Automatyzacja pakowania – dlaczego ręczne zaklejanie kartonów to błędne podejście?
Ręczne pakowanie kartonów – strata czasu i pieniędzy
W wielu małych firmach, gdzie produkcja jest bardziej jednostkowa, a sam zakład produkcyjny produkuje kilka palet produktów dziennie, sam proces wkładania elementów do kartonów i ich zaklejania, układania na palecie jest ten sam: "U mnie pracownik sam rozkłada karton, pakuje rzeczy do środka zamyka i zakleja taśmą". To zaklejanie taśmą najczęściej jest przy pomocy zwykłego dyspensera. Dość często ten sam pracownik układa ten produkt na palecie. W firmach, gdzie ta produkcja jest nieco większa są już dwaj pracownicy: najczęściej jeden rozkłada karton, skleja spód, a drugi pakuje i zakleja górę.
Dyspenser taśmy
Podejście to do procesu pakowania było powszechne przynajmniej 20 lat temu, gdy pracownik kosztował mało, było duże bezrobocie a automatyzacja nie dochodziła do zakładów.
Skupmy się na procesie jednego operatora. Przy procesie pakowania ma on ogólnie 5 zadań do wykonania: rozłożenie kartonu, zaklejenie spodu, włożenie produktu do środka, zamknięcie kartonu poprzez zaklejenie taśma i ułożenie kartonu na palecie. Każde zadanie zajmuje odpowiednią ilość czasu, natomiast wymaga ono przerwania 5 czynności, wymiany elementu w rękach, gdzie każde odłożenie i pobranie nowego produktu graniczy ze stratą czasu. Opiszę to dokładniej:
Przy złożeniu kartonu pracownik musi pobrać pusty karton i złożyć go w odpowiedni format, zaginając dolne klapy.
Do zaklejenia pracownik musi jedną ręką pobrać dyspenser taśmy, a następnie tym dyspenserem zakleić spód kartonu.
Pracownik musi odłożyć dyspenser, obrócić karton i włożyć produkt do środka.
Do zapakowanego kartonu pracownik musi pobrać znowu dyspenser, złożyć górne klapy i zakleić go taśmą.
Po zaklejeniu pracownik musi odłożyć dyspenser, pobrać karton, ułożyć go na palecie. Po tym kroku ponownie wraca do kroku 1.
Gdy pracownik jest bardziej pracowity to na starcie produkcji przygotuje sobie kilka kartonów z zaklejeniem spodu, aby mógł zapakować kilka kartonów, a następnie je zakleić, dzięki temu nie odkłada dyspensera za każdym razem przez co średnio na jednym kartonie może zaoszczędzić nawet 5 sekund czasu. Nie zmienia to jednak faktu, że proces ten jest źle zaplanowany przez szefa produkcji. Dlaczego?
Po pierwsze pracownik traci czas na zbyt zmienne operacje manualne, przez co na każdym kartonie traci cenne sekundy.
Po drugie pracownik często zmienia swoją pozycję co doprowadza przeważnie do zmniejszenia wydajności na końcu zmiany nawet o 15%.
Po trzecie karton zapakowany przez klienta nie wygląda tak samo, ze względu na zmienne długości taśmy klejącej, a nawet kartony nie raz są krzywo złożone poprzez przytrzymywanie produktu.
Po czwarte taśma klejąca też jest materiałem produkcyjnym, który wlicza się w koszt produkcji, a przy zmiennej długości zaklejania ciężko dokładnie oszacować ilość potrzebnej taśmy. Dodatkowo taśma klejąca do ręcznych dyspenserów jest mała objętościowo, zawiera około 60 metrów, co zwiększa częstotliwość jej wymiany na dyspenserze, co znów ma wpływ na dzienną liczbę zaklejonych kartonów.
Automatyczna zaklejarka do kartonów – nowoczesne rozwiązanie
W prawidłowym podejściu przy pracowniku jest automatyczna zaklejarka do zaklejania kartonów na górze i na dole w tym samym czasie. Dzięki temu pozbywamy się urządzenia zwanego dyspenserem taśmy, ponieważ owa zaklejarka zaklei karton z góry i z dołu. Jej plusami jest stała długość odcinka taśmy klejonej na karton oraz fakt, że podczas procesu klejenia kartony są "prostsze", czyli nie mają skoszonej podstawy.
