Proceso frente a fabricación discreta

Caracterizar es humano. Con la gran cantidad de industrias e instalaciones de fabricación en el mundo, y las nuevas que se desarrollan cada año, es útil caracterizarlas. De esta manera, los problemas comunes se pueden abordar en una amplia franja de industrias, y quizás contrastar con industrias en otra categoría para desarrollar soluciones alternativas.

En general, la fabricación se puede dividir en dos tipos:proceso y discreta. Se produce algo de confusión entre categorías. A veces, una instalación puede caer en cualquiera de estos, dependiendo de los métodos de producción actuales.

¿Qué es la fabricación por procesos?

La fabricación por proceso es la creación de un producto continuo que es difícil de separar una vez creado. Los productos creados a menudo se dosifican en contenedores para su venta al público o tal vez se introducen directamente en otra instalación industrial para su uso. A menudo, los productos han sufrido una reacción física o química importante e irreversible, de modo que los componentes originales ya no son fáciles de separar.

Figura 1 . Puede ver los productos químicos separados al principio y luego mezclados con pintura roja. Video utilizado por cortesía de Pronto Industrial Paints

Considere la fabricación de pintura de látex. Los materiales de partida incluyen los componentes que forman el látex:agentes colorantes, agentes antiespumantes, espesantes y otros ingredientes similares. Se mezclan, se producen algunas reacciones y el líquido fluye hacia las latas de pintura o se suministra directamente a otro proceso posterior.

La pintura, una vez fabricada, es difícil de separar; las reacciones químicas han ocurrido y es poco probable que una persona promedio pueda separar los espesantes de la mayor parte del líquido una vez mezclado. Por eso se considera fabricación por proceso.

¿Qué es la fabricación discreta?

En la fabricación discreta, se crean piezas o dispositivos individuales. La fabricación discreta a veces se denomina "ensamblaje" porque el proceso de fabricación generalmente consiste en agregar o restar material de un dispositivo a medida que se envía a través de la planta. El producto final puede potencialmente ser desmontado y dividido en las partes que componen su ensamblaje.

Los vehículos son un ejemplo de fabricación discreta. Desde los primeros días con Henry Ford hasta la moderna planta automatizada, el proceso todavía implica el montaje. Se tira de un bastidor a lo largo de una línea de montaje, donde se montan el motor, la transmisión, las ruedas y los componentes de la suspensión. A continuación, se instalan los asientos y los grupos de instrumentos, los paneles de la carrocería y otros componentes grandes, seguidos de las ventanas y diversas instalaciones de accesorios.

Figura 2. Esta línea de montaje de automóviles es un ejemplo de fabricación discreta.

Cuando el automóvil sale de la línea de ensamblaje, podría conducir directamente a un depósito de chatarra y la tripulación podría desarmarlo de la misma manera, quitando cada uno de estos componentes. No se produjeron reacciones químicas, ni cambios físicos importantes; todos los mismos componentes están presentes y son reconocibles.

Puntos en común entre el proceso y la fabricación discreta

Ambos estilos de fabricación requieren los mismos tipos de parámetros de producción. Ya sea que produzcan sopa enlatada o motores eléctricos, los fabricantes están tratando de reducir los costos y aumentar las ganancias. Por lo tanto, ambos medirán algún tipo de rendimiento, es decir, cuánto de algo sale del factor, los costos operativos o cuánto cuesta producir cada artículo o una unidad estándar de volumen, y algunos otros parámetros.

En ambos casos, los ingenieros deben mejorar el tiempo de actividad de los equipos y optimizar el enrutamiento y la utilización de herramientas para reducir los costos operativos. Deben encontrar formas de mejorar la eficiencia de los servicios públicos, la materia prima y la mano de obra mientras mantienen o aumentan el rendimiento de la planta en su conjunto. Todo esto requiere una amplia colaboración entre departamentos internos.

