Produkcja chemikaliów specjalistycznych i chemikaliów drobnych odbywa się przede wszystkim w trybie wsadowym, reaktory są napełniane określonymi ilościami surowców, przetwarzane w zdefiniowanych warunkach temperatury, ciśnienia i mieszania, a po określonych etapach reakcji i obróbki rozładowywane jako produkty pośrednie lub gotowe.
OEE w produkcji wsadowej chemikaliów mierzy wydajność inaczej niż w produkcji dyskretnej: „dobry wsad” jest podstawową jednostką produkcyjną, a OEE śledzi stosunek czasu przeznaczonego na prowadzenie produktywnych wsadów mieszczących się w specyfikacji do całkowitego dostępnego czasu pracy reaktorów i procesu.
Wydajność czasu cyklu wsadowego stanowi komponent Wydajności (Performance) OEE dla chemikaliów specjalistycznych. Każdy produkt ma zdefiniowany czas cyklu wsadowego obejmujący etapy reakcji, obróbki poreakcyjnej (workup), suszenia i pakowania.
Gdy wsady trwają dłużej niż standardowy czas cyklu, z powodu wolnego osiągania wymaganej temperatury, wydłużonego monitorowania reakcji, komplikacji przy obróbce poreakcyjnej lub opóźnień przy transferach, stanowi to stratę wydajności, którą analiza OEE powinna skwantyfikować i przypisać do konkretnych etapów procesu lub urządzeń.
Systematyczne przekroczenia czasu cyklu wsadowego na określonych reaktorach lub dla określonych gatunków produktów wskazują na możliwości optymalizacji procesu, które mogą obniżyć koszty produkcji i zwiększyć przepustowość reaktorów bez inwestycji kapitałowych.
Zarządzanie kampaniami w wieloproduktowych zakładach chemikaliów specjalistycznych generuje znaczną zaplanowaną aktywność związaną ze zmianami produkcji. Przełączanie ciągu reaktorów między różnymi kampaniami produktowymi obejmuje walidację czyszczenia, zmianę mediów, kwalifikację wyposażenia i instruktaż operatorów, zaplanowane przestoje, które w zakładach o dużej różnorodności produktów mogą pochłaniać 10, 30% dostępnego czasu pracy reaktorów.
Analiza Dostępności (Availability) OEE, która rejestruje czas trwania przezbrojeń kampanii i porównuje go z szacunkami planowanych przezbrojeń, dostarcza danych do optymalizacji harmonogramowania kampanii poprzez grupowanie produktów o kompatybilnych sekwencjach przezbrojeń w celu zminimalizowania całkowitego czasu przejścia między kampaniami.
Wydajność chemiczna, stosunek rzeczywistej masy produktu do teoretycznej wydajności wynikającej ze stechiometrii i wkładu surowcowego, jest elementem Jakości w OEE dla chemii specjalistycznej i wskaźnikiem najbardziej bezpośrednio powiązanym z ekonomiką produkcji.
Straty wydajności wynikają z selektywności reakcji (powstawanie produktów ubocznych), strat podczas obróbki/izolacji (produkt pozostający w roztworach macierzystych, osadach filtracyjnych) oraz odrzuceń jakościowych (partie niezgodne ze specyfikacją pod względem czystości, barwy lub formy fizycznej).
Oprogramowanie OEE, które monitoruje wydajność według klasy produktu i kombinacji reaktorów, oraz śledzi trendy wydajności w czasie, pozwala chemikom procesowym zidentyfikować, które kombinacje urządzenie, produkt osiągają wyniki poniżej wartości teoretycznych i zbadać, czy przyczyną jest zmienność surowców, dryft parametrów procesu czy stan techniczny urządzeń.
Kwestie bezpieczeństwa procesowego w produkcji chemii specjalistycznej powodują powstawanie zdarzeń OEE, które nie mają odpowiednika w produkcji dyskretnej. Awaryjne opróżnienia reaktorów, interwencje systemów bezpieczeństwa oraz nieplanowane zdarzenia odpowietrzania to nieplanowane przestoje mające konsekwencje zarówno dla wydajności produkcji, jak i bezpieczeństwa.
Oprogramowanie OEE, które rejestruje te zdarzenia jako odrębne kategorie przestojów, oddzielnie od awarii mechanicznych urządzeń, dostarcza danych o efektywności produkcji, które jednocześnie wspierają analizę trendów incydentów bezpieczeństwa, łącząc częstotliwość zdarzeń bezpieczeństwa z harmonogramem produkcji i warunkami procesu, w których występują.
Zużycie energii na partię jest kluczowym wskaźnikiem powiązanym z OEE w chemii specjalistycznej, gdzie koszty energii (para, energia elektryczna do chłodzenia, azot do inertowania) są znaczące. Dane dotyczące wskaźnika Wydajności OEE, rzeczywisty czas cyklu partii w porównaniu ze standardem, w połączeniu z danymi monitoringu zużycia energii ujawniają wpływ wydłużenia czasu cyklu na efektywność energetyczną.
Partie, które trwają dłużej niż standard, zużywają proporcjonalnie więcej energii na jednostkę produktu, a poprawa Wydajności OEE skracająca czas cyklu partii jednocześnie zwiększa przepustowość i obniża koszty energii.
Oprogramowanie OEE dla chemikaliów specjalistycznych musi natywnie obsługiwać model produkcji wsadowej, śledzić partie jako podstawową jednostkę produkcji, zamiast adaptować model zliczania pojedynczych części do produkcji wsadowej. Systemy wspierające powiązanie zapisów wsadowych (łączenie zapisów efektywności partii w OEE z rejestrem produkcji wsadowej w systemie zarządzania jakością) tworzą zintegrowany zapis produkcji i jakości, którego producenci chemikaliów specjalistycznych potrzebują zarówno do ciągłego doskonalenia, jak i do zapewnienia zgodności z przepisami.
Integracja DCS (Distributed Control System) z systemem zarządzania partiami jest najważniejszym wymaganiem technicznym dla OEE w przemyśle chemikaliów specjalistycznych. Systemy zarządzania partiami (takie jak Siemens SIMATIC Batch, Rockwell FactoryTalk Batch czy Aspen Batch) zarządzają wykonaniem receptur i generują elektroniczne zapisy partii zawierające dane produkcyjne potrzebne oprogramowaniu OEE.
Platformy OEE, które potrafią przetwarzać zdarzeniowe zapisy z systemów zarządzania partiami, wyodrębniając czasy rozpoczęcia/zakończenia partii, odchylenia parametrów procesu oraz postanowienia dotyczące partii bez konieczności stosowania odrębnej infrastruktury zbierania danych, są znacznie efektywniejsze we wdrożeniu w środowiskach chemikaliów specjalistycznych niż systemy wymagające równoległej infrastruktury czujników.
Zgodność z REACH i COSHH w zakładach produkujących chemikalia specjalistyczne nakłada obowiązki dotyczące monitorowania procesów, które pokrywają się z możliwościami OEE. Udokumentowanie, że procesy chemiczne przebiegają w ramach ocenionych scenariuszy narażenia, wymaga dowodów zgodności parametrów procesowych, do których zapisy wsadowe OEE mogą się przyczynić.
Dla producentów chemikaliów specjalistycznych dążących do certyfikacji EMAS lub raportowania zrównoważonego rozwoju dane OEE dotyczące wydajności i czasu cyklu partii stanowią podstawę efektywności produkcji dla wskaźników środowiskowych (generowanie odpadów na jednostkę produktu, intensywność energetyczna na partię), które wymagają ramy raportowania zrównoważonego rozwoju.
Zaloguj
Blog
