Σύγχρονες τεχνολογίες παλετοποίησης

Μίνα Θεοδώρου, Marketing Director του Ομίλου Θεοδώρου


Οι τεχνολογίες παλετοποίησης και η σημασία τους στην αύξηση της παραγωγικότητας και τη διευκόλυνση της εφοδιαστικής αλυσίδας

Στο χώρο της βιομηχανικής παραγωγής και διακίνησης προϊόντων, η παλέτα αποτελεί τη μονάδα μεταφοράς προϊόντων από την παραγωγή προς την αποθήκη ή τον τελικό πελάτη. Η σωστή διαχείρισή της είναι κρίσιμη ώστε να μην προστίθενται επιπλέον κόστη στις υπάρχουσες διαδικασίες συσκευασίας αλλά και να εξασφαλίζεται ομαλή ροή προϊόντων μέσα στην εφοδιαστική αλυσίδα. Το ζητούμενο είναι η σωστή παλέτα με το σωστό προϊόν να φτάσει στο σωστό προορισμό έγκαιρα, με ασφάλεια και με το μικρότερο δυνατό κόστος.

Σκοπός αυτού του άρθρου είναι να παρουσιάσει νέες μεθόδους και τεχνολογίες στα διάφορα στάδια της διαμόρφωσης της παλέτας (χτίσιμο, περιτύλιξη και σήμανση) που συμβάλλουν (α) στη μείωση του κόστους παραγωγής (β) στην διασφάλιση της παραγωγικότητας και (γ) στη βελτίωση της ασφάλειας και ποιότητας των προϊόντων. Η επένδυση στους παραπάνω άξονες προσφέρει ανταγωνιστικό πλεονέκτημα στις επιχειρήσεις και δημιουργεί τις προϋποθέσεις για την ενίσχυση της θέσης τους στην εγχώρια και τη διεθνή εφοδιαστική αλυσίδα.


Η παλετοποίηση

Σαν παλετοποίηση (tertiary packaging) ορίζουμε το τμήμα της διαδικασίας συσκευασίας κατά το οποίο οι δευτερογενείς ή ομαδικές συσκευασίες των προϊόντων (κιβώτια, πολυσυσκευασίες, σακιά, κλπ) τοποθετούνται σε παλέτες έτοιμες, είτε για τη μεταφορά τους στην αποθήκη, είτε για την άμεση αποστολή τους στο επόμενο στάδιο της εφοδιαστικής αλυσίδας (κέντρα διανομής, πελάτες, κλπ).

Η παλετοτοποίηση διακρίνεται σε τρεις ξεχωριστές φάσεις:

Α. Διαμόρφωση ή χτίσιμο παλέτας
Β. Περιτύλιξη της διαμορφωμένης παλέτας με stretch (εκτατό) φιλμ
Γ. Σήμανση, κωδικοποίηση και ιχνηλασιμότητα της παλέτας

Στην πιο βασική της μορφή η παλετοποίηση γίνεται με χειροκίνητες διαδικασίες με αποτέλεσμα να υπάρχει μεγάλο κόστος στα εργατικά και στις χρησιμοποιούμενες πρώτες ύλες, μείωση παραγωγικότητας, μεγάλη πιθανότητα λαθών, μη αποδεκτή σταθεροποίηση της παλέτας, κοκ. Για τους παραπάνω λόγους, η παραγωγική βιομηχανία έχει αρχίσει να χρησιμοποιεί μεθόδους και τεχνολογίες αυτοματοποίησης διαδικασιών παλετοποίησης. Παρακάτω θα προσπαθήσουμε να παρουσιάσουμε τις τεχνολογίες αυτές, έτσι ώστε κάθε βιομηχανία να μπορεί να επιλέξει τις τεχνολογίες που είναι οι πιο κατάλληλες για τις δικές της παραγωγικές απαιτήσεις.