Zaklejarka do kartonów
Dodatkowo warto zastosować za zaklejarką grawitacyjny przenośnik, najlepiej skrętny tak aby zbuforować na nim jak największą ilość zaklejonych kartonów, które w dalszym procesie można ułożyć na palecie. Dzięki temu proces wygląda następująco:
Pracownik musi pobrać karton i go złożyć.
Pracownik musi spakować produkt do środka, zamknąć klapy i wsunąć w zaklejarkę.
Powyższe czynności może wykonywać kilkukrotnie w zależności od wielkości kartonu.
Pracownik pobiera z rolotoku grawitacyjnego karton i układa na palecie.
Dzięki jednemu urządzeniu mamy oszczędność 2 czynności.
Co ciekawe warto wziąć pod uwagę, że do tej maszyny zalecana jest taśma maszynowa, która ma 990 metrów długości, co sprawia, że znacznie dłuższe są odstępy na jej wymianę. W porównaniu do zwykłej taśmy to nawet 17 razy rzadziej.
Porównanie: ręczne pakowanie vs. automatyzacja
Przeprowadźmy teraz prostą kalkulację. Warunki jakie przyjmę do obliczeń będą skierowane bezpośrednio do dyrektorów produkcji i właścicieli firm. Stąd przy koszcie zatrudnienia doliczone zostaną dodatkowe opłaty związane z utrzymaniem pracownika, takie jak odzież, czy środki czystości w firmie. Do tego w realnych warunkach przyjmę, że pracownik produkcyjny będzie zarabiał 10% więcej niż minimalna krajowa, przez co koszty pracodawcy przy kwocie pensji pracownika "na rekę 3830 zł" wyniosą ok. 6350 zł.
Ze strony firmy OpakSystem przyjąłem ceny taśmy, gdzie taśma do dyspensera kosztuje 2,56 zł netto, natomiast jedna taśma maszynowa kosztuje 37,28 zł netto. Do wyliczeń przyjmijmy gabaryt kartonu na poziomie 40 cm długości, co da nam podstawę do wyliczenia długości zaklejanej taśmy.
Do wyliczeń przyjmijmy, że średni czas rozłożenia kartonu to 5 sekund, czas zaklejenia jednej strony kartonu to kolejne 4 sekundy. Czas pakowania przyjmijmy stały na poziomie 15 sekund, oraz czas układania na palecie przyjmijmy na kolejne 5 sekund.
Czas wymiany taśmy w dyspenserze przyjmijmy na poziomie 15 sekund, natomiast czas wymiany taśmy w maszynie przyjmijmy na poziomie 60 sekund dół i 30 sekund góra, co da nam wymianę dwóch taśm na poziomie 90 sekund, czyli średnio 45 sekund na taśmę.
Załóżmy, że pracownik przepracuje pełne 7 godzin, a pozostały czas poświęca na czynności nie związane z pakowaniem. Dlatego przy procesie zaklejania ręcznego czas złożenia kartonu, zapakowania, zaklejenia i odłożenia na paletę przy jednym pracowniku wynosi:
5s + 4 s + 15s + 4s + 5s = 33s
Przyjmując czas złożenia jednego kartonu na poziomie 33 sekund w ciągu jednej zmiany pracownik w idealnym świecie powinien złożyć 763 kartony. Natomiast uwzględnijąc realny spadek efektywności pracownika w ciągu zmiany obniżmy ten próg o 7%, czyli wartość spakowanyc kartonów wyniesie 710.
W związku z tym, że stałe są koszty produktu i koszty kartonu skupmy się teraz na zużyciu taśmy. Zakładając, że karton ma średnią długość 40 cm ilość zużycia taśmy ręcznym dyspenserem będzie na poziomie ok 60 cm na stronę lub nawet więcej, czyli 1,2m na karton. Przy długości taśmy 60 metrów i liczbie kartonów 710 pracownik zużyje 14, 2 rolki, co przełoży się na 14 wymian taśmy, czyli zmniejszy nam efektywny czas pakowania o 210 sekund (3,5 minuty na samą wymianę rolek z taśma - jeżeli wszystko mamy pod ręką), przez co zapakujemy o ok 7 kartonów mniej niż zakładano, czyli ilość wyprodukowana wyniesie 703 kartony.
