Создание эффективной программы динамического взвешивания

Эффективная программа динамического взвешивания может обеспечить защиту от перебоев производства и отзыва продукции, способствует соблюдению метрологических стандартов, снижает общие производственные расходы. В случае предъявления претензии или выполнения аудиторской проверки, наличие программы может подтвердить, что в производственном процессе приняты все необходимые меры безопасности и обеспечено их надлежащее исполнение.

Системы динамического взвешивания являются частью комплексной программы контроля качества. Они защищают интересы как производителя, так и потребителя:

Чеквейер (система динамического взвешивания) – это система, которая взвешивает продукты, движущиеся по технологической линии, классифицирует их согласно заданным весовым зонам и сортирует или отбраковывает эти продукты в соответствии с их классификацией.

Чеквейеры взвешивают каждую единицу продукта на производственной линии. Таким образом, они обеспечивают возможность сбора данных сплошного контроля продукции, включая счетчики продукции, отслеживание партий, значения общей массы, массы годных и массы отбракованных продуктов.

Производители могут использовать данные и показатели, полученные в результате работы чеквейера, для более точного дозирования и удержания себестоимости продукции в заданных рамках.

 

Области применения

Системы динамического взвешивания применяются для решения самых разнообразных задач:

• контроль упаковок для обнаружения недо- и (или) перевеса;

• обеспечение соответствия требованиям нормативов по нетто-содержимому фасованных продуктов;

• контроль комплектности и выявление упаковок с отсутствующими компонентами (этикетки, инструкции, крышки, листовки или продукты);

• выявление недовложения коробок, бутылок, пакетов или банок в групповой упаковке;

• проверка упаковок со смешанным содержимым на соответствие заданным значениям массы для поддержания соотношения твердой и жидкой составляющих в пределах, установленных стандартами;

• снижение потерь продукта путем регулировки дозирующих устройств на основе данных, полученных чеквейером;

• распределение продуктов по весовым зонам для сортировки или порционирования;

• обеспечение соответствия продукта требованиям заказчика;

• нетто-взвешивание в системах с массой тары/массой брутто;

• взвешивание продуктов на входе и выходе технологического процесса для контроля характеристик процесса;

• обеспечение соответствия требованиям 1150А, РОА, 01М1-, РР\/0 и прочих стандартов;

• измерение и протоколирование параметров производительности технологической линии.

Данные, которые ранее группа контроля качества должна была собирать вручную, теперь могут быть получены в разы быстрее с помощью чеквейера.

Главное преимущество динамического взвешивания – достижение стопроцентного объема выборки в противоположность случайным выборкам, выполняемым вручную.

Система динамического взвешивания все больше превращается в станцию контроля качества, интегрируя функции других автоматизированных контрольных устройств (камеры, сканеры, системы маркировки, датчики, металлодетекторы, рентгеновские устройства).

Нормативные требования к весу нетто

Нормативные базы метрологического контроля в различных странах не одинаковы. В каждой стране существует своя нормативно-законодательная база, определяющая требования к нетто-содержимому фасованных продуктов. В большинстве случаев несоответствия нормам определяются следующим образом:

• одна или несколько упаковок с недопустимо большим отрицательным отклонением (недовес);

• отрицательный знак усредненного отклонения (недовес) по всей партии упаковок;

• существенные ошибки при вычислении продажной цены на одной или нескольких упаковках (для систем этикетирования).

Регулирование и применение национальных нормативных актов в отношении нетто-содержимого в каждой стране осуществляют национальные органы метрологического контроля. Официальная реакция по результатам проверки упаковок может иметь форму устных рекомендаций, указаний, предупреждений или юридических действий.

В США, например, специальные нормативные акты для переработчиков, оптовых и розничных торговцев, действующие в отношении нетто-содержимого упакованных продуктов, определены в справочнике Handbook 133 Национального института стандартов и технологий (NIST), входящего в состав Министерства торговли. В справочнике указаны максимально допустимые количества упаковок с недовесом, а также допустимый недовес упаковок, который не должен превышать величину максимально допустимого отклонения (МАV). Для фасованных продуктов, взвешивание которых, как правило, производится на чеквейерах, величина МАV зависит от массы, указанной на упаковке.