   


Α. Τεχνολογίες για το αυτόματο χτίσιμο των παλετών

Από τη στιγμή που μια βιομηχανία αποφασίσει ότι το χειροκίνητο χτίσιμο των παλετών δεν είναι αποδεκτό, πρέπει να επιλέξει είτε ένα αυτόματο ρομποτικό σύστημα, είτε ένα αυτόματο σύστημα με διαδοχικές στρώσεις ή καρτεσιανό. Με δεδομένο ότι τα συστήματα στρώσεων ή τα καρτεσιανά καλύπτουν μόνο εξειδικευμένες εφαρμογές, η συντριπτική πλειοψηφία (πάνω από 90%) των εφαρμογών γίνεται με τη χρήση ρομποτικών βραχιόνων που είναι ειδικά σχεδιασμένοι για την παλετοποίηση.

Ο βραχίονας «πιάνει» τις δευτερογενείς συσκευασίες και τις τοποθετεί με συγκεκριμένη διάταξη στη βάση (συνήθως ξύλινη) της παλέτας. Το επιτυχημένο χτίσιμο απαιτεί τη μέγιστη κάλυψη της διαθέσιμης επιφάνειας της βάσης και τη βέλτιστη εκμετάλλευση του μέγιστου επιτρεπόμενου βάρους και ύψους της.

Οι ρομποτικοί βραχίονες που χρησιμοποιούνται στις εφαρμογές παλετοποίησης είναι συνήθως τεσσάρων αξόνων, σπανιότερα έξι, με δυνατότητα ανύψωσης φορτίου από 40 έως και 700kg και ακτίνα εργασίας περίπου 3 μέτρα. Η χρήση τους προσφέρει τα εξής πλεονεκτήματα:

  • Αξιοπιστία λειτουργίας
  • Ελάχιστες απαιτήσεις από πλευράς συντήρησης
  • Μεγάλες ταχύτητες που διασφαλίζουν υψηλή παραγωγικότητα
  • Δυνατότητα κίνησης σε οποιοδήποτε σημείο εντός της ακτίνας δράσης τους, η οποία τους παρέχει εξαιρετική ευελιξία για χειρισμό διαφορετικών προϊόντων
  • Ακρίβεια και επαναληψιμότητα κινήσεων, η οποία εγγυάται σταθερό αποτέλεσμα στον σχηματισμό της παλέτας



Ένας παράγοντας που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη για τη σωστή επιλογή τόσο του συστήματος παλετοποίησης όσο και του integator που θα το σχεδιάσει, κατασκευάσει και εγκαταστήσει είναι η ποιότητα του χρησιμοποιούμενου εξοπλισμού. Η χρήση εξοπλισμού κατασκευασμένου από εξειδικευμένους οίκους με αναγνωρισμένη ποιότητα κατασκευής εξασφαλίζει την αξιοπιστία του συστήματος και την αντοχή του στον χρόνο.

Ιδιαίτερα σημαντική επίσης είναι η σωστή σχεδίαση της αρπάγης. Η αρπάγη, ένα από τα ζωτικά σημεία του ρομποτικού βραχίονα, συγκρατεί και  διαχειρίζεται τα προϊόντα, τις κενές παλέτες και τα χαρτόνια που μπορεί να τοποθετούνται μεταξύ των στρώσεων της παλέτας. Πρέπει να σχεδιαστεί βάσει των προδιαγραφών της επιχείρησης και των ιδιαιτεροτήτων του προϊόντος. Συγκεκριμένα, πρέπει να λειτουργεί με αξιοπιστία και ακρίβεια ώστε να μην καταστρέφονται τα προϊόντα αλλά και να τοποθετούνται με τρόπο που να εγγυάται τη σταθερότητα και την ασφάλεια της παλέτας κατά την μετέπειτα μεταφορά της. Επίσης η αρπάγη μπορεί να σχεδιαστεί ώστε να «πιάνει» ένα ή περισσότερα κιβώτια ταυτόχρονα.

Επομένως, ένας ρομποτικός βραχίονας μπορεί να σχεδιαστεί ώστε να καλύπτει έως και πέντε γραμμές παραγωγής χτίζοντας ταυτοχρόνως αντίστοιχες παλέτες. Με αυτό τον τρόπο, προσφέρεται ευελιξία και αυξάνεται ο ρυθμός παραγωγής. Κάτι τέτοιο είναι αδύνατο για ένα κλασικό παλετοποιητή στρώσης (layer palletiser), επομένως η ρομποτική λύση εξοικονομεί κόστος αρχικής επένδυσης αλλά και χώρο.

