Manufaktur Berkelanjutan Dijelaskan:Cara menyiapkan dan memelihara sistem produksi berkelanjutan

Pabrikan menggunakan berbagai pengaturan produksi agar efisien dalam produksi massal. Sistem produksi berkelanjutan mewakili salah satu penyiapan tersebut dan dilengkapi dengan manfaat, tantangan, dan persyaratan pemeliharaan yang berbeda.

Apa itu produksi berkelanjutan?

Produksi berkelanjutan, atau dikenal sebagai produksi massal, adalah salah satu dari tiga metode manufaktur utama – dua lainnya adalah produksi batch dan pekerjaan. Ini digunakan untuk memproduksi produk dalam jumlah besar dengan sedikit variasi dan bergantung pada proses, urutan proses, alat, dan peralatan yang sangat terstandarisasi.

Dalam sistem produksi berkelanjutan, material mengalir melalui serangkaian operasi tanpa jeda, dengan penanganan material yang dioptimalkan dan konstan. Secara alami, tenaga kerja harus beroperasi 24/7, dalam shift bergilir. Ini adalah satu-satunya cara untuk mengelola masalah kualitas dan pemborosan produk.

Contoh produksi kondisi di industri yang berbeda

Sistem produksi berkelanjutan digunakan oleh operasi yang dapat memaksimalkan keuntungan dari aliran produksi berkelanjutan. Berikut adalah beberapa contoh spesifik.

Otomotif

Dengan pabrikan otomotif yang lebih dikenal dengan proses produksinya, fasilitas manufaktur Toyota Indonesia merupakan studi kasus yang baik dalam produksi berkelanjutan. Terdiri dari tiga pabrik terintegrasi, fasilitas bekerja sebagai satu, pengecoran logam, stamping, mesin bangunan, kendaraan perakitan, dan pengepakan – dalam satu contoh panjang dan kompleks dari aplikasi produksi berkelanjutan.

Obat-obatan

Perusahaan farmasi dikenal untuk pemrosesan batch. Namun, banyak yang mulai bergerak menuju produksi berkelanjutan.

Sistem manufaktur menghasilkan tablet berlapis dari bubuk mentah dalam aliran produksi yang berkelanjutan. Ini memungkinkan beberapa aliran pemadatan gulungan atau granulasi basah yang berkelanjutan untuk menawarkan solusi khusus untuk kebutuhan klien. GlaxoSmithKline baru-baru ini membuka dua fasilitas manufaktur berkelanjutan baru di Singapura dan memperluas yang ketiga, setelah investasi $95 juta.

Pertambangan dan logam

Industri pertambangan dan logam menggunakan produksi berkelanjutan untuk mengekstrak dan mengubah bahan mentah. Pemimpin global dalam produksi aluminium, Rio Tinto menambang mineral bauksit, mengubahnya menjadi alumina, yang merupakan konstituen utama aluminium. Itu dikirim ke pabrik peleburan aluminium untuk diubah menjadi logam.

Proses pemurnian aluminium – Sumber: Aluminimum.org.au

Bioteknologi

Bioteknologi menggunakan organisme hidup dan biologi molekuler untuk menghasilkan berbagai produk, termasuk genomik, produksi makanan, obat-obatan, dan biofuel. Pada tahun 2019, Sanofi membuka fasilitas digital pertama di dunia yang menggunakan produksi biologis berkelanjutan yang intensif untuk menghasilkan produk terapeutik.

Proses berkelanjutan versus manufaktur batch

Banyak produsen kecil hingga menengah memulai sebagai toko pekerjaan, memproduksi beragam produk yang disesuaikan, di mana seseorang atau tim membuat produk dari awal hingga akhir sebelum memulai berikutnya.

Seiring pertumbuhan bisnis, mereka perlu fokus pada efisiensi. Intinya, mereka perlu memutuskan jenis proses manufaktur yang akan dilakukan. Keputusan didasarkan pada faktor-faktor seperti permintaan produk, keadaan bahan mentah, dan sumber daya yang tersedia.

