מכונות מילוי לכימיקלים

בקו כימיקלים, השאלה שקובעת את התפוקה אינה כמה מהר ממלאים אלא מה קורה בין מוצר למוצר. שארית של חומר אחד בתמיסה הבאה אינה אפשרות, ולכן כל מעבר כולל שטיפה מסודרת של מסלול החומר. מכונות מילוי לכימיקלים נבחנות לכן לפי מה שקורה בזמן ההיערכות לא פחות מאשר לפי הקצב הנקוב.

איך שאריות משפיעות על תכנון הקו?

היקף השטיפה אינו אחיד בין כל צמדי המוצרים. מעבר בין שתי תמיסות דומות בצבע ובריכוז דורש שטיפה קלה, ומעבר בין חומר מרוכז לחומר עדין דורש טיפול מלא. מכאן ששווה למפות את הצמדים ולא להתייחס לכל המעברים כאל אותו דבר.

על בסיס המיפוי הזה אפשר לסדר את רצף הייצור כך שמוצרים דומים ייוצרו זה אחר זה. זה אחד השיפורים הזולים ביותר שקיימים: המכונה לא משתנה, אבל מספר השטיפות המלאות בשבוע יורד, והתפוקה השבועית עולה.

▪ מיפוי צמדי מוצרים שביניהם נדרשת שטיפה מלאה מול שטיפה קלה

▪ סידור רצף הייצור כך שמוצרים דומים ייוצרו ברצף

▪ בחירת מכונה שמתפרקת בקלות לניקוי מסלול החומר

▪ תיעוד משך השטיפה בפועל, כדי לזהות איזה צמד יקר במיוחד

מה קובע את תצורת המכונה?

שלושה נתונים מכתיבים את התצורה. הצמיגות קובעת את מנגנון המינון ואת קוטר הפתח. המיכל קובע את מבנה תחנת המילוי ואת תחנות ההמשך. מספר הפורמטים קובע כמה גמישות נדרשת ובאיזו מהירות מחליפים בין סדרות.

הקו הלינארי לג'ריקנים ולמיכלים מטפל בטווח שבין נוזלים דלילים למשחות בצמיגויות שונות, ומגיע ל-5,000 עד 25,000 מיכלים במשמרת.

מדוע מינון מבוקר חוסך יותר מזמן?

במוצרים מרוכזים, כל גלישה סביב הפתח היא שלוש בעיות בבת אחת: חומר שאבד, ניקוי שנדרש, ומגע מיותר של הצוות עם המוצר. מינון מדויק ועצירת זרימה מדורגת מצמצמים את שלושתן, ולכן ההשקעה בהם מחזירה את עצמה גם בקווים שאינם עובדים בתפוקה גבוהה.

בפועל, מדובר בשלושה פרמטרים שכדאי שיהיה אפשר לכוונן בנפרד: קוטר הזרבובית, קצב השחרור ואופן עצירת הזרימה. כשהם כבולים זה לזה, כל שיפור במוצר אחד מחריף בעיה במוצר אחר, וזו הסיבה שקו שעובד היטב בתמיסה דלילה מייצר טפטוף בחומר סמיך.

איזו רמת אינטגרציה נדרשת?

מכונה עצמאית עובדת לפי לוח הבקרה שלה, ומכונה שמשולבת בקו צריכה לתקשר: לעצור כשהתחנה שאחריה נחסמה, לדווח תקלה למערכת הקיימת, ולעתים לקבל את מתכון המוצר מהבקר המרכזי. הרמה הנדרשת משתנה ממפעל למפעל, וכדאי להגדיר אותה במפרט ולא להשאיר אותה לשלב ההתקנה.

שיקול הרחבה נלווה: במבנה לינארי אפשר להוסיף תחנות עבודה לאורך המסוע בלי לתכנן את הקו מחדש, ובמבנה רוטטיבי התחנות מסודרות סביב קרוסלה. קו שצפוי לגדול מרוויח מהמבנה הראשון. אימפק עוסקת בתכנון ובייצור של מכונות ומערכי מילוי מאז 1974, ומתאימה את תצורת הקו למוצרים שיעברו בו.

מה נדרש בהזנת המיכלים ובפינוי?

בקו כימיקלים, מה שקורה לפני תחנת המילוי ואחריה קובע את התפוקה בפועל. הזנה לא רציפה של מיכלים ריקים עוצרת גם מכונה מהירה, ופינוי איטי של מיכלים מלאים יוצר הצטברות במוצא. בנפחים גדולים זה מורגש מיד, מפני שכל מיכל מלא הוא משא שדורש טיפול.

