vẻ tuyệt vời trên giấy tờ. Suy cho cùng, hầu hết mọi người chỉ xem nó như một bài toán đơn giản. Tuy nhiên, trên thực tế, đường dây thường xuyên bị đứt và không ai thực sự biết tại sao.

Khoảng cách giữa những gì một chiếc máy được đánh giá có thể làm được và những gì nó thực sự tạo ra là một trong những vấn đề phổ biến nhất và có thể tránh được nhất trong hoạt động đóng gói thực phẩm. Hiểu được sự khác biệt giữa công suất và thông lượng là yếu tố phân biệt các hoạt động liên tục đạt được mục tiêu với những hoạt động liên tục theo đuổi chúng.

Bài viết này bao gồm những gì

• Công suất và thông lượng thực sự có ý nghĩa gì trong bối cảnh dây chuyền đóng gói

• Công thức cơ bản để tính từng

• Bốn yếu tố trong thế giới thực làm giảm công suất và thông lượng (thời gian ngừng hoạt động, chuyển đổi, tổn thất tốc độ, gói hàng bị từ chối)

• Cách đo lường Hiệu quả Thiết bị Tổng thể (OEE) và tại sao nó quan trọng

• Các máy Hualian cụ thể được xây dựng với các tính năng thân thiện với OEE giúp dây chuyền của bạn có điểm khởi đầu tốt hơn

• Bốn yếu tố bổ sung mà hầu hết người mua bỏ qua

• Tại sao bạn không bao giờ nên cam kết một dòng mà không xem qua những con số này trước

Năng lực và thông lượng: Hiểu ý nghĩa thực sự của chúng

Năng lực thực sự trong sản xuất là gì?

Công suất là số lượng đơn vị tối đa mà một dây chuyền có thể sản xuất nếu mọi thứ hoạt động hoàn hảo; nghĩa là không có điểm dừng, không bị chậm, không có vấn đề về chất lượng, không có thay phim và không có điểm dừng. Đó là mức trần lý thuyết, được lấy từ tốc độ định mức của máy nhân với tổng thời gian có sẵn trong một ca hoặc một ngày.

Năng lực là vấn đề quan trọng đối với việc lập kế hoạch. Nó cho bạn biết giới hạn trên của khả năng vật lý của máy, điều này rất hữu ích khi so sánh các lựa chọn hoặc đánh giá liệu về mặt lý thuyết một dây chuyền có thể đáp ứng nhu cầu hay không. Nhưng đây là điểm mấu chốt: năng lực không bao giờ đạt được trong thực tế. Đó là một lý tưởng bỏ qua mọi thứ thực sự xảy ra trên sàn sản xuất và hầu hết các kế hoạch sản xuất được xây dựng dựa trên công suất định mức thay vì thông lượng thực tế đều không đạt được mục tiêu.

Thông lượng: Số liệu mà nhiều người bỏ qua

Công suất là những gì thực sự xuất hiện trong một ca nhất định thay vì chỉ là tốc độ định mức của máy, đó là tốc độ định mức được điều chỉnh giảm xuống bởi mọi thứ làm mất thời gian hoặc giảm sản lượng: dừng ngoài kế hoạch, bảo trì theo kế hoạch, thay đổi, các khoảng thời gian khi máy chạy chậm hơn tốc độ tối đa, v.v.

Mọi doanh nghiệp nên lập kế hoạch xoay quanh thông lượng chứ không phải năng lực. Nếu mục tiêu sản lượng hàng ngày của bạn yêu cầu sản xuất 20.000 gói mỗi ca thì bạn cần biết công suất mà máy cụ thể của bạn sẽ cung cấp trên sản phẩm cụ thể của bạn; không phải là đỉnh cao lý thuyết trên một tờ thông số kỹ thuật.

Công thức cơ bản cho năng lực và thông lượng

Về cơ bản, chúng ta có thể bắt đầu biểu diễn mối quan hệ giữa thông lượng và công suất như sau:

Công suất = Tốc độ máy × Thời gian khả dụng

Bây giờ, mặc dù công thức này đơn giản nhưng mỗi biến cần được định nghĩa chính xác.

