Процессное против дискретного производства: ключевые различия и преимущества

Характеризовать — свойственно человеку. С множеством отраслей и производственных объектов в мире, и новыми, разрабатываемыми каждый год, полезно их классифицировать. Таким образом, общие проблемы можно решать на широкой полосе отраслей и, возможно, контрастировать с отраслями в другой категории для разработки альтернативных решений.

В общем, производство можно разделить на два типа: процессное и дискретное. Иногда границы между категориями размыты. Иногда объект может попасть в любую из категорий в зависимости от текущих методов производства.

Что такое процессное производство?

Процессное производство — это создание непрерывного продукта, который трудно разделить после создания. Продукты часто дозируются в контейнеры для продажи потребителям или подаются непосредственно в другой промышленный объект для использования. Часто продукты прошли серьезные необратимые физические или химические реакции, такие что исходные компоненты больше нелегко отделить.

Рассмотрим производство латексной краски. Исходные материалы включают компоненты, образующие латекс: красители, пеноустранители, загустители и другие ингредиенты. Они смешиваются, происходят несколько реакций, и жидкость течет в банки или подается непосредственно в следующий последующий процесс.

Краска, после производства, трудно разделить; химические реакции произошли, и маловероятно, что обычный человек сможет отделить загустители от основы жидкости после смешивания. Именно поэтому это считается процессным производством.

Что такое дискретное производство?

В дискретном производстве создаются отдельные детали или устройства. Дискретное производство иногда называют «сборкой», потому что производственный процесс обычно заключается в добавлении или удалении материала из устройства по мере его прохождения через завод. Конечный продукт потенциально можно разобрать и разделить на детали, составляющие его сборку.

Автомобили — пример дискретного производства. От ранних дней Генри Форда до современных автоматизированных заводов процесс всё еще включает сборку. Рама перемещается по сборочной линии, где устанавливаются двигатель, коробка передач, колеса и компоненты подвески. Затем устанавливаются сиденья и приборные панели, кузовные панели и другие крупные компоненты, за которыми следуют окна и различные втулки.

Когда автомобиль сходит с сборочной линии, он может проехать прямо на свалку, и бригада может разобрать его тем же способом, удаляя каждый из этих компонентов. Никаких химических реакций не происходило, никаких серьезных физических изменений; все те же компоненты присутствуют и узнаваемы.

Общие черты процессного и дискретного производства

Оба стиля производства требуют одни и те же типы производственных параметров. Будь то консервированный суп или электродвигатели, производители пытаются снизить затраты и увеличить прибыль. Поэтому оба будут измерять некую форму производительности (throughput) — сколько чего-то покидает завод, операционные затраты или стоимость производства каждой единицы или стандартного единицы объема, и еще несколько параметров.

В обоих случаях инженеры должны повышать время бесперебойной работы оборудования и оптимизировать маршрутизацию и использование инструментов для снижения операционных затрат. Они должны находить способы улучшить эффективность использования коммунальных услуг, сырья и труда, сохраняя или увеличивая общую производительность завода. Все это требует обширного сотрудничества между внутренними отделами.

Тот факт, что производительность увеличена в одном подразделении, не значит, что это лучшее решение. Например, добавление ферросилиция в расплав повышает текучесть в сталепроизводстве, и производится больше стали. Однако он имеет тенденцию реагировать с облицовкой печи, вызывая более частые остановки на обслуживание. Независимо от того, выполняете ли вы процессное или дискретное производство, все изменения производства должны проходить через процесс управления изменениями, чтобы гарантировать, что общая прибыль увеличится.

Наконец, но самое главное, оба типа объектов требуют одного и того же уровня планирования безопасности и обучения. Многие опасности встречаются в обоих типах производственных объектов, и травмы и случаи смерти происходят в обоих. Хотя Управление по охране безопасности и здоровья на производстве (OSHA) имеет некоторые отраслевые протоколы, между двумя категориями производства много пересечений.

Уникальные вызовы процессного и дискретного производства

Хотя оба производственных направления похожи, у них есть ключевые различия, ведущие к уникальным вызовам для каждой категории.

В процессном производстве часть вызова в оптимизации — предсказание ввода сырья и своевременное прибытие поставок (например, just-in-time или lean manufacturing). Хотя это проблема и в дискретном производстве, там немного легче предсказать количества нужных деталей.

Например, если производитель электроники (дискретное) нуждается в четырех маленьких усилительных чипах на продукт, они, вероятно, купят некоторое кратное четырех чипов. Вместо этого представьте сталелитейный завод, производящий конструкционные формы, такие как двутавры. Они лиют и прокатывают сталь непрерывно, многое из чего идет из лома.

Чтобы сделать процесс повторяемым для целей контроля качества, добавляются небольшие «мастер-сплавы», чтобы слегка изменить химию на основе проб на протяжении процесса. В зависимости от источника лома, который может приходить из измельченных двутавров, приборов, кузовов автомобилей и других источников, химия может сильно меняться день за днем.

Это означает, что запас мастер-сплава, который должен быть под рукой, будет использоваться с переменной скоростью и невероятно трудно моделировать и предсказать. Кроме того, многие процессные операции имеют дело с товарами с коротким сроком годности, такими как пищевые продукты, химикаты и другие, что означает, что перезакупка этих сырьевых материалов часто приводит к отходам.

Дискретное производство имеет свои трудности. Часто непрерывное процессное производство имеет очевидную маршрутизацию с очень малым принятием решений и временем транспорта. Химикаты трубопроводами ведутся прямо от реактора к ректификационной колонне, или стальные блюмы режутся и идут прямо на прокатный стан. В дискретном производстве обработанные детали могут иметь множество путей, и оптимизация подразумевает выбор наиболее логичного пути для каждого изделия. Это может означать изменение порядка запуска процессного оборудования на основе графиков поставок или обслуживания или отправку продуктов на переработку или ремонт после инспекции.

Рассмотрите крепёжный кронштейн для генератора. Он требует просверленного отверстия, одной сварки и двух болтированных деталей, но порядок не важен. Инженер завода или техник может заглянуть вперед и решить выполнить операции сверления сначала, чтобы накопить запас. Затем они могут снять сверлильный станок на плановое обслуживание и отправить запас на сварочную станцию.

Процессные и дискретные производственные операции подвержены похожим проблемам, но также имеют уникальные вызовы. Поскольку ни одна производственная операция не является по-настоящему «процессной» или «дискретной», инженеры должны учиться решать проблемы в обоих направлениях, чтобы извлечь максимум из своего объекта. В ближайшие недели мы углубимся в оборудование, необходимое для процессного проектирования, и то, как удаленный мониторинг продвигает процессные отрасли.