Για την ασφάλεια και αξιοπιστία του ρομποτικού συστήματος, είναι επίσης κρίσιμος ο προσεκτικός ηλεκτρολογικός και μηχανολογικός σχεδιασμός του, προσαρμοσμένος στις ανάγκες της εκάστοτε εφαρμογής. Ένα σωστά σχεδιασμένο σύστημα, τόσο από πλευράς ηλεκτρολογικής και μηχανολογικής αρχιτεκτονικής όσο και λογισμικού, επιτρέπει την επεκτασιμότητα ή την σταδιακή υλοποίησή του. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, ειδικά σε περιπτώσεις όπου οι λειτουργικές και οικονομικές δυνατότητες της επιχείρησης απαιτούν τμηματική επένδυση. Εξίσου σημαντική είναι η δυνατότητα εύκολης προσαρμογής του συστήματος σε υπάρχοντα εξοπλισμό του εργοστασίου.

Επιπλέον, ένα σύστημα παλετοποίησης οφείλει να εγγυάται την ασφάλεια των χειριστών του και γενικά των εργαζομένων. Για αυτό το λόγο, πρέπει να συνοδεύεται από ένα άρτιο σύστημα ασφαλείας (π.χ. περίφραξη, κλειδαριές, οπτοηλεκτρικά πλέγματα) και να συμμορφώνεται με τους κανονισμούς ασφαλείας. Απαραίτητα επίσης για την ασφάλεια και τη βέλτιστη αποδοτικότητα, είναι τα αναλυτικά εγχειρίδια λειτουργίας και συντήρησης και η διεξοδική εκπαίδευση των χειριστών του συστήματος σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας που οφείλει να παρέχει ο κατασκευαστής του συστήματος. Τέλος, ιδιαίτερα σημαντική είναι η διεξοδική δοκιμή λειτουργίας του συστήματος στις εγκαταστάσεις τόσο του κατασκευαστή όσο και της επιχείρησης καθώς και η γρήγορη εγκατάσταση και ενσωμάτωσή του στην παραγωγή. Με αυτό τον τρόπο ελαχιστοποιούνται οι διακοπές και απώλειες στην παραγωγή.

Εν κατακλείδι, η επιλογή του κατάλληλου integrator λύσης ρομποτικής παλετοποίησης εγγυάται την εύρεση μιας λύσης κατάλληλης για τις ανάγκες της επιχείρησης με σημαντικά οφέλη στη μείωση του λειτουργικού κόστους, στη διασφάλιση παραγωγικότητας και την ομαλή ροή προϊόντων στην εφοδιαστική αλυσίδα. Παράλληλα εξασφαλίζει την ταχεία και επιτυχημένη προσαρμογή του συστήματος στην παραγωγή και τη γρήγορη απόσβεσή του.


Β. Περιτύλιξη της παλέτας με stretch film

Η περιτύλιξη της παλέτας με stretch film αποτελεί ένα σημαντικότατο κέντρο κόστους, ειδικά όταν η περιτύλιξη γίνεται χειροκίνητα. Η περιτύλιξη της παλέτας όμως είναι απαραίτητη για να εξασφαλίζει τη σταθερότητα και την ασφαλή μετακίνησή της στην εφοδιαστική αλυσίδα.

Όταν μια επιχείρηση αποφασίσει να «φύγει» από την χειροκίνητη περιτύλιξη, έχει βασικά δύο επιλογές:

