Proces- vs. Discrete Productie: Belangrijkste Verschillen en Voordelen

Categoriseren is menselijk. Met de talloze industrieën en productiefaciliteiten in de wereld, en elk jaar nieuwe die erbij komen, is het nuttig om ze te classificeren. Op die manier kunnen gemeenschappelijke problemen worden aangepakt over een brede scala aan industrieën, en vergeleken met industrieën in een andere categorie om alternatieve oplossingen te ontwikkelen.

In het algemeen kan productie worden ingedeeld in twee typen: proces- en discrete productie. Er is enige vaagheid tussen de categorieën. Soms kan een faciliteit in één van beide vallen, afhankelijk van de huidige productiemethoden.

Wat is Procesproductie?

Procesproductie is de creatie van een continueel product dat moeilijk te scheiden is zodra het geproduceerd is. De geproduceerde producten worden vaak afgemeten in verpakkingen voor verkoop aan het publiek of direct in een andere industriële faciliteit eingespeist voor gebruik. Vaak hebben de producten een grote, onomkeerbare fysieke of chemische reactie ondergaan, waardoor de oorspronkelijke componenten niet meer eenvoudig te scheiden zijn.

Overweeg de productie van latexverf. De uitgangsmaterialen omvatten de componenten die het latex vormen: kleurstoffen, antischuimmiddelen, verdikkingsmiddelen en dergelijke ingrediënten. Ze worden gemengd, er vinden een paar reacties plaats, en de vloeistof stroomt in verfblikken of wordt direct geleverd aan een ander downstream proces.

De verf, eenmaal geproduceerd, is moeilijk te scheiden; de chemische reacties hebben plaatsgevonden, en het is onwaarschijnlijk dat de gemiddelde persoon de verdikkingsmiddelen van de bulk van de vloeistof kan scheiden zodra deze is gemengd. Dit is de reden waarom het als procesproductie wordt beschouwd.

Wat is Discrete Productie?

Bij discrete productie worden individuele onderdelen of apparaten gecreëerd. Discrete productie wordt soms aangeduid als "montage" omdat het productieproces typisch bestaat uit het toevoegen of verwijderen van materiaal aan een apparaat terwijl het door de fabriek wordt gerouteerd. Het eindproduct kan potentiell worden gedemonteerd en verdeeld in de onderdelen waaruit de montage bestaat.

Voertuigen zijn een voorbeeld van discrete productie. Van de vroege dagen met Henry Ford tot de moderne geautomatiseerde fabriek, het proces omvat nog steeds montage. Een frame wordt over een band getrokken, waar de motor, transmissie, wielen en veringcomponenten worden gemonteerd. Zitplaatsen en instrumentenpanelen, carrosseriepanelen en andere grote componenten worden daarna geïnstalleerd, gevolgd door ramen en diverse montage-installaties.

Wanneer de auto van de band rolt, kan deze rechtstreeks naar een sloperij rijden, en het team kan het op dezelfde manier demonteren, waarbij elk van deze componenten wordt verwijderd. Er vonden geen chemische reacties plaats, geen grote fysieke veranderingen; alle componenten zijn nog steeds aanwezig en herkenbaar.

Gemeenschappelijke Kenmerken van Proces- en Discrete Productie

Beide productiestijlen vereisen dezelfde typen productieparameters. Of het nu gaat om geblokte soep of elektricemotoren, fabricanten proberen kosten te verlagen en winst te verhogen. Daarom meten ze allebei een vorm van doorvoer, wat betekent hoeveel er de fabriek verlaat, operationele kosten, of hoeveel het kost om elk item of een standaard volume-eenheid te produceren, en nog een paar andere parameters.

In beide gevallen moeten ingenieurs de uptime van apparatuur verbeteren en routing en hulpmiddelen optimaliseren om operationele kosten te verlagen. Ze moeten manieren vinden om de nut, grondstof- en arbeidsefficiëntie te verbeteren terwijl de doorvoer voor de fabriek als geheel wordt gehandhaafd of verhoogd. Al dit vereist uitgebreide samenwerking tussen interne afdelingen.

