Większość firm płaci za transport lotniczy. Standardowe rozmiary pudełek zmuszają operatorów do kompromisu: albo pojemnik, który ledwo się mieści, albo pojemnik tak duży, że do wypełnienia pustych przestrzeni potrzebne są poduszki z tworzywa sztucznego i papieru. Ta nadmierna objętość przekłada się bezpośrednio na obciążenie wymiarowe nośników, marnowanie tektury falistej i niepotrzebne emisje dwutlenku węgla.
Technologia Box-on-demand eliminuje ten kompromis. Systemy te produkują w czasie rzeczywistym niestandardowe pojemniki, precyzyjnie docięte pod wymiar każdego zamówienia. Operatorzy logistyczni konsekwentnie zgłaszają redukcję masy wymiarowej przekraczającą 30 procent, całkowitą eliminację wypełniania pustych przestrzeni i wymierną poprawę wykorzystania pojazdów ciężarowych.
Po prawidłowym zintegrowaniu z pakowaniem końcowym systemy te zmieniają końcowy etap dystrybucji. W tym artykule zbadano, w jaki sposób pudełko na żądanie pozwala osiągnąć te oszczędności, inżynierię stojącą za nowoczesnymi automatycznymi maszynami do pakowania w kartony oraz rolę wyposażenia uzupełniającego, takiego jak maszyna taśmująca, w tworzeniu spójnych rozwiązań na końcu linii.
Matematyka kryjąca się za 30-procentową redukcją
Większość firm zajmujących się realizacją zamówień ma w magazynie około dwudziestu standardowych rozmiarów pudełek. Po otrzymaniu zamówienia zbieracze wybierają najmniejsze pudełko, które fizycznie pasuje do produktu, ale jego geometria rzadko pasuje idealnie.
Produkt o wymiarach 14x10x8 cali wpycha operatora do pudełka o wymiarach 16x12x10. Te dwucalowe szczeliny w każdym wymiarze reprezentują zmarnowaną objętość wymagającą materiału sztauerskiego. Box-on-demand eliminuje tę rozbieżność. System mierzy produkt, oblicza optymalną geometrię pudełka i wytwarza niestandardowy pojemnik o wymiarach dokładnie 15x11x9 cali.
Firma Carolina Biological Supply udokumentowała redukcję ciężaru wymiarowego przekraczającą 66 procent po wdrożeniu opakowania na żądanie, przy czym koszty transportu sztauerskiego spadły o 30 procent pomimo braku wzrostu wskaźników uszkodzeń. Zastosowanie przez Walmart maszyn Packsize Ultra5 jest ukierunkowane na odpady generowane przez opakowania o dużych rozmiarach, obliczając, że odpowiednie dobranie rozmiaru pozwala uzyskać do 33 procent więcej pudeł na ładunek.
Linia produkcyjna po pakowaniu
Osoba pakująca skrzynki na żądanie nie może działać w izolacji. Maszyna produkuje niestandardowe pojemniki z prędkością sięgającą 600 pudełek na godzinę, ale przed wysyłką pudła te muszą przejść kolejne operacje. W tym miejscu linia produkcyjna po pakowaniu staje się krytyczna.
Pakowanie na końcu linii obejmuje wszystkie czynności następujące po opakowaniu pierwotnym, ale zanim produkty opuszczą zakład. Nowoczesne zautomatyzowane systemy przekształcają tę sekwencję w ciągły, zintegrowany przepływ. Pakowarka do kartonów typu box-on-demand produkuje pojemniki podawane bezpośrednio na przenośniki. Stamtąd produkty przechodzą przez automatyczne maszyny do pakowania w kartony, stacje etykietowania, urządzenia do zgrzewania, a na koniec do sortowania i paletyzacji.
Odpowiednio zaprojektowane opakowanie końcowe eliminuje wąskie gardła. Pakowarka do kartonów produkuje z prędkością liniową, transport przenośników odbywa się bez ręcznej obsługi, automatyczne maszyny kartonujące wkładają produkty z precyzją, a maszyny taśmujące zabezpieczają ładunki do wysyłki.