  • Ημιαυτόματη περιτύλιξη
    Η παλέτα μεταφέρεται χειροκίνητα (συνήθως με κάποιο παλετοφόρο) σε μια συγκεκριμένη θέση και ένας αυτόματος μηχανισμός αναλαμβάνει την περιτύλιξη. Η τεχνολογία στις ημιαυτόματες μηχανές περιτύλιξης έχει προχωρήσει πολύ και προσφέρει τρεις αξιόπιστους τύπους μηχανών:
    α) με περιστρεφόμενο δίσκο που περιστρέφει την παλέτα ενώ ο μηχανισμός τοποθετεί το stretch film
    β) με περιστρεφόμενο φορέα (βραχίονα ή δακτύλιο) που περιστρέφεται γύρω από την ακίνητη παλέτα και τοποθετεί το stretch film
    γ) με «ρομποτάκι» που περιστρέφεται γύρω από την ακίνητη παλέτα και τοποθετεί το stretch film
  • Πλήρως αυτοματοποιημένη περιτύλιξη
    Σε αυτή την περίπτωση ο μηχανισμός περιτύλιξης είναι ενσωματωμένος στη γραμμή συσκευασίας και δεν υπάρχει πια η ανάγκη χειροκίνητης μετακίνησης της παλέτας. Και εδώ έχουμε τρεις τύπους μηχανών, είτε με περιστροφή της παλέτας, είτε με σταθερή παλέτα και περιστροφή του μηχανισμού τοποθέτησης του stretch film (βραχίονας / δακτύλιος ή ρομποτάκι).

Η επιλογή μεταξύ των παραπάνω τύπων έχει άμεση σχέση με την απαιτούμενη παραγωγικότητα. Στην πρώτη περίπτωση μπορούμε να έχουμε μέχρι 35 παλέτες την ώρα, ενώ στις περιπτώσεις με το περιστρεφόμενο μηχανισμό μπορούμε να φτάσουμε μέχρι και τις 150 παλέτες την ώρα.


Η τεχνολογία του stretch film

Πέραν όμως του συγκεκριμένου συστήματος που θα επιλέγει (ημιαυτόματο ή αυτόματο) ο σημαντικότερος παράγοντας στην τεχνολογία περιτύλιξης είναι το ίδιο το stretch film. Η σύγχρονη τεχνολογία υλικών συσκευασίας μας προσφέρει μια τεράστια ποικιλία από stretch film που έχουν τη δυνατότητα stretching (προτάνυσης) μέχρι και 400% ενώ το πάχος τους μπορούν να είναι έως 7 μm.

Η επιλογή του κατάλληλου stretch film πρέπει να προκύψει μέσα από προσεκτική διερεύνηση των συγκεκριμένων αναγκών της παλετοποίησης. Πολλές επιχειρήσεις αγοράζουν ακόμα το stretch film με το κιλό, παραγνωρίζοντας το γεγονός ότι αυτό που πραγματικά μετράει είναι το κόστος περιτύλιξης ανά παλέτα. Δεν είναι λίγες οι περιπτώσεις που βοηθήσαμε επιχειρήσεις να μειώσουν το κόστος της περιτύλιξης των παλετών με stretch film μέχρι και 80%,  προτείνοντας τον κατάλληλο συνδυασμό μηχανισμού περιτύλιξης και τύπου stretch film και βέβαια χωρίς να υπάρχει μείωση του επιδιωκόμενου αποτελέσματος που είναι η ασφάλεια του προϊόντος κατά την μετακίνηση στην εφοδιαστική αλυσίδα.

     


Γ. Σήμανση, κωδικοποίηση και ιχνηλασιμότητα της παλέτας

Καμία παλέτα δε μπορεί να φύγει από την παραγωγική διαδικασία αν δεν είναι κατάλληλα κωδικοποιημένη, συνήθως με τη χρησιμοποίηση δύο ετικετών σε δύο διαδοχικές πλευρές της. Η παλετοποίηση αποτελεί το κομβικό σημείο συγκέντρωσης πληροφορίας σε κάθε παραγωγική διαδικασία και η σωστή κωδικοποίηση κάθε παλέτας επιτρέπει:

  • Την ιχνηλασιμότητα με παροχή πληροφοριών χρήσιμων για την ενημέρωση των διαχειριστικών συστημάτων (EPR, MRP, ,κλπ) για την πραγματική παραγωγή
  • Τη μέτρηση της παραγωγικότητας του εργοστασίου
  • Τη σωστή αποθήκευση της παλέτας και τη σωστή μετακίνησή της στην εφοδιαστική αλυσίδα
  • Τη δυνατότητα direct shipping, όταν δηλαδή η παλέτα δεν περνά μέσα από την αποθήκη αλλά απαιτείται η μεταφορά της κατευθείαν από την παραγωγή προς το σημείο φόρτωσης για το επόμενο στάδιο της εφοδιαστικής αλυσίδας. Αυτό επιτυγχάνεται όταν μετά από ONLINE επικοινωνία με το ERP, ενσωματωθούν πληροφορίες για τον προορισμό της παλέτας στην ετικέτα. Εννοείται ότι η κωδικοποίηση αυτή πρέπει να γίνεται μέσα στο πλαίσιο της παραγωγικής διαδικασίας.

Είναι προφανές ότι η βιομηχανική πληροφορική ξεκινά από την παλετοποίηση και η υλοποίησή της απαιτεί εξειδικευμένη εταιρία στον χώρο της βιομηχανικής σήμανσης, κωδικοποίησης και ιχνηλασιμότητας.

Όσον αφορά στην ίδια την επικόλληση των ετικετών στις παλέτες, αυτή μπορεί να γίνεται είτε offline είτε online. Στην περίπτωση offline, χρησιμοποιείται ένας θερμικός εκτυπωτής ετικετών και η επικόλληση των ετικετών γίνεται χειροκίνητα. Στην περίπτωση online, χρησιμοποιείται ένα αυτόματο σύστημα PRINT AND APPLY στο οποίο ο θερμικός εκτυπωτής ετικετών ενσωματώνεται σε ένα μηχανισμό αυτόματης επικόλλησης της ετικέτας.

Και εδώ η επιλογή της κατάλληλης μεθόδου έχει σχέση με τις ιδιαίτερες απαιτήσεις του εργοστασίου. Λόγω της σημαντικότητας της κωδικοποίησης των παλετών και της ανάγκης χρησιμοποίησης τυποποιημένης πληροφορίας στις ετικέτες –είτε με μορφή αναγνώσιμη από μηχανές είτε από άνθρωπο- η οποία θα πρέπει να είναι κατανοητή σε όλα τα στάδια της εφοδιαστικής αλυσίδας, η GS1 έχει εκδώσει συγκεκριμένη οδηγία (GS1-128) για την εκτύπωση των κωδικοποιημένων πληροφοριών στις ετικέτες, καθώς και των σημείων της παλέτας που πρέπει να γίνεται η επικόλληση.



Η Ζήνων Αυτοματισμοί ΑΒΕΤΕ

Είναι προφανές ότι η παλετοποίηση πρέπει να λειτουργεί σαν ενιαίο σύστημα για να επιτυγχάνονται όλα τα επιδιωκόμενα οφέλη που περιγράφηκαν παραπάνω. Η ΖΗΝΩΝ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ ΑΒΕΤΕ (www.zenon.gr) λειτουργεί σαν κεντρικός SYSTEMS INTEGRATOR στην παλετοποίηση, έχοντας μάλιστα σημαντική εξειδίκευση και τεχνογνωσία στη ρομποτική. Επειδή όμως η παλετοποίηση απαιτεί επιπλέον εξειδικευμένη τεχνογνωσία, η ΖΗΝΩΝ συνεργάζεται σε κάθε project παλετοποίησης τόσο με τη ΘΕΟΔΩΡΟΥ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ ΑΒΕΤΕ (www.theodorou.gr) που εξειδικεύεται στα συστήματα σήμανσης, κωδικοποίησης και ιχνηλασιμότητας, όσο και με τη ΝΕΥΤΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΑΒΕΕ (www.nefton.gr) που εξειδικεύεται στην τεχνολογία των συστημάτων και υλικών περιτύλιξης των παλετών με stretch film. Και οι 3 εταιρίες ανήκουν στον Όμιλο Θεοδώρου (www.theodorougroup.com).

Η ΖΗΝΩΝ συμμετείχε στη διεθνή έκθεση συσκευασίας INTERPACK 2014 (Ντύσελντορφ, 8-14 Μαΐου) και θα συμμετάσχει στην ελληνική έκθεση ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ 2014 (Παιανία, 7-10 Νοεμβρίου).