การปรับปรุงการบรรจุถุงแบบสูญญากาศทำให้การปฏิบัติงานระบบบรรจุถุงกลายเป็นแบบอัตโนมัติ

Evonik-Degussa สำนักงานใหญ่อยู่ใน Parsippany, นิวเจอร์ซี่ย์ ดำเนินงานโรงงานใน Waterford, นิวยอร์ก ซึ่งเป็นผู้ผลิตและบรรจุหีบห่อซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) แบบชอบน้ำ (ดูดซับน้ำ) และแบบไม่ชอบน้ำ (ไล่น้ำออก) ซิลิคอนไดออกไซด์ที่ใช้เป็นสารเติมในสินค้าเช่น สีทาบ้าน สารเคลือบ สารเชื่อมติด และซิลิโคนคอล์ก ทำขึ้นเป็นจำนวนมากและขนส่งไปยังผู้ใช้ปลายทางในภาชนะซึ่งมีตั้งแต่ถุง 10 ปอนด์ ถึงรถราง

เมื่อครั้งที่โรงงานเริ่มการผลิตเป็นครั้งแรกในปีพ.ศ.2535 นั้นยังใช้เครื่องบรรจุถุงสูญญากาศด้วยมือในการเติมสินค้าปริมาณ 10 และ 20 ปอนด์ และ 10 และ 15 กิโลกรัมในถุงวาวล์ อย่างไรก็ดี การจัดการถุงด้วยระบบการจัดการด้วยแรงคนทำให้เกิดปัญหาเกี่ยวกับท่าทางการทำงานบางประการสำหรับผู้ปฏิบัติงานในโรงงาน ดังนั้นบริษัทจึงตัดสินใจที่จะเปลี่ยนระบบบรรจุถุงและจัดเรียงสินค้าบนพาเลทเป็นระบบอัตโนมัติแทนเพื่อปรับปรุงการยศาสตร์ของสายการบรรจุถุงสินค้า

การบรรจุถุงและจัดเรียงซิลิคอนไดออกไซด์บนพาเลท 

โรงงานที่ Waterford ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของแผนกวัสดุอนินทรีย์ของบริษัทนั้นทำงานตลอด 24 ชั่วโมงต่อวันและ 7วันต่อสัปดาห์ โดยส่วนงานบรรจุถุงสินค้าทำงานเป็น 2 กะ ๆ ละ 12 ชั่วโมง เมื่อครั้งโรงงานเริ่มการผลิตเป็นครั้งแรก ส่วนงานบรรจุถุงใช้เครื่องบรรจุถุงสุญญากาศด้วยมือสองเครื่อง ในการบรรจุถุงกระดาษวาล์ว  หลายแบบด้วยซิลิคอนไดออกไซด์ สองสามปีต่อมา ผลผลิตเพิ่มขึ้น และโรงงานได้เพิ่มเครื่องบรรจุถุงสูญญากาศด้วยมือ เครื่องที่ 3 เข้ามา ผู้ปฏิบัติงานที่ส่วนงานบรรจุถุงจำเป็นต้องจัดการกับถุงด้วยแรงคนที่เครื่องบรรจุถุงและจัดเรียงสินค้าบนพาเลท