Inżynieria za maszyną do pakowania kartonów
Box-on-demand stanowi wyspecjalizowany podzbiór szerszej kategorii automatycznych maszyn kartonowych. Tradycyjne maszyny dzielą się na tryb ciągły dla najwyższych prędkości przekraczających 400 kartonów na minutę oraz tryb przerywany dla produktów delikatnych lub nieregularnych.
Systemy „box-on-demand” różnią się zasadniczo: wytwarzają pojemnik, a nie montują wstępnie wyprodukowane wykroje. Maszyna pobiera w sposób ciągły tekturę falistą, tnie i nacina materiał zgodnie ze specyfikacjami, a następnie wyładowuje płaski karton gotowy do montażu. Proces ten zajmuje około dziesięciu sekund w przypadku każdego pudełka i pozwala na produkcję do 600 sztuk na godzinę.
Wyzwania inżynieryjne są znaczne. Maszyna musi obsługiwać różne grubości materiału, utrzymywać precyzję przez tysiące cykli i bezproblemowo integrować się z pomiarami poprzedzającymi i montażem końcowym. Nowoczesne rozwiązania wykorzystują mechanizmy napędzane serwo, cyfrowe ustawienia wstępne i interfejsy użytkownika przechowujące konfiguracje w celu szybkiej zmiany.
Super Vertical firmy CMC Packaging Automation produkuje zarówno torby papierowe o odpowiednich rozmiarach, jak i pudełka z tektury falistej, zajmuje mniej niż dziesięć metrów kwadratowych, osiąga 500 opakowań na godzinę i zużywa o 47 procent mniej energii niż tradycyjne systemy.
Punkty Integracyjne
Skuteczność każdej automatycznej maszyny pakującej w kartony zależy od integracji z otaczającym ją sprzętem. Box-on-demand łączy się z wcześniejszymi systemami realizacji zamówień, dalszymi stacjami zamykania i etykietowania, a ostatecznie z systemami wysyłkowymi.
Integracja poprzedzająca rozpoczyna się od danych zamówienia i pomiaru produktu. Zaawansowane systemy wykorzystują uczenie maszynowe do analizy wymiarów i określenia optymalnej konfiguracji pudełek. W procesie pomiarowym w celu uchwycenia geometrii wykorzystuje się skanowanie laserowe lub wymiarowanie za pomocą kamery.
Integracja na dalszym etapie obejmuje wyposażenie linii produkcyjnej po pakowaniu, kończące wysyłkę. Po wyprodukowaniu pudełek i włożeniu produktu opakowania przechodzą do zgrzewania. Cięższe przesyłki często przechodzą przez maszynę wiążącą. SoniXs P7-Connect firmy Mosca to przykład nowoczesnych maszyn wiążących zaprojektowanych dla w pełni zautomatyzowanych linii, z kompatybilnością sieciową umożliwiającą transmisję danych do systemów w chmurze.
Następnie paczki przystępują do sortowania i paletyzacji. Zautomatyzowane systemy paletyzujące odbierają paczki bezpośrednio z przenośników, budując stabilne ładunki bez ręcznej interwencji.
Zastosowania branżowe
Firmy pakujące pudełka na żądanie wykazały swoją wartość w różnych branżach.
W przypadku handlu elektronicznego zautomatyzowane maszyny pakujące Amazon w europejskich zakładach produkują na żądanie pudełka i torby papierowe dopasowane do indywidualnych potrzeb, eliminując nadmiar materiałów i poprawiając jednocześnie wykorzystanie pojazdu. Etykiety nawet o 75 procent mniejsze niż standardowe dodatkowo zmniejszają zużycie.
Opakowania na artykuły medyczne wymagają sterylności i identyfikowalności. Automatyczne maszyny kartonujące obsługujące ten sektor utrzymują czyste środowisko, integrując się z systemami etykietującymi śledzącymi daty ważności i numery partii. Kartony o niestandardowych rozmiarach zmniejszają wymagania dotyczące przechowywania gotowych pudełek.