Diskusi sering kali mengarah pada produksi batch vs manufaktur berkelanjutan, jadi ada baiknya meluangkan waktu sebentar untuk mempelajari perbedaannya.

Proses pembuatan batch

Manufaktur batch menggunakan proses manufaktur stop/start dimana produk diproduksi dalam kelompok atau batch. Produksi tersebut mungkin:

1. berdasarkan permintaan: karena proses produksi yang lebih kecil diperlukan untuk produk tertentu
2. dipimpin kualitas: karena perlunya pemeriksaan yang ketat terhadap kesesuaian produk dengan standar yang ditetapkan

Periode antara batch dikenal sebagai waktu siklus, dan memfasilitasi setiap perubahan yang diperlukan dalam spesifikasi material, penyesuaian proses, atau intervensi pemeliharaan.

Manufaktur batch tidak terlalu terganggu oleh kerusakan mesin karena pekerjaan dapat dialihkan antar stasiun kerja. Ini juga membatasi kerugian finansial dari penyimpangan kualitas dengan meminimalkan jumlah sisa. Namun, tingkat pemanfaatan alat berat yang lebih rendah dapat mengimbangi peningkatan kualitas dan fleksibilitas operasional.

Proses manufaktur berkelanjutan

Produksi terus menerus tidak berhenti, dengan bahan baku dan barang dalam proses bergerak terus menerus. Belt konveyor dan pipa menjadi fasilitas penyimpanan bergerak, mengurangi persyaratan pergudangan dan penimbunan.

Penggerak untuk produksi yang berkesinambungan sebagian disebabkan oleh intensitas modal dari proses yang membutuhkan utilisasi mesin yang tinggi untuk menahan biaya atas jumlah produksi yang lebih besar. Namun, banyak dari proses itu sendiri tidak dapat berhenti dan memulai kembali tanpa menimbulkan hukuman yang signifikan (ada risiko besar pengendapan padatan tersuspensi atau kristalisasi dan pengerasan bahan dalam perpipaan dan tangki).

Penghentian yang sering juga meningkatkan waktu siklus, siklus termal, dan siklus tekanan pada peralatan, meningkatkan kelelahan dan memperpendek masa pakainya.

Tidak seperti produksi batch, pemeliharaan dan peningkatan peralatan pada fasilitas manufaktur berkelanjutan akan dilakukan setiap tahun - sebagus-bagusnya. Beberapa pabrik beroperasi dua hingga tiga tahun tanpa henti, dan sistem transformasi suhu tinggi seperti tanur sembur berjalan tanpa jeda selama lima hingga sepuluh tahun.

Pro dan kontra dari manufaktur berkelanjutan

Kami telah menyentuh beberapa pro dan kontra saat menjelaskan prosesnya, tetapi mari kita susun semua poin di satu tempat.

Keuntungan dari produksi berkelanjutan:

• Kontrol dan pemantauan proses yang ketat memastikan kualitas produk yang konsisten .
• Memanfaatkan pengiriman bahan mentah yang tepat waktu dan menyeimbangkan urutan manufaktur mengurangi pekerjaan dalam proses. Hal ini mengurangi risiko bisnis dan memberikan keuntungan finansial seperti peningkatan likuiditas dan peningkatan arus kas .
• Pengurangan area penanganan dan penyimpanan material menurunkan biaya modal konstruksi pabrik dan persyaratan investasi penanganan material.
• Pengendalian biaya material disederhanakan .
• Mengingat intensitas modal dari produksi berkelanjutan, amortisasi biaya modal di atas tingkat produksi yang tinggi memungkinkan biaya modal per unit yang lebih rendah .

