ما وراء الآلة: إطلاق العنان لأداء أفضل للمصنع

غالبًا ما يتم تحسين المصانع بآلة تلو الأخرى. لكنها تؤدي أداءً جماعيًّا. قد يعمل كل من نظام التبريد، والمجفف بكفاءة، في الوقت الذي تظل فيه فرصة ما غير مستغلة: فالأول يزيل الحرارة التي يحتاجها الثاني. أو قد تكون المعدات تعمل تمامًا كما هو مخطط لها – وفقًا لمتطلبات الإنتاج التي تغيرت منذ ذلك الحين. كما أنها ليست عملية تُنفذ مرة واحدة فقط. يبدأ تحسين أداء المصنع بتحديد الفرص المناسبة، ويستمر من خلال التنفيذ المتكامل، ويعتمد على تحسين العمليات بمرور الوقت. هذا هو المنطق الكامن وراء مبادرة Better Journey من GEA: Think Better, Build Better و Run Better.

توضح ثلاثة مشاريع في مجال الألبان ما يعنيه ذلك عمليًّا. في Arla Foods، كشفت نظرة أوسع نطاقاً على تدفقات الطاقة عن فرصة تتجاوز مجفف الرذاذ نفسه. في Aurivo، صُممت أنظمة المعالجة، والتدفئة، والتبريد بحيث تتكامل فيما بينها – مما أدى إلى القضاء تقريبًا على الحاجة إلى حرق زيت الوقود لأغراض البسترة. في جمعية منتجي الحليب بولاية ميشيغان (MMPA)، تساعد البيانات، والدعم المستمر من الخبراء في الحفاظ على أداء المجففات، وتحسينه بمرور الوقت.

مصانع مختلفة، تحديات مختلفة، لكن نهج واحد مشترك: النظر إلى الصورة الأوسع، وتحويلها إلى حل متكامل، ومواصلة التحسين مع تغير احتياجات الإنتاج.

Think Better: طرح الأسئلة الصحيحة

في مصنع AKAFA للحليب المجفف التابع لـ Arla في الدنمارك، تجاوزت شركتا Arla، وGEA نطاق جهاز التجفيف، ووضعتا المصنع ككل في الاعتبار. كشفت عملية تدقيق شامل للطاقة أُجريت في عام 2018 عن فرصة: كان مجفف الرذاذ يحتاج إلى كميات كبيرة من الحرارة، في حين كانت الأجزاء الأخرى من المصنع تحتاج إلى التبريد. مطلبان منفصلان يمكن أن يصبحا جزءًا من الحل نفسه.

وقد حققت شركتا Arla، وGEA إنجازاً هو الأول من نوعه على مستوى العالم من خلال دمج نظام المضخة الحرارية عالية الحرارة AddCool® من GEA في مجفف الرذاذ للألبان قيد التشغيل. أصبح من الممكن الآن تحسين الطاقة المسترجعة من عملية التبريد، وإعادة استخدامها كحرارة مفيدة. يقلل هذا النظام من استهلاك الغاز الطبيعي اللازم لتوليد الهواء الساخن المطلوب لعملية التجفيف بالرذاذ بنسبة 59 في المائة؛ وعندما يتم تشغيله بالكهرباء المتجددة، فإنه يقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنحو 1,500 طن متري سنويًّا.

وكما تقول لاين براندت بيدرسن، مديرة استدامة سلسلة التوريد في Arla Foods: "من أهم الدروس المستفادة من مشروع AKAFA أن الاستدامة والأداء، بما في ذلك الجوانب المالية، يمكن أن يسيرا جنبًا إلى جنب." بدأ المشروع بالتركيز على الانبعاثات، لكن الحل كان لا بد في النهاية من أن يكون فعالاً على الجبهات الثلاث جميعها.

Build Better: تطبيق الرؤية الشاملة على أرض الواقع

في Aurivo بأيرلندا، أدى اتباع نهج مماثل إلى جعل غلايات الزيت الوقودي غير ضرورية تقريبًا في عملية البسترة. خلال عملية تحديث واسعة النطاق لمصنع الألبان التابع لـ Aurivo في كيليغوردون، كانت GEA تقوم بتركيب جهاز بسترة أكبر حجمًا، ومعدات أخرى لمعالجة السوائل، إلى جانب استبدال نظام التبريد القديم. وقد أتاح ذلك فرصة لتصميم الأنظمة بحيث تتكامل فيما بينها.

بدلاً من الاكتفاء بالتخلص من الحرارة الناتجة أثناء التبريد، قامت GEA بدمج مضخة حرارية لاستعادة تلك الطاقة، ورفع درجة حرارتها إلى مستوى مفيد. وبعد ذلك، يمكن استخدام الماء الساخن الذي تبلغ درجة حرارته حوالي 78 درجة مئوية في عملية البسترة. يوضح كينيث هوفمان، مدير منتجات المضخات الحرارية في GEA: "لم نكتفِ بتوفير مضخة حرارية، أو جهاز بسترة فحسب، بل قمنا بتحسين أداء جهاز البسترة ليتناسب مع استخدام المضخة الحرارية". تعمل الغلايات التي تعمل بالوقود الآن لمدة ساعة تقريبًا في الأسبوع – وهي المدة الكافية لبدء كل دورة من دورات العملية.

