Ваше сообщение успешно отправлено, в ближайшее время с вами свяжутся
Потвердить
Ф.И.О.
Название компании
+7
Номер телефона
Комментарий
Отправить

Полимерные материалы №12/2018. Круглосуточное литьевое производство изделий медицинского назначения

Семь дней в неделю, 24 часа в сутки и с минимальным участием человека. Так работает открытый три года назад завод по автоматизированному производству литьем под давлением полимерных изделий медицинского назначения. Это стало возможным только благодаря комплексной централизованной системе снабжения производства материалом, которая управляется с помощью программного обеспечения Winfactory 4.0 и позволяет оператору в любое время дистанционно получать доступ к параметрам процесса и контролировать правильное функционирование оборудования без необходимости входа в машинный зал.

Никто не включит свет в машинном зале даже в темное время суток (еще одна, кстати, статья экономии расходов на энергопотребление), потому что он не нужен при максимальной автоматизации производственного процесса и минимальном участии в нем человека: весь производственный процесс управляется, контролируется и регистрируется системой Winfactory 4.0. Эта промышленная модель полностью соответствует принципам 4-й промышленной революции Industry 4.0 и успешно внедрена на заводе Nordson Medical в г. Лавленде (штат Колорадо, США), который был введен в эксплуатацию в 2015 г. с намерением максимально автоматизировать производство (см. фото у заголовка статьи). В большом помещении площадью 3500 м2, соответствующем классу 100 000 чистой комнаты (практически весь цех литья под давлением), 56 литьевых машин с усилием смыкания от 15 до 200 т работают круглосуточно и без остановок семь дней в неделю, ежедневно выпуская 1,2 млн изделий. Эта продукция медицинского назначения производится в полностью контролируемых условиях чистого помещения для обеспечения заданного качества и соответствия требованиям стандартов безопасности.

Комплексная система транспортировки, сушки, дозирования и загрузки

Помимо электрических литьевых машин из Японии и Германии, роботов и автоматических упаковочных систем, в работе завода задействовано периферийное оборудование итальянской компании Piovan, введенное в эксплуатацию совместно со своей американской компанией Una-Dyn, входящей в Piovan Group, в единую комплексную систему транспортировки, сушки, дозирования и загрузки материала. Piovan получил этот контракт благодаря своему опыту и способности оптимальным образом интерпретировать на практике философию автоматизации производства.

Для обеспечения безостановочной работы литьевых машин, за исключением запланированных перерывов на техническое обслуживание или неполадок, весь процесс снабжения производства материалом управляется и регулируется программным обеспечением Winfactory 4.0.

В целом периферийное обеспечение производственного процесса включает в себя 4 влагопоглощающие сушилки и 25 сушильных бункеров (фото 1) , 5 автоматических станций распределения сырья EasyLink, весовые дозаторы серии Quantum и бесфильтровые приемники материала Pureflo, которые оснащены специальным взвешивающим устройством Ryng, учитывая медицинское назначение продукции. Каждое устройство оснащено собственным блоком управления, который может взаимодействовать с программным обеспечением Winfactory 4.0, связанным, в свою очередь, с общезаводской системой управления ERP.

Фото 1. Система сушки состоит из 4 влагопоглощающих сушилок и 25 сушильных бункеров, установленных на платформе в целях экономии производственной площади (все фото: Piovan)

Все работает как часы с ограниченным использованием человеческого труда. Ранее оператору приходилось заступать в ночную смену, чтобы можно было вмешаться в процесс при срабатывании сигнала тревоги. Сегодня сотрудники покидают завод и возвращаются домой в свои семьи, когда темнеет, и холодный воздух начинает спускаться со Скалистых гор. Они знают, что в чрезвычайной ситуации будут уведомлены системой управления с помощью персонального поискового устройства, которое по-прежнему довольно популярно в США, или сообщения на планшете или мобильном телефоне. И, прежде чем отправиться на завод, они уже знают, в чем проблема, и в некоторых случаях могут ее решить удаленно.

Как все это работает на практике? Когда упакованный полимерный гранулят поступает на завод Nordson Medical, оператор во избежание ошибки считывает сканером штрих-код на упаковке перед тем, как заполнить материалом один из четырех силосов вместимостью 5000 кг, находящихся за пределами здания завода. Затем система Winfactory 4.0-MED (оптимизированная версия для применения в медицинском секторе) автоматически подает материал на машины. Для этого используются автоматические вакуумные загрузчики, объединенные в единый вакуумный всасывающий трубопровод, создающий меньшую нагрузку на гранулят (фото 2), и трубопроводы из нержавеющий стали общей длиной 8 км, которые, подобно артериям, проходят через весь завод (фото 3). При необходимости гранулят сушится по заданному режиму с использованием четырех сушилок (см. фото 1).

Фото 2. Пять автоматических вакуумных загрузчиков, объединенных в единую систему для меньшего механического воздействия на транспортируемый материал

Фото 3. Стальные трубопроводы общей длиной около 8 км, предназначенные для распределения материала по литьевым машинам, как артерии, пронизывают весь завод

Система сушки отличается особой энергоэффективностью и заслуживает особого внимания. С одной стороны, по мере снижения потребности в литьевых машинах соответствующее число сушилок автоматически отключаются, чтобы избежать потерь электроэнергии (фото 4). С другой стороны, если сигнал тревоги срабатывает ночью, а соответствующая сушилка выключена, остальные могут поддерживать 25 сушильных бункеров без задержки или прерывания производства. Каждая литьевая машина имеет бесфильтровый приемник материала PureFlo, соединенный с гравиметрическим дозатором Quantum, который точно контролирует и регулирует рецептуру загружаемого в машину материала.

Фото 4. По мере снижения потребности в литьевых машинах сушилки автоматически отключаются во избежание потерь энергии

Завершает технологический процесс приемочный контроль качества продукции, после чего каждая партия изделий медицинского назначения автоматически упаковывается (опять же в условиях чистого помещения) для последующей доставки заказчику.

Автоматизированная система рециркуляции брака

По запросу Nordson Medical была спроектирована и смонтирована автоматизированная система рециркуляции дробленого брака производства. Контроллер системы Easylink не только распределяет исходный гранулят по литьевым машинам, но и может направлять производственный брак в виде литников или бракованных изделий (если таковые имеются) на соответствующую станцию рециклинга, специфичную для каждого перерабатываемого материала. Благодаря автоматическому управлению, эта вспомогательная технологическая операция может так же, как и основные, выполняться круглосуточно без присутствия оператора.

Справка

Winfactory 4.0 – это новое программное обеспечение, разработанное компанией Piovan согласно принципам Industry 4.0 в целях создания «умного» цифрового производства. Winfactory 4.0 использует протокол OPC-UA (Open Platform Communication-Unified Architecture), на основе которого управляет оборудованием Piovan и других производителей, контролирует его состояние и обеспечивает взаимодействие между отдельными машинами и устройствами. Подобная коммуникационная платформа позволяет получать доступ и использовать программное обеспечение в том числе на планшетах и смартфонах. Компания Piovan разработала модули Winfactory 4.0 с различными настройками для различных конкретных производственных процессов и отраслей, таких как медицина или автомобилестроение. Программное обеспечение включает лицензионную опцию Energy для измерения энергии, потребляемой любой единицей оборудования «умного» завода.

Макет публикации