Kerugian produksi berkelanjutan:

• Proses aliran berkelanjutan memerlukan standarisasi produk, mengunci kekakuan yang membuatnya sulit untuk menyesuaikan produk untuk mengubah kebutuhan pelanggan.
• Ketergantungan aliran produksi berurutan mengurangi toleransi kesalahan, dengan tunggal kegagalan peralatan menghentikan atau membuat gangguan parah ke volume produk.
• Produksi berkelanjutan peka terhadap permintaan. Digunakan jika ada permintaan yang tinggi atau berkelanjutan untuk suatu produk, ada sedikit kemampuan untuk memodulasi aliran produksi ketika permintaan terputus-putus atau turun.
• Investasi pada peralatan canggih, mahal, dan sering disesuaikan membuat proses produksi sangat padat modal .
• Membawa risiko tinggi kelebihan persediaan menahan jika terjadi gangguan hilir.

Jika belum jelas, salah satu tantangan manufaktur berkelanjutan adalah persyaratan perawatannya yang unik. Sebagai sistem dengan satu titik kegagalan yang perlu beroperasi 24/7, produksi berkelanjutan memerlukan rencana pemantauan dan pemeliharaan yang dipikirkan dengan matang.

Apa persyaratan pemeliharaan pabrik produksi berkelanjutan?

Desain pabrik dan proses, filosofi pemeliharaan, strategi, taktik, dan intervensi operasional memerlukan pertimbangan serius mengingat kompleksitas, kekritisan, dan sifat manufaktur berkelanjutan 24/7.

Pertimbangan desain fasilitas

Pertimbangan yang disebutkan di atas sering terjadi hanya setelah pabrik dibangun dan staf operasi dipekerjakan. Untuk meningkatkan pemeliharaan pabrik produksi berkelanjutan, penilaian rekayasa dan pemeliharaan harus dilakukan selama fase desain aset/pabrik manufaktur.

Dengan intervensi pemeliharaan yang direncanakan paling baik setiap tahun, keandalan dalam layanan dari masing-masing peralatan harus diperhitungkan dalam keputusan biaya kepemilikan total (TCO) yang mendorong rekomendasi pembelian.

Demikian pula, seseorang harus melakukan studi FMECA ke dalam aliran proses untuk mendorong keputusan tentang tata letak pabrik, penilaian redundansi peralatan, dan inventaris suku cadang.

Pertimbangan filosofi pemeliharaan

Filosofi pemeliharaan akan membutuhkan pemikiran. Sangat disarankan untuk melakukan pemeliharaan yang berpusat pada keandalan sebelum berkomitmen pada satu atau gabungan strategi dan teknologi pemeliharaan.

Beberapa produsen mungkin juga ingin melihat ke dalam pemeliharaan produktif total dan pemeliharaan yang berpusat pada bisnis. Keduanya menampilkan banyak praktik menarik, beberapa di antaranya mungkin cocok untuk kebutuhan operasional Anda.

Secara umum, keputusan strategis tentang pemeliharaan reaktif, preventif, berbasis kondisi, dan prediktif akan berkembang dari RCM, studi FMECA, dan pemilihan filosofi pemeliharaan.

Dalam fasilitas produksi berkelanjutan, pemeliharaan preventif biasanya akan terjadi dalam proses paralel yang menyediakan redundansi sistem. Praktik pemeliharaan berbasis kondisi akan membentuk sebagian besar strategi mengingat jarangnya penghentian pemeliharaan. Pemeliharaan prediktif dan preskriptif akan menargetkan aset yang menimbulkan biaya tinggi dari waktu henti atau pemeliharaan.

Pertimbangan teknologi

RCM, serta pemeliharaan prediktif dan preskriptif, menuntut pengumpulan, penyimpanan, dan analisis data yang ekstensif dan komprehensif.

Selain perangkat lunak khusus, perusahaan dapat menggunakan sistem CMMS modern untuk mengelola data kondisi dan kinerja yang berasal dari aset produksi berkelanjutan. Sebelum itu, aset harus dipasang kembali, atau dilengkapi dengan peralatan sensor yang tepat.

