آینده ماشین‌های بسته‌بندی: خودکارسازی و هوشمندی

خودکارسازی هوشمند در ماشین‌های بسته‌بندی

سیستم‌های رباتیک و محرک هوش مصنوعی

استفاده از رباتیک و سیستم‌های هوش مصنوعی در عملیات بسته‌بندی به‌طور واقعی سرعت انجام کارها را افزایش داده و اشتباهات را کاهش داده است. بسیاری از کسب‌وکارهایی که این فناوری را پذیرفته‌اند شاهد افزایش تولید به میزان حدود 30 درصد و کاهش کلی اشتباهات هستند. دنیای خودکارسازی شامل انواع مختلفی از ربات‌ها مانند ربات‌های همکار (یا کوبات) و همچنین وسایل نقلیه هدایت‌شونده خودکار (AGV) است. این ماشین‌ها هر کدام نقش‌های خاص خود را دارند. به عنوان مثال، کوبات‌ها اغلب در کنار انسان‌ها در مکان‌هایی مانند کارخانه‌های فرآوری مواد غذایی، محل تولید داروها و هنگام بسته‌بندی کالاهای روزمره دیده می‌شوند. در همین حال، AGVها به‌صورت خودکار از یک قسمت از ساختمان به قسمت دیگر حرکت می‌کنند و این کار باعث صرفه‌جویی در زمان و اجرای روان‌تر فرآیندها نسبت به گذشته می‌شود.

بسیاری از تولیدکنندگان برجسته قبلاً ربات‌های پیشرفته را در خطوط بسته‌بندی خود با موفقیت به کار گرفته‌اند. به عنوان مثال شرکت ABB Ltd سیستم‌های رباتیکی توسعه داده است که واقعاً سرعت را افزایش می‌دهند در حالی که دقت بالا را حفظ می‌کنند و به تیم‌های تولید انعطاف بیشتری در نحوه کار با انواع محصولات می‌دهند. شرکت Rockwell Automation Inc نیز کارهای مشابهی انجام می‌دهد و روی سیستم‌های هوشمند بسته‌بندی تمرکز کرده است که باعث کاهش توقف ماشین‌آلات و نیز ادامه روند هموار تولید در سطح کارخانه می‌شوند. این پیشرفت‌ها نشان می‌دهند که چقدر صنایع به سرعت به سمت راهکارهای خودکار حرکت می‌کنند تا بتوانند خروجی تولید را بدون قربانی کردن استانداردهای کیفی افزایش دهند.

ادغام IoT برای نظارت زمان واقعی

هنگامی که تولیدکنندگان اینترنت اشیا (IoT) را در ماشین‌های بسته‌بندی خود یکپارچه می‌کنند، امکان پایش به‌روز و لحظه‌ای فراهم می‌شود که به آن‌ها اجازه می‌دهد عملکرد کلی را در همان لحظه تحلیل کنند. این نوع سیستم به‌طور قابل توجهی به حفظ کارکرد بدون وقفه دستگاه‌ها کمک می‌کند، زیرا اپراتورها می‌توانند دقیقه به دقیقه متوجه شوند که چه اتفاقی می‌افتد و مشکلات را قبل از تبدیل شدن به مسائل بزرگ‌تر رفع کنند. چه چیزی باعث می‌شود این فناوری ارزشمند باشد؟ خوب، چندین مزیت وجود دارد که شایان ذکر است. اول از همه، زمانی که یک دستگاه به‌طور ناگهانی خراب می‌شود، ماشین‌ها زمان کمتری را در حالت بی‌کاری می‌گذرانند. علاوه بر این، شرکت‌ها توانایی بهتری در پیش‌بینی زمانی که نیاز به تعمیر و نگهداری دارند، به دست می‌آورند، بجای اینکه صبر کنند تا تجهیزات کاملا خراب شوند. و همچنین بهبودهایی در بهره‌وری خط تولید که از دسترسی هم‌زمان به تمام این نقاط داده‌ای حاصل می‌شود، نباید فراموش شود.

امروزه بخش بسته‌بندی از انواع مختلف سنسورهای اینترنت اشیا (IoT) به خوبی استفاده می‌کند. سنسورهای دما به نظارت بر شرایط محیطی کمک می‌کنند، در حالی که سنسورهای فشار اطمینان حاصل می‌کنند که ماشین‌ها با حداکثر بهره‌وری کار می‌کنند. این دستگاه‌های کوچک کارهای زیادی برای نگه داشتن روند کارها به‌صورت یکنواخت انجام می‌دهند. آن‌ها مشکلات را در مراحل اولیه شناسایی می‌کنند قبل از اینکه به مشکلات بزرگ‌تری تبدیل شوند. به عنوان مثال، اگر یک دستگاه نگهداری سرد شروع به گرم شدن کند، سنسور دما کارکنان را مطلع می‌کند تا بتوانند سریعاً مشکل را برطرف کنند. این رویکرد پیشگیرانه به این معنی است که شرکت‌ها بدون مواجهه با توقف‌های گران‌قیمت تولید که هیچ‌کس دوست ندارد با آن‌ها سر و کار داشته باشد، می‌توانند استانداردهای خود را حفظ کنند.

