EP1041006B2 - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung einer Zigaretten- Fertigungs- und Verpackungsanlage - Google Patents

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EP1041006B2
EP1041006B2 EP00105261A EP00105261A EP1041006B2 EP 1041006 B2 EP1041006 B2 EP 1041006B2 EP 00105261 A EP00105261 A EP 00105261A EP 00105261 A EP00105261 A EP 00105261A EP 1041006 B2 EP1041006 B2 EP 1041006B2
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EP
European Patent Office
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production
packaging
units
desired quantity
determined
Prior art date
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EP00105261A
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English (en)
French (fr)
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EP1041006B1 (de
EP1041006A3 (de
EP1041006A2 (de
Inventor
Heinz Focke
Henry Buse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Focke and Co GmbH and Co KG
Original Assignee
Focke and Co GmbH and Co KG
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Publication date
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Application filed by Focke and Co GmbH and Co KG filed Critical Focke and Co GmbH and Co KG
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Publication of EP1041006A3 publication Critical patent/EP1041006A3/de
Application granted granted Critical
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Publication of EP1041006B2 publication Critical patent/EP1041006B2/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B19/00—Packaging rod-shaped or tubular articles susceptible to damage by abrasion or pressure, e.g. cigarettes, cigars, macaroni, spaghetti, drinking straws or welding electrodes
    • B65B19/28—Control devices for cigarette or cigar packaging machines

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a production and packaging system for cigarettes or similar products from manufacturing units, such as cigarette maker, so-called. Maker, packaging machine so-called. Packer, possibly film wrapping machine, possibly packer packer, so-called. Packer and possibly carton packer, so-called cartoner for the manufacture and ready-to-ship packaging of products - cigarettes - of a certain, limited quantity - target quantity. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method.
  • cigarettes or cigarillos
  • differences may affect qualities of cigarettes, different brands, equipment, etc. Often, only limited quantities of a variety or brand or equipment to manufacture.
  • the invention has for its object to control the particular complete manufacturing and packaging system for cigarettes so that limited amounts - target quantities - can be produced without the production is associated with excessive overproduction.
  • a method according to the invention has the features of claim 1.
  • the object can be achieved by making available the material required for the desired quantity, in particular packaging material, on the basis of the target quantity to be produced, taking into account the performance of the individual production units, the reject production known as empirical value, and taking into account a current, unexpected, defective production of each production unit ,
  • the manufacturing process of the entire production and packaging system is evaluated via a common central computer and displayed on a connected screen.
  • the device according to the invention is defined in claim 9.
  • a further special feature of the method according to the invention is that, before reaching the desired quantity of products - cigarettes / cigarette packs - the material present on each production unit, in particular packaging material, is checked for reusability for the next product type and displayed on a screen.
  • the target quantity to be produced can result from a product-related specification, but alternatively also from an existing stock of certain material, for example tax stamps for cigarette packs.
  • the target quantity may correspond to the number of existing tax stamps.
  • the embodiment shown in the drawings relates to a manufacturing plant for cigarettes, that is a so-called line.
  • This consists of production units, namely, for example, a cigarette maker, namely a maker 10, a subsequent packaging machine, ie a packer 11, a subsequent film wrapping machine 12, a packaging machine for producing containers from several cigarette packs, ie a packer 13 and a cartoner 14th , which packs the packaging containers, ie cigarette rods, into a shipping carton.
  • the cigarettes produced by the maker 10 are supplied from a cigarette conveyor 15 with a cigarette storage 16 to the packer 11.
  • This can be, for example, a hinge-lid packer, that is to say a packaging machine for producing folding boxes.
  • the packer 11 is associated with a blank storage 17, ie a device for receiving a larger supply of prefabricated blanks for the folding box.
  • the blank storage 17 also has conveying members for feeding blank stacks to the packer 11.
  • the (cigarette) packs produced by the packer 11 are fed to the film wrapping machine 12 via a pack conveyor 18.
  • This has the task of wrapping the cigarette packs in an outer foil or plastic blank.
  • Package groups are formed from the finished cigarette packs, which are provided in the area of the rod packer 13 with a container wrapping and thus result in a cigarette rod usually consisting of ten cigarette packs.
  • These cigarette rods are fed to the cartoner 14 by a rod conveyor 19.
  • a pack store 22 for receiving a larger number of cigarette packs (without outer wrapper).
  • the production units described must be supplied with material.
  • the maker 10 is to be supplied with tobacco in sufficient quantity, as well as cigarette paper in the form of wound webs, namely bobbins. Furthermore, the maker 10 is also supplied in the form of bobbins wound filter cake so that the manufactured cigarettes can be supplied in the field of a filter attachment machine 23 with the appropriate material.
  • the other production units packaging material is also delivered in wound webs, so as reels. This applies to the production of a customary in cigarette packs of the folding box type collars, further for an inner wrapper, a so-called inner liner of the cigarette group and for the outer wrapping of foil or cellophane.
  • a central bearing 24 is provided, in which the bobbins 25 of different materials are stored, for example, on pallets.
  • a suitable conveyor device for example a common material conveyor 26, is movable along a conveyor track 27 between the bearing 24 and the individual production units for the delivery of the reel-bed material as required.
  • the bearing 24 may be constructed such that filter starting paper 28, collar material 29, innerliner material 30, film material 31 and cigarette paper 32 are positioned in the region of the conveyor track 27 for receipt by the material conveyor 26, respectively in favorable relative position to the associated one manufacturing unit.
  • a control unit 33 of each production unit or machine unit is connected to a central line 34.
  • a central computer 35 is connected to this.
  • computers are connected in the area of the (material) warehouse 24 and in the area of shipping, namely a storage PC 36 and a shipping PC 37. The latter is located in the area of the cartoner 14 or the removal conveyor 21.
  • the central computer 35 can receive data
  • the control units 33 are associated with the maker 10, the filter attachment machine 23, the packer 11, the pack store 22, the bar packer 13 and the cartoner 14.
  • the production control with respect to a specific production quantity is carried out according to a first embodiment in such a way that a small margin of safety is added to the required production quantity, for example between 5% and 10%, and that the quantity specification so formed - desired quantity - serves as an input variable.
