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Process ou fabrication discrète

Caractériser est humain. Avec la myriade d'industries et d'installations de fabrication dans le monde, et de nouvelles étant développées chaque année, il est utile de les caractériser. De cette façon, les problèmes communs peuvent être résolus dans un large éventail d'industries, et peut-être mis en contraste avec des industries d'une autre catégorie pour développer des solutions alternatives.

En général, la fabrication peut être divisée en deux types :processus et discret. Une certaine confusion se produit entre les catégories. Parfois, une installation peut tomber dans l'un ou l'autre de ces cas, selon les méthodes de production actuelles.

Qu'est-ce que la fabrication par processus ?

La fabrication par processus est la création d'un produit continu qui est difficile à séparer une fois créé. Les produits créés sont souvent dosés dans des conteneurs pour la vente au public ou peut-être directement introduits dans une autre installation industrielle pour être utilisés. Souvent, les produits ont subi une réaction physique ou chimique majeure et irréversible, de sorte que les composants d'origine ne sont plus faciles à séparer.

Figure 1 . Vous pouvez voir les produits chimiques séparés d'abord, puis mélangés à de la peinture rouge. Vidéo utilisée avec l'aimable autorisation de Pronto Industrial Paints

Envisagez la fabrication de peinture au latex. Les matières premières comprennent les composants qui forment le latex :agents colorants, agents anti-mousse, épaississants et autres ingrédients de ce type. Ils sont mélangés ensemble, quelques réactions se produisent et le liquide s'écoule dans des pots de peinture ou est fourni directement à un autre processus en aval.

La peinture, une fois fabriquée, est difficile à séparer; les réactions chimiques se sont produites, et il est peu probable qu'une personne moyenne puisse séparer les épaississants de la majeure partie du liquide une fois qu'il a été mélangé. C'est pourquoi il est considéré comme un processus de fabrication.

Qu'est-ce que la fabrication discrète ?

Dans la fabrication discrète, des pièces ou des dispositifs individuels sont créés. La fabrication discrète est parfois appelée « assemblage » car le processus de fabrication consiste généralement à ajouter ou à soustraire du matériau d'un appareil lorsqu'il est acheminé dans l'usine. Le produit final peut potentiellement être démonté et divisé en les pièces qui composent son assemblage.

Les véhicules sont un exemple de fabrication discrète. Des premiers jours avec Henry Ford à l'usine automatisée moderne, le processus implique toujours l'assemblage. Un cadre est tiré le long d'une chaîne de montage, où le moteur, la transmission, les roues et les composants de suspension sont montés. Les sièges et les groupes d'instruments, les panneaux de carrosserie et d'autres gros composants sont ensuite installés, suivis des fenêtres et de diverses installations de montage.

Figure 2. Cette chaîne de montage automobile est un exemple de fabrication discrète.

Lorsque la voiture sort de la chaîne de montage, elle peut se rendre directement à un dépotoir et l'équipe peut la démonter de la même manière, en retirant chacun de ces composants. Aucune réaction chimique ne s'est produite, aucun changement physique majeur; tous les mêmes composants sont présents et reconnaissables.

Communautés entre le processus et la fabrication discrète

Les deux styles de fabrication nécessitent les mêmes types de paramètres de production. Qu'il s'agisse de produire de la soupe en conserve ou des moteurs électriques, les fabricants essaient de réduire les coûts et d'augmenter les profits. Par conséquent, ils mesureront tous les deux une certaine forme de débit, c'est-à-dire la quantité de quelque chose qui quitte le facteur, les coûts opérationnels ou le coût de production de chaque article ou d'une unité standard de volume, et quelques autres paramètres.

Dans les deux cas, les ingénieurs doivent améliorer la disponibilité des équipements et optimiser le routage et l'utilisation des outils pour réduire les coûts d'exploitation. Ils doivent trouver des moyens d'améliorer l'utilité, les matières premières et l'efficacité de la main-d'œuvre tout en maintenant ou en augmentant le débit de l'usine dans son ensemble. Tout cela nécessite une collaboration étroite entre les services internes.

