Quali tipici miglioramenti OEE sono raggiungibili grazie a tempi di miscelazione più brevi e a una pulizia più rapida?
OEE è l'acronimo di Overall Equipment Effectiveness, in italiano efficienza globale dell'impianto. Il parametro descrive quanta parte del tempo di produzione pianificato viene effettivamente utilizzata per produrre prodotti conformi alle specifiche alla prestazione prevista. Deriva da disponibilità × prestazione × qualità.
Tempi di miscelazione più brevi e una pulizia più rapida possono migliorare notevolmente l'OEE, se miscelazione, svuotamento, pulizia o cambio di prodotto rappresentano colli di bottiglia rilevanti della linea. Il miglioramento effettivo deve tuttavia essere derivato dalla rilevazione individuale dei tempi e dall'analisi delle perdite; promesse percentuali universali non sono solide senza dati di partenza.
Migliorare la disponibilità
Tempi più brevi di miscelazione, svuotamento, pulizia e allestimento riducono la quota di fermi pianificati tra due charge o cambi di prodotto. Ciò aumenta il tempo di produzione disponibile all'interno di un turno, di una settimana o di una campagna. Nella valutazione OEE, allestimento, pulizia, cambio utensile, manutenzione pianificata e controlli qualità vengono tra l'altro registrati come perdite di disponibilità, purché l'impianto avrebbe dovuto produrre in modo pianificato in quel periodo.
La leva è particolarmente grande nelle produzioni high-mix low-volume, con cambi frequenti di allergeni, colore o aroma e con ricette che richiedono pulizia a umido. Se, ad esempio, una linea di miscelazione e riempimento effettua dieci cambi di prodotto al giorno e ogni ciclo di pulizia convalidato viene accorciato di 15 minuti, si generano 150 minuti di tempo aggiuntivo. Questo tempo può essere utilizzato per la produzione, la manutenzione o una pianificazione dei turni più realistica.
Anche un hygienic design ben accessibile e a basso spazio morto può migliorare il fattore di disponibilità. Facilita il controllo visivo, la pulizia a secco, la pulizia a umido e l'asciugatura. Meno incrostazioni e uno svuotamento residuo estensivo riducono inoltre il rischio di pulizie supplementari non pianificate, rilasci ritardati o ripetizioni di cambio prodotto. L'effetto dovrebbe essere misurato in base ai tempi reali di svuotamento, pulizia, verifica, asciugatura e rilascio della charge.
Aumentare la prestazione
Il tasso di prestazione descrive quanto un impianto, durante il suo tempo di funzionamento, lavori vicino alla velocità tecnicamente prevista. Se il tempo netto di miscelazione convalidato si riduce a parità di dimensione della charge e di qualità costante, il numero di charge per turno può aumentare. Ciò incrementa la portata, a condizione che caricamento, svuotamento, riempimento, confezionamento e processi a valle riescano a sostenere lo stesso ritmo.
È decisivo l'intero tempo di charge, non solo il tempo con l'organo miscelante in rotazione. Comprende caricamento, pesatura, miscelazione, eventuale aggiunta di liquido, termoregolazione, svuotamento, campionamento, pulizia, asciugatura e la preparazione della charge successiva. Una riduzione del tempo di miscelazione da dieci a cinque minuti, ad esempio, produce l'effetto di prestazione atteso solo se il miscelatore non attende poi dieci minuti una stazione di riempimento, un container, un rilascio di laboratorio o la pulizia.
Cicli più brevi e più riproducibili possono inoltre migliorare la sincronizzazione con gli impianti di riempimento e confezionamento a valle. La linea lavora così in modo più stabile e si possono ridurre piccoli arresti, tempi di attesa o accumuli intermedi. Per una valutazione solida dovrebbero quindi essere confrontati il tempo di ciclo reale, le charge per turno, i tempi di attesa e la capacità di tutti gli aggregati collo di bottiglia prima e dopo la misura.
Garantire la qualità
Una pulizia più rapida non deve avvenire a scapito dell'efficacia della pulizia. Se una procedura di pulizia ottimizzata è convalidata, può ridurre contaminazioni crociate, trascinamento di allergeni, trasferimento di colore e aroma, umidità residua nonché rilavorazioni dovute alla qualità. Ciò migliora la componente qualità dell'OEE, che descrive la quota di prodotti privi di difetti sulla produzione complessiva. Scarti, rilavorazioni e charge respinte riducono direttamente questo parametro.