לכן מיפוי הקו כולו הוא חלק מהאפיון. קו ייצור שבו תחנת המילוי מהירה מהתחנות שסביבה לא ייתן את התפוקה שהובטחה, וההשקעה תתרכז במקום הלא נכון. הנתון שמבקשים מהמפעל הוא הקצב שהתחנות הסמוכות מספקות בשגרה, ולא הקצב שהן מסוגלות לו.

איך משפיע טווח הנפחים על רכיבי הפורמט?

מעבר מבקבוק של ליטר לג'ריקן של עשרה ליטר אינו רק שינוי בכמות. משתנים משקל המיכל המלא, זמן המילוי, אופן החזקת המיכל בזמן התהליך ומרחק הזרבובית מהתחתית. כל אחד מהם מתורגם לרכיב פורמט או למוביל אחר לאורך המסוע.

סט רכיבים מלא לכל נפח בתמהיל מתייקר בהשקעה הראשונית אבל מקצר כל מעבר, מפני שאין צורך לפרק, לנקות ולהרכיב מחדש את אותם חלקים בין הסדרות. זו החלטה כלכלית שכדאי לקבל באפיון, מפני שההפרש מתגלה אחרי שנה של עבודה ולא ביום הרכישה.

מה בודקים לפני שסוגרים מפרט?

האפיון נפתח ברשימת המוצרים המלאה שתעבור על התחנה, כולל אלה שמיוצרים בכמות קטנה. לכל מוצר נרשמים הצמיגות, טווח הטמפרטורות והנפחים, ומהרשימה נגזר טווח העבודה של המכונה. מכונות מילוי שנבחרו לפי המוצר המוביל בלבד נתקלות בקושי ברגע שסדרה קטנה נכנסת לקו.

אחרי המוצרים נקבעים המיכלים והתפוקה, ואחריהם תחנות ההמשך שקובעות את אורך הקו. מכונת מילוי אוטומטית שמשולבת ברצף מלא דורשת תכנון שונה מתחנה עצמאית, ולכן ההחלטה הזו שייכת לשלב המפרט.

שאלה אחרונה שכדאי לשאול היא מה יקרה כשיתווסף מוצר בעוד שנתיים. קו מילוי שתוכנן עם מרחב הרחבה סופג תוספת כזו בכוונון, וקו שתוכנן בדיוק לתמהיל הנוכחי ידרוש שינוי מבני.

סיכום

מכונות מילוי לכימיקלים נבחרות לפי היקף השטיפה בין מוצרים, לפי טווח הצמיגויות והנפחים ולפי רמת האינטגרציה מול הציוד הקיים. מיפוי צמדי המוצרים וסידור רצף הייצור מעלים את התפוקה בלי להחליף מכונה. פנו לצוות ההנדסה של אימפק עם רשימת המוצרים והמיכלים, וקבלו אפיון של קו המילוי המתאים.

שאלות ותשובות

איך מקצרים את זמן השטיפה בין מוצרים?

ממפים אילו צמדי מוצרים דורשים שטיפה מלאה ואילו מסתפקים בשטיפה קלה, ומסדרים את רצף הייצור כך שמוצרים דומים ייוצרו ברצף. בנוסף בוחרים מכונה שמתפרקת בקלות לניקוי.

האם אותה מכונה יכולה למלא נוזל דליל ומשחה סמיכה?

קיימים פתרונות שמטפלים בטווח שבין נוזלים דלילים למשחות בצמיגויות שונות, אבל הכוונון של כל מוצר שונה. את טווח המוצרים המלא יש להגדיר באפיון מראש.

מה ההבדל בין מבנה רוטטיבי למבנה לינארי?

במבנה רוטטיבי המיכלים נעים על קרוסלה ותחנות העבודה מסודרות סביבה, ובמבנה לינארי הם נעים על מסוע ישר וניתן להוסיף תחנות לאורכו. המבנה הלינארי נוח יותר להרחבה עתידית.

האם המכונה צריכה להתחבר לבקרה של המפעל?

זה תלוי ברמת האינטגרציה שאתם מגדירים. בקו מסונכרן המכונה עוצרת בהתאם לתחנות הסמוכות ומדווחת תקלות, ובקו פשוט יותר היא יכולה לעבוד כתחנה עצמאית עם לוח בקרה משלה.