Technologie automatisée et systèmes intégrés
Surveillance en temps réel et diagnostics à distance via l’IoT et le PLC
Les systèmes les plus récents de remplissage et de bouchonnage pour sachets à bec intègrent des automates programmables (API) avec des capteurs IIoT pour une surveillance en temps réel et une assistance à distance en cas de problème. Ces machines présentent généralement une précision d’environ 0,3 % dans la mesure du volume de remplissage et une précision quasi parfaite dans la mesure de l’application du couple. Des tableaux de bord en direct transmettent des mises à jour aux opérateurs et les informent en temps réel. Des capteurs de vibration spécialisés détectent les mouvements irréguliers du moteur et alertent l’équipe de maintenance afin qu’elle puisse effectuer une maintenance préventive avant la panne du moteur. Les entreprises équipées de ces systèmes signalent une réduction significative des arrêts non planifiés, les systèmes intelligents permettant de réduire ces derniers de près de 40 %.
Maintenance prédictive activée par l’analyse basée sur le cloud et les capteurs de vibration
Grâce à l'analyse basée sur le cloud, les enregistrements historiques et les données en temps réel sont intégrés afin de prédire les pannes sur la base d'une multitude de paramètres, notamment les données de vibration et de chaleur estimées, ainsi que le nombre de cycles des actionneurs. Cette approche transforme fondamentalement la maintenance, en passant d'une démarche réactive face aux pannes à une démarche prédictive visant à anticiper les problèmes. L'intégration de l'analyse permet d'allonger significativement la durée de vie des équipements d'environ un an et de réduire les arrêts imprévus d'environ 30 %. En 2023, l'Institut Ponemon a publié une étude de recherche alignée sur la recherche en analyse, révélant une augmentation de 25 % du temps moyen entre pannes (MTBF) et une réduction moyenne de 26 000 $ des coûts annuels de maintenance réactive.
Temps moyen entre pannes (Ponemon, 2023)
Interopérabilité ERP/MES via OPC UA pour une traçabilité complète
Grâce à l'architecture unifiée OPC, la communication peut s'effectuer de manière sécurisée et en temps réel entre les machines pour sachets à bec verseur et les systèmes d'entreprise tels que les ERP et les MES (sans être limitée à des fournisseurs spécifiques). Lorsque le système traite des lots de sachets, les ordres de travail numériques sont remplis automatiquement, et chaque étape est suivie à l’aide d’un code sérialisé, depuis leur arrivée dans l’installation jusqu’à la fermeture hermétique des sachets. Ce type d’intégration système élimine pratiquement les erreurs de saisie manuelle des données et peut réduire de 50 % le délai d’approbation des lots. Pour les fabricants soucieux de l’assurance qualité, de telles lignes de production simplifient considérablement les opérations quotidiennes.
Technologie de remplissage et de vissage à couple contrôlé de pointe
Les technologies de remplissage et de vissage des sachets à bec verseur sont conçues selon les dernières avancées de l’ingénierie de précision, ce qui permet de minimiser les pertes de produit et garantit des performances constantes et fiables sur une large gamme de viscosités fluides, allant des liquides peu visqueux aux pâtes épaisses.
Têtes de remplissage à commande servo assurant une précision de distribution de ±0,3 %
Les remplisseuses à piston actionnées par des servomoteurs sont capables de maintenir une précision volumétrique inférieure à 0,3 % en régulant avec exactitude les débits, même lors d’ajustements effectués en temps réel. Ces machines utilisent un système de commande par retour d’information, ce qui signifie qu’un actionneur peut mesurer et modifier son débit en fonction de la viscosité du produit à distribuer. Sans entrer dans des détails trop techniques, elles ne comportent ni poche ni capteurs de remplissage susceptibles d’arrêter l’ensemble de la ligne en cas de désalignement. L’ensemble du processus peut être entièrement automatisé, éliminant ainsi le problème frustrant des surremplissages coûteux ou des sous-remplissages, qui peuvent exposer votre entreprise à des sanctions de la part des autorités de régulation. Cela revêt une importance particulière lors de la manipulation de solutions concentrées ou de médicaments, car ces produits onéreux sont facturés goutte à goutte. Selon les rapports internes des entreprises, le passage de technologies traditionnelles à alimentation par gravité à ce type de systèmes, dans le cas des machines de distribution, a permis aux organisations de réaliser des économies annuelles comprises entre 1,5 % et 2 %.
Contrôle adaptatif du couple pour une intégrité constante du joint de bec verseur
Les têtes de vissage électromagnétiques fonctionnent en exerçant un couple précis, généralement compris entre 8 et 12 newtons-mètres selon le type de bouchon utilisé, qu’il s’agisse de bouchons en polypropylène (PP), en polyester (PET) ou en aluminium. Ces machines sont équipées de capteurs de force intégrés qui évaluent chaque fermeture toutes les demi-secondes. En cas de défaillance détectée, elles éliminent automatiquement le produit concerné afin d’éviter des problèmes tels que des fuites ou des filetages endommagés. Le système prévient deux types de défauts : le serrage insuffisant, qui pourrait entraîner une contamination, et le serrage excessif, susceptible de casser les bases des becs verseurs sur certains modèles. Malgré un débit de traitement de 1 200 sachets à bec par heure, le système garantit une intégrité remarquable des joints atteignant 99,98 %.