Anche un tempo di miscelazione ridotto può migliorare la qualità, se è stato definito come risultato di uno studio di cinetica di miscelazione all'interno di una finestra di processo convalidata. Una miscelazione troppo lunga può causare, per determinati prodotti, rottura delle particelle, formazione di fine, calore di attrito, agglomerazione indesiderata o segregazione successiva. Il tempo di miscelazione robusto più breve può quindi migliorare resa, struttura delle particelle, omogeneità e stabilità di processo. Una semplice riduzione senza convalida può invece causare charge fuori specifica e peggiorare l'OEE.
Calcolare correttamente l'OEE
L'OEE viene di norma calcolato come segue:
OEE = disponibilità × prestazione × qualità
In termini semplificati: la disponibilità è il tempo di funzionamento diviso per il tempo di produzione pianificato. La prestazione descrive la velocità di produzione effettiva rispetto alla velocità ideale. La qualità è il numero di prodotti conformi diviso per le unità complessivamente prodotte. Un valore del 100 per cento significa che l'impianto produce senza interruzioni alla velocità ideale esclusivamente prodotti privi di difetti.
La logica moltiplicativa è importante. Se ad esempio la disponibilità migliora dal 70 all'80 per cento, la prestazione dall'85 al 90 per cento e la qualità dal 96 al 98 per cento, l'OEE sale da 0,70×0,85×0,96=57,1% a 0,80×0,90×0,98=70,6%. Ciò corrisponde a un guadagno di 13,5 punti percentuali. L'OEE non migliora quindi con la semplice somma dei singoli miglioramenti, ma con la loro combinazione su tutti e tre i fattori.
Valutare l'attuazione
Prima di una misura, il gestore dovrebbe rilevare le perdite effettive su un periodo rappresentativo e classificarle in modo univoco. Sono utili almeno i tempi di caricamento, miscelazione, svuotamento, pulizia, asciugatura, cambio ricetta, attesa delle materie prime, rilascio di laboratorio, guasti, manutenzione, cambio prodotto e interruzioni di riempimento. Da questi si può determinare se il tempo di miscelazione o la pulizia siano effettivamente il collo di bottiglia e quale potenziale OEE sia economicamente raggiungibile.
Dopo l'ottimizzazione, gli stessi dati dovrebbero essere rilevati nuovamente. Vanno inoltre osservati segnali di qualità come qualità di miscelazione, svuotamento residuo, prova di pulizia, analitica allergeni, scarto, rilavorazione, rottura delle particelle e tempo di rilascio della charge. Solo quando la prestazione di pulizia e di miscelazione resta dimostrabilmente stabile, il guadagno OEE è duraturo.
Così amixon® migliora l'OEE degli impianti di miscelazione di polveri
OEE è l'acronimo di Overall Equipment Effectiveness, in italiano efficienza globale dell'impianto. Il parametro descrive quanta parte del tempo di produzione pianificato viene effettivamente utilizzata per produrre prodotti conformi alle specifiche alla prestazione prevista. Si compone di disponibilità, prestazione e qualità. amixon® migliora questi fattori tramite tempi di miscelazione e svuotamento brevi, una costruzione favorevole alla pulizia, un'elevata disponibilità tecnica nonché processi controllabili in modo riproducibile. L'aumento di OEE effettivamente raggiungibile viene sempre determinato in base a ricetta concreta, dimensione della charge, frequenza di cambio, pulizia, logistica di produzione e situazione dei colli di bottiglia dell'intera linea.
Disponibilità: durevole e pianificabile
Un'elevata disponibilità tecnica inizia dalla costruzione. In amixon® l'organo miscelante è supportato dall'alto; un passaggio d'albero inferiore nella camera di miscelazione viene a mancare. In questo modo si evitano punti di appoggio a contatto con il prodotto e potenziali problemi di usura o di tenuta nella zona del fondo. La conduzione a numero di giri relativamente basso, nonché il numero limitato di componenti soggetti a usura critici per il prodotto, favoriscono un esercizio durevole.