Memberikan wawasan tentang fungsi pemeliharaan, CMMS mengurangi kebutuhan akan intervensi pemeliharaan reaktif, yang dapat memiliki implikasi biaya yang mahal dalam sistem produksi berkelanjutan.

Ketika digabungkan dengan analitik pemeliharaan prediktif, pengguna CMMS dapat melihat tren penurunan kualitas untuk memprediksi kapan aset akan gagal. Dengan cara ini, perencana dan manajer pemeliharaan memiliki banyak waktu untuk mengalokasikan sumber daya yang diperlukan dan menjadwalkan pemeliharaan – yang sangat bermanfaat dalam konteks manufaktur berkelanjutan.

Pertimbangan operasional

Waktu henti yang direncanakan sangat berjauhan dan ada tekanan waktu yang tinggi pada lamanya penghentian tersebut. Ini secara serius dapat memperumit keputusan tentang staf pemeliharaan.

Haruskah Anda menyimpan perawatan di rumah atau mengalihdayakan semuanya? Ini akan sangat tergantung pada biaya dan ketersediaan kontraktor yang memenuhi syarat. Ini adalah keputusan yang sangat penting karena berdampak langsung pada ukuran inventaris suku cadang Anda, mengamankan akses ke perkakas khusus, dan pengaturan sumber daya internal lainnya.

Terakhir, keusangan teknologi dan pemutakhiran peralatan juga memerlukan pertimbangan yang cermat untuk memastikan semuanya direncanakan, diberdayakan, dan dijadwalkan dengan tepat.

Pertimbangan keamanan

Sementara keselamatan adalah komponen penting dari semua intervensi pemeliharaan, penghentian pemeliharaan di fasilitas produksi berkelanjutan memerlukan perencanaan ekstra. Dengan batasan waktu yang ketat, tekanan ekonomi karena melebihi tenggat waktu yang direncanakan menciptakan tekanan komersial.

Apa kesamaan insiden keselamatan dan kegagalan peralatan? Keduanya sering disebabkan oleh kesalahan manusia. Dan kesalahan itu lebih mungkin terjadi ketika Anda sedang terburu-buru.

Itu tidak semua. Penutupan pemeliharaan yang direncanakan dari sistem produksi berkelanjutan akan membutuhkan banyak perdagangan untuk bekerja dalam jarak dekat atau di atas dan di bawah satu sama lain.

Pengujian oleh satu tim pemeliharaan harus dikoreografikan dengan hati-hati dengan orang lain di area tersebut untuk menghindari paparan peralatan bergerak, listrik, atau energi yang tersimpan. Sangat penting bagi pekerja untuk mengikuti pedoman LOTO dan prosedur keselamatan lainnya.

Fasilitas produksi berkelanjutan seperti pabrik kimia akan memiliki masalah keamanan tambahan yang harus diatasi selama penghentian pemeliharaan. Beberapa bahan kimia memerlukan sirkulasi, agitasi, atau pemanasan terus menerus – bahkan saat dimatikan untuk pemeliharaan. Tie-in atau cut-in untuk peningkatan atau penggantian akan membuat kru pemeliharaan dalam bahaya. Perencanaan untuk periode pemeliharaan seperti itu biasanya dimulai berbulan-bulan, atau bahkan bertahun-tahun, sebelumnya.

Cara menyiapkan sistem produksi berkelanjutan

Dengan intensitas modal dan kompleksitas fasilitas produksi berkelanjutan yang cukup besar, perencanaan dan persiapan adalah kuncinya. Namun, bahkan produsen kecil hingga menengah yang ingin beralih ke produksi berkelanjutan dari pembuatan jobbing atau batch perlu melakukan pemikiran yang serius.

Memulai pola pikir proyek untuk penyiapan seperti itu berguna.

melalui GIPHY

1) Fase kelayakan

Dipimpin oleh seorang individu dengan pengetahuan yang mendalam tentang produksi, fase kelayakan harus direncanakan dan didanai dengan perwakilan lintas organisasi. Peran utama yang terlibat dalam fase perencanaan akan mencakup personel produksi, teknik &pemeliharaan, keuangan, kualitas, dan keselamatan.

