A eficiência de produção de uma empresa de embalagens aumentou 30%: o registro de transformação da máquina de corte de filme

No setor de embalagens, cada vez mais competitivo, a eficiência da produção é a força motriz das empresas para reduzir custos e conquistar o mercado. Hoje, vamos nos aprofundar em um importante fabricante nacional de materiais para embalagens flexíveis para revelar como ele alcançou um notável aumento de 30% na eficiência geral da produção por meio de uma transformação técnica precisa da máquina de corte de filme, o "equipamento central".

1. Contexto e desafios: o gargalo do crescimento

A empresa atua principalmente na produção e venda de diversos tipos de filmes plásticos, como BOPP, CPP, PE, etc. Com o crescimento contínuo dos pedidos de mercado, as máquinas de corte de filme tradicionais tornaram-se gradualmente inadequadas e se tornaram o maior gargalo no processo de produção. Especificamente, isso se manifesta da seguinte forma:

1. Eficiência de alteração de pedidos extremamente baixa: toda vez que a especificação do produto (como largura, diâmetro) é alterada, é necessário parar a máquina por até 20 a 30 minutos para ajustar manualmente a posição da ferramenta, os parâmetros de tensão, etc., o que afeta seriamente a taxa de utilização abrangente (OEE) do equipamento.

2. Velocidade de produção limitada: O antigo sistema de controle elétrico não consegue suportar de forma estável o corte em alta velocidade e, para evitar problemas de qualidade, como quebra de filme e bordas de corte irregulares, os operadores geralmente não ousam aumentar a velocidade para mais de 80% do limite superior do equipamento.

3. O rendimento precisa ser melhorado: a estabilidade do sistema de tensão controlado pela embreagem magnética de pó tradicional é baixa, e é fácil produzir flutuações de tensão durante a operação de partida e parada ou de alta velocidade, resultando em defeitos como tendões de ruptura em forma de "repolho" e faces finais irregulares no rolo de filme cortado, e a taxa de defeitos permanece alta.

4. Grande dependência de trabalhadores qualificados: a precisão do ajuste depende muito da experiência e da sensibilidade do mestre, o ciclo de treinamento de um operador qualificado é longo e o fluxo de pessoal tem impacto na estabilidade da produção.

A gerência percebeu que simplesmente comprar novos equipamentos resolveria o problema, mas o custo do investimento era muito alto e o ciclo de retorno, longo. Então, tomaram uma decisão mais inteligente: renovar sistematicamente as máquinas de corte existentes.

2. Plano de transformação: política precisa, tanto suave como dura

A empresa montou uma equipe de projeto composta por fornecedores de equipamentos, engenheiros de automação e técnicos internos e, após diagnóstico detalhado, formulou um plano de transformação tendo como núcleo o sistema de controle elétrico e os principais atuadores.

Núcleo de transformação: substituir máquinas e analógicos por servo e digitalização

3. Registro de transformação: detalhes da implementação da tecnologia principal

1. Implementação da função de alteração de pedido com um clique:

◦ Antes da modificação: o operador pega a régua para medir, agita manualmente o volante para ajustar a posição dos porta-ferramentas esquerdo e direito e insere manualmente a tensão e outros parâmetros.

◦ Após a transformação: Insira a largura, o diâmetro e outros parâmetros do volume alvo na tela sensível ao toque da IHM e clique em "Alteração de ordem com um clique". O servomotor aciona o porta-ferramentas para se mover precisamente para a posição predefinida, e o sistema de controle aciona automaticamente as curvas de tensão e velocidade predefinidas. Todo o processo é concluído em menos de 2 minutos, sem intervenção manual.

2. Saltos de precisão de controle de tensão:

◦ A embreagem de pó magnético com resposta lenta, alta geração de calor e baixa precisão de controle é eliminada, e o servomotor + sensor de tensão é usado para formar um sistema de controle de malha fechada completo.

◦ O sistema monitora a variação da tensão em tempo real e instrui o servomotor a compensar o torque em milissegundos por meio de algoritmos para garantir que a tensão do filme permaneça constante durante todo o processo, do rolo vazio ao rolo cheio. Isso elimina, fundamentalmente, os problemas de qualidade do produto causados ​​pela tensão instável.

3. Operação de alta velocidade e melhoria da estabilidade:

◦ O novo sistema de acionamento do servo eixo fornece mais potência e controle de velocidade mais suave, permitindo que o equipamento funcione de forma estável a 100% da velocidade de projeto, mesmo em overclock.

◦ O controlador de movimento garante a sincronização precisa do came eletrônico entre vários motores, como desenrolamento, tração, rebobinamento, etc., eliminando alongamento ou vinco causados ​​pela dessincronização de velocidade.

4. Eficácia e benefícios: os números falam

Após a conclusão da transformação, após um mês de operação contínua e estatísticas de dados, os resultados superaram em muito as expectativas:

• Aumento da eficiência da produção: A eficiência geral aumentou em mais de 30%. Isso se deve principalmente à redução do tempo médio de troca de pedidos de 25 minutos para 2 minutos, e à redução da velocidade média de produção de 75% para mais de 95%.

• Melhoria da qualidade do produto: A taxa de rendimento (produtos de grau A) aumentou de 92% antes da transformação para mais de 98,5%. Problemas como faces finais irregulares e tendões rachados quase desapareceram, e a taxa de reclamações dos clientes caiu significativamente.

• Custos operacionais reduzidos:

◦ Redução do consumo de energia: Após eliminar a embreagem magnética de pó (um grande consumidor de energia), o consumo de energia de toda a máquina é reduzido em cerca de 15%.

◦ Otimização do custo de mão de obra: os requisitos de qualificação dos operadores são reduzidos, o ciclo de treinamento para novos funcionários é reduzido pela metade e um operador pode cuidar de mais máquinas.

• Inteligência e dados: todos os dados de produção (medidores, velocidade, taxa de refugo e motivos de tempo de inatividade) são registrados e relatados automaticamente, fornecendo suporte de dados preciso para a tomada de decisões de gestão e alcançando uma gestão transparente e digital.

5. Conclusões e esclarecimentos

Este histórico bem-sucedido de transformação de máquinas de corte de filme nos diz que, para empresas de manufatura, diante de equipamentos antigos, "transformação e atualização" costumam ser mais econômicas e estratégicas do que "eliminação e substituição".

A chave para seu sucesso é:

1. Diagnóstico preciso: não atualizações às cegas, mas encontrar com precisão os verdadeiros gargalos que restringem a eficiência da produção.

2. Pensamento sistemático: não apenas substituição de hardware, mas também otimização sistemática de "hardware + software + processo".

3. Seleção de tecnologia: Tecnologias maduras e avançadas representadas pela tecnologia servo e controle digital são selecionadas para garantir a confiabilidade e a previsão da transformação.

Essa transformação não é apenas uma atualização de equipamento, mas também um passo fundamental para a empresa avançar em direção a uma fábrica inteligente "Indústria 4.0", estabelecendo uma base técnica sólida para o desenvolvimento sustentável da empresa no futuro.