Tốc độ máy là công suất định mức của máy, được biểu thị bằng số túi hoặc gói trên phút hoặc giờ. Nếu một máy được đánh giá ở tốc độ 60 bao/phút, tức là 3.600 bao/giờ ở tốc độ cao nhất.

Thời gian khả dụng là tổng thời gian sản xuất mà về mặt lý thuyết máy có thể chạy. Đối với ca làm việc 8 giờ với thời gian nghỉ giải lao theo lịch là 30 phút, thời gian khả dụng là 450 phút.

Hãy tưởng tượng một chiếc máy có tốc độ 60 bao/phút và chạy trong một ca có thời lượng 450 phút. Máy này sẽ có công suất lý thuyết là 27.000 bao mỗi ca.

LƯU Ý: Trong ví dụ này, số cuối cùng là mức trần của bạn; không phải sản lượng thực tế của bạn. Bạn muốn có thể tính toán thông lượng một cách thực tế từ phía bên kia của ca làm việc khi bạn tính đến mọi thứ có thể bị trì hoãn.

Bây giờ hãy tính đến những gì thực sự xảy ra trên sàn

Khoảng cách giữa công suất và thông lượng được quyết định bởi bốn loại tổn thất trong thế giới thực. Mỗi cái đều sứt mẻ ở mức trần lý thuyết và mỗi cái cần được ước tính nếu bạn đang xây dựng một dây chuyền mới.

Thời gian ngừng hoạt động

Thời gian ngừng hoạt động là khoảng thời gian máy ngừng hoạt động. Điều này bao gồm các trường hợp ngừng hoạt động ngoài kế hoạch do lỗi, ùn tắc, xói mòn hoặc gián đoạn. Nó cũng bao gồm thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch để bảo trì, làm sạch và kiểm tra.

Nếu máy của bạn dừng trong 30 phút để vệ sinh và thêm 15 phút xảy ra lỗi ngoài ý muốn trong ca làm việc kéo dài 8 giờ, bạn đã mất gần 10% thời gian khả dụng của mình.

Chuyển đổi

Chuyển đổi là bất kỳ khoảng thời gian nào mà dây chuyền bị dừng hoặc chậm lại để chuyển đổi giữa các sản phẩm, kích cỡ túi hoặc loại phim. Trên một dây chuyền chạy nhiều SKU, thời gian chuyển đổi có thể dễ dàng chiếm 30–60 phút mỗi ca hoặc thậm chí nhiều hơn. Nhân số đó trong cả tuần sản xuất và tổng thiệt hại sẽ trở nên rất đáng kể.

Đây là lúc thiết kế máy ảnh hưởng trực tiếp đến thông lượng. Máy có khả năng điều chỉnh độ dài túi được điều khiển bằng PLC, lưu trữ thông số trên màn hình cảm ứng và hệ thống chuyển đổi cơ học nhanh cho phép người vận hành di chuyển giữa các định dạng trong thời gian ngắn hơn nhiều so với các máy yêu cầu đặt lại thủ công từng thông số riêng lẻ.

Dòng sản phẩm DXDK của Hualian, bao gồm DXDK-500II và DXDK-1000II , sử dụng điều khiển PLC và giao diện màn hình cảm ứng cho phép điều chỉnh và gọi lại kích thước túi, nhiệt độ niêm phong và các thông số chiết rót một cách nhanh chóng. Điều này trực tiếp làm giảm thời gian dành cho việc chuyển đổi giữa các lần chạy.

Tương tự, dòng máy đóng gói ngang DXDZ, bao gồm DXDZ-450B và DXDZ-350W/450W/630W , có tính năng kiểm soát nhiệt độ thông minh với các thông số có thể điều chỉnh thông qua màn hình cảm ứng HMI, cùng với hệ thống theo dõi quang điện và tự chẩn đoán lỗi giúp duy trì thời gian chuyển đổi và khởi động lại ở mức tối thiểu. Đối với các dây chuyền chạy nhiều kích cỡ sản phẩm khác nhau, những tính năng này sẽ chuyển trực tiếp thành cải thiện thông lượng có thể đo lường được so với các máy thiếu chúng.

