1 Departamentul de Inginerie Mecanică, Universitatea din Moratuwa, 10400 Katubedda, Sri Lanka

aspect

Abstract

1. Introducere

O instalație poate fi o mașină-unealtă, un centru de lucru, o celulă de fabricație, un atelier de mașini, un departament sau un depozit [1], iar o amenajare a instalației este o amenajare a tot ceea ce este necesar pentru producția de bunuri sau livrarea de servicii. Un aspect eficient ar asigura o productivitate sporită. Determinarea organizării fizice a unui sistem de producție este definită ca problema amenajării instalației (FLP) [2]. Este dificil de rezolvat din cauza obiectivelor și constrângerilor inerente conflictuale. Se știe că FLP are un impact semnificativ asupra costurilor de fabricație, procesului de lucru, termenului de executare și productivității [3]. FLP este și mai dificil în industria de prelucrare a produselor alimentare [3]. Nerespectarea produselor alimentare în conformitate cu standardele de igienă are o influență directă asupra eficienței producției prin pierderea producției și are un efect și mai mare prin pierderea încrederii consumatorilor [4]. Scăderile în asigurarea igienei alimentelor pot duce, de asemenea, la urmărirea penală în instanță penală pentru neglijență și pot provoca pierderi financiare majore companiilor.

Următoarea secțiune a lucrării prezintă revizuirea literaturii. Secțiunea 3 descrie cadrul dezvoltat pentru a vizualiza FLP, iar modelul de aspect este propus în secțiunea 4. Secțiunea 5 evaluează cadrul propus și modelul. Rezultatele și discuțiile sunt prezentate în secțiunea 6 urmată de concluzia din ultima secțiune.

2. Cercetări conexe

O structură a instalației este concepută pentru a obține o amenajare fizică a diferitelor entități ale unei instalații care îndeplinește cel mai economic producția necesară, atât din punct de vedere al cantității, cât și al calității [6]. Conform [7], o amenajare a instalației implică în mod ideal alocarea spațiului și amenajarea echipamentelor în așa fel încât costurile generale de operare să fie reduse la minimum. În sistemele de fabricație sunt întâlnite în mod obișnuit trei tipuri principale de planuri, aspectul produsului, aspectul procesului și aspectul grupului. Aspectele grupurilor pot fi clasificate în continuare în linie de flux, celulă și centru [8]. Acestea sunt prezentate în Figura 1 și, conform [8], distincția dintre aceste tipuri de machete se face pe baza caracteristicilor sistemului, cum ar fi volumul de producție și varietatea produsului. Se raportează că un aspect de fabricație bine conceput poate reduce costul de funcționare cu 50% [9, 10].


2.1. Eficiența aspectului

Pentru a evalua eficiența unui aspect, se utilizează indicatori cheie de performanță (KPI). KPI-urile utilizate în mod obișnuit sunt distanța parcursă (m), distanța parcursă greutatea (mkg), deplasarea mărfurilor, deplasarea personalului, eficiența generală a echipamentelor (OEE), eficiența energetică și generarea deșeurilor. Cu toate acestea, KPI-urile adecvate pentru fabricarea alimentelor trebuie identificate și încorporate în criteriile de evaluare a eficienței aspectului, pentru a aborda considerațiile privind siguranța alimentelor. Acest lucru permite, de asemenea, determinarea eficientă a îmbunătățirii eficienței proceselor de fabricație a produselor alimentare atunci când se efectuează modificări de aspect.

2.2. Tehnologia procesării alimentelor

Principala preocupare a producătorilor de alimente este de a produce ceva sănătos și sigur, adică lipsit de microorganisme patogene și de contaminarea chimică și a corpului străin [11]. Produsele alimentare sunt perisabile și devin improprii consumului cu timpul. Deși nu poate fi prevenit, un scop al procesării alimentelor este de a încetini rata de deteriorare prin selectarea metodelor de procesare adecvate, a formulărilor de ingrediente, a ambalării și a condițiilor de depozitare [12]. Pentru a face produsele alimentare sigure pentru consum, fabricile de prelucrare a alimentelor iau măsuri pentru a elimina posibilitatea contaminării microbiene, chimice și fizice. Astfel, devine un factor cheie de îngrijorare, iar proiectarea aspectului ar trebui să contribuie în esență la prevenirea contaminării directe și încrucișate a produselor fabricate. Prin urmare, aspectele fabricilor de prelucrare a alimentelor trebuie să fie proiectate pentru a îndeplini cerințele de siguranță a alimentelor, pe lângă eficiența producției. Aceasta este principala diferență preconizată între aspectele procesării alimentelor și alte fabrici. Astfel, se poate concluziona că fabricile de procesare a alimentelor adaugă o nouă dimensiune problemei comune a proiectării aspectului.