Ce n'est pas parce que le débit est augmenté dans une division que c'est la meilleure solution. Par exemple, l'ajout de ferrosilicium à la masse fondue augmente la fluidité dans la production d'acier, et plus d'acier est produit. Cependant, il a tendance à réagir avec le revêtement du four, provoquant des arrêts de maintenance plus fréquents. Qu'il s'agisse d'effectuer un processus ou une fabrication discrète, toutes les modifications apportées à la production doivent passer par un processus d'acceptation des modifications pour garantir que le bénéfice total augmentera.

Figure 3. L'acier sortant d'une coulée continue est un exemple de génie des procédés. Image utilisée avec l'aimable autorisation de pxfuel

Enfin, mais surtout, les deux types d'installations nécessitent le même niveau de planification et de formation en matière de sécurité. De nombreux dangers se trouvent dans les deux types d'installations de fabrication, et des blessures et des décès surviennent dans les deux. Bien que l'Occupational Safety and Health Administration (OSHA) ait des protocoles spécifiques à l'industrie, il existe un chevauchement important entre les deux catégories de fabrication.

Défis uniques du processus et de la fabrication discrète

Bien que les deux domaines de fabrication soient similaires, ils présentent également des différences clés qui entraînent des défis uniques pour chaque catégorie.

Dans le processus de fabrication, une partie du défi de l'optimisation consiste à prédire l'apport de matières premières et à faire en sorte que les approvisionnements arrivent au bon moment (par exemple, juste à temps ou au plus juste). Bien qu'il s'agisse d'une préoccupation dans la fabrication discrète, il est légèrement plus facile de prévoir les quantités de pièces nécessaires.

Par exemple, si un fabricant d'électronique (discrète) a besoin de quatre petites puces d'amplificateur par produit, il achètera probablement un multiple de quatre puces. Au lieu de cela, imaginez une fonderie d'acier qui produit des formes structurelles, telles que des poutres en I. Ils coulent et roulent de l'acier en continu, dont une grande partie provient de la ferraille.

Pour rendre le processus reproductible à des fins de contrôle qualité, de petits « alliages maîtres » sont ajoutés pour modifier légèrement la chimie, en fonction des échantillons de test tout au long du processus. Selon la source de ferraille, qui peut provenir de poutres en I déchiquetées, d'appareils électroménagers, de carrosseries d'automobiles et d'autres sources, la chimie peut varier considérablement d'un jour à l'autre.

Cela signifie que la fourniture d'alliage maître qui doit être disponible sera utilisée à des taux variables et est incroyablement difficile à modéliser et à prévoir. En outre, de nombreuses opérations de fabrication de processus traitent des articles à courte durée de conservation, tels que des produits alimentaires, des produits chimiques et autres, ce qui signifie que le surstockage de ces matières premières entraîne souvent des déchets.

La fabrication discrète a ses propres difficultés. Souvent, la fabrication de processus continus a un routage évident avec très peu de temps de décision et de transport. Les produits chimiques sont acheminés directement d'un réacteur à une colonne de distillation, ou les blooms d'acier sont coupés et acheminés directement vers le laminoir. Dans la fabrication discrète, les pièces usinées peuvent avoir plusieurs chemins, et l'optimisation implique de choisir le chemin le plus logique pour chaque article. Cela peut signifier modifier les ordres de fabrication des équipements de traitement en fonction des calendriers d'approvisionnement ou de maintenance ou renvoyer les produits pour des opérations de remaniement ou de réparation après inspection.

Considérez un support de montage pour un alternateur. Cela nécessite un trou percé, une soudure et deux pièces boulonnées, mais l'ordre n'a pas d'importance. L'ingénieur ou le technicien de l'usine peut anticiper et décider d'effectuer les opérations de forage en premier pour constituer un inventaire. Ensuite, ils peuvent démonter la perceuse pour l'entretien de routine et envoyer l'inventaire au poste de soudage.

Les processus et les opérations de fabrication discrètes sont touchés par des problèmes similaires, mais présentent également des défis uniques. Parce qu'aucune opération de fabrication n'est vraiment « processus » ou « discrète », les ingénieurs doivent apprendre à résoudre les problèmes dans les deux domaines pour tirer le meilleur parti de leur installation. Dans les semaines à venir, nous nous pencherons sur les équipements nécessaires à l'ingénierie des procédés et sur la façon dont la surveillance à distance fait progresser les industries de transformation.


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