Mất tốc độ

Tổn thất tốc độ xảy ra khi máy đang chạy nhưng không ở tốc độ định mức tối đa. Bạn có thể không biết điều này, nhưng nó thực sự xảy ra nhiều hơn những gì hầu hết người mua mong đợi.

Ví dụ, kích thước hạt hơi khác nhau, sự thay đổi độ ẩm giữa các lô, sự thay đổi độ căng của màng, v.v. có thể khiến máy chạy dưới tốc độ tối đa để duy trì chất lượng con dấu hoặc độ chính xác điền có thể chấp nhận được. Sự thận trọng của người vận hành trong quá trình khởi động và sau những lần dừng nhỏ sẽ làm giảm tốc độ hơn nữa. Và khi bạn nhận thấy máy của mình đang chạy ở 80% tốc độ định mức thay vì 100%, bạn sẽ thấy sự sụt giảm đáng kể sau một ca làm việc hoàn toàn.

Gói bị từ chối

Không phải gói nào rời khỏi hàm niêm phong đều là gói tốt. Một số gói có dấu niêm phong yếu, trọng lượng đổ đầy không chính xác, in sai hoặc phim bị lỗi và chúng sẽ bị từ chối. Trên các dây chuyền vận hành tốt với máy móc ổn định và sản phẩm đồng nhất, tỷ lệ từ chối có thể là 1–2%. Tuy nhiên, đối với các dây chuyền mới hơn, trên dây chuyền chạy các sản phẩm khó khăn hoặc trên các máy không phù hợp với sản phẩm, tỷ lệ từ chối có thể cao hơn đáng kể.

OEE nghĩa là gì và tại sao bạn nên biết nó

Hiệu quả Thiết bị Tổng thể (OEE) là phương pháp tiêu chuẩn của ngành đóng gói để kết hợp tất cả các yếu tố này thành một con số hiệu suất duy nhất.

Về cơ bản, OEE nhân ba thành phần:

• Tính khả dụng: Máy thực sự đã chạy bao nhiêu thời gian khả dụng

• Hiệu suất: Tốc độ nó chạy so với tốc độ định mức khi nó đang chạy

• Chất lượng: Tỷ lệ bao bì được sản xuất là tốt và chấp nhận được

Vì vậy, điều này có nghĩa là

OEE = Tính khả dụng × Hiệu suất × Chất lượng

Một ví dụ đơn giản:

Nếu máy của bạn sẵn sàng và chạy được 85% ca (Khả năng sẵn sàng = 0,85), thì nó chạy ở 90% tốc độ định mức khi chạy (Hiệu suất = 0,90) và 98% số gói được sản xuất là tốt (Chất lượng = 0,98), thì:

OEE = 0,85 × 0,90 × 0,98 = 74,9%

Điều này có nghĩa là thông lượng thực tế của bạn xấp xỉ 75% công suất lý thuyết; không phải 100%. Một dây chuyền có công suất lý thuyết là 27.000 bao mỗi ca trên thực tế đang sản xuất khoảng 20.200 bao bì tốt.

Điểm OEE đẳng cấp thế giới là khoảng 85%. Hầu hết các dòng mới đều có giá thấp hơn đáng kể; đâu đó trong khoảng 60–75%. Tuy nhiên, những cải tiến nhỏ sẽ được ghi nhận khi các nhóm tìm hiểu thiết bị, khả năng tương thích giữa sản phẩm và máy móc được cải tiến và các quy trình bảo trì được thiết lập.

Một số yếu tố khác không nên bỏ qua

Bốn tổn thất thông lượng và khung OEE bao gồm các yếu tố ở cấp độ máy. Tuy nhiên, một số yếu tố hoạt động rộng hơn cũng ảnh hưởng đến sản lượng thực sự mà dây chuyền của bạn tạo ra và chúng cần phải có trong kế hoạch của bạn ngay từ đầu.

