استفاده از اصول لین برای کاهش هزینه‌ها در فرآورده‌های مدرن لوله

شناسایی و حذف اتلاف در کارخانه‌های مدرن لوله

۸ نوع اتلاف در عملیات کارخانه لوله و تأثیر آنها بر هزینه‌ها

امروزه کارخانه‌های تولید لوله در حال یافتن راه‌هایی برای کاهش هزینه‌های تولید خود بین ۱۵ تا ۳۰ درصد هستند، زمانی که به آن مسائل آزاردهنده‌ای که امروزه همه درباره‌شان صحبت می‌کنند، بپردازند. مردم آنها را با استفاده از این مخفف کاربردی به یاد می‌آورند: DOWNTIME که نشان‌دهندهٔ معایب (Defects)، تولید اضافی (Overproduction)، دوره‌های انتظار (Waiting periods)، استفاده نکردن به‌طور مناسب از کارگران ماهر (Not making good use of skilled workers)، مشکلات حمل و نقل (Transportation issues)، مشکلات موجودی (Inventory problems)، حرکت‌های غیرضروری (Unnecessary movements) و پردازش‌هایی فراتر از حد مورد نیاز (Processing that goes beyond what's needed) است. وقتی مواد زیادی به دلیل تولید بیش از حد انباشته شوند، شرکت‌ها مجبور به پرداخت هزینه‌های اضافی برای فضای انبارداری می‌شوند و در صورت قدیمی شدن محصولات قبل از فروش، با مشکلات جدی مواجه می‌شوند. علاوه بر این، جابجایی غیرضروری مواد می‌تواند عملیات را تا حدود ۲۰٪ کند کند. بررسی اخیری که از صنعت در سال ۲۰۲۴ انجام شده چیز جالبی را نشان داد: کارخانه‌هایی که واقعاً به علل اصلی بروز معایب پی می‌برند و آنها را ریشه‌کن می‌کنند، معمولاً پس از نیم‌سال اجرای تغییرات، حدود ۱۲٪ کاهش در هزینه‌های ضایعات را تجربه می‌کنند.

نقشه‌برداری از جریان ارزش برای حذف هدررفت در فرآیندهای تولید

هنگامی که تولیدکنندگان از نقشه‌برداری جریان ارزش (VSM) بر روی خطوط تولید لوله خود استفاده می‌کنند، اغلب چندین نقطه ضعف در طول فرآیند شناسایی می‌شوند. مواد تمایل دارند بین مراحل مختلف فرآیند بیش از حد در انتظار بمانند و تعداد زیادی بازرسی کیفیت به صورت مکرر انجام می‌شود. بررسی نحوه حرکت مواد از آن رول‌های بزرگ فولادی تا لحظه ارسال لوله‌ها نشان می‌دهد که در کجا زمان تلف می‌شود. برخی مطالعات نشان می‌دهند این مراحل غیرضروری می‌توانند بین یک چهارم تا تقریباً نیمی از کل زمان تولید را تشکیل دهند. به عنوان مثال، یکی از کارخانه‌هایی که اخیراً با آن همکاری داشتیم را در نظر بگیرید - پس از اجرای صحیح تکنیک‌های VSM، توانستند زمان تحویل کلی خود را حدود ۱۸٪ کاهش دهند. این کار را عمدتاً با چیدمان مجدد ایستگاه‌های کاری و بهبود هماهنگی بین زمان کار ماشین‌آلات و زمان واقعی ارسال محموله‌ها انجام دادند.

چگونه توقف‌های تولید به اتلاف ارزش‌افزوده منجر می‌شوند

وقتی تجهیزات خراب می‌شوند یا مواد به موقع نمی‌رسند، توقف‌های برنامه‌ریزی‌نشده هزینه‌ای معادل ۹ تا ۱۴ درصد از هزینه‌های سالانه عملیاتی کارخانه‌های لوله‌سازی را تشکیل می‌دهند. به این ببینید که چه اتفاقی می‌افتد اگر تنها دو ساعت توقف در یکی از خطوط جوشکاری مارپیچی رخ دهد — اغلب این موضوع منجر به بیش از هشت ساعت کار اضافی در مراحل بعدی فرآیند تولید می‌شود. این نوع مشکلات به سرعت انباشته می‌شوند. تولیدکنندگان هوشمند شروع به اجرای اقداماتی مانند بازرسی‌های منظم تعمیر و نگهداری بر اساس الگوهای استفاده واقعی به جای برنامه‌های زمانی ثابت کرده‌اند، علاوه بر این، ذخایر بهتری از قطعات حیاتی را نگهداری می‌کنند. این گونه اقدامات پیشگیرانه باعث می‌شوند مواد به حرکت خود ادامه دهند، حتی زمانی که زنجیره تأمین ناپایدار می‌شود و این امر تأخیرهای زنجیره‌ای آزاردهنده و وقت‌گیر و پرهزینه را کاهش می‌دهد.

