مستقبل التلقائيّة في آسيا: أجهزة تحميل وتفريغ الألواح للعلب المصنوعة من معجون الطماطم

مستقبل الأتمتة في آسيا — آلات تجميع البالات وفكها لعلب معجون الطماطم

هذه المقالة ليست عن ما إذا كان يجب أتمتة العملية أم لا. بل هي عن كيفية اختيار الجهاز المناسب لتجميع البالات لعلب معجون الطماطم وبالنسبة للجزء السابق في خط الإنتاج، اختيار الجهاز المناسب لفك البالات للأغذية المعلبة — دون دفع مبالغ زائدة مقابل نظام لا تحتاجه خطتك الإنتاجية.

وقد أدخلت مصنعٌ لإنتاج علب معجون الطماطم في شاندونغ سطرين جديدين لإنتاج العلب العام الماضي. وتصل سرعة آلات اللحام إلى ٦٠٠ علبة في الدقيقة. وتحافظ الأفران على درجة الحرارة المطلوبة. وتُحقِّق آلات التعبئة إنتاجها المستهدف خلال الوردية الأولى. ثم تصل العلب إلى نهاية الخط.

أما في آخر ٤٠ متراً من الخط، فيقوم ثلاثة عمال في كل وردية برفع الصناديق يدوياً وتجميعها على البالات ثم تغليف الحمولة يدوياً. وخلال موسم تصنيع الطماطم في فصل الصيف، يكاد المصنع يعجز عن توظيف عدد كافٍ من العمال لتغطية تلك الورديات. وعند غياب أي عامل، يتباطأ الخط بأكمله — لأن الآلات السابقة في الخط تستمر في التشغيل، فتتراكم العلب.

لماذا تشكِّل خطوط إنتاج علب معجون الطماطم تحدياً خاصاً في مجال الأتمتة

علب معجون الطماطم المملوءة تشكّل مشكلة فيزيائية مختلفة تمامًا عن العلب الفارغة، ومعظم مواصفات الآلات القياسية لترتيب الحمولة على البالتات تخطئ في هذه النقطة.

يزن علبة طماطم واحدة سعة ٤٠٠ غرام عند امتلائها ما يقارب ستة أضعاف وزن العلبة الفارغة. أما البالتة الكاملة — مثلاً ٤٨ علبة تحتوي كلٌّ منها ٢٤ علبة — فتحمل ما يقارب الطن من المنتج على مساحة قدمية قدرها ١,١ متر × ١,١ متر. ويؤدي هذا الوزن إلى ضغط الطبقات السفلية. فإذا وضعت آلة الترتيب العلبة العلوية حتى ولو بانحدار بسيط جدًّا، فإن العلب الموجودة أسفلها تنثني أو تتشوّه. ولا يكتشف المصنع هذه المشكلة إلا عندما يفتح العميل الشحنة.

كما أن محطة نهاية خط الإنتاج هي المكان الذي ترتفع فيه معدلات الإصابات بشكل ملحوظ. فرفع العلب، المتكرر خلال نوبة عمل مدتها ٨ ساعات، يُعدّ إصابة بيوميكانيكية كلاسيكية — وهي المحطة التي يحتمل أن تعاني أكثر من غيرها من نقص في عدد العاملين في سوق عمل ضيق.

قارن ذلك بخط علب المشروبات. فالعلب الألومنيومية الفارغة خفيفة الوزن ورقيقة، ورخيصة الاستبدال إذا سقطت إحداها. أما خط معجون الطماطم فلا يمكنه التحمّل بمعدل الخسائر نفسه. إذ إن تلف علبة واحدة يعني هدر المنتج كاملاً، وليس مجرد سقوط حاوية.

وضع الأتمتة في صناعة الأغذية المعلّبة في آسيا

أصبحت الأتمتة في قطاع تغليف المواد الغذائية في آسيا تجاوزت مرحلة الاختبارات الأولية. وبلغ سوق أتمتة التغليف في منطقة آسيا والمحيط الهادئ نحو ٣٠,٣ مليار دولار أمريكي في عام ٢٠٢٦، ومن المتوقع أن ينمو ليصل إلى نحو ٤٣,٢ مليار دولار أمريكي بحلول عام ٢٠٣١، بمعدل نمو سنوي مركب قدره ٧,٣٦٪ — ما يجعل هذه المنطقة إحدى أسرع المناطق نمواً عالمياً في هذه الفئة. وفيما يخص تغليف المواد الغذائية تحديداً، فإن منطقة آسيا والمحيط الهادئ تمتلك بالفعل أكبر حصة إقليمية في السوق العالمية، مدفوعةً بالتصنيع السريع في الصين والهند وجنوب شرق آسيا.

