Die Produktionseffizienz eines Verpackungsunternehmens stieg um 30 %: der Transformationsrekord der Folienschneidemaschine

In der zunehmend wettbewerbsorientierten Verpackungsbranche ist Produktionseffizienz für Unternehmen von entscheidender Bedeutung, um Kosten zu senken und den Markt zu erobern. Heute werfen wir einen Blick auf einen führenden chinesischen Hersteller flexibler Verpackungsmaterialien und zeigen, wie das Unternehmen durch eine präzise technische Umgestaltung der Folienschneidemaschine, dem „Herzstück“, eine bemerkenswerte Steigerung der Gesamtproduktionseffizienz um 30 % erreichte.

1. Hintergrund und Herausforderungen: Der Wachstumsengpass

Das Unternehmen beschäftigt sich hauptsächlich mit dem Schneiden und Verkauf verschiedener Arten von Kunststofffolien wie BOPP, CPP, PE usw. Mit dem kontinuierlichen Wachstum der Marktaufträge wurden die ursprünglichen traditionellen Folienschneidemaschinen allmählich unzureichend und wurden zum größten Engpass im Produktionsprozess. Konkret äußert es sich wie folgt:

1. Extrem geringe Effizienz bei Auftragsänderungen: Bei jeder Änderung der Produktspezifikation (wie Breite, Durchmesser) muss die Maschine für bis zu 20–30 Minuten angehalten werden, um die Werkzeugposition, Spannungsparameter usw. manuell anzupassen, was die Gesamtauslastung (OEE) der Ausrüstung erheblich beeinträchtigt.

2. Begrenzte Produktionsgeschwindigkeit: Das alte elektrische Steuerungssystem kann das Schneiden mit hoher Geschwindigkeit nicht stabil unterstützen. Um Qualitätsprobleme wie Filmbruch und ungleichmäßige Schnittkanten zu vermeiden, wagen es die Bediener normalerweise nicht, die Geschwindigkeit auf mehr als 80 % der Obergrenze der Ausrüstung zu erhöhen.

3. Die Ausbeute muss verbessert werden: Die Stabilität des von der herkömmlichen Magnetpulverkupplung gesteuerten Spannungssystems ist schlecht und es kommt leicht zu Spannungsschwankungen während des Start-Stopp- oder Hochgeschwindigkeitsbetriebs, was zu Defekten wie „kohlkopfförmigen“ geplatzten Sehnen und unebenen Endflächen in der geschlitzten Folienrolle führt und die Defektrate hoch bleibt.

4. Starke Abhängigkeit von Facharbeitern: Die Genauigkeit der Einstellung hängt stark von der Erfahrung und dem Gespür des Meisters ab, der Schulungszyklus eines qualifizierten Bedieners ist lang und der Personalfluss wirkt sich auf die Produktionsstabilität aus.

Das Management erkannte, dass der Kauf neuer Maschinen das Problem lösen könnte. Allerdings waren die Investitionskosten zu hoch und die Amortisationszeit zu lang. Daher traf man eine klügere Entscheidung: die systematische Modernisierung der vorhandenen Schneidemaschinen.

2. Transformationsplan: Präzise Politik, sowohl sanft als auch hart

Das Unternehmen hat ein Projektteam aus Gerätelieferanten, Automatisierungsingenieuren und internen Technikern zusammengestellt und nach einer detaillierten Diagnose einen Transformationsplan formuliert, bei dem das elektrische Steuerungssystem und die Kernaktoren im Mittelpunkt stehen.

Transformationskern: Maschinen und Analog durch Servo und Digitalisierung ersetzen

3. Transformationsprotokoll: Details zur Implementierung der wichtigsten Technologien

1. Implementierung der Auftragsänderungsfunktion mit einem Klick:

◦ Vor der Änderung: Der Bediener nimmt das Lineal zum Messen, schüttelt das Handrad manuell, um die Position der linken und rechten Werkzeughalter anzupassen, und gibt die Spannung und andere Parameter manuell ein.

◦ Nach der Transformation: Geben Sie die Zielvolumenbreite, den Durchmesser und weitere Parameter auf dem HMI-Touchscreen ein und klicken Sie auf „Auftragsänderung mit einem Klick“. Der Servomotor treibt den Werkzeughalter präzise an die voreingestellte Position an, und die Steuerung ruft automatisch die voreingestellten Spannungs- und Geschwindigkeitskurven ab. Der gesamte Vorgang ist ohne manuelles Eingreifen in weniger als zwei Minuten abgeschlossen.