یادگیری ماشین برای نگهداری و تعمیرات پیش‌بینانه

امروزه یادگیری ماشین نقش کلیدی در کارهای نگهداری پیشگویانه ایفا می‌کند. این الگوریتم‌ها به انواع داده‌های عملیاتی نگاه می‌کنند و می‌توانند در واقع زمانی که ماشین‌ها ممکن است دچار خرابی شوند را قبل از بروز مشکل تشخیص دهند. توانایی پیشگویی از مشکلات از چندین جهت باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شود، همچنین به شرکت‌ها کمک می‌کند تا عمر تجهیزاتشان را افزایش دهند و این امر منجر به بازدهی بهتر از سرمایه‌گذاری‌های شرکت‌ها می‌شود. اعداد و ارقام صنعتی نیز چیزهای قابل توجهی نشان می‌دهند. شرکت‌هایی که این روش‌های پیشگویانه را اتخاذ می‌کنند، اغلب شاهد کاهش حدود 25 درصدی هزینه‌های نگهداری خود هستند. این میزان کاهش هزینه، این سیستم‌ها را به تصمیمی هوشمندانه از نظر اقتصادی برای بیشتر تولیدکنندگانی که به دنبال بهینه‌سازی عملیات خود هستند، تبدیل می‌کند.

هنگامی که شرکت‌ها قادر به شناسایی به موقع خرابی‌های احتمالی تجهیزات قبل از وقوع آن‌ها باشند، از بروز خاموشی‌های ناگهانی که باعث اختلال در خطوط بسته‌بندی می‌شوند جلوگیری می‌کنند. بازرسی‌های منظم همراه با این سیستم هشدار زودهنگام باعث می‌شوند دستگاه‌ها بسیار طولانی‌تر از حالت عادی به صورت یکنواخت کار کنند. کارخانه‌های بسته‌بندی که این روش‌ها را در عملیات خود اجرا می‌کنند، بهبودهای قابل توجهی در کارایی روزانه فرآیندهای خود شاهد هستند. برای تولیدکنندگان در بازارهای رقابتی، سرمایه‌گذاری در نگهداری پیش‌بینانه دیگر تنها یک روش خوب نیست— بلکه با توجه به اینکه رقبا نیز رویکردهای مشابهی را برای بهره‌برداری بیشتر از تجهیزات گران‌قیمت بسته‌بندی خود بدون نیاز به تعمیرات و تعویض‌های مکرر به کار می‌گیرند، این کار ضروری شده است.

پیشرفت‌های بهره‌وری در راه انگیزش اتوماسیون بسته‌بندی

کاهش هزینه‌های نیروی کار از طریق اتوماسیون

چشم‌انداز مالی به دلیل خودکارسازی که هزینه‌های کار در بسیاری از عملیات بسته‌بندی را کاهش می‌دهد، به سرعت در حال تغییر است. برخی از شرکت‌ها گزارش می‌دهند که نیاز به نیروی کار خود را تا حدوداً نصف کاهش داده‌اند، وقتی سیستم‌های خودکار را به کار می‌گیرند که البته صرفه‌جویی در هزینه‌ها را به دنبال دارد. اما این موضوع چهره دیگری نیز دارد. کارکنان اغلب نیاز به مهارت‌های جدیدی دارند تا بتوانند با این ماشین‌ها کار کنند یا در طول روز عملکرد آنها را نظارت کنند. پیدا کردن تعادل مناسب بین صرفه‌جویی در هزینه‌ها و توسعه کارکنان بسیار مهم است. به این نگاه کنید که کارخانه‌های بسته‌بندی مواد غذایی چگونه از ربات‌ها برای انجام وظایف تکراری استفاده می‌کنند و در عین حال کارکنان را در زمینه نگهداری و بازرسی کیفیت آموزش می‌دهند. این شرکت‌ها هزینه‌های دستمزد را کاهش می‌دهند اما همچنان کارکنان با تجربه را حفظ می‌کنند که تجهیزات را به خوبی می‌شناسند. نتیجه چیست؟ بهبود سودآوری بدون اینکه دانش صنعتی که سال‌ها جمع‌آوری شده است، کنار گذاشته شود.