هناك قوتان وراء هذا، ولا ترتبط أي منهما بالتخمين. أولاً، تكاليف العمالة: فقد ارتفعت تكاليف عمالة قطاع الأغذية بنسبة تقارب ١٥٪ خلال الخمس سنوات الماضية، وهي ظاهرة تؤثر بشدة على المحطات ذات الحجم المرتفع والحركة المتكررة — مثل تجميع البضائع على المنصات — لأن هذه المهام تتطلب جهداً بدنياً كبيراً وفي الوقت نفسه تكون الأسهل أتمتتها. ثانياً، سلامة الأغذية والامتثال لمتطلبات التصدير: فمع تصدير مزيد من الشركات المصنِّعة الآسيوية إلى أسواق تفرض متطلبات أكثر صرامة في مجال النظافة وإمكانية تتبع المنتجات، يصبح التعامل اليدوي مع البضائع عند نهاية خط الإنتاج معياراً أصعب تحقيقه باستمرار.

تظهر هذه التكنولوجيا أولاً في الروبوتات المُستخدمة عند نهاية خط الإنتاج — وبخاصة في عمليات التحميل على الباليتات وتغليف العلب. ويُقدِّر المحلِّلون الذين يتابعون سوق روبوتات تعبئة الأغذية أن ينمو قطاع آسيا والمحيط الهادئ بنسبة نمو سنوي مركَّب تبلغ نحو ١٤,٢٪ حتى عام ٢٠٣٥، وهي أسرع نسبة نمو بين جميع المناطق الأخرى، مع كون عمليات التحميل على الباليتات وتغليف العلب من أبرز التطبيقات، إذ تبحث المصانع عن حلول أتمتة يمكن تشغيلها بأمان جنبًا إلى جنب مع المحطات اليدوية القائمة بدلًا من استبدال الخط بأكمله دفعة واحدة.

وبالنسبة لمصنع معجون الطماطم المعلَّب تحديدًا، فإن هذه الاتجاهات الإقليمية تتوافق مع الواقع الملموس على أرض المصنع: فالعلب المملوءة ثقيلة الوزن، وعملية الترتيب المتكرِّر للعلب تتطلب جهدًا بدنيًّا كبيرًا، كما أنها عادةً أول محطة تدفع إدارة المصنع إلى التفكير في الأتمتة إثر نقص في العمالة أو وقوع حادث أمني، بغض النظر عن حالة باقي خط الإنتاج.

الآلة المُحمِّلة على الباليتات مقابل الآلة المُفرِّغة من الباليتات — ما المشكلة التي يحلها كلٌّ منهما فعليًّا؟

غالبًا ما يُصنَّف هذان النوعان من الآلات معًا. وهما يقعان في طرفي المصنع المتقابلين، ويحلان مشكلتين متناقضتين.

مكان تواجد الآلة المُحمِّلة على الباليتات داخل خط الإنتاج

الآلة المُرَصِّفة هي آخر جهاز قبل المستودع. وهي تأخذ المنتج المملوء والمعبأ في علبٍ ومغلفٍ بالحرارة، ثم تضعه على منصة خشبية أو بلاستيكية بترتيب طبقي مستقر، وتبني حمولة يمكن للرافعة الشوكية نقلها دون أن يتحرك التراكم.

في خط إنتاج حديث، لا تعمل الآلة المُرَصِّفة كوحدة منعزلة. بل تتواصل مع آلة تعبئة العلب الواقعة قبلها في الخط، وتُرسل إشاراتٍ تدلّ على اكتمال تحميل المنصة، ثم تسلّم الحمولة إلى ماكينة لف بالتمدد .نظام تغليف الألواح الأوتوماتيكي ما تقوم به آلة الترصيف المتكاملة بشكل سليم — فهي تمتص التقلبات الطبيعية في إنتاج الوحدات الواقعة قبلها في الخط، وتقدّم حمولةً ثابتةً إلى قسم اللوجستيات.

مكان وضع آلة إزالة الترصيف في الخط

تقع آلة إزالة الترصيف في مقدمة المصنع. ووظيفتها أخذ العلب الفارغة — المرصوفة على منصات قادمة من مورد العلب — وإدخالها في خط التعبئة طبقةً واحدةً في كل مرة.

هذا الأمر أكثر أهميةً مما يدركه معظم المشترين. فإذا أخفق جهاز إزالة العلب من الباليت أو انسدّ، فإن جهاز التعبئة يفتقر إلى التغذية. وعندما تتوقف خط الإنتاج الذي يعمل بسرعة ٦٠٠ علبة في الدقيقة لمدة عشر دقائق كل مرة يضطر فيها العامل إلى تسلُّق الباليت وتغذية الجهاز يدويًّا، فإن ذلك يؤثر سلبًا على الإنتاج. وجهاز إزالة العلب من الباليت الموثوق به لجوزات المعادن قد لا يبدو جذّابًا، لكنه الجهاز الذي يحدّد ما إذا كان جهاز التعبئة يعمل فعليًّا بالسرعة المُعلَّنة.

