自動化でプラスチック試験をどのように改善できるか
ラボを自動化する手順を実行すると、より再現性の高い試験結果とより高いスループットが得られます
プラスチックラボは通常、一貫性のある信頼性の高い結果を維持しながら、大量の類似した試験片の試験を課せられています。手作業による人的な作業で課題を管理できる企業もありますが、ほとんどの企業は、少なくとも一部の試験装置を自動化することで大きなメリットが得られます。
既存の試験プロセスに自動化を組み込むと、プラスチックメーカーに次のメリットがあります。
- より再現性の高い結果
- より高いスループット
- より良い（そしてより安全な）人員活用
- より安全な試験データ
これらのメリットの程度はメーカーによって異なる場合がありますが、ほとんどのラボでは、自動化の手順を実行することで大きな ROI が見込まれます。
毎日何百もの類似した試験片を試験するプラスチックラボにとって、再現性は通常、大きな懸念事項であり、課題です。ASTM D638やISO 527などの厳格な試験規格を遵守するには、人的エラーの可能性が高い場合に達成が困難な一貫した結果が必要です。
多くのプラスチック規格は非常に複雑で、弾性率などの「非常に正確な」測定が必要です、とインストロンのアプリケーションエンジニアである Sammi Sadler 氏は述べています。
オペレーターごとの技術のばらつき、または単一のオペレーターによるばらつきでさえ、一貫性の低い、信頼性の低い試験データにつながる可能性があります。たとえば、人間のユーザーは常に試験片を完全に垂直にロードできるとは限りません。角度のわずかな違いでも結果に影響を与える可能性があります。
プラスチック試験における最大の変動要因は、アライメント、測定、およびグリップ圧力に起因すると、Sadler 氏は述べています。
「プラスチックを試験するためにねじ式サイドアクショングリップについて考えている場合、試験片をクランプするときに加える圧力の量は、試験片ごと、またはユーザーごとに異なる可能性があります」と彼女は言いました。
自動化されたセットアップは、すべての試験片の測定、挿入、およびアライメントが同じ方法で実行されるようにすることで、この問題に対処します。これにより、不良試験片の廃棄にかかる時間と費用を節約できる大きな可能性があります。
人的エラーやばらつきの影響を受けない、より一貫性のあるデータを活用することで、ラボのオペレーターは結果をより簡単に分析できます、とインストロンのロボットシステム担当アップストリームマーケティングマネージャーである Kelvin Fernandez 氏は述べています。
「この変数を排除したことはわかっているが、結果は依然として悪い」と言うことができます。したがって、製品関連、または試験設定関連などの可能性があります、と Fernandez 氏は述べています。
試験される非常に類似した試験片の量が多いため、プラスチックラボは、少なくとも一部のプロセスを自動化することで、効率とスループットを大幅に向上させることができます、とインストロンの自動化スペシャリストである Richard Spiegel 氏は述べています。
「何度も同じことの繰り返しです」と彼は言いました。「自動化はそれだけ簡単になり、簡単になればなるほど、それだけ安価になります。」
システムが一晩中無人で試験を実行するのに十分な試験片をロードできる場合、ラボは別のシフトに人員を配置することなくスループットを拡大でき、自動化の導入にかかる初期費用を相殺するのに役立つコスト削減を実現できます。
自動化のレベルが高くなるほど、人間のオペレーターは試験フレームを注意深く監視する必要がない場合に、より多くのタスクを管理できます。自動化されたシーケンスが実行されると、データを分析したり、次のラウンドの試験片を準備したりできます。または、手動プロセスが必要な他の試験タイプがある場合は、別のシステムでそれらの試験を実行できます。
一部の企業は、単に資格のある応募者を見つけてラボの空いているポジションを埋めることができないため、ほとんど必要に迫られて自動化を検討している、と Spiegel 氏は述べています。
「試験フレームをロードする人がもういません」と彼は言いました。「彼らはそのようなポジションを埋めようとしていますが、苦労しているので、実際に持っている人員をはるかに有効に活用する必要があります。」
Sadler 氏は、試験ラボでのスタッフの離職が自動化の決定に影響を与える可能性があることに同意しました。
「これらの規格を満たすように試験する方法について人々に迅速に理解してもらうのは本当にイライラします」と彼女は言いました。「そのため、離職について心配する必要がないことも、自動化のメリットに追加されます。」
プラスチックラボで働く人間のオペレーターにとって、AT3やAT6のような自動試験システムは、試験片を繰り返しロードおよびアンロードしたり、指を挟んだり、試験フレームが人間工学的に適した位置にない場合に正しい角度で体を傾けたりする必要がなくなります。
オペレーターが1日に何百回も繰り返しの動作を行う代わりに、Spiegel 氏は、はるかに少ない物理的な労力で同じ量を試験できると述べました。試験片のアライメント、測定、および廃棄は自動的に処理されます。
「彼らは今、ラックを自動化システムにロードして、一度スタートを押しています」と彼は言いました。「そして、それは同じ量を実行しています。」
試験データの保護は、試験プロセス自体と同じくらい重要です。Bluehill Universal試験結果は、組織の生産システムに自動的にエクスポートされます。
また、ソフトウェアで適切なセキュリティ機能を有効にすると、必要なトレーニングと経験をまだ持っていないユーザーに、より低いレベルの権限を割り当てることができます。これにより、貴重なデータが誤って変更または削除されるのを防ぐことができます。これは、再現性を確保するのに役立ちます。これは、プラスチック試験における重要な課題です。
Bluehill のトレーサビリティモジュールは、完全なリビジョン履歴も提供するため、すべての追加、削除、または変更がタイムスタンプと変更を行ったユーザーの名前とともに記録されます。適切なアクセス権を持つユーザーは、何がいつ、誰によって変更されたかを知ることができます。
「加えられた変更の非常に監査可能な証跡があります」と Spiegel 氏は述べています。
また、Bluehill には、ASTM D638、ASTM D790、ISO 527、およびISO 178などの一般的なプラスチック試験規格向けに特別に設計された、事前構築済みの試験方法が付属しているため、ソフトウェアはラボの作業の多くを行います。
「そのため、彼らはそれについて考える必要はありません」と Sadler 氏は述べています。「それはまた、顧客に安心感をもたらすものでもあります。」
プラスチックを扱うすべてのメーカーが完全に自動化された試験セットアップをすぐに採用できるわけではありませんが、段階的な手順でも、効率を向上させるための注目すべき進歩を遂げるのに役立ちます。たとえば、自動伸び計にアップグレードしたり、古い手動グリップを交換したりすると、人間中心の環境から離れたくない組織にとって、より一貫性のある試験につながる可能性があります。
「高度なねじ式サイドアクショングリップから空圧グリップに移行することは、より再現性の高い結果に向けた大きな一歩です」と Sadler 氏は述べています。「そして、ますます多くの自動化ソリューションを追加することが最も理想的です。」
最終的に採用する自動化のレベルに応じて、ラボは運用を劇的に変革し、シフトを追加することなくスループットを向上させ、人間のオペレーターが時間をより有効に活用できるようにすることができます。
「1日に8時間、フレームの前に座ってロードし、完了するのを待ってから、部品を取り外して再度ロードすることを想像してみてください」と Fernandez 氏は述べています。「それが顧客にとっての主な問題または主な苦痛であり、実際には待つことです。」