کمینه‌سازی خطا در عملیات با سرعت بالا

وارد کردن اتوماسیون به خطوط بسته‌بندی سریع واقعاً میزان اشتباهات انسانی را در انجام کارهای دستی کاهش می‌دهد. ماشین‌ها مثل انسان‌ها خسته یا پریشان توجه نمی‌شوند. بیشتر سیستم‌های اتوماتیک میزان خطا را به زیر 1% کاهش می‌دهند، چیزی که دستیالی به این دقت دست یافت غیرممکن است. برای کسب‌وکارهایی که کالاهای مصرفی روزانه یا داروها تولید می‌کنند، این سطح از دقت تفاوت بزرگی ایجاد می‌کند. تعداد کمتری اشتباه به معنای مشتریان خوشحال‌تر و بازگشت کمتر محصولات به دلیل آسیب یا اشتباه است. شرکت‌های داروسازی را در نظر بگیرید - حتی اشتباهات کوچک در بسته‌بندی می‌تواند منجر به مشکلات جدی شود. وقتی مشتریان کیفیت یکنواخت را دوباره و دوباره ببینند، شروع به اعتماد بیشتر به برند می‌کنند. این اعتماد مستقیماً به خریدهای مجدد و روابط بهتر در طول زنجیره تأمین ترجمه می‌شود.

چندکاره‌یی ماشین‌آلات

ماشین‌آلات چندهدفه واقعاً در مقوله تنوع عملکردی برجسته هستند. این ماشین‌ها می‌توانند چندین کار را به‌صورت همزمان انجام دهند، از جمله پرکردن ظروف، بسته‌بندی محصولات و حتی چسباندن برچسب‌ها، همه این‌ها در یک سیستم فشرده. مزیت واقعی چیست؟ استفاده کمتر از فضای کارخانه و صرفه‌جویی قابل‌توجه در هزینه‌های تجهیزات نسبت به خرید ماشین‌های جداگانه برای هر کار. بهبودهای اخیر در طراحی‌های ماژولار به کسب‌وکارها این امکان را می‌دهد تا قطعات را به‌روز کنند، بدون اینکه نیاز باشد کل سیستم را تعویض کنند. وقتی نیازهای تولید تغییر کند، شرکت‌ها با تجهیزات منسوخ شده گیر نمی‌کنند. به همین دلیل است که تولیدکنندگان زیادی در بخش‌های مختلف به این ماشین‌های چندکاره روی می‌آورند. از خطوط بسته‌بندی اسنک تا مونتاژ بطری‌های دارویی، امکان تنظیم سریع این ماشین‌ها را شایسته سرمایه‌گذاری اولیه می‌کند، هرچند قیمت بالایی داشته باشند.

پایداری از طریق سیستم‌های هوشمند بسته‌بندی

فناوری‌های عملیاتی با کارایی انرژی

استفاده از فناوری با کارایی انرژی نقش مهمی در افزایش پایداری سیستم‌های بسته‌بندی ایفا می‌کند. وقتی شرکت‌ها این نوع فناوری‌ها را اجرا می‌کنند، معمولاً انتشار کربن ناشی از فرآیندهای بسته‌بندی خود را کاهش می‌دهند. به عنوان یک مثال رایج، موتورهای سرو می‌توانند نمونه‌ای از این فناوری باشند که اخیراً تولیدکنندگان زیادی از آن استفاده می‌کنند. این موتورها به طور کلی کارایی عملیاتی را افزایش داده و در عین حال مصرف انرژی را کاهش می‌دهند. برخی مطالعات نشان می‌دهند که استفاده از تجهیزات بسته‌بندی با کارایی انرژی می‌تواند در صورت صرفه‌جویی در بیل اینترنتی بین ۲۰ تا ۳۰ درصد صرفه‌جویی ایجاد کند. امروزه شرکت‌ها تحت فشار هم نهادهای نظارتی که استانداردهای محیط زیستی سختگیرانه‌تری را اعمال می‌کنند و هم مشتریانی قرار دارند که محصولات سبزتری را ترجیح می‌دهند. حرکت به سمت پایداری تنها برای سیاره خوب نیست، از دیدگاه مالی هم منطقی است، به ویژه وقتی هزینه‌های بلندمدت و مدیریت اعتبار برند را در نظر بگیریم.

