克朗斯自动化系统在乳品企业的应用

时间：2007-12-24 13:23:32　　推荐指数： 关注度： 报告业务: 010-65667912

“位于德国Leppersdorf的Mueller Sachsen公司对其一次性PET瓶装冷藏调味牛奶饮料的内置吹塑和灌装生产线进行了全面自动化升级。升级后，跨越三层，产量每分钟600瓶的两条生产线，却只有5个操作员。在这两条流水线上，自动化秩序系统扮演着至关重要的作用。”
  生产线尽现完美自动化
     为满足众多零售商的不同喜好，Mueller Sachsen公司采用了多种容量的瓶（包括330、400、500和750毫升），货存单元（SKU）达90多个，这就要求生产线的换活灵活性需要得到最优化，而事实上的确如此。一种新尺寸瓶的更换由于需要更换吹塑模块，需要3个小时，但如果只是更换封尾或标签或托盘上的瓶子数量，更换所耗时间仅为20分钟。更令人印象深刻的是，Mueller Sachsen公司两条线中的一条需要能从4个不同储藏罐中提取产品，陆续灌入瓶子里，如按次序提取出巧克力、香草、草莓、香蕉，装有不同风味产品的瓶子随后以8，12或是24瓶为一组装进一个瓦楞托盘。
     Mueller Sachsen公司这个系统之所以带来如此高灵活性的自动化效果，秘密就在于其自动生产秩序流，由原先使用的企业资源计划（ERP）系统，转而采用了一个新近开发出来的自动化秩序系统。原先的ERP系统来自SAP公司，新的自动化秩序系统（名称为LMS――生产线管理系统）由克朗斯（Krones）提供。Mueller Sachsen公司这两条线上除了两台托盘包装机（由Schubert公司提供），两台码垛机（A+F Automation提供）和一台Haloila货盘拉伸裹包机外，绝大部分包装机械都来自克朗斯，生产线的设备集成也由克朗斯负责。Mueller公司是克朗斯LMS解决方案第一个应用者，改造后的两条生产线是克朗斯三年努力工作的成果，是世界上最完善的自动化秩序系统之一。
换活频繁生产的完美体现
     需要注意的是，这种信息技术是专为那些换活很频繁的包装生产线所设计的。在这种环境下它才能发挥作用。Mueller公司就是个典型，它不仅换活频繁，而且两条包装生产线共有3层。底层是吹塑和灌装，顶层是标签和托盘包装，中间层则是码垛和拉伸裹包。
“LMS帮了我们大忙，”Mueller公司项目工程师Hagen Riedel说：“尽管分布在三层空间内，但我们对两条线上的机器在做什么了如指掌。”如果没有这种能见度，20分钟的换活时间是不可能实现的。
     Riedel说，通过每台包装机械上的触摸屏，操作员知道针对目前的订单和下一个订单，这台设备必须做什么。操作员知道每个批次的预计容器数量，他知道需要什么样的瓶坯、盖子、标签和瓦楞托盘，因此能在真正需要用到之前将它们准备好。一按按钮，下个订单所需要的包装材料就能经过仓库管理系统自动配送到位。
新旧对比
     在一个更常规的配置中，通常将生产线中的每台机器看作是单独的个体。当换活到另一种不同的SKU时，多数情况下，在着手生产之前要将整条线清空，然后进行必要的生产准备调整。这要求操作员在正确的时间调入原材料和补给，手动选择产品和设置机器上的参数，之后才能再次启动生产线。这一系列的任务要求操作员具备很高能力，而Mueller公司的产品多样性是如此之大，灌装和二次包装又不在同一层进行，因此，操作员所要执行的任务被成倍扩大。
     多亏了克朗斯的LMS系统，Mueller公司根本不是一个常规的配置。两条生产线是两个紧密集成的两个系统，以一个最优化的方式来生产一个接一个批次的产品。它们能获取所有与生产相关的信息，这些信息不是来自班次经理或是控制触摸屏面板的操作员，而是来自ERP系统。这些信息包括所有产品跟踪所需的必要数据，如保质日期、灌装时间等等。生产线上的操作员同一时间要照看两个批次产品的生产：现在的和下一个。这让他们能为下个批次的生产做好准备。克朗斯的信息技术项目经理Holger Bissbor说：“Mueller公司想采用尽量多的自动化，甚至想让订单自动地从客户的ERP系统传输到Mueller公司的ERP，然后再到工厂的包装生产线。”
