Объяснение непрерывного производства:как настроить и поддерживать систему непрерывного производства

Производители используют различные производственные установки, чтобы быть эффективными при массовом производстве. Система непрерывного производства представляет собой одну из таких схем и имеет определенные преимущества, проблемы и требования к обслуживанию.

Что такое непрерывное производство?

Непрерывное производство, также известное как массовое производство, является одним из трех основных методов производства, два других - это серийное производство и производство на заказ. Он используется для производства большого количества продукции с небольшими вариациями и опирается на строго стандартизированные процессы, технологические последовательности, инструменты и оборудование.

В системе непрерывного производства материал непрерывно проходит через серию операций с оптимизированной и постоянной обработкой материала. Естественно, рабочая сила должна работать круглосуточно, без выходных, в вахтовую смену. Это единственный способ справиться с проблемами качества и с отходами продукции.

Примеры условий производства в различных отраслях

Системы непрерывного производства используются операциями, которые могут максимизировать преимущества непрерывного производственного потока. Ниже приведены некоторые конкретные примеры.

Автомобильная промышленность

Производственные предприятия Toyota в Индонезии являются хорошим примером непрерывного производства, так как производители автомобилей более известны своим непрерывным производством. Состоит из трех интегрированных заводов, которые работают как одно целое:литье металла, штамповка его, сборка двигателей, сборка автомобилей и упаковка - в одном длинном и сложном примере непрерывного производственного процесса.

Фармацевтика

Фармацевтические компании были известны своей серийной обработкой. Однако многие начали переходить к непрерывному производству.

Производственная система производит таблетки с покрытием из сырых порошков в непрерывном производственном потоке. Он позволяет использовать несколько непрерывных потоков валкового уплотнения или влажного гранулирования, предлагая специализированные решения для нужд клиентов. GlaxoSmithKline недавно открыла два новых непрерывных производства в Сингапуре и расширила третье после инвестиций в размере 95 миллионов долларов.

Горное дело и металлы

В горнодобывающей и металлургической промышленности используется непрерывное производство для добычи и переработки сырья. Компания Rio Tinto, мировой лидер в производстве алюминия, добывает минеральный боксит, превращая его в глинозем, который является ключевым компонентом алюминия. Его отправляют на алюминиевые заводы для переработки в металл.

Процесс рафинирования глинозема - Источник: Aluminimum.org.au

Биотехнология

Биотехнология использует живые организмы и молекулярную биологию для производства различных продуктов, включая геномику, производство продуктов питания, медицину и биотопливо. В 2019 году Санофи открыла первое в мире цифровое предприятие, в котором интенсивно и непрерывно производятся биопрепараты для производства терапевтических продуктов.

Непрерывный процесс против серийного производства

Многие мелкие и средние производители начинают свою деятельность с рабочих мест, производящих разнообразный ассортимент товаров по индивидуальному заказу, где человек или команда производят продукт от начала до конца, прежде чем приступить к следующему.

По мере роста бизнеса им необходимо сосредоточиться на эффективности. По сути, им необходимо решить, какой тип производственного процесса использовать. Решение основывается на таких факторах, как спрос на продукцию, состояние сырья и доступных ресурсов.

Часто дискуссии сводятся к серийному и непрерывному производству, поэтому стоит потратить минуту, чтобы изучить различия.

Процесс серийного производства

В серийном производстве используется процесс остановки / начала производства, когда продукты производятся группами или партиями. Такая продукция может быть:

1. в зависимости от спроса: из-за меньших объемов производства, необходимых для конкретного продукта.
2. на основе качества: в связи с необходимостью строгой проверки соответствия продукции установленным стандартам.

Период между партиями известен как время цикла, и он способствует внесению любых изменений, необходимых в спецификации материалов, регулировке процесса или техническому обслуживанию.

Серийное производство меньше нарушается поломкой оборудования, так как рабочие места могут быть перемещены между рабочими станциями. Это также ограничивает финансовые потери от отклонений качества за счет минимизации количества брака. Однако более низкий коэффициент использования оборудования может компенсировать повышение качества и эксплуатационной гибкости.