  • the actual production ie the total production, is greater than the target quantity, taking into account reject productions or defective production of each production unit or each unit.
  • the control shown as an example takes into account on the one hand the expected false production and, moreover, an unexpected false production. This results in an actual false production.
  • the expected faulty production results from the data of the individual production units and aggregates, which are available and stored due to the continuous evaluation of the operation.
  • the unexpected defective productions are determined by monitoring or querying production data of the individual production units and units during production. From the two data, the production demand of the plant is constantly determined taking into account the quantity specification, namely, such that at the end of production and production, the target amount is reached.
  • Cigarette production must therefore be adapted, namely increased or reduced, to the data possibly changing during the manufacturing and packaging process.
  • the quantity specification - target quantity - is 5,000 units, for example 5,000 cigarettes or packs. Due to queries in the area of the production units, the respective additional production demand for units is determined.
  • the individual production units are shown schematically as rectangles. On the left side of the individual production units 10, 11, 12, 13, 14, a bar symbol for additional demands 39 on material is shown in each case. On the opposite side, there is a symbolic representation of the mis-production by means of horizontal stripes, namely in solid line the actual production error, which is composed of the expected false production 40 (dashed line) and the unexpected defective production 41.
  • the film wrapping machine 12 has a total mis-production of 60 units in this example. This is offset by an assumed false production 40 of 140 units. Since the preceding manufacturing unit, namely the packer 11, is charged for the actual defective production, the packer 11 has to deliver a quantity of 5,260 units.
  • the Maker 10 is burdened by the following production units with a production of 5,650 units. It is assumed that an expected mis-production is 40 of 200 units. In addition, however, there are 230 units of unexpected mis-production 41. This means that the production of cigarettes totals 6,080 units in order to take into account the performance of the maker 10 and all subsequent manufacturing units, so that at the end the quantity specification of 5,000 is reached.
  • the Maker 10 material namely tobacco and cigarette paper and filter paper for 480 units must be replenished during the manufacturing process.
  • FIG. 4 The block diagrams according to Fig. 4 .
  • Fig. 5 and Fig. 6 show the processes during production to determine the demand values and to end the production process.
  • Fig. 4 shows an overview of the production process, whereby the functions or measures are shown in individual fields.
  • the brand to be produced is entered into the central computer 35 as well as the quantity specification, ie the requirement to be produced, including a low safety margin. Then the production program begins.
  • the (initial) amount of packaging and other material of each manufacturing unit For production, the (initial) amount of packaging and other material of each manufacturing unit must be provided. For this purpose, the stored, average or expected defective productions for each production unit or each unit are retrieved according to field 43 in the central computer. In conjunction with the quantity specification, the amount of material, in particular the packaging material quantity, can be calculated according to field 44. Corresponding information is transmitted to the storage PC 36 and, accordingly, the material is made available to the individual production units.
  • This calculation cycle is repeated several times or constantly during the production of the batch, and this for all production units of this line. In each case, the changes observed are taken into account in relation to the requirements and assumptions.
  • sensors and feeler organs are present in the production units and in the memories, which detect the respective fill level and deliver corresponding data to the central computer 35.
  • the present result is again determined by interrogation and calculation according to box 45 after each calculation cycle. It is first determined by query the number of packages in the manufacturing process. Furthermore, the amount of storage of cigarettes in the cigarette memory 16, the amount of packs in the pack memory 22 is detected. Finally, the packages that have left the cartoner 14 and are filled into the shipping carton 20 as "good packs" are also detected.
  • the total calculated production is compared to the target quantity according to box 47. If the total production has not (yet) reached the target quantity, the requirement calculation for the individual production units is repeated, according to the specifications given in Fig. 5 illustrated method. If, on the other hand, the quantity specification has been reached or exceeded, the shutdown of the production line is carried out in accordance with Fig. 6 introduced steps.
  • machine-specific data is requested, namely the production output of maker 10, packer 11, film wrapping machine 12, bar packer 13 and cartoner 14.
  • the defective production of the aforementioned production units is determined, namely the actual production error from the known (assumed) defective production and the unexpected misproduction.
  • the consumption of material or packaging material for each manufacturing unit is calculated in accordance with box 48.
  • a comparative calculation is then made, namely the actual consumption of material or packaging material relative to the "good packs" in the area of the cartoner 14, the average consumption of material of the relevant production unit (with the expected defective productions) also the good packs in Area of the cartoner 14 opposite.
  • the first comparison number is greater than the second, a further calculation is made according to box 50, namely for packaging or other material of the production unit to be requested.
  • the defective productions of the relevant machine for example the maker 10, and the subsequent production units 11, 12, 13, 14 are added and used to determine the material to be retrieved for the relevant production unit.
  • a corresponding information is given to the warehouse. This calculation is performed one after the other for all production units of the line.
  • the Maker 10 is shut down. This means that the supply of the material - tobacco, cigarette paper and filter paper - is interrupted and the maker 10 is "emptied” in terms of production and finally switched off.
  • the maker downstream cigarette storage 16 is emptied while maintaining the operating speed of the subsequent production units.
  • the level of the cigarette memory 16 is constantly polled. When the cigarette memory is emptied, the operating state "empty driving" is initiated for the subsequent packer 11. If due to appropriate query the packer 11 is empty, this production unit is turned off.
  • the pack memory 22 is drained at full operating speed. Again, there is a monitoring of the filling state. When the pack store 22 is empty, the operating state "empty travel" is initiated for the subsequent film wrapping machine 12.
  • the filling state of the film wrapping machine 12 is queried. If this manufacturing unit is empty, the shutdown occurs. At the same time, the log packer 13 is switched to the idle mode, and if a query indicates that the cartoner 14 is idle, the end of production is given All production units are shut down Remains of packaging material are automatically removed This is checked by a query. A ready message is given to the central computer 35. This indicates the end of production.
  • the predetermined desired amount can be determined in different ways, in particular by necessary consumption of certain material. In particular, it may be necessary to completely consume pack blanks of certain equipment and / or tax stamps and then to turn off the target quantity to be produced.