Ispezioni regolari e manutenzione preventiva aiutano a trasformare i fermi non pianificati in finestre di manutenzione pianificabili. A seconda del progetto è possibile integrare concetti di monitoraggio dello stato e di manutenzione predittiva. amixon® sviluppa e produce gli apparecchi a Paderborn con un'elevata profondità di produzione e può supportare la fornitura a lungo termine di ricambi e componenti di usura. Componenti critici selezionati possono inoltre essere previsti già alla prima consegna come scorta di ricambi vicina all'esercizio.
Anche lo svuotamento rapido e sicuro contribuisce alla disponibilità. Le eliche di miscelazione SinConvex® e SinConcave® favoriscono un movimento del prodotto tridimensionale controllato e supportano lo scarico. Gli elementi ComDisc® spazzano il fondo del recipiente nell'ultima fase di svuotamento e conducono i residui di prodotto verso lo scarico. Ciò può ridurre la quantità residua, semplificare i cambi di prodotto e impedire che i tempi di pulizia si allunghino inutilmente a causa di accumuli di prodotto residuo. amixon® descrive ComDisc® per uno svuotamento residuo estensivo, a basso rischio di segregazione con prodotti idonei.
Prestazione: accorciare ogni fase del ciclo
La prestazione di un impianto di miscelazione batch è determinata dall'intero tempo di charge: caricamento, miscelazione, eventuale aggiunta di liquido o termoregolazione, svuotamento, pulizia, asciugatura e preparazione della charge successiva. amixon® può ottimizzare contemporaneamente più di queste quote di tempo.
Il miscelatore a due alberi verticale HM utilizza due flussi di prodotto sovrapposti e, con una ricetta idonea, può consentire tempi di miscelazione brevi. Il miscelatore KoneSlid® KS genera un rimescolamento forzato tridimensionale attivo. L'intero volume può essere rimescolato una volta dopo circa quattro giri dell'utensile; a seconda della ricetta, la qualità di miscelazione desiderata può essere raggiunta dopo circa 20-30 giri. Il tempo di miscelazione effettivo deve sempre essere convalidato con il prodotto originale, il grado di riempimento definito e l'obiettivo di omogeneità richiesto.
Le eliche di miscelazione SinConvex® e SinConcave® favoriscono un deflusso adeguato al prodotto e uno svuotamento estensivo. Il MultiPlane® può essere impiegato quando particelle sensibili, coating, granulati o agglomerati devono essere omogeneizzati in modo particolarmente delicato. Il movimento del prodotto può così essere orientato a una bassa sollecitazione meccanica. Ciò aiuta a limitare rottura delle particelle, formazione di fine e apporto termico non necessario. Se gli agglomerati devono essere disciolti in modo mirato, i rotori di taglio o gli HighShearBlade possono essere attivati per un tempo limitato, senza sottoporre l'intera charge a un'elevata sollecitazione permanente.
Il DosiFlap® unisce le funzioni di una valvola di chiusura a basso spazio morto e a tenuta di gas con una funzione di scarico dosante. La valvola può chiudersi contro il flusso di prodotto in arrivo e favorisce così il riempimento controllato di big bag, IBC o altri contenitori. In combinazione con la tecnica di pesatura si possono raggiungere quantità di riempimento definite. Ciò può ridurre i tempi di attesa nel processo di riempimento e stabilizzare la cadenza del confezionamento a valle. amixon® descrive il DosiFlap® come una valvola a chiusura priva di spazi morti e a tenuta di gas, che può essere chiusa contro il flusso di prodotto.
Pulizia e cambio di prodotto
Con cambi frequenti di ricetta, allergene, colore o aroma, il tempo di pulizia è spesso una leva OEE decisiva. amixon® combina a questo scopo uno svuotamento residuo estensivo con una buona accessibilità delle zone a contatto con il prodotto. Gli ampi sportelli di ispezione CleverCut® con guarnizioni OmgaSeal® sono realizzati in modo da chiudersi, vicino al prodotto da miscelare, in modo permanentemente ermetico e costruttivamente a basso spazio morto. Ciò facilita il controllo visivo, la pulizia manuale a secco e l'ispezione dopo la pulizia.