Непрерывный производственный процесс

Непрерывное производство не прекращается, сырье и незавершенное производство находятся в непрерывном движении. Конвейерные ленты и трубопроводы становятся движущимися складскими помещениями, уменьшая потребность в хранении и хранении запасов.

Движущая сила непрерывного производства частично связана с капиталоемкостью процесса, требующего высокой загрузки оборудования для компенсации затрат при больших объемах производства. Тем не менее, многие процессы сами по себе не могут быть остановлены и перезапущены без значительных штрафов (существует большой риск осаждения взвешенных твердых частиц или кристаллизации и затвердевания материалов в трубопроводах и резервуарах).

Частые остановки также увеличивают продолжительность рабочего цикла, термоциклирование и циклы давления на оборудование, увеличивая утомляемость и сокращая срок его службы.

В отличие от серийного производства, техническое обслуживание и модернизация оборудования на производственных предприятиях непрерывного действия будут происходить ежегодно . - в лучшем случае. Некоторые заводы работают без остановок от двух до трех лет, а высокотемпературные системы преобразования, такие как доменные печи, работают без перерыва от пяти до десяти лет.

Плюсы и минусы непрерывного производства

Мы уже коснулись некоторых плюсов и минусов при объяснении процесса, но давайте систематизируем все моменты в одном месте.

Преимущества непрерывного производства:

• Строгий контроль и мониторинг процесса обеспечивают стабильное качество продукции . .
• Использование своевременной доставки сырья и балансировка производственных процессов сокращают объем незавершенного производства. Это снижает бизнес-риски и обеспечивает такие финансовые преимущества, как повышение ликвидности и улучшение денежного потока . .
• Сокращение площадей для обработки и хранения материалов снижение капитальных затрат на строительство завода и требований к инвестициям в погрузочно-разгрузочные работы.
• Материал упрощен контроль затрат .
• Учитывая капиталоемкость непрерывного производства, амортизация капитальных затрат по сравнению с высокими темпами производства позволяет снизить капитальные затраты на единицу .

Недостатки непрерывного производства:

• Процесс непрерывного потока требует стандартизации продуктов, закрепления жесткости, что делает сложнее настраивать продукты . к изменяющимся потребностям клиентов.
• Взаимозависимость последовательных производственных потоков снижает отказоустойчивость с помощью единственного отказ оборудования остановка или создание серьезных сбоев к объемам продукции.
• Непрерывное производство зависит от спроса. Используется там, где есть высокий или постоянный спрос на продукт, мало возможностей для регулирования производственных потоков когда спрос колеблется или падает.
• Инвестиции в современное, дорогое и часто настраиваемое оборудование делают производственный процесс очень капиталоемким . .
• Несет высокий риск избыточного инвентаря . удержание в случае перебоев в переработке.

Если это еще не было очевидно, одна из проблем непрерывного производства - это его уникальные требования к техническому обслуживанию. Как система с единой точкой отказа, которая должна работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, непрерывное производство требует хорошо продуманного плана мониторинга и обслуживания.

Каковы требования к обслуживанию заводов непрерывного производства?

Проектирование установок и процессов, философия технического обслуживания, стратегии, тактика и оперативное вмешательство требуют серьезного рассмотрения, учитывая сложность, критичность и характер непрерывного производства в режиме 24/7.

Рекомендации по проектированию объекта

Вышеупомянутые соображения часто возникают только после того, как завод построен и задействован производственный персонал. Чтобы повысить ремонтопригодность производственного предприятия непрерывного действия, оценка проектирования и технического обслуживания должна проводиться на этапе проектирования производственного актива / завода.

Поскольку техническое обслуживание планируется в лучшем случае ежегодно, эксплуатационная надежность отдельного оборудования должна учитываться при принятии решений об общей стоимости владения (TCO), которые определяют рекомендации по закупкам.

Точно так же следует провести FMECA-исследования потоков процессов для принятия решений по планировке завода, оценке избыточности оборудования и инвентаризации запасных частей.