كما كان على فريق الهندسة العمل في ظل وجود مصنع للألبان يعمل بكامل طاقته؛ لذا كان التنسيق الدقيق أمراً بالغ الأهمية. يقول ستيفن كارلين، مدير الهندسة في Aurivo: "كان أحد أكبر مخاوفنا هو التعطل المطول، وعدم قدرتنا على تلبية احتياجات عملائنا". وأفاد بعدم حدوث أي انقطاع في طاقة معالجة الحليب، أو جودته خلال مرحلة التشغيل التجريبي.

أدى هذا التحديث الشامل إلى خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في موقع كيليغوردون بنسبة 80 في المائة. في مجالات المعالجة، والتسخين، والتبريد، انخفض استهلاك الطاقة بنحو 12 في المائة، في حين زادت الطاقة الإنتاجية لمعالجة الحليب في الساعة بنسبة 80 في المائة، وتجاوزت الوفورات التشغيلية السنوية 347,000€.

حتى المصنع المصمم تصميماً جيداً لا يظل في حالة مثالية من تلقاء نفسه. تستمر المنتجات، والأحجام، وظروف التشغيل في التغير، مما يعني أن عملية التحسين يجب أن تستمر هي الأخرى.

Run Better: التحسن بمرور الوقت

في مصنع MMPA الكائن في أوفيد، ميشيغان، كان معدل تغيير المشغلين يسهم في تباين أداء مجفف الرذاذ. أدى نظام التحكم المتقدم في العمليات GEA OptiPartner إلى تقليل اعتماد الأداء على المشغل الفردي، وذلك من خلال دمج نموذج رياضي للمجفف مع بيانات التشغيل الفورية. يقوم النظام تلقائيًا بضبط معلمات التشغيل مثل درجة الحرارة، وتدفق الهواء، حيث يتولى معظم عمليات الضبط الدقيق المستمر اللازمة للحفاظ على مستوى الإنتاج قريبًا من المستوى الأمثل.

وقد تجلت هذه المكاسب في جميع مراحل العملية: فقد ارتفعت الإنتاجية، وانخفض استهلاك الطاقة النوعي للمجفف بنسبة 6.4 في المائة. وقد استمرت هذه التحسينات منذ تثبيت برنامج OptiPartner في عام 2021. لكن النظام بحد ذاته ليس ثابتًا. ويمكن أن تتطور هذه العملية مع تغير الوصفات، أو إعادة تهيئة المعدات، أو تغير أولويات الإنتاج.

تقوم GEA بدمج OptiPartner مع Performance Care، وهي خدمة اشتراك تهدف إلى التحسين المستمر. يعمل أحد المتخصصين المتفانين من GEA مع المصنع على مدار فترة زمنية، مستعينًا ببيانات الأداء لتحسين معايير التشغيل، وحل المشكلات، وتحديد المزيد من الفرص. وكما تقول كريستينا أود، أخصائية التحسين الرقمي في GEA: "تبدأ مهمتنا في الواقع بعد الانتهاء من التشغيل التجريبي." وبالنسبة لغاسبر كالاندرينو، المدير الهندسي في MMPA، فإن هذه العلاقة المستمرة تُعد عاملاً أساسياً: "المكسب الأكبر لنا هو امتلاكنا لمورد يتعامل مع النظام، وأداء عملية المعالجة دائمًا."

الفرصة التالية

تُظهر هذه المشاريع الواقع الفعلي لأداء المحطات في الوقت الحالي. المصنع ليس مجرد مجموعة من الآلات، بل هو نظام من العمليات المتفاعلة – وهو نظام في تغيُّر مستمر. قد يكون المصنع الذي تم تحسينه قبل خمس سنوات يؤدي الآن مهمة مختلفة قليلاً.

كما أن كل تحسين لا يتطلب بالضرورة تركيب نظام جديد كبير – أو خوارزمية جديدة. على مدار العمر التشغيلي للمنشأة، قد تظهر فرص جديدة من خلال أعمال الصيانة، أو تحديث المعدات، أو عمليات التحديث الترميمي، أو ببساطة من خلال إعادة النظر في عملية تم تصميمها منذ سنوات. يُعد التشغيل التجريبي مرحلة مهمة، لكنه ليس القرار الأخير الذي سيتخذه المصنع فيما يتعلق بالكفاءة.

ويستمر العمل مع العملاء الثلاثة جميعًا. تدرس شركتا Arla، وGEA إمكانية تنفيذ خطة تدريجية لإضافة مجففات رش إضافية في موقع "أكافا". في Aurivo، انتقل المشروع من مرحلة الإنشاء إلى مرحلة التشغيل، حيث توفر GEA خدمات الصيانة، والمراقبة، والتحسين بشكل مستمر. وفي MMPA، تشير الخبرة المكتسبة في مجال التحكم المتقدم في العمليات الخاصة بمجفف الرذاذ إلى الفرصة التالية: توسيع نطاق هذا النهج ليشمل أجهزة التبخير الخاصة بها.

في كل حالة، أدت خطوة ما إلى الخطوة التالية. لا يتحقق تحسين أداء المصنع من خلال تقنية واحدة، أو قرار واحد فقط. ويأتي ذلك من ربط جميع مراحل الرحلة ببعضها البعض. تُظهر هذه المشاريع الثلاثة مجتمعةً كيف ترتبط مبادرات Think Better وBuild Better وRun Better ببعضها البعض: إن فهم المصنع بأكمله يحدد شكل ما يتم بناؤه، بينما تُظهر الخبرة المكتسبة من تشغيله المجالات التي يجب التركيز عليها في المرحلة التالية.

لأن المصنع لا يتوقف أبدًا عن التطور، وكذلك الحال بالنسبة للجهود المبذولة لتحسينه.