改造により紡績機の寿命が新しくなります

Safilinは、フランスの資本とポーランドの専門知識を組み合わせた会社で、アパレル、家具、テクニカルテキスタイル、食品、自動車、その他多くの産業で使用される糸を含む、亜麻と麻をベースにした製品を製造しています。同社はまた、複合材料用のロービングのほか、さまざまな用途向けの撚糸やツイストヤーンも製造しています。ポーランドでは、Safilinはミワコボとシュチトノに生産施設を運営しています。後者の敷地には、湿式紡績工場とコーミング工場の両方があります。この施設では、年間約2,000トンの完成品が生産されています。湿式紡績には、一般にPMと呼ばれるPM88マシンを使用します。これらの機械は1982年から稼働しています。つまり、40年以上稼働しています。産業戦略の一環として、同社は既存の設備に代わるものを模索し、その深いプロセスの専門知識を活用して亜麻糸生産における競争上の優位性を築くことにしました。既存の資産を最大限に活用するために、経営陣はPMマシンにセカンドライフを与えることを目的とした改造プログラムを開始しました。その際、PZ-KAと改名しました。老朽化した機械を近代化するという決定により、プロセスの自動化と生産パラメータのリアルタイムの視覚化が可能になり、その結果、運用効率が向上し、大幅なコスト削減につながりました。主な成功要因は、イニシアチブに積極的に貢献したさまざまな分野のサフィリンの専門家を集めた包括的なプロジェクトチームの創設でした。

亜麻の紡績プロセスでは、化学処理されたロービング、つまり前処理して指定された線密度の亜麻のスライバーを製図し、同時にねじります。

」シュチトノの施設では、紡績は湿式紡糸法で行われます。ロービングボビンをスピニングフレームに置き、そこで「スピニング準備」プロセスが始まります。これには、ロービングを18〜22℃に保ったウォーターバスに通してから、制御された方法で徐々にリラックスさせる一連のガイドに通すことが含まれます。」
サフィリンのプロセスエンジニア、アレクサンドラ・カズボフスカは説明します。

PM88マシンは、電気キャビネット、機械キャビネット、作業モジュールの3つの主要コンポーネントで構成されていました。メカニカルキャビネットは、ギア、チェーン、ベルトのシステムを介して駆動力を伝達するように設計されています。実際、主に平歯車を含む約50のコンポーネントで構成されるメカニズム全体が、1つの電気モーターで駆動されていました。

」このソリューションでは、ギアを交換して変速比を変更するなど、手動での操作が必要だったため、機械のパラメーターを変更することが困難でした。さらに、周期的な動きを制御するためのラチェット機構などの機械的な調整コンポーネントを使用する必要がありました。これには正確な設定調整が必要で、新しい製品群に機械を適応させるのに必要な時間が長くなっていました。」
紡績部門のスーパーバイザー、アネタ・シーマックは回想します。

レトロフィットプロジェクトの作業は2023年5月に始まり、2024年7月まで続きました。メカニカルキャビネット全体が再設計され、サーボモーターの設置に合わせて調整されました。近代化の過程で、サーボ駆動システムに置き換えられたギアトレインなど、いくつかのコンポーネントが交換されました。ベアリングアセンブリとドライブシャフトも、新しい条件で動作するように変更されました。これらの変更により、機械の動作パラメータを正確に調整できるようになり、全体的なパフォーマンスが大幅に向上しました。

」サーボモーターのおかげで、駆動システムを手動で操作する必要がなくなり、ギアを交換する必要がなくなります。 現在、機械のパラメータはPLCコントローラで調整されています。さらに、機械の各作業セクション内のすべてのパラメーターを完全に把握できるため、設定の再構成や製造プロセスの最適化をすばやく簡単に行うことができます。」と、サフィリンのチーフ・エネルギー・エンジニア、マチェイ・ルシネックは言います。

」ベアリング、シャフト、その他のアセンブリなど、主要な動力伝達部品の耐久性を最適化しました。これにより、システム全体の信頼性が大幅に向上しました。」とサフィリンの機械エンジニア、カミル・バランは付け加えます。

機械部品の数が減ったことで、重要な部品へのアクセスが容易になり、ダウンタイムが大幅に短縮され、メンテナンスも簡単になりました。全体として、これらの改善は機械の効率と運用の信頼性の向上に貢献しています。

近代化前の電気制御キャビネット。

改造のおかげで、機械操作の安全性も大幅に向上しました。PZ-KAには、リスク評価プロセスを通じて特定された要件に従って設計された新しい安全システムが装備されています。他の機能の中でも、この機械には標準的なキノコ型の緊急停止ボタンが装備されています。

」安全システムは、SIRIUS 3SK2ファミリーのプログラマブルセーフティリレーによって監視されています。基本的な緊急停止機能に加えて、ロック解除リクエスト機能も実装されており、機械を安全に停止させることができます。」と健康、安全、環境のスペシャリスト、エウェリーナ・ラドムスカは言います。

自動化はによって制御されます シーメンスのCPUはSIMATIC S7-1500 controller に組み込まれています、サーボドライブやその他の機械部品の動作を調整します。その機能の中には、駆動速度とプロセスの同期、電磁弁と換気システムの制御があります。 TP1200コンフォートHMIオペレーターパネル次に、マシンの基本機能を管理します。ドライブを含むシステムコンポーネントの診断を可能にし、プロセスパラメータの制御と監視を行います。また、このパネルには、糸が巻かれているボビンの充填レベルなど、主要な操作データも視覚化されます。

機械の近代化プロジェクトには、技術統合と新しいITソリューションの実装に関連する幅広い活動が含まれていました。プロジェクトのこの部分の主な目的は、生産データをデジタルで収集、処理、分析して製造プロセスを最適化できるシステムを構築することでした。

」収集されたデータにより、機械の動作の全体像を再現できるため、潜在的な問題を特定し、是正措置を計画し、運用効率を向上させることができます。120を超える機械パラメータが記録されており、その中で最も重要なのはスピンドル速度、リングレールの振動、送り速度、および供給速度です。とヤン・スロウィンスキーは言います。

」プロジェクトの一環として、アプリケーションサーバーはライブプロダクションデータを収集するように構成されました。データ転送は、異なるシステム間のデータフローの自動化を可能にするNode-REDプロセスオーケストレーション環境によって合理化されます。cronスケジューリングユーティリティと組み合わせると、いつ、どのように情報を送信するかを非常に柔軟に定義できます。収集されたマシンデータはすべてSQLデータベースに格納されます。」と、サフィリンのSoftware エンジニア、マチェイ・チュジンスキーは説明します。

IT導入の最終段階は、Power BIでのデータ視覚化システムの開発でした。このプラットフォームでは、生産実績に関する明確で動的な洞察をユーザーに提供するインタラクティブなレポートや分析ダッシュボードを作成できます。これらの視覚化は、問題の特定に役立ち、データ主導の意思決定を促進します。

PM88の近代化によって達成された成果は非常に好評で、工場では追加の機械を改造することを計画しています。プロジェクトの前提条件によると、投資収益率はわずか1年強で達成される見込みです。その他の利点としては、騒音レベルが94dBから89.5dBに減少したことによる操作上の安全性の向上や作業条件の大幅な改善などがあります。完成品の品質も、特に強度と糸の均一性の点で向上しました。導入されたITソリューションのおかげで、糸の品質指標はPower BIで継続的に監視されています。

経済的なメリットは、主に糸製造コストの削減によるもので、機械の生産性が約 19% 向上したことにあります。絶対的に言えば、平均生産量は1日あたり176kgから1日あたり209.5kgに増加しました。