Jak liczyć efektywność w produkcji dyskretnej i ciągłej?
Efektywność procesów produkcyjnych odgrywa istotną rolę w optymalizacji produkcji, minimalizacji strat oraz poprawy wydajności zarówno w procesach dyskretnych, jak i ciągłych. Zrozumienie oraz odpowiedni pomiar parametrów, takich jak OEE (Overall Equipment Effectiveness), pozwalają na identyfikację obszarów wymagających optymalizacji. W artykule przybliżamy sposoby obliczania efektywności, specyfikę procesów produkcyjnych oraz wyzwania związane z ich monitorowaniem i podnoszeniem parametrów efektywności.
Jakie są składowe efektywności w produkcji dyskretnej i ciągłej?
Wskaźnik OEE jest wskaźnikiem całkowitej efektywności parku maszynowego. Integruje trzy istotne elementy, które pozwalają ocenić rzeczywistą wydajność maszyn i linii produkcyjnych: dostępność, wydajność i jakość.
- Dostępność: Mierzy czas, w którym maszyna lub linia jest gotowa do pracy. Dostępność jest liczona na podstawie sygnałów pracy maszyny, braku alarmów i danych z paneli operatorskich. Na przykład, jeśli zaplanowane mycie maszyny trwa dłużej niż przewidziany czas, każda dodatkowa minuta obniża wskaźnik dostępności.
- Wydajność: Odnosi się do tempa produkcji w stosunku do planowanego lub technologicznego potencjału maszyny. Dla procesów dyskretnych można ją określić na podstawie cykli produkcyjnych, natomiast w procesach ciągłych za punkt odniesienia służą najlepiej zdolności instalacji technologicznych.
- Jakość: Określa procent produkcji spełniającej normy. Zazwyczaj w zakładach jakość jest mierzona post factum, np. na podstawie liczby odrzuconych elementów w stosunku do całkowitej liczby wyprodukowanych jednostek lub przy przyjęciu na magazyn.
Podział na efektywność produkcyjną i przemysłową
Co istotne, efektywność w zakładach produkcyjnych można podzielić na dwa główne aspekty:
- Efektywność produkcyjna: Koncentruje się na analizie efektywności w czasie rzeczywistej produkcji. Oznacza to, że uwzględnia tylko czas, w którym maszyna jest dostępna do realizacji zlecenia, a jej parametry takie jak dostępność, wydajność i jakość są mierzone w odniesieniu do planu produkcyjnego. Przykładowo, jeżeli maszyna sygnalizuje gotowość do pracy i produkcja przebiega bez alarmów, efektywność produkcyjna mierzy realizację planu produkcyjnego w jednostkach czasu.
- Efektywność przemysłowa: Odnosi się do globalnej analizy wykorzystania całego parku maszynowego, uwzględniając czas przeznaczony na przestoje technologiczne, konserwację czy przygotowania. Na przykład, w ujęciu przemysłowym analizuje się, na ile dni roboczych w skali miesiąca maszyny były rzeczywiście wykorzystywane do produkcji, niezależnie od zakładanych celów produkcyjnych. Jeżeli zakład działa przez 22 dni w miesiącu, a maszyny były używane przez 15 dni, efektywność przemysłowa może być niska, nawet jeśli efektywność produkcyjna w czasie rzeczywistego działania maszyn była wysoka.
Efektywność procesów dyskretnych
Procesy dyskretne charakteryzują się wyraźną podzielnością na jednostki produkcyjne. Są one często związane z przemysłem automotive, gdzie pojedyncze komponenty są składane w większe systemy. Na przykład, produkcja elementów silników samochodowych obejmuje montaż części takich jak tłoki, wały korbowe i cylindry. Każdy etap jest łatwy do monitorowania za pomocą liczników produkcyjnych, a efektywność mierzy się w odniesieniu do liczby złożonych komponentów w określonym czasie.
Efektywność a wyzwania procesów ciągłych
Procesy ciągłe są bardziej złożone, ponieważ obejmują nieprzerwane przepływy materiałów, takie jak mielenie ziarna, pasteryzacja płynów czy produkcja olejów. W takich procesach istotnymi wyzwaniami są:
- Brak widocznych jednostek produkcyjnych: W procesach ciągłych konieczne jest stosowanie narzędzi pomiarowych, takich jak przepływomierze, wagi czy liczniki objętości.
- Monitorowanie wieloetapowych operacji: Każdy etap procesu, np. mieszanie lub pasteryzacja, wymaga oddzielnej analizy efektywności.
- Zależność między etapami: Przepływ surowca między etapami produkcji musi być płynny, aby unikać przestojów i strat materiałowych.