بهینه‌سازی جریان و استانداردسازی برای افزایش کارایی عملیاتی

ایجاد جریان پیوسته برای کاهش گلوگاه‌ها و زمان چرخه

کارخانه‌های تولید لوله که بر بهره‌وری تمرکز دارند، معمولاً چیدمان‌هایی ایجاد می‌کنند که در آنها گلوگاه‌ها ناپدید شده و تولید به‌صورت پیوسته و متناسب با نیاز هر مرحله جریان دارد. وقتی یکی از کارخانه‌ها سال گذشته ایستگاه‌های جوش خود را دقیقاً کنار ماشین‌های شکل‌دهی منتقل کرد، طبق تحقیقات اخیر، کاهش قابل توجه ۱۸ درصدی در زمان چرخه مشاهده شد. بررسی کل فرآیند از طریق نقشه‌برداری جریان ارزش، انواع حرکات اتلافی را آشکار می‌سازد؛ مثلاً زمانی که مواد بین مراحل مختلف به‌صورت غیرضروری جابه‌جا می‌شوند. کارخانه‌هایی که این نوع بهبودها را اجرا می‌کنند، معمولاً تجهیزاتشان حدود ۱۲ تا ۱۵ درصد بیشتر از کارخانه‌هایی که همچنان از روش‌های قدیمی تولید دسته‌ای استفاده می‌کنند، در روز کار می‌کنند. این تفاوت در طول زمان برای تولیدکنندگانی که به دنبال بیشینه‌کردن بهره‌وری و کمینه‌کردن توقفات هستند، تأثیر چشم‌گیری دارد.

اجرای کار استاندارد در کارخانه‌های مدرن لوله

وقتی شرکت‌ها رویه‌های استاندارد را اجرا می‌کنند، معمولاً سازگاری بهتری بین شیفت‌های مختلف مشاهده می‌شود. تغییرات ضخامت دیواره می‌تواند حدود ۳۰٪ کاهش یابد که این امر تأثیر قابل توجهی بر کیفیت تولید دارد. در فرآیندهای مهمی مانند شکل‌دهی لوله مارپیچی، اکثر کارگاه‌ها دقیقاً مراحل لازم را ثبت کرده‌اند. این اسناد معمولاً شامل مواردی مانند زمان لازم برای کالیبره کردن ابزارها، فواصل زمانی انجام بازرسی‌های کیفی و حد مجاز سایش غلتک‌ها می‌شوند. با توجه به داده‌های گزارش صنعت تولید فولاد سال ۲۰۲۴، تولیدکنندگانی که این رویکردهای ساختاریافته را پذیرفتند، دوره‌های آموزشی خود را تقریباً نصف کردند. علاوه بر این، نرخ بازده اولیه به طور قابل توجهی افزایش یافت که به معنای کاهش رد شدن محصولات و هدررفت مواد در کل فرآیند است.

تعادل بین استانداردسازی و انعطاف‌پذیری در تولید لوله با تنوع بالا

تولیدکنندگان پیشرو از سیستم‌های ابزار ماژولار استفاده می‌کنند که با حفظ استانداردسازی، قابلیت سازگاری با قطرهای متنوع را دارند. یک کارخانه که بیش از ۲۰۰ مشخصه لوله را مدیریت می‌کرد، با به‌کارگیری ماندل‌های قابل تنظیم و سیستم‌های فلنج سریع‌قفل شونده، زمان تغییر از ۹۰ دقیقه به ۲۸ دقیقه کاهش یافت. این رویکرد ترکیبی، تولید به موقع (JIT) را بدون تأثیر بر دقت ابعادی پشتیبانی می‌کند.