ما الذي ينبغي الانتباه إليه عند اختيار جهاز تجميع الباليت أو جهاز إزالة العلب من الباليت لعلب معجون الطماطم

أربعة معايير فنية تميّز النظام الذي يصمد لأعوامٍ عديدة عن ذلك النظام الذي يقضّي عمره في تشخيص الأعطال.

احسب وزن الحمولة، وليس وزن العلبة الفارغة. وهذه أكثر أخطاء المشترين شيوعًا. إن خلية الحمل ومقبض التثبيت في جهاز تجميع الباليت مُصمَّمان لتحمل وزن العلبة المُعبَّأة، وليس وزن العلبة الفارغة. فوزن علبة معجون الطماطم البالغ ٤٠٠ غرام يقع في نفس الرتبة من حيث الوزن تقريبًا كعلبة المشروبات، لكن طريقة ترتيب العلب على الباليت وضغط الطبقات يختلفان اختلافًا كبيرًا. لذا اطلب من المورِّد أن يشرح لك تكوين الباليت الخاص بك، وليس فقط قطر العلبة. ملؤها وزن العلبة المُعبَّأة، وليس وزن العلبة الفارغة. فوزن علبة معجون الطماطم البالغ ٤٠٠ غرام يقع في نفس الرتبة من حيث الوزن تقريبًا كعلبة المشروبات، لكن طريقة ترتيب العلب على الباليت وضغط الطبقات يختلفان اختلافًا كبيرًا. لذا اطلب من المورِّد أن يشرح لك تكوين الباليت الخاص بك، وليس فقط قطر العلبة.

الوقاية من الانقلاب واستقرار الطبقات. علب معجون الطماطم المملوءة لها مركز ثقل أدنى من علب المشروبات الفارغة، لكن الطبقات السفلية تتحطّم تحت الضغط. ابحث عن خوارزمية نمط الترتيب الطبقي التي تُقلّص ارتفاع المكدس تدريجيًّا، وعن مقبض أو شوكة لا تُحدث تلفًا في غشاء العلبة الخارجي عند الإمساك بها.

الاتصال بين وحدات التحكم المنطقية المبرمجة. الآلة التي تشترها اليوم ستحتاج إلى الاتصال بمُجمِّع العلب التي ستثبّتها بعد ثلاث سنوات. وتشكّل بنية التحكم القائمة على شركة سيمنز الخيار العملي الافتراضي — ليس لأن سيمنز أفضل بطبيعتها، بل لأن كل مُدمج في آسيا قادرٌ على صيانتها، كما أن قطع الغيار متوفّرة في كل مكان.

المرونة في التعامل مع عدة مراجع بضائع (SKU) في وقت واحد. تعمل مصانع معجون الطماطم على خط إنتاج واحد على علب وزنها ٧٠ غرامًا و١٩٨ غرامًا و٤٠٠ غرامًا و٨٥٠ غرامًا خلال سنة واحدة. فإذا احتاج مُركِّب الباليتات إلى فني لتعديل الأدوات لكل تغيير في مرجع البضاعة (SKU)، فسيقضي معظم السنة في الانتظار أثناء عمليات التبديل. ولذلك فإن أدوات الذراع النهائية القابلة للتغيير السريع تستحق ثمنها.

نهج باولي لأتمتة تركيب الباليتات

تُصنِّع شركة هوبي باولي تكنولوجي المحدودة معدات مساعدة لخطوط علب ثلاثية القطع — مثل نواقل الحركة، والأفران، وتغذية الألواح، والتغليف النهائي للباليت. وهذا أمرٌ بالغ الأهمية عند شرائك جهاز تجميع الباليت، لأن أداء هذا الجهاز يعتمد اعتماداً كاملاً على ناقل الحركة الذي يزوده بالعلب.

نُحدِّد أحجام جهاز فك الباليت، وقسم الناقل، وجهاز تجميع الباليت معاً، استناداً إلى سرعة خط الإنتاج الفعلية ومساحة الباليت المستهدفة. والمكونات الكهربائية تتضمَّن وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة من شركة سيمنز مع مكوِّنات من شركة شنايدر؛ أما الأسطح المتلامسة مع العلب فهي مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع SUS304. وقد صُمِّمت الآلة لتتكامل بسلاسة مع ماكينة التعبئة ومُجمِّع العلب اللتين تمتلكهما بالفعل، دون إجبارك على استبدال أيٍّ منهما.