کاهش ز waste از طریق کاربرد دقیق

در کاهش هدر رفت مواد، بسته‌بندی مناسب نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند. فناوری‌های نوین مانند تجهیزات دقیق‌تر توزیع مواد و روش‌های برش هوشمندانه‌تر، به تولیدکنندگان کمک می‌کنند تا از مواد خام خود حداکثر استفاده را داشته باشند و در نتیجه مواد کمتری هدر رود. گزارش‌های صنعتی نیز این موضوع را تأیید می‌کنند؛ شرکت‌هایی که از این روش‌های دقیق استفاده می‌کنند، اغلب 15 تا 25 درصد کاهش در مواد زائد ارسالی به محل‌های دفن زباله را تجربه می‌کنند. این امر تنها مفید برای سیاره نیست، بلکه از نظر مالی نیز مقرون به صرفه است و باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها و بهبود کارایی عملیات می‌شود. امروزه بسیاری از شرکت‌ها کاهش پسماند را به یک عنصر کلیدی در برنامه‌های پایداری خود تبدیل کرده‌اند، چرا که این کار به چندین هدف به‌صورت هم‌زمان کمک می‌کند.

راهکارهای مدیریت مواد بازیافتی

روش‌های جدید مدیریت مواد قابل بازیافت، نحوه عملکرد بسته‌بندی را در تمامی بخش‌ها در حال تغییر دادن هستند و ما را به مدل ایده‌آل اقتصاد دایره‌وار نزدیک‌تر می‌کنند. بسیاری از کسب‌وکارها شروع به پیروی از روندهایی کرده‌اند که از استفاده از موادی پشتیبانی می‌کنند که به صورت طبیعی تجزیه شوند یا به راحتی بازیافت شوند؛ کاری که در بلندمدت در پایداری بسیار موثر است. همکاری با گروه‌های واقعی بازیافتی می‌تواند میزان بازیابی مواد را افزایش دهد و در عین حال مقدار زباله‌هایی که در محل‌های دفن زباله پایان می‌یابند را کاهش دهد. فراتر از اینکه تنها برای محیط زیست مفید باشد، این رویکردها به شرکت‌ها کمک می‌کنند تا با مقررات همگام باشند و مشتریانی را که اکنون به شدت به شیوه‌های سبز اهمیت می‌دهند، راضی نگه دارند. برخی از شرکت‌ها حتی از صرفه‌جویی در هزینه‌ها به دلیل مدیریت بهتر مواد خبر داده‌اند.

ردیابی زنجیره تأمین مبتنی بر بلاکچین

فناوری بلاکچین در حال تغییر نحوه شفافیت و قابلیت ردیابی زنجیره‌های تأمین در دنیای بسته‌بندی است. شرکت‌هایی که از راهکارهای بلاکچین استفاده می‌کنند، متوجه می‌شوند که امکان نظارت بهتری بر فرآیندهای خود دارند و می‌توانند در صورت نیاز سریع‌تر محصولات معیوب را بازیابی کنند و از هدر رفتن منابع بکاهند. داده‌های واقعی این موضوع را تأیید می‌کنند؛ بسیاری از کسب‌وکارها بهبود چشمگیری در ردیابی محصولات از خط تولید تا درب خانه مشتری تجربه کرده‌اند، و یکی از بازیگران بزرگ این صنعت ادعا می‌کند که تقریباً کاملاً شفافیت کاملی بر روی کل شبکه تأمین خود دارد. استارت‌آپ‌هایی مانند Provenance و T-Systems در این زمینه در حال پیشروی هستند و پلتفرم‌هایی را توسعه می‌دهند که به سازندگان کمک می‌کند بسته‌بندی‌های سبزتری تولید کنند و اطمینان حاصل کنند که تمامی مراحل تولید با استانداردهای اخلاقی هماهنگ است. آنچه اکنون در حال وقوع است تنها مفید برای افزایش اعتبارهای زیست‌محیطی نیست؛ بلکه اعتماد واقعی مصرف‌کنندگان را نیز ایجاد می‌کند و شرکت‌هایی که فکر می‌کنند بهتر از رقبایی که هنوز به روش‌های سنتی متکی هستند، پیش خواهند رفت.