El hecho de que el rendimiento se incremente en una división no significa que sea la mejor solución. Por ejemplo, agregar ferrosilicio a la masa fundida aumenta la fluidez en la producción de acero y se produce más acero. Sin embargo, tiende a reaccionar con el revestimiento del horno, provocando paradas de mantenimiento más frecuentes. Independientemente de si se realiza un proceso o una fabricación discreta, todos los cambios en la producción deben pasar por un proceso de aceptación de cambios para garantizar que la ganancia total aumente.

Figura 3. El acero que sale de una colada continua es un ejemplo de ingeniería de procesos. Imagen utilizada por cortesía de pxfuel

Por último, pero lo más importante, ambos tipos de instalaciones requieren el mismo nivel de planificación y formación de seguridad. Se encuentran muchos peligros en ambos tipos de instalaciones de fabricación, y en ambas ocurren lesiones y muertes. Si bien la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) tiene algunos protocolos específicos de la industria, existe una gran superposición entre las dos categorías de fabricación.

Desafíos únicos para el proceso y la fabricación discreta

Si bien ambos campos de fabricación son similares, también tienen algunas diferencias clave que conducen a desafíos únicos para cada categoría.

En la fabricación por procesos, parte del desafío en la optimización es predecir la entrada de materia prima y hacer que los suministros lleguen en el momento adecuado (por ejemplo, justo a tiempo o fabricación ajustada). Si bien es una preocupación en la fabricación discreta, es un poco más fácil predecir las cantidades de piezas necesarias.

Por ejemplo, si un fabricante de productos electrónicos (discretos) necesita cuatro chips amplificadores pequeños por producto, probablemente comprará un múltiplo de cuatro chips. En su lugar, imagine una fundición de acero que produzca formas estructurales, como vigas en I. Vierten y laminan acero continuamente, gran parte del cual proviene de chatarra de acero.

Para que el proceso sea repetible con fines de control de calidad, se agregan pequeñas "aleaciones maestras" para alterar ligeramente la química, según las muestras de prueba durante todo el proceso. Dependiendo de la fuente de la chatarra, que puede provenir de vigas en I trituradas, electrodomésticos, carrocerías de automóviles y otras fuentes, la química puede variar significativamente de un día a otro.

Esto significa que el suministro de aleación maestra que debe estar disponible se utilizará a diferentes velocidades y es increíblemente difícil de modelar y predecir. Además, muchas operaciones de fabricación de procesos se ocupan de artículos con una vida útil corta, como productos alimenticios, productos químicos y otros, lo que significa que el exceso de existencias de estas materias primas a menudo genera desperdicio.

La fabricación discreta tiene sus propias dificultades. A menudo, la fabricación de procesos continuos tiene rutas obvias con muy poco tiempo de decisión y transporte. Los productos químicos se canalizan directamente desde un reactor a una columna de destilación, o se cortan las bolas de acero y se trasladan directamente al tren de laminación. En la fabricación discreta, las piezas mecanizadas pueden tener múltiples rutas y la optimización implica elegir la ruta más lógica para cada artículo. Esto puede significar cambiar las órdenes de ejecución de los equipos de proceso en función de los programas de suministro o mantenimiento o devolver los productos para operaciones de reelaboración o reparación después de la inspección.

Considere un soporte de montaje para un alternador. Requiere un agujero perforado, una soldadura y dos piezas atornilladas, pero el orden no importa. El ingeniero o técnico de la planta puede mirar hacia adelante y decidir realizar las operaciones de perforación primero para acumular algo de inventario. Luego, pueden realizar el desglose para el mantenimiento de rutina y enviar el inventario a la estación de soldadura.

Los procesos y las operaciones de fabricación discretas se ven afectadas por problemas similares, pero también tienen algunos desafíos únicos. Debido a que ninguna operación de fabricación es verdaderamente de "proceso" o "discreta", los ingenieros deben aprender a resolver problemas en ambos campos para aprovechar al máximo sus instalaciones. En las próximas semanas, profundizaremos en el equipo necesario para la ingeniería de procesos y en cómo el monitoreo remoto está avanzando en las industrias de procesos.