وبالنسبة للمصانع التي لا يمكنها إيقاف خط الإنتاج بالكامل لإعادة تركيبه بالكامل، فإننا نقسِّم عملية التركيب على مراحل: تركيب جهاز جديد لفك الباليت في عطلة نهاية أسبوع واحدة، ثم تركيب جهاز تجميع الباليت بعد ستة أسابيع، بحيث يتم تشغيله وفقاً لجدول إنتاجك.

ما يعنيه ذلك للمصانع التي تخطط لأتمتة عملياتها خلال العامين المقبلين

خطوتان عمليتان.

ابدأ بأتمتة نقطة الاختناق أولاً، وليس الخط بأكمله. في معظم مصانع معجون الطماطم، تُحقِّق عملية تجميع البالات أسرع فترة استرداد للاستثمار. وهي المنطقة التي تكون فيها تكلفة العمالة مرتفعة، وخطر الإصابات حقيقي، وتكنولوجيا الأتمتة ناضجة. أنفق رأس المال هناك قبل إعادة هندسة جهاز اللحام.

اختر مورِّدًا يقدِّم صيانة للخط بعد خمس سنوات، وليس فقط بيع الجهاز اليوم. جهاز تجميع بالاتٍ يحمل ضمانًا مدته ثلاث سنوات، وقسم قطع الغيار يبعد عنه ألفي كيلومتر، ليس أرخص من جهاز أكثر تكلفةً لكنه مزوَّد بمُهندسين محليين. اطلب من المورِّد قائمة مراجع في نفس المنطقة قبل أن تطلب عرض السعر.

الخاتمة

الأتمتة في قطاع الأغذية المعلَّبة في آسيا ليست قصة عن المستقبل. بل هي حاصلة الآن، محطةً تلو الأخرى، على أرض المصنع. وفي خط تعبئة معجون الطماطم، تكون المحطة الأولى التي تُؤتمت عادةً هي تلك التي يكره العمال العمل فيها بالفعل.

إذا كنت تخطط لتوسيع خط الإنتاج أو تحديثه في نهاية الخط خلال الأشهر الـ ١٢ القادمة، أرسل إلينا مواصفات العلب، وحجم البالتة، والسرعة الحالية للخط. وسنُحدِّد لك بالضبط ما هو العائق الحقيقي، وما الشكل المناسب لمُجمِّع البالتات أو مُفرِّغ البالتات حسب تخطيط مصنعك.

الأسئلة الشائعة

ما الفرق بين مُجمِّع البالتات ومُفرِّغ البالتات في خط إنتاج العلب ?يوضع مُجمِّع البالتات في نهاية الخط ويُرتِّب المنتج النهائي المعبَّأ في علب على البالتات جاهزًا للشحن. أما مُفرِّغ البالتات فيوضع في بداية الخط ويُفرِّغ العلب الفارغة من البالتات الواردة كي تدخل إلى ماكينة التعبئة. وهما يحلان مشكلتين متقابلتين، وعادةً ما يحتاج الخط الآلي الكامل إلى كليهما معًا.

لماذا يُعد تجميع البالتات أكثر صعوبةً بالنسبة لعلب معجون الطماطم مقارنةً بالعلب الفارغة؟ علب معجون الطماطم المملوءة ثقيلةٌ جدًّا، ووزن البالتات التي تحملها يقترب من الطن. وتتعرَّض الطبقات السفلى للانضغاط تحت الحمولة، لذا يجب تصميم نمط الترتيب الطبقي وأداة الطرف المُتحركة وفقًا لوزن العلب المملوءة. أما خطوط علب فارغة، فيمكن استخدام معدات أخفَّ بكثيرٍ وأرخصَ لأن وزن المحتوى داخل العلب يكاد يكون معدومًا.

ما أقصى سرعة يمكن بها أتمتة عملية تجميع البالتات في المصنع دون إيقاف الإنتاج؟ يتم تشغيل معظم أنظمة التجميع أو الفكّ الآلي ذات المحطة الواحدة خلال عطلة نهاية أسبوع واحدة أو اثنتين، مع تركيب قسم الناقل المحيط بالتوازي. أما إعادة بناء الخط بالكامل فهي مشروع مختلفٌ تمامًا، وغالبًا ما تُنفَّذ على مراحل على امتداد عدة أشهر تنسجم مع جدول إنتاجكم.

يرجى مشاهدة الفيديو التشغيلي من قناتنا على يوتيوب:

https://youtube.com/shorts/9VK1H-jRQIA?is=CbzBVis2n2hQTjqd