Przykład: Produkcja oleju rzepakowego
W procesie produkcji oleju rzepakowego szczególnie ważna jest jakość surowca. Rzepak trafiający do produkcji często zawiera zanieczyszczenia, takie jak kamienie czy łupiny. W początkowym etapie surowiec jest ważony, a następnie oczyszczany. Waga odpadu pozwala określić jakość dostarczonego rzepaku. Na przykład, jeśli dostawca deklaruje, że odpad wynosi 5%, a w rzeczywistości osiąga 15%, stanowi to istotny problem w efektywności i jakości produkcji. Taka różnica prowadzi do konieczności renegocjacji warunków dostaw lub wprowadzenia dodatkowych etapów czyszczenia.
Po oczyszczeniu rzepaku, proces wytłaczania oleju dostarcza kolejnych danych do analizy efektywności. Wydajność wytłaczania zależy od jakości surowca i parametrów technicznych instalacji. Z wagi gotowego oleju można określić, jaka część surowca została efektywnie wykorzystana. Jeśli instalacja technologiczna została zaprojektowana na określoną wydajność (np. 1 litr oleju z 5 kg rzepaku), każde odstępstwo od tych norm jest dokładnie monitorowane.
Podobnie jakość oleju może być sprawdzana na etapie magazynowania. Porównanie wagi gotowego produktu z surowcem wyjściowym pozwala obliczyć stratę na różnych etapach, takich jak czyszczenie, wytłaczanie czy filtracja.
Efektywność w procesach pakowania
Pakowanie w procesach ciągłych to jeden z kluczowych etapów produkcji, który wymaga szczególnego podejścia do monitorowania efektywności. Oto aspekty, które należy uwzględnić:
- Dostępność komponentów: Braki w dostawie elementów, takich jak butelki, kubki czy wieczka, bezpośrednio wpływają na dostępność linii pakowania. Przykładem może być sytuacja, w której zabraknie korków do butelek, co wymusza zatrzymanie linii.
- Synchronizacja z etapami poprzedzającymi: W procesach ciągłych niezbędne jest zapewnienie płynnego przepływu produktu z etapów technologicznych do linii pakowania. W przypadku przestojów na wcześniejszych etapach, takich jak pasteryzacja, linia pakowania może zostać wstrzymana.
- Kontrola jakości opakowań: Jakość opakowań można mierzyć za pomocą liczby odrzuconych jednostek oraz zgodności z normami. W przypadku problemów technicznych, takich jak niedokładne zamknięcia butelek, odrzuty mogą znacznie obniżyć efektywność pakowania.
Algorytmy i narzędzia wspierające pomiar efektywności
Współczesne narzędzia, takie jak systemy MES (Manufacturing Execution System) i SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), pozwalają na bieżące monitorowanie parametrów OEE. W procesach ciągłych szczególnie przydatne są algorytmy oparte na danych z przepływomierzy i czujników objętościowych. W procesach dyskretnych analizowane są liczby cykli produkcyjnych oraz odsetek odrzuconych produktów.
Efektywność w produkcji dyskretnej i ciągłej – przykłady pomiaru
- Produkcja dyskretna: W produkcji komponentów automotive, takich jak tłoki czy cylindry, efektywność można mierzyć na podstawie liczby złożonych elementów w określonym czasie, odnosząc ją do planu produkcji.
- Produkcja ciągła: W produkcji oleju rzepakowego każdy etap, od oczyszczania rzepaku po wytłaczanie oleju, jest oddzielnie analizowany. Na podstawie przepływów surowca i produktu końcowego można obliczyć rzeczywistą wydajność oraz jakość uzyskanego oleju.
Pomiar efektywności procesów przemysłowych wymaga dostosowania metod do specyfiki procesów dyskretnych i ciągłych. OEE jest dobrym narzędziem, które pozwala na identyfikację obszarów nieoptymalnie wykorzystywanych. W procesach ciągłych szczególnie istotne jest monitorowanie wieloetapowych przepływów materiałów, a w procesach dyskretnych precyzyjne liczenie wydajności w oparciu o cykle produkcyjne. Rozróżnienie na efektywność produkcyjną i przemysłową pozwala na dokładniejszą analizę operacji oraz strategiczne planowanie. Aby skutecznie monitorować efektywność, warto inwestować w zaawansowane systemy oraz korzystać z odpowiednich raportów, które dostarczą dane ważne pod kątem biznesowym. Wdrożenie w tym zakresie odpowiednich narzędzi i strategii powinno być pierwszym krokiem w cyfrowej transformacji.
Skontaktuj się z nami
Chcesz przenieść swój zakład produkcyjny na poziom 4.0? Interesują Cię nowoczesne rozwiązania dla przemysłu z zakresu automatyzacji i cyfryzacji? Koniecznie daj nam znać!