В качестве другого примера можно привести стандарт OIML R87 (Международная организация законодательной метрологии), принятый в большинстве европейских стран и во многих других странах мира, который определяет допустимую недостачу фактического содержимого для упакованных продуктов.

Какие виды продуктов обычно взвешиваются на чеквейере?

Системы динамического взвешивания можно использовать для взвешивания практически любых продуктов, производимых на технологических линиях, весом от 1 г до сотен килограммов. Ниже в качестве примера приведены некоторые типы продуктов, для взвешивания которых применяются чеквейеры:

• сырые или незапакованные пищевые продукты перед процессом упаковки;

• пищевые продукты в упаковке, например, в жестяных или стеклянных банках, в обертке, в лотках и другой упаковке;

• ящики, коробки, контейнеры с продуктами – для выявления недовложений листовок, инструкций;

• контроль количества и выявление недовложений или недостачи содержимого в бутылках, пакетах, групповых упаковках;

• контроль объема или плотности смесей;

• взвешивание предметов с переменной массой для последующего сравнения или выставления счетов за складские или транспортные услуги;

Где следует использовать системы динамического взвешивания?

1. Чеквейер может быть установлен перед упаковочной линией, например, для взвешивания колбасных батонов перед нарезкой и упаковкой. В этом случае чеквейер будет также передавать сигнал обратной связи на клипсатор или слайсер, тем самым обеспечивая сохранение массы продукта в пределах допусков и снижение потерь сырья.

2. На формовочных линиях они могут применяться для контрольного взвешивания колбасных батонов перед термообработкой. Чеквейер помогает точнее настроить шприц и клипсатор и предотвратить прохождение негодной продукции на последующие этапы производственного процесса.

3. На линии вторичной упаковки различные компоненты продукта объединяются в одну упаковку. Здесь чеквейеры могут использоваться для контроля комплектности упаковок с готовыми обедами.

4. После участка для упаковывания готовой продукции в ящики или гофротару, как правило, устанавливается чеквейер с увеличенным значением НПВ. Такие чеквейеры определяют правильность заполнения ящиков и исключают вероятность отгрузки неполных ящиков. Кроме того, они могут передавать массу ящика в систему оформления грузовых документов.

Существует множество других вариантов использования систем динамического взвешивания в зависимости от технологической схемы.

В чем различие между весами для статического и динамического взвешивания?

Основное различие между статическими весами, используемыми для контрольного взвешивания, и системами динамического взвешивания заключается в том, что статические весы взвешивают покоящиеся объекты, тогда как чеквейер автоматически взвешивает объекты (продукты) в движении. Поэтому статические весы традиционно используются для выборочного контроля продуктов, а системы динамического взвешивания осуществляют сплошной контроль производимой продукции.

При использовании статических весов для контрольного взвешивания требуется оператор, который должен вручную поместить продукт на весы, взвесить его, записать результат и снять продукт с весов.

Динамическое взвешивание на чеквейере – автоматический процесс, который выполняется без вмешательства оператора.

Статические весы, используемые для контрольного взвешивания, и системы динамического взвешивания работают «рука об руку» на производственных линиях. Оба типа систем используются для выборочного контроля массы продуктов. Статические весы – для контроля массы продуктов в выборках, составляющих определенную долю всего объема производства, а динамические – для контроля всей продукции.

Во многих странах требуется использование статических весов для взвешивания продукции выборочно при составлении протоколов проверки массы нетто и массы тары упаковки для органов метрологического контроля. Выбор той или иной системы для использования в составе производственной линии, как правило, определяется технологическими требованиями с учетом финансовых и экономических факторов.

Методы отбраковки продуктов

Наилучший метод отбраковки продуктов определяется характеристиками продукта, требованиями области применения и коррективными мерами, которые, возможно, потребуется принять. Ниже приводится информация об основных устройствах отбраковки, их функциях, и краткое описание типичных областей их применения.