  • Fig. 7 Namely, from the representation on a screen connected to the central computer 35, for example the laptop 38.
  • the display provides information about inventory and type or possible use of the material of a manufacturing unit, namely the packer 11.
  • the information refers to the upcoming bill the type of product, for example a brand change.
  • the packing materials processed in the packer 11 are indicated, namely blanks, film web (for the inner wrapping of the cigarette group) and webs for the production of collar blanks.
  • the screen indicates that the products "blanks" and "inner wrapping" are not suitable for the next brand. When switching off the manufacturing and packaging system, these two packaging materials must therefore be replaced.
  • the material for the collar can also be used for the next execution of the packs.
  • the material is always made available to the production units in complete but smallest possible units, for example by pallets with a predetermined quantity of the packaging material.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wrapping Of Specific Fragile Articles (AREA)
  • Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Fertigungs- und Verpackungsanlage für Zigaretten oder ähnliche Produkte aus Fertigungseinheiten, wie Zigaretten-Herstellmaschine, sog. Maker, Verpackungsmaschine sog. Packer, ggf. Folieneinschlagmaschine, ggf. Gebindepacker, sog. Stangenpacker und ggf. Kartonpacker, sog. Kartonierer zum Herstellen und versandfertigen Verpacken von Produkten - Zigaretten - einer bestimmten, begrenzten Menge - Sollmenge . Weiterhin betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Die Fertigung von Zigaretten (oder Zigarillos) erfordert zunehmend eine schnelle, wirtschaftliche Anpassung an unterschiedliche Produkte. Diese Unterschiede können Qualitäten der Zigaretten, unterschiedliche Marken, Ausstattungen etc. betreffen. Häufig sind von einer Sorte bzw. Marke bzw. Ausstattung nur begrenzte Mengen zu fertigen.
  • Bisher wird die Fertigungs- und Verpackungsanlage nur überschlägig an die zu fertigende Anzahl von Zigaretten-Packungen angepasst, mit einer im sicheren Bereich liegenden Überproduktion. Diese ist häufig nicht absetzbar und muss letztendlich vernichtet werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die insbesondere komplette Fertigungs- und Verpackungsanlage für Zigaretten so zu steuern, dass begrenzte Mengen - Sollmengen - hergestellt werden können, ohne dass die Fertigung mit allzu großen Überproduktionen verbunden ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe weist ein erfindungsgemäßes Verfahren die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
  • Die Überwachung der Speicher für Zigaretten und Zigarettenpackungen sowie der übrigen Fertigungseinheiten der "Linie" erfolgt durch bekannte Organe, wie Sensoren, Taster, Zählwerke etc., so dass praktisch zu jeder Zeit der aktuelle Produktionsstand erfasst und danach weitere Maßnahmen ergriffen werden können.
  • Die Aufgabe kann dadurch gelöst werden, dass anhand der zu fertigenden Sollmenge unter Berücksichtigung der Leistungsfähigkeit der einzelnen Fertigungseinheiten, der als Erfahrungswert bekannten Ausschussproduktion sowie unter Berücksichtigung einer aktuellen, unerwarteten Fehlproduktion jeder Fertigungseinheit das für die Sollmenge erforderliche Material, insbesondere Verpackungsmaterial, zur Verfügung gestellt wird.
  • Der Fertigungsablauf der gesamten Fertigungs- und Verpackungsanlage wird über einen gemeinsamen Zentralrechner ausgewertet und auf einem angeschlossenen Bildschirm angezeigt. Die erfindungsgemäß Vorrichtung ist in Anspruch 9 definiert.
  • Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass vor Erreichen der Sollmenge an Produkten - Zigaretten/Zigarettenpackungen - das an jeder Fertigungseinheit vorhandene Material, insbesondere Verpackungsmaterial, hinsichtlich der Weiterverwendbarkeit für die nächstfolgende Produktart überprüft und auf einem Bildschirm angezeigt wird.
  • Die zu fertigende Sollmenge kann sich erfindungsgemäß aus einer produktbedingten Vorgabe ergeben, alternativ aber auch aus einem vorhandenen Bestand von bestimmtem Material, zum Beispiel von Steuerbanderolen für Zigarettenpackungen. Die Sollmenge kann der Anzahl der vorhandenen Steuermarken entsprechen.
  • Weitere Besonderheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Fertigungs- und Verpackungsanlage für Zigaretten im schematischen Grundriss,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung einer Steuerungseinrichtung für eine Anlage gemäß Fig. 1,
    Fig. 3
    ein Fließbild über die Mengensteuerung der Anlage,
    Fig. 4
    eine Grafik über den Funktionsablauf bei der Fertigung und Verpackung der Zigaretten,
    Fig. 5
    ein weiteres Diagramm über die Ermittlung von Materialbedarf,
    Fig. 6
    ein Diagramm über den Verfahrensablauf bei Beendigung der Produktion einer Charge,
    Fig. 7
    ein Beispiel für eine Bildschirmanzeige.
  • Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft eine Fertigungsanlage für Zigaretten, also eine sogenannte Linie. Diese besteht aus Fertigungseinheiten, nämlich beispielsweise aus einer Zigarettenherstellmaschine, nämlich einem Maker 10, einer an diesen anschließenden Verpackungsmaschine, also einem Packer 11, einer nachfolgenden Folieneinschlagmaschine 12, einer Verpackungsmaschine zum Herstellen von Gebinden aus mehreren Zigarettenpackungen, also einem Stangenpacker 13 und einem Kartonierer 14, der die Packungsgebinde, also Zigarettenstangen, in einen Versandkarton verpackt.
  • Die von dem Maker 10 gefertigten Zigaretten werden von einem Zigarettenförderer 15 mit einem Zigarettenspeicher 16 dem Packer 11 zugeführt. Bei diesem kann es sich beispielsweise um einen Hinge-Lid-Packer handeln, also um eine Verpackungsmaschine zum Fertigen von Klappschachteln. Dem Packer 11 ist ein Zuschnittspeicher 17 zugeordnet, also eine Einrichtung zur Aufnahme eines größeren Vorrats an vorgefertigten Zuschnitten für die Klappschachtel. Der Zuschnittspeicher 17 weist auch Förderorgane auf zur Zuführung von Zuschnittstapeln zum Packer 11.
