L'efficacité de production d'une entreprise d'emballage a augmenté de 30 % : le record de transformation d'une machine de découpe de film

Dans un secteur de l'emballage de plus en plus concurrentiel, l'efficacité de la production est essentielle pour les entreprises qui souhaitent réduire leurs coûts et conquérir le marché. Aujourd'hui, nous nous intéressons à un important fabricant national de matériaux d'emballage souples et expliquons comment il a réussi à augmenter son efficacité de production globale de 30 % grâce à une transformation technique précise de sa machine de découpe de film, son « équipement clé ».

1. Contexte et défis : le goulot d’étranglement de la croissance

L'entreprise se consacre principalement à la découpe et à la vente de divers types de films plastiques tels que BOPP, CPP, PE, etc. Face à la croissance continue des commandes, les machines de découpe traditionnelles sont progressivement devenues inadaptées et constituent le principal goulot d'étranglement du processus de production. Ceci se manifeste notamment par :

1. Efficacité de changement de commande extrêmement faible : chaque fois que les spécifications du produit (comme la largeur, le diamètre) sont modifiées, il est nécessaire d'arrêter la machine pendant 20 à 30 minutes pour ajuster manuellement la position de l'outil, les paramètres de tension, etc., ce qui affecte sérieusement le taux d'utilisation global (OEE) de l'équipement.

2. Vitesse de production limitée : l'ancien système de contrôle électrique ne peut pas supporter de manière stable le refendage à grande vitesse, et afin d'éviter les problèmes de qualité tels que la rupture du film et les bords de coupe inégaux, les opérateurs n'osent généralement pas conduire la vitesse à plus de 80 % de la limite supérieure de l'équipement.

3. Le rendement doit être amélioré : la stabilité du système de tension contrôlé par l'embrayage à poudre magnétique traditionnel est médiocre, et il est facile de produire des fluctuations de tension pendant le démarrage-arrêt ou le fonctionnement à grande vitesse, ce qui entraîne des défauts tels que des tendons éclatés en forme de « chou » et des faces d'extrémité inégales dans le rouleau de film fendu, et le taux de défauts reste élevé.

4. Forte dépendance à l'égard des travailleurs qualifiés : la précision du réglage dépend fortement de l'expérience et du ressenti du maître, et le cycle de formation d'un opérateur qualifié est long, et le flux de personnel a un impact sur la stabilité de la production.

La direction a compris que le simple achat de nouveaux équipements pouvait résoudre le problème, mais le coût de l'investissement était trop élevé et le cycle de retour sur investissement long. Elle a donc pris une décision plus judicieuse : rénover systématiquement les machines de refendage existantes.

2. Plan de transformation : une politique précise, à la fois souple et dure

L'entreprise a mis en place une équipe de projet composée de fournisseurs d'équipements, d'ingénieurs en automatisation et de techniciens internes, et après un diagnostic détaillé, elle a formulé un plan de transformation avec le système de contrôle électrique et les actionneurs de base comme noyau.

Noyau de transformation : remplacer les machines et l'analogique par l'asservissement et la numérisation

3. Dossier de transformation : détails de la mise en œuvre des technologies clés

1. Mise en œuvre de la fonction de changement de commande en un clic :

◦ Avant modification : l'opérateur prend la règle pour mesurer, secoue manuellement le volant pour régler la position des porte-outils gauche et droit, et saisit manuellement la tension et d'autres paramètres.

◦ Après transformation : saisissez la largeur, le diamètre et les autres paramètres du volume cible sur l'écran tactile de l'IHM, puis cliquez sur « Modification de commande en un clic ». Le servomoteur entraîne le porte-outil pour le déplacer précisément jusqu'à la position prédéfinie, et le système de contrôle appelle automatiquement les courbes de tension et de vitesse prédéfinies. L'ensemble du processus est réalisé en moins de 2 minutes sans intervention manuelle.

2. Sauts de précision du contrôle de la tension :

◦ L'embrayage à poudre magnétique avec une réponse lente, une génération de chaleur élevée et une faible précision de contrôle est éliminé, et le servomoteur + capteur de tension est utilisé pour former un système de contrôle en boucle fermée complet.

◦ Le système surveille les variations de tension en temps réel et commande au servomoteur de compenser le couple à la milliseconde près grâce à des algorithmes, garantissant ainsi une tension constante du film tout au long du processus, du rouleau vide au rouleau plein. Cela élimine fondamentalement les problèmes de qualité du produit causés par une tension instable.

3. Fonctionnement à grande vitesse et amélioration de la stabilité :

◦ Le nouveau système d'entraînement de broche servo fournit plus de puissance et un contrôle de vitesse plus fluide, permettant à l'équipement de fonctionner de manière stable à 100 % de la vitesse de conception, même en overclocking.

◦ Le contrôleur de mouvement assure une synchronisation précise des cames électroniques entre plusieurs moteurs tels que le déroulement, la traction, le rembobinage, etc., éliminant ainsi les étirements ou les plis causés par la désynchronisation de la vitesse.

4. Efficacité et bénéfices : les chiffres parlent

Après l'achèvement de la transformation, après un mois de fonctionnement continu et de statistiques de données, les résultats ont largement dépassé les attentes :

• Amélioration de l'efficacité de la production : L'efficacité globale a augmenté de plus de 30 %, principalement grâce à la réduction du temps de changement de commande, passé de 25 minutes en moyenne à 2 minutes, et à une vitesse de production moyenne de 75 % à plus de 95 %.

• Amélioration de la qualité des produits : Le taux de rendement (produits de catégorie A) est passé de 92 % avant la transformation à plus de 98,5 %. Les problèmes tels que les surfaces d'extrémité irrégulières et les tendons fissurés ont presque disparu, et le taux de réclamations des clients a considérablement diminué.

• Coûts d’exploitation réduits :

◦ Réduction de la consommation d'énergie : après avoir éliminé l'embrayage à poudre magnétique (un gros consommateur d'énergie), la consommation d'énergie de l'ensemble de la machine est réduite d'environ 15 %.

◦ Optimisation des coûts de main-d'œuvre : les exigences en matière de compétences des opérateurs sont réduites, le cycle de formation des nouveaux employés est raccourci de moitié et un opérateur peut s'occuper de plus de machines.

• Intelligence et données : toutes les données de production (compteurs, vitesse, taux de rebut et raisons des temps d'arrêt) sont automatiquement enregistrées et signalées, fournissant un support de données précis pour la prise de décision de la direction et permettant une gestion transparente et numérique.

5. Conclusions et éclaircissements

Ce record de réussite en matière de transformation de machines de découpe de films nous indique que pour les entreprises de fabrication, face à des équipements anciens, la « transformation et la mise à niveau » sont souvent plus rentables et stratégiques que « l'élimination et le remplacement ».

La clé de son succès est :

1. Diagnostic précis : pas de mises à niveau aveugles, mais recherche précise des véritables goulots d'étranglement qui limitent l'efficacité de la production.

2. Pensée systématique : non seulement le remplacement du matériel, mais aussi l'optimisation systématique du « matériel + logiciel + processus ».

3. Sélection de la technologie : Des technologies matures et avancées représentées par la technologie servo et le contrôle numérique sont sélectionnées pour assurer la fiabilité et la prévoyance de la transformation.

Cette transformation n'est pas seulement une mise à niveau des équipements, mais aussi une étape clé pour que l'entreprise évolue vers une usine intelligente « Industrie 4.0 », posant ainsi une base technique solide pour le développement durable de l'entreprise à l'avenir.