Контроллер чеквейера посылает сигнал отбраковки к устройству отбраковки, расположенному на самом автомате или ниже по линии. Устройства отбраковки могут быть частью чеквейера или могут поставляться отдельно. Для того чтобы отбраковывался именно тот предмет, который определен как имеющий нестандартный вес, задаются таймеры.

Чеквейеры также могут принимать сигналы отбраковки от других устройств контроля продукции, таких как металлодетекторы или системы рентгеновского контроля, детекторы открытой, недостающей крышки и перекошенной упаковки.

Существует несколько методов отбраковки элементов. Простая воздушная струя является оптимальным методом для отбраковки легких упаковок весом до 500 г, когда продукт является одиночным. С помощью мощной воздушной струи можно удалять более крупные, подушкообразные мешки с продуктом. Если продукт хрупкий или находится в открытом контейнере, рекомендуется использовать более мягкие способы отбраковки. Устройство отбраковки с воздушной струей состоит из пневматического шланга, который подает через форсунку воздух под высоким давлением. Полученная воздушная струя "сдувает" продукты с конвейера. Ключевыми факторами успешной работы устройств отбраковки с воздушной струей являются мгновенная подача воздуха, плотность упаковки и даже распределение материала внутри упаковки.

Пневматические толкатели могут использоваться для отбраковки упаковок самого разного размера и веса. Пневматические толкатели состоят из пневматического цилиндра и пластины, установленной на стержне поршня. Если нужно отбраковать продукт, пневматический цилиндр приводится в действие сжатым воздухом, и пластина на конце поршня сталкивает продукт с конвейера.

Сдвигающие устройства отбраковки могут удалять продукты более мягко, чем воздушная струя и некоторые пневматические толкатели, и их можно использовать при работе с открытыми контейнерами и элементами, идущими на доработку. Сдвигающие устройства отбраковки сходны с пневматическими толкателями, но используют лопасть на шарнире, «сметающую» элементы с конвейера.

Поворотные столы и дорожки качения напротив устройства отбраковки можно использовать для отбора элементов в вертикальном положении для последующего сбора.

Ворота могут изменять маршрут и направлять продукты на несколько производственных линий. Ворота можно использовать в качестве мягкого отбраковочного или классифицирующего устройства. Как правило, они активируются пневматически. Центральные ворота вращаются в вертикальной плоскости и направляют элементы влево или вправо.

Параллельные ворота являются более сложными, обеспечивают лучшую поддержку боков упаковки и могут осуществлять более мягкую отбраковку, чем одиночные ворота. Они идеально подходят для открытых или неустойчивых контейнеров, поскольку мягко направляют элементы, как только они попадают в ворота. Ворота следует использовать в сочетании с конвейерными лентами с низким коэффициентом трения, позволяющими элементам легко соскальзывать в сторону.

Разделители потоков могут распределять элементы по двум или более линиям и используются для отбраковки, классификации, отвода в сторону или сведения элементов. В качестве устройств отбраковки, они применяются для неустойчивых и незапакованных элементов, таких как открытые бутылки и поддоны с мясом и птицей, для самой мягкой отбраковки. Мелкие поддоны или пластины переносят продукт на соответствующие линии.

Для пневматических толкателей необходим источник чистого воздуха. Существуют небольшие фильтры, очищающие воздух непосредственно перед устройством отбраковки. Системы подачи сжатого воздуха должны содержать обезжириватели и обезвоживатели.

Подъемные ворота или опускающиеся устройства отбраковки представляют собой конвейеры, которые механически отклоняются вверх или вниз для отбраковки элементов.

Они подходят для отбраковки продуктов, направление движения которых трудно изменить. Для конвейеров с подъемными воротами и опускающихся конвейеров существуют ограничения по высоте продуктов и пропускной способности.

Большинство чеквейеров могут подавать звуковой сигнал или останавливаться после определенного заданного числа отбракованных продуктов. Это уменьшает количество отбракованных продуктов и обычно является четким указанием на то, что где-то на производственной линии произошел сбой.