Koszt taśmy na pokrycie 703 kartonów, wyniesie 35,99 zł netto (wykorzystanych będzie 14 rolek taśmy ręcznej po 2,56 zł netto, gdzie koszt jednego metra to 0,042).
Przeliczmy teraz koszt związany z automatyczną produkcją.
Niech stałymi będą czas pakowania i czas rozkładania kartonu, natomiast czas zaklejania z dwóch stron wyniesie czas włożenia kartonu do zaklejarki czyli maksymalnie 2 sekundy. Do tego przyjmijmy bufor kartonów o długości 5 metrów, co da nam zapas na 10 kartonów. Uwzględniając to te 10 kartonów będziemy układać na palecie z wydajnością 4 sekund, natomiast każde przejście od palety do stołu wyliczymy na 3 sekundy. W związku z tym musimy przyjąć średnią pakowania z 10 kartonów, przez co obliczenia będą wyglądały następująco:
((5s + 15s+2s+4s) * 10+3)/10 = 26,3 s
Posiadając maszynę średni czas pakowania kartonu wyniesie nie 33 sekundy a 26,3 sekundy, co samo to zwiększy produktywność o ponad 25%. W związku z tym w ciągu 7 godzin pracownik powinien zapakować 958 kartonów w idealnym świecie. Zakładając znowu spadek produktywności na poziomie 7% mamy 890 kartonów. Czyli o 187 kartonów więcej.
Ilość taśmy jaka będzie w tym procesie potrzebna do zaklejenia będzie stała i możemy ustawić ją na stałym poziome 50 cm (po 5 cm na boki kartonu). W zaklejarce są dwie taśmy jedna deykowana do góra, druga do dołu, co daje łącznie 1980 m. Na jeden karton wykorzystywany będzie równy metr, czyli wykorzystanych zostanie 890 metrów. A więc widzimy już, że wymiana będzie raz na 2 dni, co nie ma wpływu na dzienną produkcję.
Koszt zaklejenia tych kartonów wyniesie przyjmując, że za 1980 metrów (2 rolki) zapłacimy 74,56 zł, czyli koszt jednego metra to 0,037 zł - 32,93 zł netto. Daje to i tak mniejszy wynik za zużycie taśmy przy większym wolumenie.
Pokaże jeszcze okres zwrotu z inwestycji. Skupmy się teraz na dwóch rzeczach: liczbie kartonów i różnicy dziennej w cenie taśmy na poziomie 3 zł.
Ze strony firmy PackSmart wziąłem cenę zaklejarki modelu MH-FJ-1AW - 8700 zł netto.
Dodatkowo z tej samej firmy wziąłem przenośnik rolkowy elastyczny - 4900 zł netto.
Zakładając, że zysk z produkcji jednego kartonu to 5 zł, w ciągu jednego dnia mamy zwiększony zysk na poziomie (187 * 5 zł) 935 zł netto.
Daje nam to zwrot z inwestycji w ciągu ((8700 zł + 4900 zł)/935 zł) 15 dni roboczych, czyli nawet nie miesiąca.
Idźmy dalej. Koszt pracownika w przeliczeniu na jeden karton w ręcznej produkcji wyniesie
6350 / (703*20) = 0,45 zł.
Natomiast ten sam koszt pracownika w przeliczeniu na jeden karton z urządzeniami to:
6350 / (890 * 20) = 0,35 zł.
Daje nam to, że każdy karton w produkcji jest o 10 groszy tańszy w porównaniu do produkcji ręcznej. Przekładając to na procenty, dwa urządzenia przekładają się w perspektywie czasu na zmniejszenie kosztów pracowniczych o 25%.
W ten sposób jako OPTIKON PROJEKT jesteśmy w stanie przynieść zakładowi nawet 225 000 zł zysku rocznego więcej na jednej optymalizacji.