จากข้อมูลที่ให้โดย Mark Honeyman ซึ่งเป็นหัวหน้าวิศวกรซ่อมบำรุง Aerosil Silanes NAFTA ที่ระบุว่าการจัดการถุงด้วยแรงคนในการบรรจุถุงและจัดเรียงสินค้าบนพาเลททำให้เกิดปัญหาหลายประการ “หนึ่งในปัญหาใหญ่ที่สุดที่เรามีที่ส่วนการบรรจุถุงเกี่ยวข้องกับเรื่องหลักการการยศาสตร์ และการเสียเวลาโดยใช่เหตุจากอุบัติเหตุ” Honeyman กล่าว “ผู้ปฏิบัติงานซึ่งบิดตัวหรือเคลื่อนไหวผิด ๆ ขณะทำงานที่เครื่องบรรจุถุงสูญญากาศหรือที่ส่วนจัดเรียงสินค้าบนพาเลทจำเป็นต้องใช้เวลาพักเพื่อให้อาการดีขึ้น อีกปัญหาเป็นเรื่องความถูกต้องแม่นยำในการเติมสินค้าของเครื่องบรรจุ ( packer ) เนื่องจากระบบการชั่งน้ำหนักไม่แม่นยำนัก จึงมีแนวโน้มที่จะเติมสินค้ามากไปหรือน้อยไปบ่อยครั้งกว่าที่ควร และเนื่องจากส่วนการบรรจุหีบห่อเป็นการทำงานด้วยแรงคน จึงไม่สามารถทำงานให้ทันกับส่วนงานผลิตได้ ทำให้การทำงานมีปัญหาในลักษณะเป็นคอขวด” เพื่อจะปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของส่วนการบรรจุถุง Honeyman ติดต่อกับผู้ผลิตของเครื่องบรรจุสินค้าคือ พรีเมียร์ เทค อินดัสเทรียล อีควิปเม้นท์ กรุ๊ป (ไออีจี) เพื่อสอบถามว่าเป็นไปได้หรือไม่ที่จะปรับปรุงเครื่องบรรจุถุงสูญญากาศด้วยมือ เครื่องหนึ่งให้เป็นระบบจัดการและซีลถุงแบบอัตโนมัติ พรีเมียร์ เทค ไออีจี ซึ่งอยู่ที่ Rivière-du-Loup, ควิเบ็ก ได้จัดหาเครื่องมือเพื่อการบรรจุถุง จัดการสินค้า ชั่งน้ำหนัก คัดกรองและแยกประเภทสำหรับสินค้าประเภทสารเคมี ยา แร่ธาตุ อาหาร อาหารสัตว์ ก่อสร้าง และอุตสาหกรรมอื่น ๆ       เมื่อไม่นานมานี้ผู้ผลิตได้พัฒนาเครื่องจัดการถุงและระบบ ซีลถุงแบบอัลตร้าโซนิก DB-810 ซึ่งสามารถจะปรับปรุง เครื่องบรรจุถุงสูญญากาศด้วยมือได้ ผู้ผลิตได้ส่งอุปกรณ์สำหรับปรับปรุงระบบเดิมไปยังโรงงาน Honeyman และวิศวกรโรงงานคนอื่น ๆ ได้ติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวในเดือนตุลาคม 2547 ด้วยความช่วยเหลือจากวิศวกรของผู้ผลิต “หลังจากเราเปลี่ยน เครื่องบรรจุถุงสูญญากาศด้วยมือ ตัวแรกเป็นระบบอัตโนมัติแล้ว เราเห็นผลลัพธ์ที่ดีขึ้นกับประสิทธิการทำงานของส่วนงานบรรจุถุงและผลงานที่เพิ่มขึ้น” Honeyman กล่าว “ผู้ปฏิบัติงานยังชื่นชมเครื่องบรรจุถุงสูญญากาศระบบอัตโนมัติด้วย เนื่องจากพวกเขาไม่ต้องจัดการถุงโดยใช้มือมากเหมือนเดิม นอกจากนี้ เมื่อผู้ผลิตปรับปรุงเครื่องบรรจุถุงสูญญากาศด้วยมือ   ก็ยังได้อัพเกรดระบบชั่งน้ำหนักให้สามารถทำงานได้ดีกว่าระบบเดิมมาก ซึ่งเพิ่มความถูกต้องแม่นยำและความสม่ำเสมอในการเติมสินค้าของ เครื่องบรรจุถุง ขึ้นอย่างมาก”

หลังจากเห็นถึงประโยชน์จากการใช้ เครื่องบรรจุถุงแบบอัตโนมัติมากว่า 2 ปี Honeyman ตัดสินใจว่าถึงเวลาแล้วที่จะปรับปรุงเครื่องบรรจุถุงสูญญากาศด้วยมือ ตัวที่สองเป็นระบบอัตโนมัติของ พรีเมียร์ เทค ไออีจี อย่างไรก็ดี คราวนี้เขายังต้องการจะทำการทำงานระบบบรรจุถุงในการจัดเรียงสินค้าให้เป็นระบบอัตโนมัติด้วยเพื่อลดปัญหาเรื่องการยศาสตร์จากการจัดการถุงด้วยแรงคน Honeyman ติดต่อ พรีเมียร์ เทค ไออีจี และขณะที่พูดคุยเกี่ยวกับโครงการใหม่ ก็ได้ทราบว่าเครื่องบรรจุถุงสูญญากาศด้วยมือ ตัวที่สองของโรงงานสามารถจะทำการปรับปรุงได้ด้วยเวอร์ชั่นล่าสุดคือ DB-810 ซึ่งได้รับการปรับปรุงการทำงานให้ดียิ่งขึ้น Evonik-Degussa อนุมัติระบบที่อัพเกรด และในเดือนธันวาคม 2549 เครื่องบรรจุถุงสุญญากาศด้วยมือ  ตัวที่สองก็ได้รับการปรับปรุงด้วยระบบจัดวางถุงอัตโนมัติและระบบซีลด้วยอัลตร้าโซนิก DB-815 ในส่วนของการปฏิบัติงานในการจัดเรียงสินค้าบนพาเลท ได้รับการเปลี่ยนให้เป็นระบบอัตโนมัติด้วย AR-200 robotic palletizing cell (ระบบจัดเรียงสินค้าโดยใช้แขนกลอัตโนมัติ (robotic palletizing cell) ประกอบด้วยแขนกลและอุปกรณ์ประกอบ—ปกติจะได้แก่สายพานลำเลียง ตัวจ่ายพาเลท และตัวจ่ายแผ่นรองกันความชื่น—ซึ่งจะอยู่ในรั้วป้องกันเพื่อความปลอดภัย) เช่นเดียวกับก่อนหน้านี้ ผู้ผลิตได้อัพเกรดระบบชั่งน้ำหนักของเครื่องบรรจุถุง ทำให้การบรรจุถุงทำได้ถูกต้องแม่นยำมากยิ่งขึ้น

