Время подготовки
Определение
Время наладки — на английском языке Setup Time или Changeover Time — в производстве и технологических процессах обозначает промежуток времени между выпуском последней годной единицы продукции из завершенной партии и выпуском первой годной единицы продукции из следующей партии.
Оно включает в себя все процессы подготовки, переналадки и последующей обработки, необходимые для того, чтобы подготовить станок, установку или технологическую линию к выполнению следующего производственного заказа и, при необходимости, вернуть их в заданное исходное состояние.
В контексте смесителей время наладки включает в себя все работы, необходимые для того, чтобы после смены продукта или рецептуры вернуть смеситель в рабочее состояние и обеспечить его соответствие техническим требованиям: опорожнение, очистку, сушку, возможную смену инструмента, настройку параметров системы управления, а также контроль качества перед запуском новой партии.
Характеристики времени наладки
Время, не создающее добавленной стоимости
Во время переналадки не происходит создания добавленной стоимости: смеситель не производит готовую к продаже продукцию, но при этом продолжает генерировать фиксированные затраты на персонал, основные средства, площадь и, при необходимости, энергию. В управлении трудом и временем время переналадки рассматривается как часть времени выполнения заказа, необходимого для настройки и переналадки производственной системы, не входящее при этом в само время выполнения.
Внутреннее и внешнее время наналадки
Для целей анализа и оптимизации различают:
- Внутреннее время наналадки: действия, которые можно выполнять только при остановленном оборудовании, например, открытие смесителя, очистка внутренней камеры, замена инструментов или ручной осмотр.
- Внешнее время наладки: операции, которые можно подготовить параллельно с текущим производством, например, подготовка следующей партии сырья, предварительное взвешивание компонентов, подготовка чистящих средств или настройка параметров вне работающей линии.
Систематический перенос внутренних операций наладки во внешние составляет суть методологии SMED (Single Minute Exchange of Die) — устоявшегося подхода, позволяющего значительно сократить время наладки.
Состав времени наладки смесителей
Опорожнение смесительной емкости от остатков
Полная выгрузка предыдущей партии. Благодаря конической форме дна и конструкции с минимальным количеством мёртвых зон подходящие смесители обеспечивают высокую степень опорожнения и тем самым сокращают трудозатраты на очистку.
Очистка
Удаление остатков продукта для предотвращения перекрёстного загрязнения, в частности в пищевой, фармацевтической и химической промышленности:
- Сухая очистка: отсасывание, выдувание или счищание остатков
- Влажная очистка (WIP/CIP): автоматизированные системы очистки на месте (Cleaning-in-Place) или промывки на месте (Washing-in-Place) с распылительными форсунками, промывкой и последующей сушкой
Сушка после влажной очистки
Обеспечение сухого состояния, пригодного для продукта, перед загрузкой новых партий порошка.
Замена инструментов и компонентов
Замена или настройка смесительных органов, уплотнений или разгрузочной арматуры для оптимизации процесса с учетом других характеристик продукта.
Настройка параметров системы управления
Загрузка новой рецептуры в систему управления, настройка частоты вращения, времени смешивания, режима поддержания температуры и, при необходимости, других этапов процесса, таких как диспергирование или гранулирование.
Пробный запуск и утверждение качества
Пробный запуск для проверки работоспособности и герметичности, при необходимости — контроль в процессе, например, однородности и влажности, а также допуск установки к производству новой партии, соответствующей спецификации.
В зависимости от характеристик продукта — например, липкость, гигроскопичность, токсичность или аллергенность — процессы очистки и контроля могут занимать значительно большую долю в общем времени переналадки.
Влияние конструкции на время переналадки
По сравнению со многими горизонтальными смесительными системами вертикальные смесители обладают конструктивными преимуществами, которые положительно влияют на время переналадки:
- высокая степень опорожнения благодаря конической или воронкообразной геометрии корпуса
- хороший доступ сверху через большие люки для осмотра и очистки, предназначенные для ручных проверок и очистных работ
- уменьшенные площади прилипания благодаря центрально расположенным смесительным органам и преимущественно вертикальным поверхностям, что снижает прилипание порошка и потребность в очистке
- возможность CIP и WIP при наличии соответствующего оборудования, что позволяет осуществлять автоматизированные, воспроизводимые процессы очистки с минимальными затратами персонала
Последовательный гигиенический дизайн — полированные поверхности, отсутствие мертвых зон, отсутствие горизонтальных плоскостей для отложения загрязнений, подходящие конструкции уплотнений и фланцев — дополнительно сокращает время очистки и осмотра, а также повышает легкость очистки и безопасность продукции.
Экономическое значение и оптимизация
Значение для производительности и OEE
Время переналадки является ключевым фактором, влияющим на общую эффективность оборудования. Каждая минута простоя смесителя из-за операций переналадки сокращает чистое доступное производственное время, в то время как фиксированные затраты продолжают накапливаться.
Пример: четыре смены продукта в день, каждая с временем переналадки 60 минут, дают 240 минут, то есть четыре часа простоя ежедневно. Сокращение времени переналадки до 40 минут на каждую смену позволяет высвободить 80 минут дополнительного производственного времени в день — без инвестиций в дополнительные производственные мощности.
Преимущества короткого времени переналадки
- повышенная гибкость: экономичное производство небольших партий и частая смена продукции, например, при изготовлении продуктов по индивидуальным рецептурам или сезонных товаров
- снижение производственных затрат: сокращение времени простоя снижает удельную себестоимость, поскольку фиксированные затраты на оборудование и персонал распределяются на больший объем произведённой продукции
- более быстрая реакция: производство может оперативно реагировать на требования рынка, перебои с поставками или изменения рецептуры
- повышение гигиены и безопасности продукции: стандартизированные и эффективные процессы переналадки и очистки сводят к минимуму перекрёстное загрязнение
- Безопасность труда и эргономика: удобно доступные, гигиенично спроектированные смесители с системами быстрой смены оснастки и автоматизированными решениями для очистки снижают физическую нагрузку на персонал
Типичные меры по оптимизации
- Методика SMED: систематический анализ и разделение внутренних и внешних операций наладки, стандартизация процессов, сокращение количества ручных операций и времени перемещения
- Автоматизированные системы очистки: встроенные распылительные форсунки, запрограммированные циклы промывки и заданные фазы сушки для получения воспроизводимых результатов очистки
- Управление рецептурами и параметрами через систему управления и вышестоящие производственные системы: централизованное управление и быстрая загрузка производственных рецептур, автоматическая настройка параметров процесса и документирование смены партий
- Системы быстрой смены: системы монтажа смесительных органов, уплотнений и выпускной арматуры, не требующие или требующие минимального использования инструментов
Грамотное планирование производства: последовательность производственных заказов по семействам продукции, цветам или гигиеническим требованиям, чтобы проводить трудоемкую очистку только при фактической необходимости
Связанные термины
Время выполнения заказа, смена партии, CIP и WIP, OEE, SMED, перекрестное загрязнение, время простоя.
При проектировании и оценке смесителей помимо чистого качества смешивания всегда следует требовать прозрачного представления ожидаемых времен наналадки, разгрузки и очистки. Эти времена зачастую влияют на долгосрочные эксплуатационные расходы, гибкость и общую экономическую загрузку установки в большей степени, чем цена приобретения.