L'OptiClean® rappresenta un concetto igienico che pone al centro la costruzione ben accessibile, completamente svuotabile e favorevole alla pulizia dell'impianto di miscelazione. L'obiettivo è ridurre residui di prodotto, zone difficilmente accessibili e i conseguenti rischi di pulizia. Il dimensionamento concreto della pulizia dipende comunque sempre da adesione del prodotto, quota di grassi e zuccheri, rischio allergenico o di principi attivi, compatibilità con l'acqua, requisiti microbiologici, nonché dal limite di pulizia da dimostrare.
Il WaterDragon® integra questo concetto con una pulizia a umido e un'asciugatura automatizzabili. Lance a getto mirato programmabili con teste di lavaggio rotanti introducono l'acqua di pulizia in modo mirato nella camera di miscelazione. Gli ugelli investono direzioni diverse, mentre la lancia e le teste di lavaggio raggiungono le zone previste. Dopo il ciclo di pulizia a umido è possibile insufflare una grande quantità di aria calda secca, per asciugare rapidamente camera di miscelazione, componenti interni, valvole di scarico e dispositivo di pulizia. Il WaterDragon® può così standardizzare i procedimenti di pulizia, migliorare la riproducibilità e ridurre il tempo fino al rilascio della charge successiva. amixon® descrive il WaterDragon® come sistema automatizzato per la pulizia a umido e l'asciugatura con teste di lavaggio rotanti e ugelli tridirezionali.
La pulizia, tuttavia, non deve mai essere accorciata solo per una riduzione del tempo di ciclo desiderata. Cicli di pulizia, durata dell'asciugatura e criteri di rilascio devono essere convalidati per il prodotto concreto, il cambio di prodotto più sfavorevole e il limite di contaminazione rilevante. Solo una pulizia dimostrabilmente efficace e riproducibile crea un guadagno duraturo di disponibilità e qualità.
Qualità e sicurezza delle charge
La componente qualità dell'OEE migliora quando scarti, rilavorazioni, charge errate e interruzioni dovute alla qualità diminuiscono. I principi di miscelazione amixon® sono concepiti per un rimescolamento del prodotto tridimensionale riproducibile. Con un dimensionamento adeguato possono raggiungere una miscela casuale tecnicamente ideale. Se ciò valga per una ricetta concreta su un intervallo di grado di riempimento di circa il 10-100 per cento del volume utile deve essere verificato con il prodotto originale. Per componenti low-dose, grandi differenze di densità apparente o dimensione delle particelle, polveri coesive o aggiunte di liquido, la finestra di processo idonea può variare.
Le ricette basate su PLC assicurano il rispetto ripetibile dei parametri di processo critici. Vi rientrano tempo di miscelazione, numero di giri dell'utensile, grado di riempimento, ordine delle materie prime, quantità di dosaggio, aggiunte di liquido, termoregolazione e sequenza di scarico. La rilevazione tramite codice a barre o RFID, nonché un collegamento ERP, possono collegare in modo tracciabile ricetta, charge delle materie prime, valori di processo, interventi dell'operatore, stato di pulizia e rilascio della charge. Ciò supporta rintracciabilità, gestione delle deviazioni e un'analisi rapida delle cause quando i dati di qualità sono fuori specifica.
Calcolare in modo solido i potenziali OEE
I potenziali OEE solidi non possono essere promessi in modo generico in punti percentuali. Derivano dalla differenza tra lo stato reale effettivo e i tempi di processo misurati realmente sull'impianto obiettivo. Per questo dovrebbero essere esaminati con il prodotto originale tempo di miscelazione, svuotamento, svuotamento residuo, pulizia, asciugatura, cambio di prodotto ed eventualmente il riempimento a valle.
Nel centro prove amixon® questi tempi e caratteristiche di qualità possono essere determinati con grado di riempimento, ricetta e conduzione di processo realistici. I risultati costituiscono una base per la scelta della taglia, il dimensionamento della periferia, la pianificazione della capacità e un confronto solido con un impianto esistente. Un calcolo OEE completo considera almeno il tempo di produzione pianificato, i fermi pianificati e non pianificati, il tempo di charge reale, la quantità conforme, lo scarto, la rilavorazione, nonché i tempi di pulizia e di rilascio.