|
Соединяется все?
Summary:
Каждое упаковочное предприятие, которое хочет добавить единицу оборудования, изменить или усовершенствовать существующие линии, сталкивается с проблемой интеграции. Как встраивать новые машины в уже существующую линию и как контролировать все упаковочные линии на многофункциональном заводе?
Каждое упаковочное предприятие, которое хочет добавить новую единицу оборудования, изменить или усовершенствовать существующие линии, так или иначе сталкивается с проблемами интеграции. Во-первых, нужно выбрать оборудование, наиболее полно отвечающее вашим запросам и возможностям. Во-вторых, нужно найти того, кто поможет его правильно установить.
Как правило, проекты, связанные с интеграцией, требуют экспертизы возможностей пользователя. Не все компании, особенно небольшие, располагают специалистами, способными провести такую экспертизу. Соответственно, нужно искать кого-то «на стороне». Конечно, если вы собираетесь просто установить новую машину, для проведения экспертизы достаточно обратиться к поставщику оборудования. Однако при реализации масштабных проектов стоит задуматься о привлечении третьей стороны — специалистов по интеграции.
Одно из их главных преимуществ — способность глобально оценить проблему и помочь не только в установке оборудования. «Компании, подобные нашей, обычно предоставляют более широкий спектр услуг, — говорит Говард Лири, вице-президент Luciano Packaging Technologies. — Мы любим начинать с нуля, когда клиент знает, что что-то нужно менять, но не знает, что именно».
Еще одно достоинство независимых интегрирующих компаний — объективность. «Мы не просто объединяемся с первым попавшимся производителем механического или электрического оборудования, — заявляет Дэн Финаззо, менеджер производственной группы систем компании Lockwood Greene. — Мы можем свободно определять и рекомендовать оборудование, оптимальное для конкретного проекта, — в отличие от непосредственного продавца, который прежде всего заботится о собственной выгоде».
Объективность поставщика
Однако продавцы оборудования утверждают, что они тоже могут быть объективны. Так, например, поставщик упаковщиков картонной тары и другого упаковочного оборудования R. A. Jones & Co. имеет десятилетний опыт проведения интеграции. «Конечно, в большинстве интеграционных проектов мы используем машины Jones. Но возможны и другие варианты», — говорит Вэйн Ал, директор компании по интеграционным услугам.
Когда возникает необходимость ввоза оборудования извне, многие компании предпочитают работать напрямую с тем или иным поставщиком. Производитель наполняющего и т. п. оборудования Компания Raque Food Systems — типичный тому пример. Компания не имеет постоянных партнеров-поставщиков. «Мы по собственному опыту знаем, какой тип оборудования необходим для определенных видов работ», — говорит директор Raque по маркетингу Тим Кент.
Компания Nalbach Engineering, также предоставляющая услуги по интеграции, выбирает поставщиков оборудования на основании технических возможностей и репутации компаний. «Конечно, оборудование должно быть совместимо по производительности, скорости и стоимости, — говорит Гэри Ландж, вице-президент Nalbach по продажам. — В конце концов, клиент всегда прав. Если наши предпочтения сталкиваются с предпочтениями клиента, мы, конечно, уступаем клиенту и делаем все возможное, чтобы максимально облегчить ему переход на выбранное оборудование».
«Хорошее знание оборудования — своего и чужого — одно из самых больших преимуществ, которые имеет производитель, — считает г-н Кент. — Полностью независимые интеграторы могут быть, конечно, замечательными специалистами, но часто они повторно изобретают вещи, которые мы уже давно используем».
Уровень подготовки
Независимо от того, кто является интегратором, первые шаги при выборе оборудования зависят от степени подготовленности клиента. Некоторые клиенты заранее продумывают спецификации оборудования, план его расположения и т. п. аспекты. Другие в общих чертах представляют себе, что они хотят, и оставляют интегратору возможность детальной проработки проекта.
«Некоторые начинают с результата, которого хотят добиться: “У меня есть вот это, и я хочу начать здесь, а в результате я хочу производить столько-то единиц в час”», — говорит г-н Ал из R. A. Jones & Co.