2) Tahap perencanaan

Keputusan yang diperlukan akan dimulai dengan filosofi manufaktur yang mendorong pemilihan peralatan. Produk yang sangat terstandarisasi dalam volume tinggi memungkinkan pemilihan atau pembuatan peralatan tugas khusus atau tunggal:

• Apakah ada fasilitas untuk menggunakan peralatan multi-peran untuk menyediakan redundansi atau cadangan?
• Seberapa besar kemungkinan perubahan dalam spesifikasi produk atau persyaratan klien?

Keputusan ini sering kali membutuhkan trade-off antara belanja modal sekarang dan potensi belanja operasional di masa depan.

Strategi kontrol dan pemantauan sangat penting dalam produksi berkelanjutan, di mana menjaga kualitas dalam lini operasi memungkinkan intervensi tepat waktu dari peringatan atau saran, memastikan output dalam spesifikasi yang konsisten:

• Bagaimana pengambilan sampel akan dilakukan?
• Menggunakan teknologi analitik proses (PAT), akankah pengukuran proses menggunakan sensor untuk mengukur atribut kinerja dari proses itu sendiri atau kualitas bahan mentah dalam proses yang dapat diterjemahkan oleh perangkat lunak ke dalam atribut yang diperlukan?
• Apakah pengambilan sampel akan online, at-line, atau off-line?

Setiap pemilihan akan mendorong keputusan tentang teknologi dan personel, mengurangi risiko produk yang tidak sesuai.

3) Tahap implementasi

Ketika semuanya dipetakan, "satu-satunya" yang tersisa untuk dilakukan adalah menggerakkan semuanya. Mendirikan pabrik bisa menjadi artikel tersendiri sehingga kami tidak akan mencoba bergulat dengan itu di sini.

Selama fase implementasi, tetap fokus pada keterkaitan perangkat dan teknologi yang Anda gunakan. Kemampuan untuk memproduksi, menyimpan, melacak, dan menganalisis data aset akan menjadi kunci untuk mengoptimalkan proses produksi.

Perangkat lunak pemeliharaan Anda harus dikaitkan dengan kondisi aset dan data kinerja, analitik prediktif, serta sistem inventaris dan perencanaan. Dengan cara ini, persiapan pra-pemeliharaan-penonaktifan akan memastikan pemerataan beban kerja, identifikasi persyaratan keterampilan, ketersediaan suku cadang, dan penjadwalan tugas pemeliharaan dan peningkatan yang benar.

Ringkasan 

Produksi berkelanjutan menghasilkan produk dalam jumlah besar dengan sedikit variasi, mengandalkan standarisasi proses, prosedur, peralatan, dan peralatan tingkat tinggi.

Dengan material yang terus bergerak melalui serangkaian operasi, dan tenaga kerja yang beroperasi 24/7, pembebanan biaya, masalah kualitas, dan pemborosan produk akibat penghentian menuntut pertimbangan desain dan pemeliharaan yang komprehensif.

Dengan waktu henti peralatan yang terbatas pada penghentian pemeliharaan yang jarang, desain strategi pemeliharaan yang komprehensif – didukung oleh pengumpulan dan analisis data yang ditargetkan menggunakan sistem manajemen pemeliharaan terkomputerisasi modern – adalah komponen minimum yang diperlukan untuk menciptakan sistem produksi berkelanjutan yang berkelanjutan.

Penghentian pemeliharaan pada fasilitas produksi berkelanjutan selalu merupakan peristiwa bertekanan tinggi.

Kami berutang kepada diri kami sendiri dan tenaga kerja kami untuk memastikan bahwa desain, perencanaan, dan proses penjadwalan yang kami terapkan mendukung acara yang profesional, efektif, dan aman, mengembalikan keandalan dan standar kinerja yang diharapkan yang meminimalkan total biaya kepemilikan dan memaksimalkan kinerja peralatan.