     从控制和集成角度上来讲，让Mueller公司的生产线如此杰出是因为Mueller能从ERP系统中常见的高层商业交流协议中获得数据，并且将其发送到工厂环境下常见的制造交流协议。Bissbort称在这个过程中，一个可扩展标识语言（XML）界面是关键。
“这个界面确保来自ERP的信息能进入到我们生产线管理系统的主PLC，”Bissbort说：“信息从这个PLC出来，通过工业以外网连接，传输到单个包装机械的PLC上。”
自动化生产线全接触
     Mueller公司之所以决定将两条包装生产线分三层布置，是为了尽量容纳下生产线上的众多包装机械。在Mueller公司的车间，大多数设备都安装在第一层和第三层，两层内包装设备的底座大小都大约为98英尺到262英尺。至少有21种主要机械组成这两条生产线，包括两台吹塑机、两台杀菌/冲洗/灌装/压盖一体机、两台喷墨编码机、6台收缩套标机、5台缠绕贴标机、2台托盘包装机和2台码垛机。
这两条生产线中1号线是最复杂也是效率最高的。一台克朗斯Contiform S24吹出瓶子后，经气动传送170米，到达克朗斯Pet-Asept杀菌/灌装/压盖系统内部的密封和过压无菌舱。
     在密封的舱壁内，克朗斯杀菌/灌装/压盖一体机性能卓越。它能一次灌装四种风味，灌装机无菌运行。与其他无菌灌装线不一样的是，货架稳定性并不是Mueller公司的目标。Mueller公司想要的是给消费者提供口味最佳的冷藏牛奶饮料，灌装技术必须以此目的为出发点。在一个无菌舱内创造一个商业无菌灌装环境是一种途经。首先，在过压无菌舱，瓶子经过氧乙酸和蒸汽消毒，随后再经过无菌水和无菌空气冲洗，最后才由一个带60个喷嘴的“彩虹”灌装机灌入产品。
     称其为彩虹灌装机是因为它能从4个不同的储藏罐中提取出不同产品成分，一次就灌4种口味，满足了客户对多口味集束包装的需求。1，2，3，4号喷嘴分别将不同口味产品灌入到PET瓶内，5，6，7，8号…喷嘴则延续这一设置。
     出了压盖工作台，瓶子经过一台多米诺Amjet喷墨编码机，它采用UV油墨再每个盖子的顶部印下一个符号。现在，瓶子传送到第三层，进行贴套标和二次包装。有的瓶型需要用缠绕标签，而有的则采用全身收缩套标，所以第三层两种标签机器都有。由于Mueller公司采用的是彩虹灌装，所以需要8台标签机，而不是2台――4台Contiroll缠绕标签机和4台Sleevematic收缩套标机，全部由克朗斯提供。在每个生产订单中，ERP系统都会告知这批瓶子要用到哪种标签机：是缠绕贴标还是收缩套标。
     至于在每个盖子上用UV油墨印刷的符号，是为了方便后面的贴套标生产。一个克朗斯Checkmat扫描设备读取盖子上的符号，然后根据符号代表的意义，将瓶子分配到后面4条通道中的一条。每条通道通往一个标签设备，标签设备在瓶子上贴上或套上正确的标签：巧克力、香草、草莓或是香蕉。
     接下来进入到托盘包装部分――长为10米，集成了13个机器人的Schubert系统。它先将扁平纸板撑开，成型为纸托盘，随后将它们传送到装载地点。在这些装载点，一个星形轮将单列进入的瓶子装入一个运送设备，经过一段短距离之后到达机器人抓手的工作位置，随后机器人将瓶子卸下并且将它们装入托盘。
     Schubert系统的速度为620瓶每分钟，能生产2×4，4×3，或是6×4格式的托盘。托盘化之后，托盘经螺旋传送带运送到第二层，在这里，A&F Automation公司的码垛机和Haloila公司的拉伸裹包机分别进行码垛和货盘裹包。
     Mueller公司的管理层对这个新的包装机械控制系统非常满意，Riedel说：“快速换活，操作员集中化控制，更高的操作员工作效率……我们从这个系统中获利的绝不止这些！”