Некоторые чеквейеры, особенно применяемые для взвешивания больших ящиков или бочек, посылают сигнал для остановки конвейера и подают звуковой сигнал при обнаружении упаковки с неправильным весом. Останавливать конвейер рационально только при низкой пропускной способности и небольшом ожидаемом количестве брака, поскольку для продолжения производственного процесса необходимо ручное вмешательство оператора.

Системы с переменной скоростью/с механизмом «старт-стоп»

Обеспечить точную отбраковку и синхронизацию становится сложнее, если транспортный конвейер имеет переменную скорость или может останавливаться с продуктом между весами и устройством отбраковки. Время, требуемое для доставки продукта в точку отбраковки не изменяется, поэтому простая система с отсчетом времени неприменима.

Точное местоположение всех продуктов в системе постоянно отслеживается и вычисляется чеквейером при помощи импульсных выходных сигналов, генерируемых двигателями конвейеров, и фотодатчиков. Они сигнализируют о величине перемещения ленты после входа каждого продукта в систему, включая перегрузку продукта на другие секции.

Смена продукта

Для смены продукта может потребоваться регулировка многих параметров, включая настройки управления, направляющих и скоростей движения лент. Большинство чеквейеров позволяют установить настройки для нескольких продуктов, как правило, от 100 до 400. Для смены продукта, если он содержится в памяти, достаточно нажать несколько кнопок. После выполнения первоначальной установки таймеров и границ для продуктов, дальнейшие переключения будут простыми и быстрыми. На складах может производиться быстрая обработка тысяч различных продуктов и упаковок. В этих случаях может потребоваться некоторая ручная настройка.

Настройки можно изменять дистанционно и автоматически, используя взаимодействие чеквейера с РLС. Эти настройки не касаются механических изменений, например, изменения ширины направляющих или центров цепей конвейера, но связаны с запрограммированными значениями веса тары, границами классификации и управлением двигателями переменной скорости.

Рекомендуется применять такие направляющие, которые можно легко отрегулировать под продукты разных размеров. Они должны легко регулироваться без каких-либо инструментов за несколько секунд.

На некоторых конвейерах можно быстро изменять ширину центральной линии. Опять же, гибкое позиционирование очень полезно при постоянной работе с продуктами разного размера. Во многих ситуациях ширину участка конвейера настраивать не обязательно.

Некоторые чеквейеры могут дополняться сканером для считывания штрих-кодов, а затем автоматически изменять параметры для продукта и границы весовых зон при приближении элемента. Сканеры штрих-кодов особенно полезны при работе на складах, где коробки могут заполняться и проверяться в случайном порядке.

Удовлетворение требований торговых сетей и пищевой промышленности

В конструкцию системы динамического взвешивания можно включить простые устройства контроля, обеспечивающие правильную работу устройства отбраковки, аккуратную отбраковку упаковок с перевесом или недовесом и отказоустойчивый режим работы всей системы. Удовлетворению требований торговых сетей и пищевой промышленности может способствовать применение следующих передовых технических решений:

• автоматическая система отбраковки для эффективного удаления продукта с линии;

• корзина для отбраковки с замком, доступ к которой имеет только специально уполномоченный и обученный персонал; удаленный в открытый контейнер или легкодоступный продукт может быть по ошибке возвращен в производство; проблема решается удалением брака в корзину для отбраковки с замком;

• необходимо установить сигнальное устройство, которое будет сообщать о заполнении корзины;

• кожух, полностью закрывающий весовую секцию и корзину для отбраковки;

• звуковое и световое оповещение о статусе системы, например, о выполненной отбраковке;

• фотоэлемент, регистрирующий каждый элемент, проходящий через систему (для облегчения правильной синхронизации механизма отбраковки);

• отказоустойчивая система автоматической остановки конвейера в следующих случаях:

- заполнение корзины для отбраковки,

- падение давления воздуха,

- сбой системы подтверждения отбраковки,

- сбой чеквейера.

Параметры, определяющие, кто, где и как может запустить систему снова, можно задать в ходе настройки, и они должны включать в себя полный набор допусков, основанных на профилях пользователей и профилях доступа. Может потребоваться определение разных процедур запуска для каждого случая автоматической остановки конвейера, как описано выше, в зависимости от существующих процедур контроля качества.