  • Die durch den Packer 11 gefertigten (Zigaretten-)Packungen werden über einen Packungsförderer 18 der Folieneinschlagmaschine 12 zugeführt. Diese hat die Aufgabe, die Zigarettenpackungen in einen äußeren Folien- oder Kunststoffzuschnitt einzuhüllen. Aus den fertiggestellten Zigarettenpackungen werden Packungsgruppen gebildet, die im Bereich des Stangenpackers 13 mit einer Gebindeumhüllung versehen werden und somit eine Zigarettenstange aus üblicherweise zehn Zigarettenpackungen ergeben. Diese Zigarettenstangen werden durch einen Stangenförderer 19 dem Kartonierer 14 zugeführt. Dieser übergibt fertige Versandkartons 20 mit einer Mehrzahl von Zigarettenstangen an einen Abförderer 21. Im Bereich des Packungsförderers 18 zwischen dem Packer 11 und der Folieneinschlagmaschine 12 befindet sich ein Packungsspeicher 22 für die Aufnahme einer größeren Anzahl von Zigarettenpackungen (ohne Außenumhüllung).
  • Die beschriebenen Fertigungseinheiten müssen mit Material versorgt werden. Dem Maker 10 ist Tabak in ausreichender Menge zuzuführen, außerdem Zigarettenpapier in Gestalt von gewickelten Bahnen, nämlich Bobinen. Des weiteren ist dem Maker 10 ebenfalls in Gestalt von Bobinen gewickeltes Filteransetzpapier zuzuführen, damit die gefertigten Zigaretten im Bereich einer Filteransetzmaschine 23 mit dem entsprechenden Material versorgt werden können. Den anderen Fertigungseinheiten ist Verpackungsmaterial ebenfalls in gewickelten Bahnen, also als Bobinen zuzustellen. Dies gilt für die Fertigung eines bei Zigarettenpackungen des Typs Klappschachtel üblichen Kragen, weiterhin für eine Innenumhüllung, einen sogenannten Innerliner der Zigarettengruppe und für die Außenumhüllung aus Folie oder Zellglas. Hierfür ist ein zentrales Lager 24 vorgesehen, in dem die Bobinen 25 der unterschiedlichen Materialien beispielsweise auf Paletten gelagert sind. Eine geeignete Fördervorrichtung, beispielsweise ein gemeinsamer Materialförderer 26, ist entlang einer Förderbahn 27 zwischen dem Lager 24 und den einzelnen Fertigungseinheiten verfahrbar für die Zustellung des Bobinen-Materials nach Bedarf.
  • Bei dem gezeigten Beispiel kann das Lager 24 so aufgebaut sein, dass Filteransetzpapier 28, Kragenmaterial 29, Innerlinermaterial 30, Folienmaterial 31 und Zigarettenpapier 32 im Bereich der Förderbahn 27 zur Übernahme durch den Materialförderer 26 positioniert sind, und zwar jeweils in günstiger Relativstellung zu der zugeordneten Fertigungseinheit.
  • Der Ablauf der Fertigung der Zigaretten bis zur Herstellung der fertigen mit Zigarettenstangen gefüllten Versandkartons 20 wird fortlaufend bzw. von Zeit zu Zeit überwacht und erfasst. Zu diesem Zweck ist gemäß Fig. 2 ein Steuerungsaggregat 33 jeder Fertigungseinheit bzw. Maschineneinheit mit einer Zentralleitung 34 verbunden. An diese wiederum ist ein Zentralrechner 35 angeschlossen. Außerdem sind Rechner im Bereich des (Material-)Lagers 24 und im Bereich Versand angeschlossen, nämlich ein Lager-PC 36 und ein Versand-PC 37. Letzterer befindet sich im Bereich des Kartonierers 14 bzw. des Abförderers 21. Dem Zentralrechner 35 können Daten zugeführt werden, im vorliegenden Falle durch Laptop 38. Die Steuerungsaggregate 33 sind dem Maker 10, der Filteransetzmaschine 23, dem Packer 11, dem Packungsspeicher 22, dem Stangenpacker 13 und dem Kartonierer 14 zugeordnet.
  • Die Fertigungssteuerung hinsichtlich einer bestimmten Produktionsmenge wird gemäß einer ersten Ausführungsform in der Weise durchgeführt, dass zu der geforderten Fertigungsmenge eine geringe Sicherheitsmarge hinzugerechnet wird, zum Beispiel zwischen 5% und 10% und dass die so gebildete Mengenvorgabe - Sollmenge - als Eingangsgröße dient. Die tatsächliche Fertigung, also die Gesamtproduktion, ist größer als die Sollmenge, und zwar unter Berücksichtigung von Ausschussproduktionen bzw. Fehlproduktionen jeder Fertigungseinheit bzw. jeden Aggregats. Die als Beispiel dargestellte Steuerung berücksichtigt dabei zum einen die erwartete Fehlproduktion und darüber hinaus eine unerwartete Fehlproduktion. Hieraus ergibt sich eine tatsächliche Fehlproduktion. Die erwartete Fehlproduktion ergibt sich aus den Daten der einzelnen Fertigungseinheiten und Aggregate, die aufgrund der ständigen Betriebsauswertung vorliegen und gespeichert sind. Die unerwarteten Fehlproduktionen werden durch Überwachung bzw. Abfrage von Produktionsdaten der einzelnen Fertigungseinheiten und Aggregate während der Fertigung ermittelt. Aus den beiden Daten wird ständig der Produktionsbedarf der Anlage ermittelt unter Berücksichtigung der Mengenvorgabe, nämlich derart, dass bei Beendigung der Produktion und Fertigung die Sollmenge erreicht ist.