نقشه‌برداری از جریان ارزش به عنوان پایه‌ای برای بهینه‌سازی فرآیند

با نقشه‌برداری از جریان مواد و اطلاعات از شاخه خام تا محصول نهایی، کارخانه‌ها ناکارآمدی‌های پنهانی مانند بازرسی‌های تکراری را آشکار می‌کنند. یک تیم چندوظیفه‌ای در یک تولیدکننده اروپایی با استفاده از VSM، ۲۳٪ از مراحل فرآیند غیرضروری را حذف کرد، در حالی که همچنان با استانداردهای API 5L مطابقت داشت.

ابزارهای اصلی لین (Lean) برای کاهش هزینه در کارخانه‌های مدرن لوله

۵S برای سازماندهی محل کار و بهبود کارایی

روش‌های 5S (مرتب‌سازی، سامان‌دهی، تمیزکاری، استانداردسازی، حفظ‌وضع) با حذف وسایل اضافی و ابزارهای جابه‌جا شده، زمان جستجوی مواد را در کارخانجات مدرن لوله تا ۱۸ تا ۲۵ درصد کاهش می‌دهد. فضاهای کاری منظم، دیدپذیری و تداوم جریان کار را بهبود می‌بخشند و با ایجاد چیدمان استاندارد ایستگاه‌ها، تأخیرهای بازرسی را ۳۰ درصد کاهش می‌دهند.

SMED: کاهش زمان‌های تغییر تنظیم برای بیشینه‌سازی استفاده از تجهیزات

تعویض قالب در یک دقیقه (SMED) با تبدیل فعالیت‌های راه‌اندازی داخلی به آماده‌سازی خارجی، اتلاف ناشی از تنظیم مجدد را به حداقل می‌رساند. کارخانه‌هایی که اصول SMED را اجرا کرده‌اند، کاهش ۵۰ تا ۸۰ درصدی در زمان تعویض قالب را گزارش داده‌اند که این امر امکان تولید در اندازه دسته‌های کوچکتر و هماهنگی بهتر با تقاضاهای تولید JIT را فراهم می‌کند.

نگهداری تولیدی جامع (TPM) و راهبردهای بهبود OEE

TPM بر نگهداری خودکار تأکید دارد و با اجرای روال‌های روان‌کاری و کالیبراسیون توسط اپراتورها، سالانه ۲۲٪ کاهش در توقف‌های برنامه‌ریزی‌نشده ایجاد می‌کند. هنگامی که این روش همراه با پیگیری عملکرد کلی تجهیزات (OEE) — که شامل دسترس‌پذیری، عملکرد و کیفیت است — به کار گرفته شود، کارخانه‌ها با رفع "شش تلفات بزرگ" در فرآیندهای نورد و شکل‌دهی، به بهبود ظرفیت در حد ۶ تا ۹ درصد دست می‌یابند.

کایزن و بهبود مستمر برای صرفه‌جویی پایدار در هزینه‌ها

تیم‌های کایزن چندوظیفه‌ای با بهبودهای تدریجی مانند بهینه‌سازی پارامترهای جوشکاری، کاهش سالانه ۳ تا ۸ درصدی هزینه‌ها را محقق می‌کنند. یک مطالعه در سال ۲۰۲۳ نشان داد که کارخانه‌هایی که رویدادهای کایزن ماهانه برگزار می‌کنند، با اصلاحات تدریجی، مصرف انرژی به ازای هر تن را در طی ۱۸ ماه ۱۲ درصد کاهش داده‌اند.

بهینه‌سازی موجودی و جریان مواد با استفاده از اصول تولید به موقع (JIT)