Alleen omdat de doorvoer in één afdeling toeneemt, betekent dat niet dat het de beste oplossing is. Bijvoorbeeld, het toevoegen van ferrosilicium aan de smelt vergroot de vloeibaarheid in staalproductie, en er wordt meer staal geproduceerd. Het neigt echter te reageren met de ovenslijting, wat leidt tot meer frequente onderhoudsstops. Ongeacht of men proces- of discrete productie uitvoert, moeten alle veranderingen in de productie door een wijzigingsacceptatieproces gaan om te garanderen dat de totale winst toeneemt.

Ten slotte, maar het meest belangrijk, vereisen beide typen faciliteiten hetzelfde niveau van veiligheidsplanning en -training. Veel gevaren komen in beide typen productiefaciliteiten voor, en ongevallen en dodelijke slachtoffers gebeuren in beide. Hoewel de Occupational Safety and Health Administration (OSHA) sommige industryspecifieke protocollen heeft, is er veel overlap tussen de twee productiecategorieën.

Unieke Uitdagingen voor Proces- en Discrete Productie

Hoewel beide productievelden vergelijkbaar zijn, hebben ze ook enkele belangrijke verschillen die leiden tot unieke uitdagingen voor elke categorie.

Bij procesproductie ligt een deel van de uitdaging in optimalisatie in het voorspellen van de grondstoinvoer en het op tijd laten arriveren van voorraden (bijv. just-in-time of lean manufacturing). Hoewel dit een zorg is in discrete productie, is het iets makkelijker om de benodigde hoeveelheden onderdelen te voorspellen.

Bijvoorbeeld, als een elektronica- (discrete) fabrikant vier kleine versterkerchips per product nodig heeft, zullen ze waarschijnlijk een veelvoud van vier chips kopen. Stel je in plaats daarvan een staalgieterij voor die structurele profielen produceert, zoals I-profielen. Ze gieten en walzen staal continu, waarvan een groot deel afkomstig is van schrootstaal.

Om het proces herhaalbaar te maken voor kwaliteitsdoeleinden, worden kleine "masterlegeringen" toegevoegd om de chemie lichtjes te wijzigen, gebaseerd op proefmonsters tijdens het proces. Afhankelijk van de schrootbron, die kan afstammen van geshredderde I-profielen, huishoudapparaten, autocarrosseries en andere bronnen, kan de chemie aanzienlijk dagelijks variëren.

Dit betekent dat de voorraad masterlegering die beschikbaar moet zijn, wisselende verbruikssnelheden zal hebben en ongelooflijk moeilijk te modelleren en voorspellen is. Bovendien hebben veel procesproductie-operaties te maken met artikelen met een korte houdbaarheidstijd, zoals levensmiddelen, chemicaliën en andere, wat betekent dat overvoorrading van deze grondstoffen vaak leidt tot verspilling.

Discrete productie heeft zijn eigen moeilijkheden. Vaak heeft continue procesproductie een duidelijke routing met zeer weinig beslissings- en transporttijd. Chemicaliën worden direct van een reactor naar een distillatiekolom geleid, of staalbloemen worden gesneden en reizen direct naar de walserij. In discrete productie kunnen bewerkte onderdelen meerdere paden hebben, en optimalisatie houdt in dat men het meest logische pad voor elk item kiest. Dit kan betekenen dat de draaiordes van procesapparatuur worden gewijzigd op basis van voorraadgegevens of onderhoudsschema's, of dat producten teruggestuurd worden voor herwerking of reparatie na inspectie.

Overweeg een beugel voor een dynamo. Het vereist een geboord gat, één letsel en twee geboute stukken, maar de volgorde maakt niet uit. De fabrieksingenieur of technicus kan vooruitkijken en besluiten de booroperaties eerst uit te voeren om voorraad op te bouwen. Daarna kan hij de boormachine voor routinematig onderhoud stilleggen en de voorraad naar het letselstation sturen.

Proces- en discrete productie-operaties worden beïnvloed door vergelijkbare kwesties, maar hebben ook unieke uitdagingen. Omdat geen productie-operatie echt "proces" of "discreet" is, moeten ingenieurs leren om problemen in beide velden op te lossen om het meeste uit hun faciliteit te halen. In de komende weken duiken we dieper in de apparatuur die nodig is voor procesengineering en hoe externe monitoring de procesindustries voortgang boekt.