  • Die Anzahl der zu fertigenden Zigaretten ergibt sich aus der Sollmenge sowie den tatsächlichen Fehlproduktionen der gesamten Linie. Die Zigarettenfertigung muss demnach an die sich möglicherweise während des Fertigungs- und Verpackungsprozesses ändernden Daten angepasst, nämlich erhöht oder reduziert werden.
  • Unter Berücksichtigung der genannten Daten, nämlich der Sollmenge und der erwarteten, also vorbekannten Fehlproduktion, wird das erforderliche Material jeder Fertigungseinheit am Anfang der Fertigung zur Verfügung gestellt. Die unerwartete Fehlproduktion führt zu einer Veränderung der Bereitstellung von Material, insbesondere der Nachforderung und Nachlieferung von Material für einzelne Fertigungseinheiten.
  • Wie anhand des Fließdiagramms in Fig. 3 erläutert, wird angenommen, dass die Mengenvorgabe - Sollmenge - 5.000 Einheiten beträgt, also beispielsweise 5.000 Zigaretten oder Packungen. Aufgrund von Abfragen im Bereich der Fertigungseinheiten wird der jeweilige zusätzliche Fertigungsbedarf an Einheiten ermittelt. Die einzelnen Fertigungseinheiten sind schematisch als Rechtecke dargestellt. Auf der linken Seite der einzelnen Fertigungseinheiten 10, 11, 12, 13, 14 ist jeweils ein Balkensymbol für Nachforderungen 39 an Material dargestellt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist symbolisch anhand von horizontalen Streifen die Fehlproduktion dargestellt, und zwar in ausgezogener Linie die tatsächliche Fehlproduktion, die sich aus der erwarteten Fehlproduktion 40 (gestrichelte Linie) und der unerwarteten Fehlproduktion 41 zusammensetzt.
  • Es wird unterstellt, dass der Kartonpacker 14 als Endmaschine in der Linie eine tatsächliche (gesamte) Fehlproduktion von 50 Einheiten geliefert hat und dass diese der erwarteten Fehlproduktion 40 entspricht, also unerwartete Fehlproduktion nicht angefallen ist. Als Ergebnis der Arbeitsweise des Kartonpackers ist ein (erwarteter) Mehrbedarf an 50 Einheiten ermittelt. Der vorgeordnete Stangenpacker 13 muss eine verwertbare Produktion von 5.050 Einheiten liefern.
  • Für den Stangenpacker 13 wird eine erwartete Fehlproduktion von 50 Einheiten und zusätzlich eine unerwartete Fehlproduktion von 100 Einheiten unterstellt. Dies bedeutet zum einen, dass die vorangehende Fertigungseinheit, also die Folieneinschlagmaschine 12, eine verwertbare Menge von 5.200 Einheiten liefern muss. Darüber hinaus ist eine Nachforderung 39 an Verpackungsmaterial erforderlich, und zwar für die unerwartete Fehlproduktion von 100 Einheiten.
  • Die Folieneinschlagmaschine 12 hat bei diesem Beispiel eine gesamte Fehlproduktion von 60 Einheiten. Dem steht gegenüber eine angenommene Fehlproduktion 40 von 140 Einheiten. Da die vorangehende Fertigungseinheit, nämlich der Packer 11, nach den tatsächlichen Fehlproduktionen belastet wird, hat der Packer 11 eine Menge von 5.260 Einheiten zu liefern.
  • Für den Packer 11 muss weiterhin berücksichtigt werden, dass eine vorgegebene, angenommene Fehlproduktion von 100 Einheiten gegeben ist. Darüber hinaus ist eine unerwartete, also zusätzliche Fehlproduktion 41 von 290 Einheiten zu berücksichtigen. Dies bedeutet zum einen, dass der Maker 10 aufgrund der Leistung des Packers 11 zusätzlich Zigaretten für 390 Einheiten liefern muss, also insgesamt 5.650 Einheiten.
  • Für die Nachlieferung von Verpackungsmaterial zum Packer 11 (während des Produktionsprozesses) kommen andere Überlegungen zum Tragen. Die Nachforderung 39 für den Packer 11 ist an sich durch die unerwartete Fehlproduktion 41 bestimmt, also mit 290 Einheiten belastet. Da jedoch die nachfolgende Fertigungseinheit, nämlich die Folieneinschlagmaschine 12, ein "Materialguthaben" von 40 Einheiten einbringt, ist dem Packer 11 Material nur für 250 Einheiten nachträglich zuzustellen.
  • Der Maker 10 ist durch die nachfolgenden Fertigungseinheiten mit einer Produktion von 5.650 Einheiten belastet. Es wird angenommen, dass eine erwartete Fehlproduktion 40 von 200 Einheiten gegeben ist. Hinzukommen aber 230 Einheiten an unerwarteter Fehlproduktion 41. Dies bedeutet, dass die Produktion an Zigaretten insgesamt 6.080 Einheiten beträgt, um die Leistung des Makers 10 und die aller nachfolgenden Fertigungseinheiten zu berücksichtigen, so dass am Ende die Mengenvorgabe vom 5.000 erreicht ist.
  • Aufgrund der Vorbelastungen durch die nachfolgenden Fertigungseinheiten muss dem Maker 10 Material, nämlich Tabak und Zigarettenpapier sowie Filterpapier für 480 Einheiten während des Fertigungsprozesses nachgeliefert werden.
  • Die Blockschaltbilder gemäß Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 zeigen die Abläufe während der Produktion zur Ermittlung der Bedarfswerte sowie zum Beenden des Fertigungsprozesses.
  • Fig. 4 zeigt eine Übersicht über den Fertigungsablauf, wobei in einzelnen Feldern die Funktionen bzw. Maßnahmen dargestellt sind.
  • Gemäß Feld 42 wird bei Beginn einer Chargenfertigung in den Zentralrechner 35 die herzustellende Marke eingegeben sowie die Mengenvorgabe, also der herzustellende Bedarf, einschließlich einer geringen Sicherheitsmarge. Danach beginnt das Produktionsprogramm.