حذف تولید اضافی و موجودی زائد از طریق JIT

وقتی کارخانه‌های تولید لوله به سمت تولید به موقع (Just-in-Time) حرکت می‌کنند، معمولاً هزینه‌های موجودی خود را بین ۱۴ تا ۲۲ درصد کاهش می‌دهند که در مقایسه با رویکردهای سنتی ذخیره‌سازی، رقمی قابل توجه است. ایده اصلی در اینجا ساده است: تولیدکنندگان تنها محصولاتی را تولید می‌کنند که سفارش داده شده باشد، بنابراین تولید اضافی وجود ندارد که فضای انبار را اشغال کند. این رویکرد به‌طور چشمگیری نیاز به ذخیره‌سازی هم حلقه‌های فولاد خام و هم محصولات نهایی را کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، یکی از تولیدکنندگان بزرگ لوله پس از هماهنگ‌کردن زمان‌بندی تحویل حلقه‌های فولادی با عملیات نورد واقعی خود، موفق شد سالانه حدود ۲ میلیون دلار صرفه‌جویی کند. موجودی اطمینان آن‌ها از مواد مورد نیاز برای ۳۰ روز به حدود سه روز کاهش یافت. البته، برای اجرای این روش، همکاری نزدیک با تأمین‌کنندگان در سراسر زنجیره تأمین ضروری است. کارخانه‌ها گاهی اوقات باید تحویل مواد را دقیقه به دقیقه هماهنگ کنند تا مواد دقیقاً در زمان مورد نیاز و بدون نگهداری ذخایر اضطراری بزرگی که فضای انبار و سرمایه را مصرف می‌کنند، در دسترس قرار گیرند.

هماهنگی جریان مواد با تقاضا از طریق بهینه‌سازی گردش کار

اجرای صحیح تولید به موقع (JIT) به شدت به همزمان‌سازی گردش کارها در زمان واقعی بستگی دارد. امروزه تولیدکنندگان پیشرفته، سیستم‌های ردیابی اینترنت اشیا (IoT) را پیاده‌سازی می‌کنند که اندازه لوله‌های خروجی خط تولید را با نیازهای موجود در محل‌های ساخت‌وساز در مناطق مختلف تطبیق می‌دهند. یک کارخانه فولاد در آزمایش سال ۲۰۲۴ خود شاهد کاهش زمان تحویل تقریباً به نصف بود، زمانی که این روش را آغاز کرد. نرم‌افزار برنامه‌ریزی که این شرکت‌ها استفاده می‌کنند قادر است زمان‌بندی تولید را به صورت خودکار در پاسخ به ورود پروژه‌های جدید تنظیم کند، که این امر به جلوگیری از تأخیرهای آزاردهنده ناشی از تراکم در فرآیندهای روکش یا رزوه کمک می‌کند. داده‌های صنعتی همچنین چیز جالبی نشان می‌دهند: واحدهایی که روش‌های تولید به موقع را با سیستم‌های هوشمند تجدید موجودی ترکیب می‌کنند، توانسته‌اند مواد مورد نیاز را حدود ۹۷٪ از زمان در دسترس نگه دارند، در حالی که تعداد حرکات موجودی آن‌ها حدود ۳۵٪ کمتر از روش‌های قدیمی است. وقتی فکر کنید، این موضوع کاملاً منطقی است.

سنجش موفقیت لجستیک Lean با نتایج مبتنی بر داده در کارخانه‌های مدرن لوله

پیگیری بهبودهای OEE پس از اجرای TPM (مثال مطالعه موردی)

امروزه کارخانه‌های تولید لوله شروع به به‌کارگیری نگهداری فراگیر تولیدی یا TPM به عنوان روشی برای پایش بهبود در اثربخشی کلی تجهیزات (OEE) کرده‌اند. به عنوان مثال، یک کارخانه در آمریکای شمالی در سال ۲۰۲۳ را در نظر بگیرید. زمانی که این کارخانه TPM را در عملیات خود اجرا کرد، شاهد اتفاقی قابل توجه بودند. وقفه‌های برنامه‌ریزی‌نشده حدود ۳۵٪ کاهش یافت، در حالی که اعداد OEE آن‌ها در عرض دوازده ماه تنها حدود ۲۲٪ افزایش یافت. با بررسی داده‌های صنعت در مجموع، واحدهایی که نگهداری پیش‌بینانه را اجرا می‌کنند، معمولاً هر ساله بین ۱۸ تا ۲۷٪ تولید بهتری نسبت به مکان‌هایی که هنوز درگیر رفع مشکلات پس از وقوع آن‌ها هستند، به دست می‌آورند. چه چیزی این رویکرد را این‌قدر ارزشمند می‌کند؟ خب، هنگامی که روندهای OEE را در طول زمان تحلیل می‌کنند، تولیدکنندگان اغلب مشکلات قدیمی مانند مسائل مکرر تراز ابزار را کشف می‌کنند که به‌صورت ساکت در حال کاهش نرخ تولید بوده و سالانه بین ۱۲ تا ۱۵٪ از منابع آن‌ها را بدون اینکه کسی متوجه شود، هدر می‌داد.