2.3. Standarde de calitate aplicabile industriei de prelucrare a alimentelor

Sunt disponibile multe linii directoare pentru reglementarea proceselor de fabricație a alimentelor. În sectorul procesării alimentelor, sistemele de asigurare a calității (QA) sunt utilizate pentru a îmbunătăți calitatea și a reduce costurile, în timp ce programele HACCP sunt utilizate în mod specific pentru a asigura siguranța alimentelor [4]. Pe baza principiilor de gestionare, HACCP și GMP au fost implementate pentru a ajuta plantele să mențină niveluri ridicate de igienă [4]. Sistemele HACCP stabilesc controlul procesului prin identificarea punctelor din procesul de producție care sunt cele mai critice pentru monitorizare și control în ceea ce privește contaminarea [13]. Este recunoscut pe scară largă în industria alimentară ca o abordare eficientă pentru stabilirea unor bune practici de producție, salubrizare și fabricație care produc produse alimentare care sunt sigure de consumat [14]. Prin urmare, se poate concluziona că QA și HACCP implementate de comun acord facilitează îmbunătățirea atât a eficienței producției, cât și a siguranței produsului [15].

Având în vedere factorii de mai sus, un domeniu care necesită atenție în industria de prelucrare a alimentelor este relația dintre igienă și dispunerea instalațiilor de prelucrare. Aspecte legate de igiena alimentelor au fost abordate în diferite discipline și este disponibilă o cantitate considerabilă de cunoștințe. Cu toate acestea, aceste cunoștințe nu sunt legate în mod sistematic de evaluarea și proiectarea aspectelor pentru prelucrarea alimentelor. Literatura privind planificarea amenajării a abordat până acum în mod inadecvat influența factorilor de igienă asupra naturii specifice a companiilor de prelucrare a alimentelor [4].

3. Dezvoltarea cadrului

Trebuie urmat un proces sistematic în proiectarea aspectului pentru a se asigura că proiectarea este în conformitate cu cerințele de producție. Prin urmare, este crucială suficientă informație pentru a începe un proces de proiectare a aspectului. Problema de proiectare sau modificare a aspectului devine și mai dificil de rezolvat atunci când există limitări practice, cum ar fi demolarea zidurilor și structurilor existente, adăugarea mai mult spațiu unei instalații existente, acomodarea complexității unui proces de fabricație și menținerea capacității și flexibilității unei instalații . Costul implementării unui nou aspect și timpul disponibil pentru execuție sunt alte limitări adesea trecute cu vederea în literatura de specialitate. Prin urmare, trebuie să existe o mai bună înțelegere a acestor limitări atunci când se proiectează un aspect.

Cadrul propus ilustrat în Figura 2 a fost astfel dezvoltat pentru a sprijini proiectanții industriali să obțină informațiile solicitate într-un mod sistematic. Se compune din cinci pași principali. Pasul A se referă la capacitatea utilajului necesar. Pasul B abordează problema parametrilor de proiectare ai procesului de fabricație. Pasul C ajută la generarea de cerințe de spațiu pentru diferite secțiuni ale aspectului. Pasul D ia în considerare alternativele de aspect, iar Pasul E este dedicat selecției celui mai practic aspect din opțiunile disponibile.


Pasul A. Detaliile a șase articole trebuie cunoscute pentru a obține capacitatea utilajului: cerere lunară, informații privind operațiunile de schimb, efectivul de personal, inventarul produselor finite, capacitatea reală a instalației și capacitatea mașinii. Aici, operația de schimbare, numărul de capete și inventarul de produse finite constituie metoda de operare.