Dystrybucja części samochodowych łączy ciężkie przedmioty o nieregularnych kształtach. Tarcze hamulcowe i elementy zawieszenia są odporne na kategoryzację w standardowych rozmiarach. Box-on-demand produkuje pojemniki według dokładnych wymiarów, eliminując wypełnianie pustych przestrzeni. Większe ciężary sprzyjają integracji maszyny wiążącej zamiast samej taśmy.
Działalność związana z usługami gastronomicznymi wiąże się z dużymi wolumenami zamówień w przypadku stałych produktów, ale przy zmiennych ilościach zamówień. Automatyczne maszyny do pakowania w kartony kładą nacisk na szybkość i spójność, produkując zapieczętowane kartony, jednocześnie zmniejszając zapotrzebowanie na siłę roboczą.
Ekonomika wdrożenia
Redukcja odpadów o 30% przekłada się bezpośrednio na korzyści finansowe uzasadniające inwestycję w sprzęt.
Największym elementem oszczędności jest wycena ciężaru wymiarowego. Każdy centymetr sześcienny nadwyżki rozmiaru pudełka zwiększa opłaty przewoźnika. 30-procentowa redukcja w przypadku przesyłek o dużej objętości pozwala odzyskać znaczne wydatki.
Zużycie tektury falistej zmniejsza się proporcjonalnie do zmniejszania rozmiaru pudełka. Mniej materiału w pudełku oznacza niższe koszty zakupu i mniejsze opłaty za przechowywanie. Wyeliminowanie gotowych zapasów pudełek zwalnia przestrzeń magazynową.
Eliminacja sztauerstwa eliminuje zarówno koszty zaopatrzenia, jak i wydatki na utylizację środowiska. Materiały wypełniające puste przestrzenie, w tym poduszki powietrzne, wypełnienia papierowe i piankowe orzeszki ziemne, wiążą się z bieżącymi wydatkami operacyjnymi.
Poprawa wydajności pracy przekłada się na oszczędności materiałowe. Box-on-demand zmniejsza wysiłek fizyczny, umożliwiając większą liczbę zamówień na zmianę. Instalacja Ultra5 firmy Walmart umożliwia pakowanie i etykietowanie do wysyłki w zaledwie 30 minut.
System Super Vertical firmy CMC wykazuje wzrost efektywności energetycznej, zużywając o 47 procent mniej energii w porównaniu z tradycyjnymi systemami, produkując 500 opakowań na godzinę.
Względy materialne
Pakowarki do kartonów na żądanie obsługują różne materiały faliste, umożliwiając operatorom zrównoważenie ochrony ze zrównoważonym rozwojem. Maszyny muszą obsługiwać różne grubości i poziomy sztywności, zachowując jednocześnie precyzyjne linie cięcia i nacięcia.
Korzyści dla zrównoważonego rozwoju wykraczają poza zredukowaną ilość tektury falistej. Gdy pudła są odpowiednio dopasowane, mniej ciężarówek przewozi te same zamówienia, co zmniejsza zużycie paliwa i emisję gazów cieplarnianych. CMC oblicza, że mniejsza objętość paczek i większa gęstość załadunku ciężarówek zmniejszają emisję CO2 nawet o 30 procent w porównaniu z tradycyjnymi opakowaniami.
Europejscy operatorzy stoją pod presją rozporządzenia w sprawie opakowań i odpadów opakowaniowych, nakładającego rygorystyczne wymagania dotyczące możliwości recyklingu. Box-on-demand bezpośrednio wspiera zgodność, minimalizując zużycie materiałów i zapewniając, że cała tektura nadaje się do recyklingu.
Od 2015 r. Amazon zmniejszył średnią masę opakowań w przesyłce o 43 procent, co oznacza wyeliminowanie ponad 3 milionów ton metrycznych. Redukcje te pokazują, w jaki sposób automatyzacja pakowania przyczynia się do realizacji celów zrównoważonego rozwoju firmy.
Przyszłe trajektorie
Technologia „box-on-demand” stale się rozwija, a pojawiające się możliwości jeszcze bardziej zwiększają redukcję odpadów i wydajność.