کاهش هزینه از طریق حذف زوال‌های لجستیکی

حذف این ضایعات مزاحم لجستیکی در واقع پول صرفه‌جویی می‌کند، به شرطی که به معیارهای عملکرد پیوند داده شود. به عنوان مثال، یک کارخانه فولاد سالانه حدود ۲٫۸ میلیون دلار پس‌انداز کرد، پس از اینکه به تمامی هشت نوع ضایعه پرداخت. نرخ رد خط جوش آنها ۴۰٪ کاهش یافت، همین‌طور که نحوه آموزش اپراتورها استانداردسازی شد. کارخانجات واقعاً پیشرو اکنون شروع به استفاده از سیستم‌های اینترنت اشیا (IoT) برای نظارت بر حرکت مواد در داخل کارخانه‌های خود کرده‌اند. این سیستم‌های هوشمند نظارتی به آنها کمک می‌کنند تا بلافاصله در تولید لوله‌ها، بین ۹۲٪ تا ۹۵٪ موفقیت داشته باشند. یک مطالعه اخیر در سال ۲۰۲۴ نیز این موضوع را تأیید می‌کند و نشان می‌دهد که شرکت‌هایی که از داده‌ها برای هدایت تلاش‌های لجستیکی خود استفاده می‌کنند، در محیط‌های تولیدی پیچیده، هزینه‌های تولید را به ازای هر تن بین ۱۸ تا ۲۷ دلار کاهش داده‌اند. چه چیزی باعث تداوم این بهبودها می‌شود؟ داشبوردهای لحظه‌ای که اندازه‌گیری هزینه به ازای هر متر را مستقیماً به بررسی‌های روزانه عملکرد در طول شیفت‌ها متصل می‌کنند.

سوالات متداول

هشت نوع ضایعات در عملیات کارخانه لوله چیست؟

هشت نوع ضایعات در عملیات کارخانه لوله شامل نقص‌ها، تولید بیش از حد، دوره‌های انتظار، استفاده نکردن بهینه از کارگران ماهر، مشکلات حمل و نقل، مشکلات موجودی، حرکت‌های غیرضروری و پردازش اضافی است. همه این موارد می‌توانند منجر به افزایش هزینه‌های تولید و ناکارآمدی در فرآیند ساخت شوند.

نقشه‌برداری جریان ارزش چگونه در حذف ضایعات کمک می‌کند؟

نقشه‌برداری جریان ارزش (VSM) با تصویرسازی جریان مواد و اطلاعات در فرآیند تولید، به شناسایی ضایعات کمک می‌کند. این روش ناکارآمدی‌هایی مانند تولید بیش از حد، زمان‌های انتظار و بازرسی‌های تکراری را آشکار می‌سازد و به تولیدکنندگان امکان می‌دهد تا فرآیندها را بهینه کرده و زمان‌های چرخه را کاهش دهند.

تأثیر توقف‌های تولید بر عملیات کارخانه لوله چیست؟

توقف در عملیات کارخانه لوله می‌تواند منجر به تأثیرات هزینه‌ای قابل توجهی شود و اغلب ۹ تا ۱۴ درصد از هزینه‌های سالانه عملیاتی را تشکیل می‌دهد. کاهش توقف با نگهداری پیشگیرانه و مدیریت بهتر موجودی می‌تواند به حفظ جریان تولید بدون وقفه کمک کند.

تولید به موقع چیست؟

تولید به موقع (JIT) یک استراتژی تولید است که در آن مواد و محصولات تنها در زمانی که مورد نیاز هستند، تولید و تحویل داده می‌شوند. این روش هزینه‌های موجودی را کاهش می‌دهد، استفاده از فضای انبار را به حداقل می‌رساند و فرآیندهای تولیدی را با تقاضای واقعی هماهنگ می‌کند.

نگهداری فراگیر تولید چگونه باعث بهبود کارایی می‌شود؟

نگهداری فراگیر تولید (TPM) بر نگهداری پیشگیرانه و پیشگویانه تمرکز دارد تا بیشترین کارایی تجهیزات را فراهم کند. با کاهش توقف‌های برنامه‌ریزی‌نشده و اطمینان از اینکه ماشین‌آلات در شرایط بهینه نگهداری می‌شوند، TPM شاخص کارایی کلی تجهیزات (OEE) را افزایش داده و ظرفیت تولید کارخانه را بهبود می‌بخشد.