Comprendre la fabrication de processus vs discrète : différences clés et avantages

Caractériser est dans la nature humaine. 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. Ainsi, des problèmes communs peuvent être adressés à travers un large éventail d'industries, et peut-être contrastés avec des industries d'une autre catégorie pour développer des solutions alternatives.

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

Qu'est-ce que la fabrication de processus ?

La fabrication de 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 alimentés directement dans une autre installation industrielle pour utilisation. 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.

Considérez la fabrication de peinture au latex. Les matières premières incluent les composants qui forment le latex : agents colorants, agents anti-mousse, épaississants, et autres tels ingrédients. 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 ont eu lieu, et il est peu probable que la personne moyenne puisse séparer les épaississants du liquide en vrac une fois qu'il a été mélangé. C'est pourquoi cela est considéré comme de la fabrication de processus.

Qu'est-ce que la fabrication discrète ?

Dans la fabrication discrète, des pièces ou dispositifs individuels sont créés. La fabrication discrète est parfois appelée « assemblage » car le processus de fabrication consiste généralement à ajouter ou soustraire du matériau d'un dispositif au fur et à mesure qu'il est acheminé dans l'usine. Le produit final peut potentiellement être désassemblé 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 châssis est tiré le long d'une ligne d'assemblage, où le moteur, la transmission, les roues et les composants de suspension sont montés. Les sièges et tableaux de bord, panneaux de carrosserie et autres grands composants sont installés ensuite, suivis des fenêtres et diverses installations d'équipements.

Quand la voiture sort de la ligne d'assemblage, elle pourrait rouler directement vers une casse, et l'équipe pourrait la désassembler de la même manière, en retirant chacun de ces composants. Aucune réaction chimique n'a eu lieu, aucun changement physique majeur ; tous les mêmes composants sont présents et reconnaissables.

Points communs entre la fabrication de processus et discrète

Les deux styles de fabrication nécessitent les mêmes types de paramètres de production. Que l'on produise de la soupe en conserve ou des moteurs électriques, les fabricants cherchent à réduire les coûts et augmenter les profits. Par conséquent, ils mesureront tous deux une forme de débit, signifiant combien de quelque chose quitte l'usine, les coûts opérationnels, ou combien il en coûte pour produire chaque article ou une unité de volume standard, 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 opérationnels. Ils doivent trouver des moyens d'améliorer l'efficacité des services publics, des matières premières et de la main-d'œuvre tout en maintenant ou en augmentant le débit pour l'usine dans son ensemble. Tout cela nécessite une collaboration extensive entre les départements 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 fonte augmente la fluidité dans la production d'acier, et plus d'acier est produit. Cependant, cela tend à réagir avec le revêtement du four, causant des arrêts de maintenance plus fréquents. Que l'on effectue de la fabrication de processus ou discrète, tous les changements de production devraient passer par un processus d'acceptation du changement pour s'assurer que le profit total augmentera.

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 les blessures et décès surviennent dans les deux. Bien que l'Administration de la sécurité et de la santé au travail (OSHA) ait certains protocoles spécifiques à l'industrie, il y a beaucoup de chevauchement entre les deux catégories de fabrication.

Défis uniques de la fabrication de processus et discrète

Bien que les deux domaines de fabrication soient similaires, ils ont aussi des différences clés qui mènent à des défis uniques pour chaque catégorie.

Dans la fabrication de processus, une partie du défi dans l'optimisation consiste à prédire l'entrée des matières premières et à avoir les fournitures qui arrivent au bon moment (par exemple, juste-à-temps ou fabrication allégée). Bien que ce soit une préoccupation dans la fabrication discrète, il est légèrement plus facile de prédire les quantités de pièces nécessaires.

Par exemple, si un fabricant d'électronique (discret) a besoin de quatre petites puces amplificatrices par produit, il achètera probablement un multiple de quatre puces. Imaginez plutôt une fonderie d'acier qui produit des formes structurales, comme des poutres en I. Elles coulent et laminent l'acier en continu, dont une grande partie provient de ferraille.

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

Cela signifie que l'approvisionnement en alliage maître qui doit être disponible sera utilisé à des taux variables et est incroyablement difficile à modéliser et prédire. De plus, de nombreuses opérations de fabrication de processus traitent des articles à durée de conservation courte, tels que les produits alimentaires, les produits chimiques et autres, ce qui signifie que le surstockage de ces matières premières mène souvent au gaspillage.

La fabrication discrète a ses propres difficultés. Souvent, la fabrication de processus continue a un routage évident avec très peu de décision et de temps de transport. Les produits chimiques sont acheminés directement d'un réacteur à une colonne de distillation, ou les brames d'acier sont coupées et vont directement au 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 changer les ordres de passage des équipements de processus basés sur les calendriers d'approvisionnement ou de maintenance, ou renvoyer des produits pour retouche ou réparation après inspection.

Considérez un support de fixation pour un alternateur. Il nécessite un trou percé, une soudure et deux pièces boulonnées, mais l'ordre n'a pas d'importance. L'ingénieur ou technicien d'usine peut regarder en avant et décider d'effectuer d'abord les opérations de perçage pour constituer un stock. Ensuite, ils peuvent mettre le perçage en maintenance de routine et envoyer le stock à la station de soudure.

Les opérations de fabrication de processus et discrète sont impactées par des problèmes similaires, mais ont aussi des défis uniques. Comme aucune opération de fabrication n'est véritablement « processus » ou « discrète », les ingénieurs devraient apprendre à résoudre des problèmes dans les deux domaines pour tirer le meilleur parti de leur installation. Dans les semaines à venir, nous plongerons dans l'équipement nécessaire pour l'ingénierie de processus et comment la surveillance à distance fait progresser les industries de processus.