  • Für die Produktion muss die (Anfangs-)Menge an Verpackungs- und sonstigem Material jeder Fertigungseinheit bereitgestellt werden. Hierzu werden gemäß Feld 43 im Zentralrechner die gespeicherten, durchschnittlichen bzw. erwarteten Fehlproduktionen für jede Fertigungseinheit bzw. jedes Aggregat abgerufen. In Verbindung mit der Mengenvorgabe kann die Materialmenge, insbesondere die Verpackungsmaterialmenge gemäß Feld 44 berechnet werden. Eine entsprechende Information wird an den Lager-PC 36 übermittelt und entsprechend das Material den einzelnen Fertigungseinheiten zur Verfügung gestellt.
  • Dieser Berechnungszyklus wird während der Fertigung der Charge mehrmals bzw. ständig wiederholt, und zwar für alle Fertigungseinheiten dieser Linie. Dabei werden jeweils die festgestellten Veränderungen gegenüber den Vorgaben und Annahmen berücksichtigt. Dies erfordert, dass die Fertigungseinheiten durch Sensoren und andere Überwachungsorgane hinsichtlich des Produktionsprozesses und vor allem hinsichtlich der sich in der Linie befindenden ganz oder teilweise fertiggestellten Produkte überwacht werden. Insbesondere sind in den Fertigungseinheiten und in den Speichern (bekannte) Sensoren und Tastorgane vorhanden, die den jeweiligen Füllstand erfassen und entsprechende Daten an den Zentralrechner 35 liefern.
  • Zum Erfassen der ganz oder teilweise gefertigten Mengen wird gemäß Feld 45 nach jedem Berechnungszyklus das vorliegende Ergebnis erneut durch Abfrage und Berechnung ermittelt. Es wird dabei zunächst durch Abfrage die Anzahl der Packungen im Fertigungsprozess festgestellt. Des weiteren wird die Speichermenge an Zigaretten im Zigarettenspeicher 16, die Menge an Packungen im Packungsspeicher 22 erkannt. Schließlich werden auch die Packungen erfasst, die den Kartonierer 14 verlassen haben und als "Gutpackungen" in den Versandkarton 20 gefüllt sind.
  • Aus diesen Abfragedaten wird gemäß Feld 46 eine Berechnung durchgeführt, und zwar die vorliegende Gesamtproduktion ermittelt aus den Abfragen gemäß Feld 45. Die errechnete Gesamtproduktion wird gemäß Feld 47 der Sollmenge gegenübergestellt. Wenn die Gesamtproduktion die Sollmenge (noch) nicht erreicht hat, wird die Bedarfsberechnung für die einzelnen Fertigungseinheiten wiederholt, und zwar nach Maßgabe des in Fig. 5 dargestellten Verfahrens. Ist hingegen die Mengenvorgabe erreicht oder überschritten, wird die Abschaltung der Fertigungslinie nach Maßgabe der in Fig. 6 dargestellten Schritte eingeleitet.
  • Aus Fig. 5 ergibt sich der Berechnungsablauf zur Ermittlung des Materialbedarfs, insbesondere an Verpackungsmaterial für die einzelnen Fertigungseinheiten.
  • Gemäß Feld 47 werden maschinenspezifische Daten abgefragt, nämlich die Produktionsleistung von Maker 10, Packer 11, Folieneinschlagmaschine 12, Stangenpacker 13 und Kartonierer 14. Des weiteren werden die Fehlproduktionen der vorgenannten Fertigungseinheiten festgestellt, und zwar die tatsächliche Fehlproduktion aus der bekannten (angenommenen) Fehlproduktion und der unerwarteten Fehlproduktion. Aus diesen Daten gemäß Feld 47 wird der Verbrauch an Material bzw. Verpackungsmaterial für die einzelnen Fertigungseinheiten gemäß Feld 48 berechnet. Gemäß Feld 49 wird dann eine Vergleichsrechnung angestellt, und zwar wird der tatsächliche Verbrauch an Material bzw. Verpackungsmaterial im Verhältnis zu den "Gutpackungen" im Bereich des Kartonierers 14 dem durchschnittlichen Verbrauch an Material der betreffenden Fertigungseinheit (mit den erwarteten Fehlproduktionen) ebenfalls den Gutpackungen im Bereich des Kartonierers 14 gegenübergestellt. Wenn die erste Vergleichszahl größer ist als die zweite, wird gemäß Feld 50 eine weitere Berechnung angestellt, nämlich für nachzuforderndes Verpackungs- bzw. sonstiges Material der betreffenden Fertigungseinheit. Zu diesem Zweck werden die Fehlproduktionen der betreffenden Maschine, zum Beispiel des Makers 10, und der nachfolgenden Fertigungseinheiten 11, 12, 13, 14 addiert und daraus das nachzufordernde Material für die betreffende Fertigungseinheit ermittelt. Eine entsprechende Information wird an das Lager gegeben. Diese Berechnung wird nacheinander für alle Fertigungseinheiten der Linie durchgeführt.
  • Wenn aufgrund der im Zusammenhang mit Fig. 4 dargestellten Abfragen und Berechnungen die Gesamtproduktion gleich oder größer ist als die Mengenvorgabe, wird der Abschaltvorgang gemäß Fig. 6 eingeleitet.
  • Zunächst wird der Maker 10 heruntergefahren. Dies bedeutet, dass die Zufuhr des Materials - Tabak, Zigarettenpapier und Filterpapier - unterbrochen und der Maker 10 hinsichtlich der Produktion "leergefahren" sowie schließlich abgeschaltet wird. Der dem Maker nachgeordnete Zigarettenspeicher 16 wird unter Aufrechterhaltung der Arbeitsgeschwindigkeit der nachfolgenden Fertigungseinheiten leergefahren. Der Füllstand des Zigarettenspeichers 16 wird ständig abgefragt. Wenn der Zigarettenspeicher geleert ist, wird für den nachfolgenden Packer 11 der Betriebszustand "Leerfahren" eingeleitet. Wenn aufgrund entsprechender Abfrage der Packer 11 leergefahren ist, wird diese Fertigungseinheit abgeschaltet.
  • Der Packungsspeicher 22 wird bei voller Arbeitsgeschwindigkeit leergefahren. Auch hier erfolgt eine Überwachung des Füllzustands. Wenn der Packungsspeicher 22 leergefahren ist, wird für die nachfolgende Folieneinschlagmaschine 12 der Betriebszustand "Leerfahren" eingeleitet.