Принципы обслуживания

Философия обслуживания потребует размышлений. Настоятельно рекомендуется выполнять техническое обслуживание, ориентированное на надежность, прежде чем переходить к одной или нескольким стратегиям и технологиям технического обслуживания.

Некоторым производителям также может потребоваться комплексное производительное обслуживание и обслуживание, ориентированное на бизнес. В обоих есть много интересных приемов, некоторые из которых могут хорошо подойти для ваших оперативных нужд.

Как правило, стратегические решения по реактивному, профилактическому, основанному на состоянии и прогнозируемому обслуживанию будут развиваться на основе исследований RCM, FMECA и выбора философии технического обслуживания.

На производственных объектах непрерывного действия профилактическое обслуживание обычно осуществляется в параллельных процессах, обеспечивающих резервирование системы. Практика технического обслуживания на основе состояния будет составлять основную часть стратегии, учитывая нечастость остановов для технического обслуживания. Прогнозирующее и предписывающее обслуживание будет нацелено на активы, несущие высокие затраты из-за простоев или технического обслуживания.

Технологические соображения

RCM, а также профилактическое и предписывающее обслуживание требуют обширного и всестороннего сбора, хранения и анализа данных.

Помимо специализированного программного обеспечения, компании могут использовать современные системы CMMS для управления данными о состоянии и производительности, поступающими от непрерывных производственных активов. Перед этим необходимо дооснастить оборудование или поставить надлежащее сенсорное оборудование.

Предоставляя понимание функции технического обслуживания, CMMS снижает потребность в реактивных вмешательствах по техническому обслуживанию, которые могут иметь непомерно высокие затраты на непрерывную производственную систему.

В сочетании с аналитикой профилактического обслуживания пользователи CMMS могут отслеживать тенденции ухудшения состояния, чтобы предсказать, когда актив выйдет из строя. Таким образом, у плановиков и менеджеров по техническому обслуживанию будет достаточно времени, чтобы выделить необходимые ресурсы и запланировать техническое обслуживание . - что чрезвычайно выгодно в контексте непрерывного производства.

Рекомендации по эксплуатации

Запланированные простои очень сильно различаются, и продолжительность таких остановов сильно ограничена. Это может серьезно усложнить решение по обслуживающему персоналу.

Должны ли вы проводить техническое обслуживание самостоятельно или отдавать все на аутсорсинг? Это во многом будет зависеть от стоимости и наличия подходящих квалифицированных подрядчиков. Это очень важное решение, поскольку оно напрямую влияет на размер вашего инвентаря запчастей, обеспечение доступа к специализированным инструментам и организацию других внутренних ресурсов.

Наконец, моральное устаревание технологий и обновление оборудования также требуют тщательного рассмотрения, чтобы убедиться, что они надлежащим образом спланированы, обеспечены ресурсами и запланированы.

Меры безопасности

В то время как безопасность является критически важным компонентом всех мероприятий по техническому обслуживанию, остановки производства на непрерывных производственных объектах требуют дополнительного планирования. В условиях жестких ограничений по времени экономическое давление, связанное с превышением запланированных сроков закрытия, создает коммерческое давление.

Что общего между инцидентами, связанными с безопасностью, и отказами оборудования? И то, и другое часто вызвано человеческими ошибками. И эти ошибки с большей вероятностью произойдут, когда вы спешите.

Это не все. Плановая остановка непрерывной производственной системы на техническое обслуживание потребует, чтобы несколько предприятий работали в непосредственной близости или друг над другом.

Тестирование, проводимое одной бригадой технического обслуживания, должно быть тщательно согласовано с другими в этом районе, чтобы избежать воздействия движущегося оборудования, электричества или накопленной энергии. Чрезвычайно важно, чтобы работники следовали инструкциям LOTO и другим процедурам безопасности.

<цитата>

На предприятиях непрерывного производства, таких как химические заводы, будут возникать дополнительные проблемы безопасности, которые необходимо решать во время остановок на техническое обслуживание. Некоторым химическим веществам требуется постоянная циркуляция, перемешивание или нагревание - даже когда они отключены для обслуживания. Врезки или врезки для модернизации или замены подвергают опасности обслуживающий персонал. Планирование таких периодов технического обслуживания обычно начинается на месяцы или даже годы раньше срока.