2. Präzisionssprünge bei der Spannungsregelung:

◦ Die Magnetpulverkupplung mit langsamer Reaktion, hoher Wärmeentwicklung und geringer Regelgenauigkeit wird eliminiert, und der Servomotor + Spannungssensor werden verwendet, um ein vollständiges geschlossenes Regelsystem zu bilden.

◦ Das System überwacht Spannungsänderungen in Echtzeit und weist den Servomotor an, Drehmomentschwankungen im Millisekundenbereich durch Algorithmen auszugleichen. So wird sichergestellt, dass die Folienspannung während des gesamten Prozesses von der leeren bis zur vollen Rolle konstant bleibt. Dadurch werden Produktqualitätsprobleme durch instabile Spannungen grundsätzlich vermieden.

3. Hochgeschwindigkeitsbetrieb und Stabilitätsverbesserung:

◦ Das neue Servospindelantriebssystem bietet mehr Leistung und eine gleichmäßigere Geschwindigkeitsregelung, sodass die Ausrüstung auch beim Übertakten stabil mit 100 % der Konstruktionsgeschwindigkeit läuft.

◦ Der Bewegungsregler gewährleistet eine präzise elektronische Nockensynchronisation zwischen mehreren Motoren, wie z. B. Abwickeln, Ziehen, Aufwickeln usw., und verhindert so Dehnungen oder Falten, die durch Geschwindigkeitsdesynchronisation verursacht werden.

4. Wirksamkeit und Nutzen: Zahlen sprechen für sich

Nach Abschluss der Transformation, nach einem Monat Dauerbetrieb und Datenstatistiken, übertrafen die Ergebnisse die Erwartungen bei weitem:

• Erhöhte Produktionseffizienz: Die Gesamteffizienz hat sich um mehr als 30 % erhöht. Dies ist hauptsächlich auf die Verkürzung der Auftragswechselzeit von durchschnittlich 25 Minuten auf 2 Minuten und der durchschnittlichen Produktionsgeschwindigkeit von ursprünglich 75 % auf über 95 % zurückzuführen.

• Verbesserung der Produktqualität: Die Ausbeute (A-Ware) ist von 92 % vor der Umstellung auf über 98,5 % gestiegen. Probleme wie unebene Stirnflächen und gerissene Sehnen sind nahezu verschwunden und die Kundenbeschwerden sind deutlich gesunken.

• Reduzierte Betriebskosten:

◦ Reduzierung des Energieverbrauchs: Durch den Wegfall der Magnetpulverkupplung (ein großer Stromverbraucher) wird der Energieverbrauch der gesamten Maschine um etwa 15 % reduziert.

◦ Optimierung der Arbeitskosten: Die Qualifikationsanforderungen an die Bediener werden reduziert, der Schulungszyklus für neue Mitarbeiter wird um die Hälfte verkürzt und ein Bediener kann sich um mehr Maschinen kümmern.

• Intelligenz und Daten: Alle Produktionsdaten (Zähler, Geschwindigkeit, Ausschussrate und Ausfallgründe) werden automatisch aufgezeichnet und gemeldet, wodurch eine genaue Datenunterstützung für die Entscheidungsfindung des Managements bereitgestellt und ein transparentes und digitales Management erreicht wird.

5. Schlussfolgerungen und Aufklärung

Dieser erfolgreiche Umbau einer Filmschneidemaschine zeigt uns, dass für Fertigungsunternehmen angesichts der alten Ausrüstung eine „Umgestaltung und Modernisierung“ oft kostengünstiger und strategischer ist als eine „Entsorgung und ein Austausch“.

Der Schlüssel zum Erfolg ist:

1. Genaue Diagnose: keine blinden Upgrades, sondern genaues Auffinden der wahren Engpässe, die die Produktionseffizienz einschränken.

2. Systematisches Denken: Nicht nur Hardware-Austausch, sondern auch systematische Optimierung von „Hardware + Software + Prozess“.

3. Technologieauswahl: Um die Zuverlässigkeit und Weitsicht der Transformation zu gewährleisten, werden ausgereifte und fortschrittliche Technologien ausgewählt, die durch Servotechnologie und digitale Steuerung repräsentiert werden.

Diese Transformation ist nicht nur eine Modernisierung der Ausrüstung, sondern auch ein wichtiger Schritt für das Unternehmen auf dem Weg zu einer intelligenten Fabrik der „Industrie 4.0“, die eine solide technische Grundlage für die nachhaltige Entwicklung des Unternehmens in der Zukunft legt.