  • Danach wird der Füllzustand der Folieneinschlagmaschine 12 abgefragt. Wenn diese Fertigungseinheit leer ist, erfolgt die Abschaltung. Zugleich wird der Stangenpacker 13 auf den Betriebszustand "Leerfahren umgestellt. Wenn eine Abfrage ergibt, dass der Kartonierer 14 leergefahren ist, ist das Ende der Produktion gegeben. Alle Fertigungseinheiten werden abgeschaltet. Reste an Verpackungsmaterial werden automatisch entfernt. Dies wird durch eine Abfrage überprüft. Eine Fertigmeldung wird an den Zentralrechner 35 gegeben. Dieser zeigt das Ende der Produktion an.
  • Die vorstehend beschriebene Überwachung der gesamten Fertigungs- und Verpackungsanlage in Bezug auf bereits gefertigte Produkte bzw. auf teilweise fertiggestellte Produkte ermöglicht eine andere, vorteilhafte Steuerung der Produktionsmenge bzw. einer herzustellenden Sollmenge. Dabei wird unterstellt, dass den einzelnen Fertigungseinheiten der Linie ausreichend Material, insbesondere Verpackungsmaterial zur Verfügung steht oder nach Bedarf angefordert wird. An Stelle einer fortlaufenden Berücksichtigung von vorbekannten, erwarteten sowie unerwarteten Fehlproduktionen wird eine bereits gefertigte Menge an Produkten (Zigarettenpackungen/Zigaretten), also eine Istmenge, fortlaufend oder durch zyklische Abfragung - zum Beispiel in Abständen von 10 s. - gegenübergestellt, und zwar unter rechnerischer Berücksichtigung des in der Fertigungs- und Verpackungsanlage vorhandenen Materials bzw. unter Berücksichtigung der ganz oder teilweise fertiggestellten Produkte. Dieses Ergebnis wird der Sollmenge gegenübergestellt. Wenn die produzierte Istmenge zusammen mit den in der Fertigungs- und Verpackungsanlage vorhandenen Produkten die Sollmenge ergibt, wird der Abschaltprozess für die Fertigungs- und Verpackungsanlage eingeleitet, und zwar zunächst durch Herunterfahren und schließlich Abschalten des Makers bis zur letzten Fertigungseinheit.
  • Die vorgegebene Sollmenge kann auf unterschiedliche Weise bestimmt sein, insbesondere auch durch notwendigen Verbrauch bestimmten Materials. Insbesondere kann es erforderlich sein, Packungszuschnitte bestimmter Ausstattung und/oder Steuerbanderolen restlos zu verbrauchen und hierauf die zu fertigende Sollmenge abzustellen.
  • Schließlich ergibt sich eine Besonderheit aus Fig. 7, nämlich aus der Darstellung auf einem an den Zentralrechner 35 angeschlossenen Bildschirm, zum Beispiel des Laptops 38. Die Anzeige gibt Informationen über Bestand und Art bzw. Verwendungsmöglichkeit des Materials einer Fertigungseinheit, und zwar des Packers 11. Die Information bezieht sich auf den bevorstehenden Wechsel der Produktart, zum Beispiel auf einen Markenwechsel. Es sind die in dem Packer 11 verarbeiteten Verpackungsmaterialien angegeben, nämlich Zuschnitte, Folienbahn (für die Innenumhüllung der Zigarettengruppe) und Materialbahnen für die Fertigung von Kragen-Zuschnitten. Der Bildschirm zeigt an, dass die Produkte "Zuschnitte" und "Innenumhüllung" für die nächste Marke nicht geeignet sind. Beim Abschalten der Fertigungs- und Verpackungsanlage sind demnach diese beiden Verpackungsmaterialien auszutauschen. Hingegen gegen kann das Material für den Kragen auch für die nächste Ausführung der Packungen eingesetzt werden.
  • Das Material wird stets in kompletten, jedoch kleinstmöglichen Einheiten den Fertigungseinheiten zur Verfügung gestellt, zum Beispiel durch Paletten mit vorgegebener Menge des Verpackungsmaterials.
    • Bezugszeichenliste:
    • 10
    Maker
    11
    Packer
    12
    Folieneinschlagmaschine
    13
    Stangenpacker
    14
    Kartonierer
    15
    Zigarettenförderer
    16
    Zigarettenspeicher
    17
    Zuschnittspeicher
    18
    Packungsförderer
    19
    Stangenförderer
    20
    Versandkarton
    21
    Abförderer
    22
    Packungsspeicher
    23
    Filteransetzmaschine
    24
    Lager
    25
    Bobine
    26
    Materialförderer
    27
    Förderbahn
    28
    Filteransetzpapier
    29
    Kragenmaterial
    30
    Innerlinermaterial
    31
    Folienmaterial
    32
    Zigarettenpapier
    33
    Steuerungsaggregat
    34
    Zentralleitung
    35
    Zentralrechner
    36
    Lager-PC
    37
    Versand-PC
    38
    Laptop
    39
    Nachforderung
    40
    erwartete Fehlproduktion
    41
    unerwartete Fehlproduktion
    42
    Feld
    43
    Feld
    44
    Feld
    45
    Feld
    46
    Feld
    47
    Feld
    48
    Feld
    49
    Feld
    50
    Feld

Claims (9)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Fertigungs- und Verpackungsanlage für Zigaretten oder ähnliche Produkte mit mehreren Fertigungseinheiten, wie Zigaretten-Herstellmaschine sog. Maker (10), Verpackungsmaschine, sog. Packer (11), ggf. Falleneinschlagmaschine (12), ggf. Gebindepacker sog. Stangenpacker (13) und ggf. Kartonpacker sog. Kartonierer (14) zum Herstellen und versandfertigen Verpacken von Produkten, z.B. Zigaretten, einer bestimmten, begrenzten Menge, sog. Sollmenge, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) anhand der zu fertigenden Menge - Sollmenge - wird der Bedarf an Material unter Berücksichtigung von an jeder Fertigungseinheit entstehender Fehlproduktion für jede Fertigungseinheit ermittelt, insbesondere Tabak, Zigaretten- und Belagpapier für den Maker (10), Verpackungsmaterial für die Verpackungsmaschinen (11, 12, 13, 14)