Assurance qualité intelligente et intégrée pour chaque sachet à bec verseur
Assurance qualité à triple capteur : mesure en ligne du poids, inspection visuelle des joints et détection ultrasonore des fuites
Les nouveaux systèmes d’emballage en sachet à bec verseur sont intégrés à leurs systèmes de production entièrement automatisés et reposent sur trois dimensions de contrôle qualité : premièrement, des cellules de charge spéciales qui contrôlent le poids net du produit rempli dans chaque sachet, avec une précision pouvant atteindre ± 0,5 gramme par rapport au poids cible (c’est-à-dire 0,5 gramme au-dessus ou en dessous du poids cible) ; deuxièmement, des caméras ultra-rapides (200 images/seconde) qui inspectent le positionnement du bec verseur et du bouchon, et permettent de détecter et d’analyser les micro-scellés présentant éventuellement une ride ou une trace de contamination par des matières étrangères ; et enfin, des capteurs ultrasonores de fuites qui, sans endommager le sachet, testent l’intégrité de ce dernier par une légère pressurisation et détectent les micro-fuites (aussi petites que 5 microns) en surveillant la vitesse de chute de la pression. Ce système tridimensionnel améliore non seulement la vitesse de production, mais garantit également, grâce à l’intégration du contrôle qualité, la détection de plus de 99,98 % des défauts produits, réduisant ainsi au minimum les défauts signalés par la FDA dans ses données relatives aux rappels d’emballages pour 2022, dont plus de 25 % étaient imputables à des défaillances du contrôle qualité.
Exploitation agile et conception centrée sur l’humain pour les machines de remplissage et de bouchonnage de sachets à bec verseur
Les remplisseuses et bouchonneuses de poches à bec de nouvelle génération allient agilité opérationnelle et conception centrée sur l’humain pour les opérateurs qui les utilisent. Ces remplisseuses et bouchonneuses de poches à bec offrent une flexibilité remarquable au niveau du sol ainsi qu’une sécurité opérationnelle accrue pour les travailleurs, tout en améliorant la productivité sur tous les postes de travail. Le système d’outillage à changement rapide permet aux fabricants de remplacer différentes formes de poches et de bouchons en un temps record, réduisant souvent le temps de changement de deux tiers par rapport aux anciens systèmes d’outillage. Les interfaces à écran tactile aident les opérateurs à régler plus facilement les paramètres, tout en fournissant des diagnostics en temps réel qui leur permettent d’identifier rapidement les problèmes. La maintenance comble les lacunes grâce à des panneaux d’accès conçus de façon ergonomique et à des zones d’accès à l’entretien courant ne nécessitant aucun outil. Les installations ayant modernisé leurs équipements à ce niveau sont capables de remettre leurs lignes en service 15 à 30 % plus rapidement après un passage à un autre produit. Cela permet aux entreprises de gérer efficacement des commandes plus petites sans sacrifier la vitesse de production ni la qualité du produit fini.
Questions fréquemment posées
Que signifie l'architecture PLC + IoT ?
L'architecture PLC + IoT désigne la combinaison de contrôleurs logiques programmables (PLC) et de capteurs de l’Internet industriel des objets (IIoT) afin de permettre la surveillance en temps réel et le diagnostic à distance des procédés de fabrication.
Comment la maintenance prédictive contribue-t-elle à améliorer la fiabilité des équipements ?
Grâce à l’analyse dans le cloud et aux capteurs, la maintenance prédictive réduit les arrêts imprévus des équipements, prolonge leur durée de vie et diminue les coûts de maintenance en anticipant les défaillances des composants avant qu’elles ne surviennent.
Quels avantages OPC UA apporte-t-il à l’intégration des systèmes ?
Pour l’intégration des systèmes, OPC UA assure une communication sécurisée et indépendante du fournisseur entre les systèmes intégrés et les technologies opérationnelles (c’est-à-dire les machines), ce qui améliore la précision des données intégrées et réduit le délai d’approbation des lots.
De quelle manière les têtes de remplissage à commande servo conservent-elles un même niveau de précision ?
Pour conserver le même niveau de précision, les têtes de remplissage à commande servo ajustent en continu le débit en fonction d’une rétroaction élevée et contribuent ainsi à réduire le gaspillage de produit et les sous-remplissages.
Quel est le rôle de l’analyse visuelle des scellés et de la détection ultrasonore des fuites dans le cadre du contrôle qualité ?
Le rôle de ces deux systèmes est de garantir l’intégrité du produit et de réduire les rappels de produits emballés grâce à une détection très précise des emballages scellés et non scellés.