เครื่องบรรจุถุงสูญญากาศ และเครื่องจัดเรียงสินค้าบนพาเลทแบบอัตโนมัติ

DB-810 และ DB-815 ทำงานเหมือนกันแต่ตัวแรกจะทำงานด้วยระบบลมขณะที่ตัวที่สองทำงานด้วยระบบกลไกไฟฟ้า เนื่องจากเครื่องบรรจุถุงได้รับการปรับปรุงแล้ว สิ่งที่ผู้ปฏิบัติงานที่เครื่องบรรจุถุงต้องทำคือใส่ถุงเปล่าเข้าตัวแม็กกาซีนของเครื่องบรรจุหีบห่อ จากนั้นกระบวนการส่วนที่เหลือจะทำงานโดยอัตโนมัติทั้งหมด “ก่อนหน้านี้ ผู้ปฏิบัติงานจะดึงถุงออกจากตัวจ่าย และต้องปิดวาล์วของถุงด้วยมือเพื่อปิดถุง” Gary Ritter ผู้จัดการฝ่ายขายของ พรีเมียร์ เทคไออีจี กล่าว “จุดนี้ทำให้เกิดปัญหาเรื่องท่าทางในการทำงานและยังนำไปสู่ปัญหาเรื่องมีฝุ่นผงหลุดออกมาจากถุงด้วย ถุงกระดาษชนิดใหม่มีวาล์วภายนอกที่เคลือบด้วยพลาสติกด้านใน ความร้อนและแรงกดที่เกิดจากเครื่องซีลอัลตร้าโซนิกจึงสามารถจะหลอมพลาสติกและรีดปากถุงเข้าด้วยกันเพื่อทำการซีลแบบผนึกอากาศ” เครื่องจัดเรียงสินค้าอัตโนมัติ AR-200 robotic palletizing cell ที่มีหุ่นยนต์เดี่ยวมีแท่นให้จัดเรียงสินค้าสองแท่น โดยแต่ละแท่นจะรับถุงที่มีสินค้าเต็มจากสายพานลำเลียงแยกส่วนกัน ชุดลำเลียงหนึ่งชุดจะเชื่อมต่อ DB-815 โดยตรงเข้ากับแท่นจัดเรียงสินค้าหนึ่งแท่น และชุดลำเลียงชุดที่สองจะเชื่อมต่อกับเครื่องบรรจุถุงด้วยมือโดยตรงเข้ากับแท่นจัดเรียงสินค้าอีกแท่นหนึ่ง DB-810 สามารถจะเชื่อมต่อกับแท่นจัดเรียงสินค้าแต่ละแท่นได้ ขึ้นกับสินค้าหรือขนาดของถุงที่ใช้งาน เนื่องจากบริษัทผลิตสินค้าต่างกันสองอย่างและใช้ถุงอยู่สี่ขนาด เครื่องจัดเรียงสินค้าสามารถจะตั้งโปรแกรมให้ทำการจัดเรียงถุงสองขนาดไปพร้อมกันได้บนพาเลทแยกกันด้วยรูปแบบการเรียงในแบบของตัวเอง ผู้คุมเครื่องเพียงแต่เลือกขนาดถุงและแท่นจัดเรียงสินค้า และหน่วยความจำโปรแกรมที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของเครื่องจัดเรียงสินค้าจะรู้ว่าจะต้องเรียงถุงที่ไหนและด้วยรูปแบบการเรียงอย่างไร