    b) das ermittelte Material, insbesondere Verpackungsmaterial, wird jeder Fertigungseinheit zur Verarbeitung zugestellt,
    c) die Fertigungs- und Verpackungsanlage wird auf eine Fertigung der Sollmenge, ggf. zuzüglich einer Sicherheitsmarge, eingerichtet und entsprechend abgeschaltet,
    d) während des Fertigungsprozesses wird die erzielte Gesamtproduktion an sich im Herstellungs- bzw. Verpackungsprozess befindenden, ganz oder teilweise fertig gestellten Produkten sowie bereits produzierter Istmenge, einschließlich von sich in Speichern befindlichen Produkten, mehrfach durch Abfragen und Berechnungen ermittelt und der Sollmenge gegenübergestellt, wobei die Berechnungszyklen jeweils wiederholt werden, solange die ermittelte Gesamtproduktion geringer ist als die Sollmenge,
    e) die Beendigung des Fertigungsprozesses wird eingeleitet, wenn aufgrund der Abfragen und Berechnungen die ermittelte Gesamtproduktion größer oder gleich der Sollmenge ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu produzierende Sollmenge anhand des im Bereich einer ausgewählten Fertigungseinheit vorhandenen Materials, insbesondere anhand von Zuschnitten, bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Fertigungseinheit der Fertigungs- und Verpackungsanlage Material, einschließlich Verpackungsmaterial, bei Beginn des Fertigungsprozesses auf der Grundlage der bekannten durchschnittlichen Leistung der betreffenden Fertigungseinheit einschließlich der bekannten erwarteten Fehlproduktion zur Verfügung gestellt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche Fehlproduktion für jede Fertigungseinheit während des Fertigungsprozesses ständig oder von Zeit zu Zeit ermittelt und der vorgegebenen, erwarteten Fehlproduktion gegenübergestellt wird und dass bei zusätzlicher unerwarteter Fehlproduktion entsprechend Material, einschließlich Verpackungsmaterial, den Fertigungseinheiten zusätzlich zur Verfügung gestellt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Maker (10) die gesamte Menge der herzustellenden Zigaretten auf der Grundlage der Sollmenge, ggf. einschließlich einer Sicherheitsmenge, und unter Berücksichtigung der erwarteten Fehlproduktionen jeder Fertigungseinheit ermittelt wird und dass während des Fertigungsprozesses Änderungen der herzustellenden Gesamtproduktion an Zigaretten aufgrund etwaiger zusätzlicher unerwarteter Fehlproduktionen der einzelnen Fertigungseinheiten angepasst wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einleitung der Beendigung des Fertigungsprozesses nacheinander die Fertigungseinheiten sowie etwaige Speicher leergefahren werden, wobei der Zustand der Fertigungseinheiten bzw. Speicher durch Abfragen ermittelt wird, beginnend mit dem Maker (10), der unmittelbar bei Einleitung des Beendigungsprozesses heruntergefahren wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verpackungsmaterial in kleinsten Transporteinheiten einer Fertigungseinheit zur Verfügung gestellt wird, insbesondere als Palette.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem bevorstehenden Produktwechsel, insbesondere bei einem Markenwechsel für Zigaretten, vor Fertigstellen der Sollmenge das in der Fertigungs- und Verpackungsanlage vorhandene Material - Restmaterial - hinsichtlich der Verwendbarkeit für die Fertigung des neuen Produkts bzw. der neuen Marke überprüft wird, wobei das Ergebnis der Überprüfung einem Operator visuell über einen Bildschirm angezeigt wird.
  9. Vorrichtung zur Steuerung einer Fertigungs- und Verpackungsanlage für Zigaretten oder ähnliche Produkte mit mehreren Fertigungseinheiten, wie Zigaretten-Herstellmaschine sog. Maker (10), Verpackungsmaschine, sog. Packer (11), ggf. Folieneinschlagmaschine (12), ggf. Gebindepacker sog. Stangenpacker (13) und ggf. Kartonpacker sog. Kartonierer (14) zum Herstellen und versandfertigen Verpacken von Produkten, z. B. Zigaretten, einer bestimmten, begrenzten Menge, sog. Sollmenge, gekennzeichnet durch jeder Fertigungseinheit zugeordnete und mit einem Zentralrechner (35) verbundene Steuerungsaggregate (33), um
    a) anhand der zu fertigenden Menge - Sollmenge - den Bedarf an Material unter Berücksichtigung von an jeder Fertigungseinheit entstehender Fehlproduktion für jede Fertigungseinheit zu ermitteln, insbesondere Tabak, Zigaretten- und Belagpapier für den Maker (10), Verpackungsmaterial für die Verpackungsmaschinen (11, 12, 13, 14)
    b) das ermittelte Material, insbesondere Verpackungsmaterial, jeder Fertigungseinheit zur Verarbeitung zuzustellen,
    c) die Fertigungs- und Verpackungsanlage auf eine Fertigung der Sollmenge, ggf. zuzüglich einer Sicherheitsmarge, einzurichten und entsprechend abzuschalten,
    d) während des Fertigungsprozesses die erzielte Gesamtproduktion an sich im Herstellungs- bzw. Verpackungsprozess befindenden, ganz oder teilweise fertig gestellten Produkten sowie bereits produzierter Istmenge, einschließlich von sich in Speichern befindlichen Produkten, mehrfach durch Abfragen und Berechnungen zu ermitteln und der Sollmenge gegenüberzustellen, wobei die Berechnungszyklen jeweils wiederholt werden, solange die ermittelte Gesamtproduktion geringer ist als die Sollmenge,
    e) die Beendigung des Fertigungsprozesses einzuleiten, wenn aufgrund der Abfragen und Berechnungen die ermittelte Gesamtproduktion größer oder gleich der Sollmenge ist.
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