流程与离散制造

表征是人类。世界上有无数的工业和制造设施，而且每年都在开发新的工业和制造设施，因此对它们进行表征是很有用的。通过这种方式，可以解决大量行业中的常见问题，或许还可以与另一类别的行业进行对比，以开发替代解决方案。

一般来说，制造可以分为两种类型：流程和离散。类别之间会出现一些混乱。有时，根据当前的生产方法，设施可能属于其中任何一种。

什么是流程制造？

过程制造是一种连续产品的创建，一旦创建就很难分离。所生产的产品通常被计量装入容器中出售给公众，或者直接送入另一个工业设施使用。通常，产品已经发生了重大的、不可逆的物理或化学反应，使得原来的成分不再容易分离。

图 1 .你可以看到化学物质首先被分离，然后混合成红色油漆。视频由 Pronto Industrial Paints 提供

考虑乳胶漆的制造。起始材料包括形成胶乳的成分：着色剂、消泡剂、增稠剂和其他此类成分。它们混合在一起，发生一些反应，液体流入油漆罐或直接供应到另一个下游过程。

油漆一旦制成，就很难分离；化学反应已经发生，一旦混合，普通人不太可能将增稠剂与大部分液体分开。这就是为什么它被认为是过程制造。

什么是离散制造？

在离散制造中，创建单个零件或设备。离散制造有时被称为“组装”，因为制造过程通常是在设备通过工厂时从设备中添加或减少材料。最终产品可能会被拆卸并分成构成其组件的部件。

车辆是离散制造的一个例子。从早期的亨利福特到现代自动化工厂，这个过程仍然涉及组装。沿装配线拉动车架，其中安装了发动机、变速箱、车轮和悬架部件。接下来安装座椅和仪表盘、车身面板和其他大型部件，然后是车窗和各种配件安装。

图 2。 这条汽车装配线是离散制造的一个例子。

当汽车从装配线下线时，它可以直接开到垃圾场，工作人员可以用同样的方式拆卸它，拆下每个组件。未发生化学反应，无重大物理变化；所有相同的组件都存在且可识别。

流程制造和离散制造之间的共性

两种制造方式都需要相同类型的生产参数。无论是生产罐头汤还是电动机，制造商都在努力降低成本并增加利润。因此，它们都将衡量某种形式的吞吐量，这意味着有多少东西离开了因素、运营成本，或者生产每个项目或标准体积单位的成本，以及一些其他参数。

在这两种情况下，工程师都必须提高设备的正常运行时间并优化路由和工具利用率，以降低运营成本。他们必须找到提高效用、原材料和劳动力效率的方法，同时保持或增加整个工厂的产量。所有这些都需要内部部门之间的广泛协作。

仅仅因为一个部门的吞吐量增加并不意味着它是最好的解决方案。例如，在熔体中添加硅铁可以提高钢铁生产中的流动性，从而生产出更多的钢铁。然而，它往往会与炉衬发生反应，导致更频繁的维护停止。无论是执行流程还是离散制造，所有对生产的更改都应经过更改接受流程，以确保总利润增加。

图 3。 离开连铸机的钢是工艺工程的一个例子。图片由 pxfuel 提供

最后，但最重要的是，两种类型的设施都需要相同水平的安全规划和培训。在这两种类型的制造设施中都发现了许多危险，并且两者都发生了伤亡事故。虽然职业安全与健康管理局 (OSHA) 制定了一些特定于行业的协议，但这两个制造类别之间存在很多重叠。

流程和离散制造的独特挑战

虽然这两个制造领域相似，但它们也有一些关键差异，导致每个类别都面临独特的挑战。

在流程制造中，优化的部分挑战是预测原材料输入并让供应品在正确的时间到达（例如，准时制或精益制造）。虽然这是离散制造中的一个问题，但预测所需零件的数量稍微容易一些。

例如，如果电子（分立）制造商每个产品需要四个小放大器芯片，他们可能会购买四个芯片的倍数。相反，想象一下生产结构形状的钢铁铸造厂，例如工字钢。他们连续浇注和轧制钢材，其中大部分来自废钢。

为了使该过程可重复以进行质量控制，根据整个过程中的测试样品，添加小的“母合金”以稍微改变化学性质。根据废料来源（可能来自破碎的工字梁、电器、汽车车身和其他来源），化学成分每天可能会有很大差异。

这意味着必须在手的中间合金供应将以不同的速度使用，并且非常难以建模和预测。此外，许多流程制造操作处理保质期较短的物品，例如食品、化学品等，这意味着这些原材料库存过多往往会导致浪费。

离散制造有其自身的困难。通常，连续过程制造具有明显的路线，决策和运输时间很少。化学品直接从反应器输送到蒸馏塔，或者钢坯被切割并直接输送到轧机。在离散制造中，加工零件可能有多个路径，优化涉及为每个项目选择最合乎逻辑的路径。这可能意味着根据供应或维护计划更改工艺设备的运行订单，或者在检查后将产品送回返工或维修操作。

考虑交流发电机的安装支架。它需要一个钻孔、一个焊缝和两个螺栓连接件，但顺序无关紧要。工厂工程师或技术人员可以展望未来并决定首先执行钻井作业以建立一些库存。然后，他们可以将钻取下来进行日常维护，并将库存发送到焊接站。

流程和离散制造运营受到类似问题的影响，但也面临一些独特的挑战。因为没有任何制造操作是真正的“过程”或“离散”，工程师应该学会解决这两个领域的问题，以充分利用他们的设施。在接下来的几周内，我们将深入研究过程工程所需的设备以及远程监控如何推动过程工业的发展。