Как настроить систему непрерывного производства

Учитывая капиталоемкость и сложность значительных производственных мощностей непрерывного действия, планирование и подготовка являются ключевыми. Однако даже малому и среднему производителю, стремящемуся перейти от серийного или серийного производства к непрерывному производству, придется серьезно подумать.

Инициировать проектное мышление для такой настройки полезно.

через GIPHY

1) Этап технико-экономического обоснования

Под руководством специалиста, обладающего глубокими знаниями в области производства, этап технико-экономического обоснования должен быть спланирован и профинансирован с учетом межорганизационного представительства. Ключевые роли, задействованные на этапе планирования, будут включать производственный, инженерный и обслуживающий персонал, персонал, занимающийся вопросами качества и безопасности.

2) Этап планирования

Необходимые решения будут начинаться с производственной философии, которая определяет выбор оборудования. Стандартизированные продукты в больших объемах позволяют выбирать или производить специализированное или однозадачное оборудование:

• Есть ли возможность использовать многоцелевое оборудование для обеспечения избыточности или резервного копирования?
• Насколько вероятно изменение спецификации продукта или требований клиента?

Эти решения часто требуют компромисса между текущими капитальными затратами и потенциальными операционными расходами в будущем.

Стратегии контроля и мониторинга имеют решающее значение в непрерывном производстве, где поддержание качества в рамках производственной линии позволяет своевременно вмешиваться с помощью предупреждений или рекомендаций, обеспечивая согласованный результат в соответствии со спецификациями:

• Как будет проводиться отбор проб?
• При использовании технологии анализа процесса (PAT) будут ли в измерениях процесса использоваться датчики для измерения характеристик производительности самого процесса или качества сырых материалов в процессе, которые программное обеспечение может преобразовать в требуемые атрибуты?
• Будет ли отбор проб онлайн, онлайн или офлайн?

Каждый выбор будет определять решения по технологиям и персоналу, снижая риск выпуска несоответствующей продукции.

3) Этап реализации

Когда все намечено, «единственное», что остается сделать, - это привести все в движение. Создание завода-изготовителя может быть статьей само по себе, поэтому мы даже не будем пытаться с этим бороться.

На этапе внедрения уделяйте особое внимание взаимосвязанности устройств и технологий, которые вы используете. Возможность производить, хранить, отслеживать и анализировать данные об активах будет ключом к оптимизации производственного процесса.

Ваше программное обеспечение для обслуживания должно быть связано с данными о состоянии и производительности активов, прогнозной аналитикой, а также с системами инвентаризации и планирования. Таким образом, подготовка перед техническим обслуживанием к останову обеспечит выравнивание рабочей нагрузки, идентификацию требований к квалификации, доступность запасных частей и правильное планирование задач обслуживания и обновления.

Резюме

Непрерывное производство позволяет производить большое количество продукции с небольшими вариациями, опираясь на высокий уровень стандартизации процессов, процедур, инструментов и оборудования.

Поскольку материал непрерывно перемещается через серию операций, а персонал работает круглосуточно и без выходных, повышение стоимости, проблемы с качеством и отходы продукции в результате простоев требуют всестороннего подхода к проектированию и техническому обслуживанию.

Поскольку время простоя оборудования ограничивается редкими остановками для технического обслуживания, разработка комплексной стратегии технического обслуживания, поддерживаемая целевым сбором и анализом данных с использованием современной компьютеризированной системы управления техническим обслуживанием, является минимальным компонентом, необходимым для создания устойчивой системы непрерывного производства.

Остановки на техническое обслуживание на непрерывном производственном объекте всегда связаны с высоким давлением.

Мы обязаны сами и наши сотрудники обеспечить, чтобы необходимые процессы проектирования, планирования и составления графиков, которые мы используем, поддерживали профессиональное, эффективное и безопасное мероприятие, восстанавливая ожидаемые стандарты надежности и производительности, которые сводят к минимуму общую стоимость владения и максимизируют производительность оборудования.