Иногда интегратор может предложить новый дизайн упаковки, чтобы облегчить процесс производства. Это особенно важно, когда речь идет об упаковке нестандартной формы. «В такой ситуации интеграторы могут предложить свою собственную идею относительно упаковки, но, конечно, ее можно и изменить, — говорит г-н Лири. — Главное (мы так считаем) — это сама упаковка, и то, насколько технологичным может стать ее производство».
«В любом случае, процесс как правило начинается с опроса интегратора, — говорит г-н Ландж. — Клиенты приходят к нам и говорят примерно следующее: “У нас есть контейнеры таких-то размеров, которые мы хотим заполнять тем-то или тем-то, крышки и этикетки. Мы хотим, чтобы вы подготовили нам линию под ключ”. Затем мы начинаем исследовать возможности клиента: “Каковы ваши требования относительно скоростей линии?”, “Какой уровень автоматизации вам нужен?” и т. д.».
Технико-экономическое обоснование
При составлении технико-экономического обоснования в расчет принимаются прежде всего производственные площади компании-клиента, производительность различных видов оборудования и, как правило, предварительная схема расположения линии. R. A. Jones использует трехмерные диаграммы и программное моделирование, чтобы предоставить клиенту предварительный проект.
Lockwood Greene предоставляет клиентам схему действия будущего конвейера и аппаратуры (C & ID). По мнению г-на Финаззо, обработка материала является самым важным компонентом интеграции упаковочной линии. «Одно из моих любимых высказываний: “Производство есть не что иное как совокупность шагов обработки материала, которая иногда прерывается каким-либо добавочным действием”», — говорит он.
В независимости от того, какую форму имеет первоначальный проект, когда приходит время окончания работ, он может быть приспособлен к требованиям и возможностям клиента, но при условии, что клиент берет всю ответственность за эксплуатацию на себя, — считает г-н Ал. В противном случае контракт разрывается и разрабатывается новый полный проектный список.
Иногда сначала невозможно соединить то, что запланировано, на территории клиента. Компания Nalbach, например, предпочитает проводить полную интеграцию и пробный запуск оборудования на собственной территории — частично потому, что предприятия многих ее клиентов находятся за границей.
«Мы предоставляем нашим клиентам возможность увидеть и оценить все оборудование в работе, — говорит г-н Ландж. — Им совсем необязательно приезжать в Чикаго, чтобы увидеть наполнитель Nalbach, в Милуоки, чтобы пронаблюдать за созданием этикеток, или в Атланту, чтобы проверить процесс изготовления крышек».
По сути, интеграция начинается с объединения двух машин, стоящих рядом друг с другом. Интеграторы должны в первую очередь обратить внимание на базовые параметры — высоту разгрузки и ширину конвейера.
Время простоя и скорость линии — важнейшие аспекты координации линии. Общая стратегия состоит в том, чтобы определить место, где интеграция наиболее вероятна, высчитать производительность с места интеграции до конца линии и убедиться в правильности работы оборудования после интеграции.
Например, вы хотите внести небольшие изменения в производство этикетки, которые в общей сложности займут пять минут. В этом случае разумно установить аккумуляционный стол, на котором уже после этикетировщика можно будет внести в этикетку необходимые изменения.
Совместимость электроники
Одна из причин, по которым координация машин в пределах одного проекта упрощается, — появление электроники и в производящем, и контролирующем оборудовании. Скачок от простых механических двигателей к серво, степперам и другим цифровым двигателям во многих случаях упростил совместимость оборудования.
«Гораздо легче объединять оборудование с серводвигателями, чем механическое, — говорит Майк Вагнер, менеджер по развитию компании Rockwell Automation. — Изменять что-либо в механических системах было чрезвычайно трудно. Сегодня мы с одной точки управляем практически всеми операциями и по существу можем подключить к ней еще множество других устройств».
Однако, решая некоторые проблемы интеграции, появление электронного оборудования создает другие. Проблемы совместимости достигают нового уровня, в который вовлечены серводвигатели, диспетчеры, датчики и другие электронные компоненты.