Pasul B. Aceasta este pentru a consolida detaliile procesului și detaliile mașinii pentru proiectarea aspectului. Necesarul de energie, nivelul de automatizare și dimensiunea mașinilor sunt factorii determinanți ai detaliilor mașinii. Detaliile procesului și ale mașinii decid parametrii de proiectare pentru proiectarea aspectului. Atunci când OEE este cunoscut, aceste informații pot fi utilizate pentru a furniza informații pentru a obține capacitatea reală a instalației.

Pasul C. Acest lucru ajută la identificarea suprafeței de podea necesare pentru fiecare secțiune din aspect. Pentru a decide acest lucru, trebuie să fie evaluate siguranța, GMP și zonele de utilitate. Suprafața disponibilă și posibila construcție nouă pentru suprafață suplimentară sunt apoi căutate și, în final, se determină amestecul optim de suprafețe pentru diferitele secțiuni.

Pasul D. Dezvoltarea aspectului se realizează în această etapă. Trebuie utilizat un instrument adecvat de proiectare a aspectelor pentru a dezvolta o soluție optimă la problema aspectului instalației. Diagramele de relații, de la matrice la matrice și alte metode de dezvoltare a aspectului pot fi utilizate pentru a dezvolta aspectul [3]. Aici un model pentru planificarea aspectului poate avea un impact pozitiv.

Pasul E. Pasul final are grijă de aspectele practice care afectează aspectul. Fezabilitatea financiară și fezabilitatea ca proiect pentru implementarea aspectului selectat sunt subliniate în acest pas.

4. Dezvoltarea modelului

Un model poate fi dezvoltat pentru industria alimentară pentru a sprijini Pasul D în cadrul. Generarea și evaluarea aspectului sunt deseori provocatoare și consumatoare de timp datorită naturii lor inerente multiobiective și complexității procesului de colectare a datelor [16, 17], ca și în [18]. Cercetările anterioare și emergente vizează dezvoltarea metodologiilor pentru a satisface aceste nevoi [3, 7]. De exemplu, [7] discută o abordare algoritmică a proiectării aspectului. Cu toate acestea, abordările algoritmice s-au concentrat în principal pe minimizarea distanței de curgere pentru a minimiza costurile de manipulare a materialelor [3]. Pe de altă parte, abordările procedurale s-au bazat în mare măsură pe experiența experților [3]. Prin urmare, nici o metodologie algoritmică, nici metodologică de proiectare a aspectului nu este neapărat eficientă în rezolvarea problemelor practice de proiectare [9], așa cum este citat în [19].

Factorii de procesare a alimentelor sunt guvernați de liniile directoare elaborate de autoritățile de reglementare. Aceste orientări descriu cerința minimă relevantă pentru industrie. BPF pentru industrie este dezvoltat pe baza acestor linii directoare și a ultimelor evoluții făcute în legătură cu industria [12]. Aceste BPF obligatorii trebuie adoptate de factorii de fabricație a produselor alimentare pentru a respecta standardele de siguranță ale produselor și pentru a asigura igiena. Prin urmare, există multe asemănări în aceste fabrici. Aceste similitudini pot ajuta la dezvoltarea unui model comun de prezentare aplicabil factorilor de procesare a alimentelor.

După cum sa discutat mai devreme, normele industriei alimentare trebuie respectate în proiectarea schemelor din fabrică pentru fabricarea alimentelor și separarea zonelor de lucru este importantă pentru industriile de prelucrare a alimentelor, deoarece acestea se caracterizează printr-o schimbare continuă a volumului, tipului și amestecului de produse datorită cerințele pieței în continuă schimbare [4]. În plus, multe puncte critice de control sunt prezente în industria de prelucrare a alimentelor. Acestea au fost identificate ca pericole pentru procesul de fabricație. Prin urmare, ar trebui să existe controale adecvate pentru a atenua riscul de contaminare. Aspectul site-ului joacă un rol important în acest proces de atenuare a riscurilor. Astfel, secțiunile de bază ale instalațiilor de procesare a alimentelor au fost identificate ca fabricare primară, ambalare secundară, depozit, zonă de utilitate și administrare.