ایستگاه‌های کاری همکاری انسان و ربات

ایستگاه‌های کاری همکاری‌کننده نشان می‌دهند که چگونه انسان‌ها و ربات‌ها می‌توانند بهتر از همکاری با یکدیگر نسبت به کار تکی هر کدام به تنهایی، کارآمدتر عمل کنند و کارخانه‌ها را بهره‌ورتر کنند و در عین حال ایمنی همه را حفظ کنند. امروزه شاهد ظهور این ایستگاه‌ها در سراسر دنیا هستیم، به ویژه در خطوط مونتاژ خودرو و الکترونیک که باعث اجرای روان‌تر فرآیندها شده‌اند. برخی از شرکت‌هایی که به این نوع پیکربندی تغییر یافته‌اند، شاهد افزایش تولید خود در حدود ۳۰ درصد بوده‌اند، هرچند نتایج بسته به نحوه پیاده‌سازی متفاوت است. نکته جالب دیگر این است که این سیستم‌ها تا چه اندازه روی راحتی کارگران تمرکز دارند. وقتی ماشین‌ها بار سنگین کار را بر عهده می‌گیرند، دیگر افراد به اندازه قبل دچار آسیب نمی‌شوند. هدف اصلی از به کارگیری ربات در محیط‌های کار، صرفاً صرفه‌جویی در هزینه‌های کار نیست. در واقع، این امر از دید کارفرمایان هم منطقی است، چرا که سرمایه‌گذاری در زمینه ایمنی باعث می‌شود کارمندان خوشحال و سالم‌تر ماندن طولانی‌تر و تولید کار با کیفیت بالاتر را فراهم کنند.

کارخانه‌های هوشمند و یکپارچه‌سازی با 5G

کارخانه‌های هوشمند، اتوماسیون، تحلیل داده‌ها و ارتباط بهتر بین ماشین‌ها را با هم ترکیب می‌کنند و 5G در اینجا نقش مهمی ایفا می‌کند، زیرا سرعت حرکت و به اشتراک گذاشتن اطلاعات در زمان واقعی را بهبود می‌بخشد. برخی گزارش‌های صنعتی پیش‌بینی می‌کنند که با به‌کارگیری 5G در سراسر پیکربندی‌های کارخانه‌های هوشمند توسط تولیدکنندگان، شاهد افزایش سرعت تولید و کاهش هزینه‌های عملیاتی کلی خواهند بود. ارتباطی که از طریق این شبکه‌ها فراهم می‌شود، به ایجاد چیزی که ما اینترنت اشیاء می‌نامیم کمک می‌کند؛ جایی که انواع تجهیزات و سیستم‌های کنترلی در سراسر کارخانه بدون نیاز به نظارت مستمر انسانی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. به نظر می‌رسد که در آینده، با بهبود فناوری 5G، این فناوری به‌ویژه در اتوماسیون فرآیندهای بسته‌بندی اهمیت پیدا خواهد کرد. ما اکنون شاهد ظهور ایده‌های جدیدی هستیم که ممکن است نحوه حرکت محصولات را از انبارها تا قفسه‌های فروشگاه‌ها دگرگون کند. با وجود چالش‌هایی که هنوز باید برطرف شوند، بسیاری از کارشناسان معتقدند که ما در حال حرکت به سوی آینده‌ای هستیم که عملیات بسته‌بندی به‌خوبی و بسیار روان‌تر به کمک جریان داده‌های زیادی که از سیستم عبور می‌کند، انجام خواهد شد.

با پذیرش این دستاوردها در زمینه بلاکچین، همکاری انسان و ربات و کارخانه‌های هوشمند، شرکت‌ها می‌توانند فرآیندهای عملیاتی خود را بهبود بخشند و همچنین در تبدیل پایدار صنعت بسته‌بندی سردمداری کنند. این نوآوری‌ها راه را برای آینده‌ای هموار خواهد کرد که در آن کارایی افزایش یافته با پایداری و شفافیت همراه خواهد بود.

‫سوالات متداول‬

چه نوع ربات‌هایی در عملیات بسته‌بندی استفاده می‌شوند؟

ربات‌های مورد استفاده در عملیات بسته‌بندی شامل ربات‌های همکار (کوبات) و خودروهای هدایت‌شونده خودکار (AGV) می‌شوند.

اینترنت اشیاء چگونه ماشین‌آلات بسته‌بندی را بهبود می‌بخشد؟

اینترنت اشیاء با ارائه نظارت و تحلیل در زمان واقعی معیارهای عملکردی، ماشین‌آلات بسته‌بندی را بهبود می‌بخشد، زمان توقف را کاهش می‌دهد و کارایی را افزایش می‌دهد.

نگهداری پیش‌بینی‌کننده چیست؟

نگهداری پیش‌بینی‌کننده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای تحلیل داده‌های عملیاتی و پیش‌بینی خرابی ماشین‌ها استفاده می‌کند و به کاهش هزینه‌ها و افزایش عمر تجهیزات کمک می‌کند.

مزایای استفاده از بلاکچین در بسته‌بندی چیست؟

فناوری بلاکچین شفافیت و قابلیت ردیابی زنجیره تأمین را افزایش می‌دهد، پاسخگویی را بهبود می‌بخشد و از هدررفتن کاهش می‌یابد.