Окончательная цель состоит в том, что стало новым девизом в автоматизации процесса упаковки: «Включай и упаковывай» (“Plug and pack”). В теории, как только достигается оптимальная совместимость в электронике, упаковочные машины должны включаться также легко, как принтер в компьютерную сеть.
Но достижение уровня совместимости требует определенных усилий.
Самое важно — это контроль за движением. Сервомоторы и другие цифровые двигатели намного более приспосабливаемы, чем механические устройства, но они должны быть скоординированы друг с другом с помощью электроники. Устройства контроля движения способствуют этой координации.
Следующий уровень передачи данных — непосредственная связь между механизмами, а точнее, между их диспетчерами. Эти устройства, обычно — программируемые логические контроллеры (PLC), регулируют работу механизмов, принимая и посылая сигналы по линии.
Даже присоединение к линии отдельной детали почти всегда требует PLC-соединения. Например, если вы покупаете печатающий этикетировщик, в теории можно просто поставить его рядом с упаковщиком и подсоединить к любому устройству, в котором находятся все данные об этикетках. Но пользователи, которые игнорируют интеграцию на уровне PLC, подвергаются серьезной опасности. «Если вы не интегрируете оборудование, у вас будут проблемы, — говорит Джеф Хадсон, специалист по автоматизированным системам маркировки в Lowry Computer Products. — Например, податчик может исчерпать запас этикеток, а сборочная линия про это “не узнает“. Тем временем упаковки будут продолжать двигаться и подойдут к концу линии без этикеток».
Протокол связи
Прежде, чем контроллеры смогут «говорить» друг с другом, они должны освоить общий язык, названный «протоколом связи». В данном случае доступны несколько альтернативных вариантов. Выбор того или иного зависит от характера физических связей между контроллерами, от того, сколько информации должно быть передано и даже от того, где изготовлены контроллеры.
В Rockwell считают Ethernet IP наиболее подходящим протоколом. «В будущем он станет доминирующим, — говорит г-н Вагнер. — Мало того, что Ethernet IP способен передавать большое количество информации, — он может также сортировать полученную информацию детерминированным способом. Это означает, что он может различить такие данные, как контроль движения, который должен происходить в режиме реального времени, и данные более низкого уровня, например, показания монитора и сообщения принтера».
«В упаковочной промышленности из-за того, что в производственный процесс включаются контролирующие устройства, многие коды работали только как изоляционные, — продолжает г-н Вагнер. — До относительно недавнего времени PLC и диспетчеры движения были запрограммированы отдельно и должны были быть скоординированы со сложным интерфейсом. Теперь координация стала намного проще; во многих случаях в этом даже нет необходимости, потому что один процессор используется и как контроллер движения, и как PLC».
Попыткой объединить процесс стандартизации стала концепция Открытой модульной архитектуры контроллеров (OMAC). В сфере упаковки это подразумевает своего рода «договор» между производителями оборудования, электроники и конечными пользователями. Ассоциация пользователей OMAC продолжает разрабатывать язык PackML, который позволяет машинам в едином формате сообщать свою спецификацию — в движении, в режиме ожидания, в нерабочем состоянии.
«Теперь, когда контроллеры будут иметь возможность общаться друг с другом, они будут знать, что происходит», — говорит г-н Вагнер.
В теории, упаковочная линия, которая полностью работает на PackML, будет иметь возможность принять любое новое оборудование при помощи простой PLC-связи. Оборудование, работающее на языке PackML, появилось в продаже в начале 2003 г.
Сегодня производители оборудования делают все для того, чтобы максимально упростить процесс интеграции. «Конечные пользователи хотят, чтобы девиз “Plug and pack” стал реальностью, — говорит г-н Вагнер. — Они хотят купить оборудование, установить его, подсоединить к электросети, нажать кнопку “Вкл.” — и чтобы все сразу заработало как надо». z
По материалам
Food and Drug Packaging
Перевела Елена Бекназарова
2005 #1
|