เพื่อที่จะคงน้ำหนักถุงให้สม่ำเสมอ สายพานลำเลียงแต่ละชุดจะมีเครื่องตรวจสอบน้ำหนักที่เชื่อมต่อกับเครื่องจัดเรียงสินค้า  เมื่อถุงเคลื่อนผ่านบนเครื่องตรวจสอบน้ำหนัก จะมีการชั่งน้ำหนักถุง หากน้ำหนักไม่ถูกต้อง หุ่นยนต์จะย้ายถุงไปยังสายพานเอาสินค้าออก ระบบได้รับการตั้งโปรแกรมไว้ว่าหากเครื่องจัดเรียงสินค้าไม่รับถุงจากสายพานลำเลียงอันใด เครื่องบรรจุถุง ที่เกี่ยวข้องจะหยุดเติมสินค้าเข้าถุง นอกจากนี้ เซ็นเซอร์ที่ติดตั้งไว้ทั่วระบบจะทำให้ระบบหยุดอย่างปลอดภัยนั่นคือหากมีสิ่งใดผิดปกติที่ใดก็ตามในสายการบรรจุถุง เครื่องบรรจุถุง จะหยุดเติมสินค้าเข้าถุง ตัวอย่างเช่น หากเครื่องจัดเรียงสินค้าไม่เหลือพาเลทเปล่าแล้ว เซ็นเซอร์จะตรวจจับได้และหยุดสายการบรรจุถุงเนื่องจากไม่เหลือพาเลทสำหรับเรียงถุงอีกแล้ว บริษัทต้องการคนคุมเครื่องเพียงแค่สองคนเท่านั้นสำหรับการทำงานของระบบทั้งหมด คนหนึ่งทำงานที่ชั้นลอยคอยตรวจสอบหน้าจอควบคุมเครื่องบรรจุถุงอัตโนมัติและตรวจสอบให้แน่ใจว่าแม็กกาซีนใส่ถุงมีถุงเปล่าอยู่ คนคุมเครื่องอีกคนหนึ่งทำงานอยู่ที่พื้นโรงงานที่เครื่องจัดเรียงสินค้าอัตโนมัติคอยตรวจสอบให้แน่ใจว่าแม็กกาซีนใส่พาเลทเปล่าและมีแผ่นรองกันความชื้น เต็มอยู่และคอยเอาพาเลทที่เต็มแล้วออกจากแท่นวาง

การปรับปรุงการทำงานของการบรรจุถุงและการจัดเรียงสินค้า 

นับแต่มีการปรับปรุง เครื่องบรรจุถุงสูญญากาศด้วยมือ สองเครื่องและการติดตั้งเครื่องจัดเรียงสินค้าอัตโนมัติ บริษัทพบว่าผลการผลิตเพิ่มขึ้นอย่างมาก “เราได้ปรับปรับปรุงการยศาสตร์ของสายงานในการบรรจุถุงและในเวลาเดียวกันได้เพิ่มผลผลิตของระบบดังกล่าวด้วย” Dr. Hauke Jacobsen ผู้จัดการโรงงานกล่าว “ตอนนี้ โดยทั่วไปเราต้องการเดินเครื่องบรรจุถุง อัตโนมัติแค่สองเครื่องเท่านั้นเพราะว่าสามารถจะทำงานได้ทันกับสายการผลิตแล้ว เนื่องจากเครื่องบรรจุถุงอัตโนมัติเติมสินค้าลงถุงได้ถูกต้องแม่นยำมากขึ้นและสม่ำเสมอขึ้น เราไม่มีการเติมสินค้ามากเกินหรือน้อยเกินไปบ่อยเท่ากับในอดีตอีกแล้ว นอกจากนี้ เครื่องซีลอัลตร้าโซนิกจะซีลถุงแบบเก็บฝุ่น dust-tight ซึ่งสามารถป้องกันการรั่วซึมได้ และเครื่องจัดเรียงสินค้าจัดเรียงถุงบนพาเลทในรูปแบบที่กระชับซึ่งช่วยเพิ่มความมั่นคงของพาเลทมากยิ่งขึ้น ผมยินดีมากกับทางแก้ปัญหาที่เราค้นพบนี้”

การทำระบบการบรรจุและจัดเรียงสินค้าให้เป็นอัตโนมัติช่วยลดความต้องการใช้แรงงานของส่วนงานบรรจุถุงได้ Honeyman กล่าวว่า “ตอนนี้ผู้ปฏิบัติงานที่ทำงานที่ส่วนงานบรรจุถุงมีเวลามากขึ้นในการทำงานอย่างอื่น เช่นงานด้านการซ่อมบำรุงและการตรวจสอบ เนื่องจากพวกเขาไม่ต้องง่วนอยู่กับเครื่องจักรเฉพาะหรืองานที่ทำด้วยมือซ้ำ ๆ อีกต่อไป”