Репрезентативные стенды уменьшенного масштаба: безопасный способ испытаний для производителей
Лоренс Райс-Уильямс, руководитель направления питания и напитков в компании 42T, рассматривает, как репрезентативные стенды уменьшенного масштаба могут предоставить производителям более безопасный и менее затратный способ испытаний изменений процессов без остановки действующего производства. Он объясняет, почему создание уменьшенной версии производственного процесса редко оказывается таким простым, как кажется на первый взгляд, и дает рекомендации по подходу к этой задаче.
Производители хорошо знакомы с проблемами масштабирования вверх. Новая продукция, формула или технологический процесс могут идеально работать в исследованиях и разработках, но при переходе на масштаб серийного производства выявляютunexpected сложности. Менее обсуждаемая, но всё более важная проблема — обратная: масштабирование вниз. Многие производственные линии в секторе пищевых продуктов и напитков функционируют десятилетиями, непрерывно обеспечивая выпуск крупнотоннажной, высокоценной продукции с требуемой производительностью.
Однако теперь производители товаров повседневного спроса сталкиваются с ростом стоимости ингредиентов и энергии, нестабильностью цепочек поставок и давлением по внедрению более устойчивых ингредиентов и материалов. Внесение изменений в процессы зачастую оказывается сложнее, чем ожидалось, поскольку формальные стандартные операционные процедуры редко отражают скрытые настройки и обходные приемы, которыми пользуются бригады производства для поддержания бесперебойной работы.
Кроме того, вывод критического оборудования из эксплуатации для экспериментов зачастую непрактичен: даже кратковременные простои могут иметь значительные коммерческие последствия, а масштабные пилотные испытания обходятся дорого и требуют времени. В связи с этим многие производители инвестируют в репрезентативные системы и стенды уменьшенного масштаба, которые позволяют проводить более дешевые и быстрые эксперименты в поддержку инноваций в процессах.
Однако проектирование таких систем далеко не тривиально. На первый взгляд уменьшить процесс кажется просто: сделать уменьшенную копию производственного оборудования. В реальности поведение производственных систем определяется сложным взаимодействием геометрии оборудования, материалов, условий процесса, систем управления и человеческого фактора. Стенд, похожий на реальный процесс внешне, не обязательно будет вести себя так же, особенно когда процесс включает нелинейные явления.
При правильном подходе возможности уменьшенного масштабирования позволяют безопасно проводить эксперименты вне действующего производства, ускорять оптимизацию, сокращать отходы и улучшать передачу знаний между командами. Это также позволяет производителям продолжать внедрять инновации на давно действующих мощностях без ущерба для производительности и качества продукции.
Лоренс Райс-Уильямс является дипломированным инженером-механиком и старшим консультантом в 42T, имеет степень MEng Университета Лидса. С момента прихода в 42T он работал в медицинском, промышленном и потребительском секторах, а в последнее время сосредоточился на инновациях в пищевой и напитковой промышленности.