При заказе чеквейера рекомендуется информировать поставщика о стандартных процедурах для случаев остановки конвейера, чтобы эта информация была учтена в ходе проектирования и настройки. Необходимо принять соответствующие меры и установить процедуры, обеспечивающие правильное взвешивание продуктов, находящихся на накопительном, распределяющем, загрузочном и весовом конвейерах при остановке системы/

Основания для создания программы динамического взвешивания

Для многих компаний использование системы динамического взвешивания может быть связано со значительными затратами. Поэтому важно, чтобы оборудование было надежным, соответствовало назначению и использовалось максимально эффективно. В этом случае будет обеспечена хорошая рентабельность инвестиций за счет уменьшения расходов и увеличения качества продукта.

Принято считать, что системы динамического взвеши­вания нужны исключительно для соблюдения нормативных требований, но они также повышают производительность за счет снижения объема брака, ужесточения допусков и производства продукции постоянного качества.

Одной из главных причин внедрения программы динамического взвешивания является обеспечение соответствия государственным нормативам и промышленным стандартам путем динамического взвешивания всех упаковок прямо на производственной линии. Системы 100 % контроля массы должны быть неотъемлемой частью координированной программы управления производственным процессом и контроля качества, обеспечивая технологические требования, которые выдвигает современный взыскательный рынок.

Как синхронизировать наполнители – система обратной связи с чеквейером

Обратная связь с дозатором – одно из самых серьезных оснований для инвестиций в чеквейер. Она позволяет осуществлять активный мониторинг производительности дозатора и свести к минимуму нежелательный недовес или перевес путем соответствующей регулировки работы дозатора. Системы динамического взвешивания могут быть непосредственно связаны с системой контроля дозатора или же объединены в сеть с существующими заводскими системами управления для полного и непрерывного контроля с использованием обратной связи.

Меньше ложных отбраковок, переделок и отходов

Технологические процессы, включающие точный и правильно обслуживаемый чеквейер, также имеют меньше отбракованных продуктов. Более жесткие допуски позволяют повысить общий уровень качества процесса, снижая при этом количество производственного брака и количество продуктов, требующих повторной обработки. Ложная отбраковка сводится к минимуму, так как система динамического взвешивания и наладочные параметры зоны становятся более точными.

Экономия трудозатрат

Типичным для многих процессов является использование статических весов для выборочного контроля продуктов; использование поточного динамического взвешивания исключает возможные ошибки отбора продуктов и трудозатраты, связанные с операциями такого типа.

Защита торговой марки и репутации компании

Интенсивное продвижение торговой марки вызывает у покупателей твердую уверенность в безопасности и высоком качестве продукции. Продвижение торговой марки часто побуждает потребителя к предпочтению данного товара и поэтому является важным инструментом увеличения объема продаж и обоснования перед покупателями и потребителями высокой цены за высококачественный товар.

Именно поэтому ответственность компании связана не только с защитой конечного потребителя, но и с защитой торговой марки и текущего имиджа компании. Торговая марка является важным ресурсом, требующим компетентного управления и защиты от антирекламы. Попавший к потребителю продукт с недовесом может нанести серьезный урон любой компании, став причиной дискредитации торговой марки и, возможно, дорогостоящих отзывов продукции.

В случае проведения расследования по жалобе покупателя, имеющаяся документация предоставляет бесценные доказательства правильной работы программы динамического взвешивания.

Увеличение общей эффективности оборудования

Коэффициент общей эффективности оборудования (ОЕЕ) увеличивается благодаря улучшению одной или всех трех контрольных показателей «эксплуатационная готовность, производительность и качество». 100% контроль изготавливаемой продукции указывает на изменения параметров процесса, которые могут привести к непредвиденному простою оборудования (эксплуатационная готовность) и снижению производительности линии (производительность) в связи с неполадками в регулировке предшествующих устройств на линии. Более жесткие производственные допуски, возможные благодаря использованию системы динамического взвешивания, позволяют снизить недовес или перерасход, что в результате значительно повышает выход «хороших» продуктов (качество) с производственной линии.