Thời gian vệ sinh và dọn dẹp.

Trong sản xuất thực phẩm, mỗi chu trình làm sạch đều là thời gian ngừng hoạt động và nó cần được lên lịch trong kế hoạch của bạn. Dây chuyền xử lý chất gây dị ứng, sản phẩm có độ ẩm cao hoặc sản phẩm tuân theo tiêu chuẩn vệ sinh nghiêm ngặt có thể yêu cầu vệ sinh giữa mỗi lần vận hành hoặc nhiều lần trong mỗi ca.

Sự biến đổi của sản phẩm.

Nếu sản phẩm của bạn thay đổi về kích thước hạt, độ ẩm hoặc độ đặc giữa các lô, hiệu suất máy của bạn cũng sẽ khác nhau. Hệ thống chiết rót được hiệu chỉnh cho một điều kiện sản phẩm sẽ tạo ra các trọng lượng khác nhau nếu sản phẩm thay đổi.

Các thông số niêm phong được tối ưu hóa cho một lô màng có thể cần điều chỉnh khi cuộn tiếp theo có đặc điểm hơi khác một chút. Sự thay đổi này là có thật, nó phổ biến và nó làm tăng thêm cả tổn thất tốc độ và tỷ lệ từ chối.

Kinh nghiệm vận hành.

Một dây chuyền do một đội ngũ giàu kinh nghiệm, được đào tạo bài bản vận hành sẽ hoạt động tốt hơn đáng kể so với dây chuyền tương tự do những người vận hành mới vẫn đang học máy vận hành. Người vận hành có kinh nghiệm xử lý các lỗi nhỏ nhanh hơn, điều chỉnh thông số tốt hơn và lường trước các sự cố trước khi chúng gây ra tình trạng ngừng máy.

Cân bằng dòng.

Trong dây chuyền nhiều máy, máy chậm nhất sẽ đặt ra mức trần cho toàn bộ dây chuyền. Nếu máy chiết rót của bạn có thể sản xuất 60 gói mỗi phút nhưng máy đóng gói của bạn chỉ có thể đóng gói 45 gói thì công suất của bạn là 45; không có khoản đầu tư nào vào máy chiết rót sẽ thay đổi được điều đó.

Trước khi hoàn thiện bất kỳ thiết kế dây chuyền nào, hãy lập sơ đồ tốc độ thông lượng của từng máy và xác định điểm thắt cổ chai. Sau đó hãy giải quyết nút thắt cổ chai trước tiên.

Kết luận: Biết con số của bạn trước khi bạn cam kết bất cứ điều gì

Sự khác biệt giữa một dây chuyền đóng gói đạt được mục tiêu và một dây chuyền liên tục bị thiếu hụt hiếm khi nằm ở tốc độ định mức của máy. Hầu như luôn có khoảng cách giữa những gì người ta giả định rằng máy sẽ tạo ra và những gì nó thực sự tạo ra sau khi tính đến thời gian ngừng hoạt động, thay đổi, giảm tốc độ, loại bỏ, chu trình làm sạch, tính biến đổi của sản phẩm, học hỏi của người vận hành và cân bằng dây chuyền.

Những máy bắt đầu với đường cơ sở OEE tốt hơn sẽ giúp bạn làm việc nhiều hơn ngay từ ngày đầu. Phạm vi của Hualian bao gồm các ứng dụng dạng hạt, bột, vảy, dạng chảy, định hình nhiệt và chất lỏng, với các máy điều khiển PLC được thiết kế để sản xuất ổn định, nhất quán. Khám phá toàn bộ dòng máy của chúng tôi hoặc liên hệ với nhóm của chúng tôi để thảo luận về sản phẩm, yêu cầu đầu ra của bạn và điểm khởi đầu thiết bị phù hợp cho dây chuyền của bạn.