Integracja IoT zmienia sposób, w jaki urządzenia pakujące komunikują się z systemami obiektu. SoniXs P7-Connect firmy Mosca umożliwia transmisję danych bezpośrednio do platform chmurowych, integrując się z ERP w celu zapewnienia widoczności w czasie rzeczywistym. Ta łączność umożliwia konserwację predykcyjną i zdalne rozwiązywanie problemów.
Algorytmy uczenia maszynowego usprawniają ciągłe przetwarzanie większej liczby danych o zamówieniach. Zautomatyzowane maszyny pakujące Amazon opierają się na systemach uczących się, optymalizujących konfiguracje pudeł w oparciu o dane historyczne, redukując stopniowo zużycie materiałów w miarę pojawiania się wzorców.
Nadchodzący system Genesys firmy CMC, oparty na technologii Vary-Tote, umożliwia bezpośredni przepływ towarów typu pick-to-pack i w pełni zautomatyzowaną obsługę zamówień, realizując koncepcję ciemnej fabryki, w której automatyzacja zajmuje się wszystkimi realizacjami bez interwencji człowieka.
Integracja pomiędzy pakowaczami pudełek na żądanie i innymi urządzeniami linii produkcyjnej po pakowaniu będzie się pogłębiać w miarę ewolucji standardów komunikacji maszyna-maszyna, przekształcając dyskretne operacje w ciągłe przepływy eliminujące nieefektywność.
Rozważania dotyczące wdrożenia
Menedżerowie operacyjni muszą ocenić wiele czynników wykraczających poza główne dane dotyczące redukcji odpadów.
Oczekiwania dotyczące wielkości określają odpowiednią skalę sprzętu. Packsize Ultra5 produkuje 600 pudełek na godzinę dla centrów realizacji zamówień o dużej objętości. Super Vertical firmy CMC oferuje 500 paczek na godzinę przy mniejszej powierzchni dla obiektów o ograniczonej przestrzeni.
Zmienność produktu wpływa na wymagania dotyczące zakresu wielkości pudełek. Obiekty obsługujące ekstremalne różnice wymiarowe potrzebują maszyn o szerokich możliwościach regulacji i szybkiej przezbrajaniu.
Integracja z istniejącymi systemami zarządzania magazynem wymaga starannego planowania. Osoba pakująca kartony musi niezawodnie otrzymywać dane o zamówieniach i zaopatrywać urządzenia znajdujące się na dalszym etapie produkcji, nie tworząc wąskich gardeł.
Element ludzki zasługuje na uwagę pomimo korzyści, jakie automatyzacja zmniejsza siłę roboczą. Operatorzy muszą zostać przeszkoleni w zakresie monitorowania wydajności, usuwania sporadycznych zacięć i przeprowadzania konserwacji. Przejście od ręcznego pakowania do ról nadzorczych wymaga przemyślanego zarządzania zmianami.
Wniosek
30-procentowa redukcja odpadów możliwa do osiągnięcia dzięki pakowaczom do pudełek na żądanie sygnalizuje zasadniczą zmianę w dystrybucji. Firmy odchodzą od standardowych kontenerów wymuszając kompromisy na rzecz niestandardowych rozwiązań eliminujących odpady u źródła.
Transformacja ta obejmuje całą linię produkcyjną po pakowaniu, gdzie wspólnie współpracują automatyczne maszyny kartonujące, maszyny taśmujące, systemy etykietujące i urządzenia do paletyzacji. Integracja zapewnia ciągły przepływ, redukując nakład pracy, eliminując błędy i przyspieszając dostawę.
Dla operatorów logistycznych stojących pod presją kontroli kosztów, zmniejszania wpływu na środowisko i przyspieszania realizacji zamówień technologia „box-on-demand” stanowi sprawdzoną drogę naprzód. Pytanie nie brzmi, czy ta technologia działa, ale jak szybko operatorzy ją wdrażają, aby zapewnić 30-procentową redukcję odpadów czekającą w ich obiektach.