چگونه می توان ضایعات را در خطوط تولید مواد غذایی کاهش داد؟

در چشم انداز رقابتی فرآوری صنعتی، بازده اغلب معیار اصلی موفقیت است. با این حال، بسیاری از تولیدکنندگان از یک نقطه کور قابل توجه در مورد سودآوری رنج می برند: هزینه واقعی ضایعات. در حالی که تیم‌های تولید با جدیت خروجی را دنبال می‌کنند، هزینه کل مالکیت (TCO) مرتبط با مواد دور ریخته‌شده - از جمله انرژی، آب، نیروی کار و هزینه‌های دفع شده - اغلب دست‌کم گرفته می‌شود. این نظارت بدون افزودن ارزش، حاشیه ها را کاهش می دهد و بهای تمام شده کالای فروخته شده (COGS) را افزایش می دهد.

برای رسیدگی موثر به این موضوع، ابتدا باید بین دو اصطلاح مهم تعریف شده توسط EPA تمایز قائل شویم: غذای هدر رفته و ضایعات غذایی. مورد اول نشان دهنده درآمد و فرصت از دست رفته است، مانند مواد خوراکی که به دلیل ناکارآمدی فرآیند دور ریخته شده اند. مورد دوم حاکی از زباله واقعی بدون ارزش باقی مانده است. کاهش ضایعات دیگر فقط مربوط به رعایت محیط زیست یا اهداف پایداری نیست. این یک استراتژی عملیاتی حیاتی است. با تغییر از دفع واکنشی به پیشگیری فعال با استفاده از روش‌شناسی ناب و نمایان شدن IIoT، می‌توانید حاشیه سود پنهان را باز کنید و عملیات خود را ساده کنید.

خوراکی های کلیدی

• دیده شدن پیش نیاز است: شما نمی توانید آنچه را که اندازه گیری نمی کنید کاهش دهید. حسابرسی زباله در زمان واقعی اولین گام است.
• پیشگیری > بازیابی: بالاترین ROI از کنترل تغییرات و تعمیر و نگهداری پیش بینی شده است، نه بازیافت.
• افزایش درآمد: طبقه بندی مجدد زیور آلات به عنوان محصولات جانبی می تواند هزینه دفع را به یک جریان درآمد تبدیل کند (فرصت صنعت 2 میلیارد دلار).
• یکپارچه‌سازی فناوری: حسگرهای ERP و IIoT برای حرکت از محاسبات متوسط ​​بازده به تجزیه و تحلیل علت ضایعات خاص دسته‌ای حیاتی هستند.

حسابرسی و اندازه گیری: شناسایی زباله های نامرئی

خطرناک ترین زباله در یک کارخانه زباله هایی است که نمی توانید آنها را ببینید. بسیاری از تسهیلات به داده های جمع آوری شده در پایان یک شیفت متکی هستند. در حالی که این وزن کل مواد دور ریخته شده را فراهم می کند، زمان و چرایی آن را مبهم می کند. آیا از دست دادن در هنگام راه اندازی دستگاه در ساعت 6:00 صبح یا به دلیل خطای بسته بندی در ساعت 2:00 بعد از ظهر رخ داده است؟ بدون دید دانه ای، شما در حال مبارزه با یک نبرد بازنده در برابر یک دشمن نامرئی هستید.

نقطه کور داده ها

مفاهیم Innius و DMAIC (تعریف، اندازه‌گیری، تجزیه و تحلیل، بهبود، کنترل) نشان می‌دهند که داده‌های جمع‌آوری شده دلایل ریشه‌ای را پنهان می‌کنند. اگر اپراتورها صرفاً ضایعات را در یک سطل زباله بیندازند، تیم مهندسی نمی‌تواند آن ضایعات را با پارامترهای خاص ماشین یا دسته‌های مواد خام مرتبط کند. برای رفع این مشکل، باید یک حسابرسی دقیق زباله اجرا کنید. این فرآیند جریان های زباله را به سه حوزه مجزا دسته بندی می کند:

• ضایعات تولید: بیش از حد پر، ریخته شده، و بقایای خمیر.
• ضایعات پردازش: پوست، استخوان و برش.
• ضایعات بسته بندی: خطاهای برچسب گذاری، خرابی مهر و موم و اتصالات فیلم.

دیجیتالی کردن حسابرسی

حرکت فراتر از ردیابی کلیپ بورد برای مدرن ضروری است تولید مواد غذایی . گزارش های دستی مستعد خطاهای انسانی هستند و به ندرت در زمان واقعی تجزیه و تحلیل می شوند. در عوض، امکانات پیشرو حسگرهای وزن و سیستم‌های بینایی را مستقیماً در ERP خود ادغام می‌کنند.

این فناوری‌ها رویدادهای زباله را در لحظه وقوع ثبت می‌کنند. با ردیابی معیارهایی مانند ضرر مواد در مقابل بازده نظری و نرخ انحراف دفن زباله، مدیران می‌توانند فوراً روندها را تشخیص دهند. به عنوان مثال، اگر یک اسلایسر خاص به طور مداوم 5٪ بیشتر از سایرین زباله تولید کند، حسابرسی دیجیتال فوراً آن را برای تعمیر و نگهداری علامت گذاری می کند.

محاسبه هزینه واقعی

هنگام تجزیه و تحلیل داده های حسابرسی، محاسبه تأثیر مالی کامل بسیار مهم است. دور انداختن یک محصول نهایی بسیار گرانتر از دور ریختن مواد خام است. شما باید هزینه غرق شده را در نظر بگیرید - انرژی مصرف شده برای پختن آن، نیروی کار برای رسیدگی به آن و هزینه های سربار اختصاص داده شده به آن زمان خط. تنها در این صورت است که بازگشت سرمایه (ROI) طرح‌های کاهش زباله مشخص می‌شود.

فاکتور هزینه که اغلب	مخارج پنهان	تأثیر آن بر روی خط پایین نادیده گرفته می شود
مواد اولیه	هزینه های حمل و نقل، ذخیره سازی و حمل و نقل.	بالا
انرژی و تاسیسات	آب برای نظافت، برق برای سرمایش/گرمایش.	متوسط-بالا
کار	ساعاتی که اپراتور صرف پردازش ضایعات می کند.	بالا
دفع	هزینه حمل و نقل، مالیات دفن زباله، جریمه های زیست محیطی.	متوسط

بهینه سازی فرآیندهای تولید برای کاهش ضایعات در منبع

هنگامی که دید را پیدا کردید، گام بعدی پیشگیری است. کاهش منبع موثرترین شکل است کاهش ضایعات زیرا مانع از دست رفتن ارزش قبل از وقوع می شود. این نیاز به ترکیبی از دقت مکانیکی و آینده نگری دیجیتال دارد.

کنترل تنوع با تولید ناب

یک مسئله رایج در پر کردن و برش خطوط، هدایا است. برای اطمینان از انطباق با مقررات وزن قانونی، تولید کنندگان اغلب بسته ها را بیش از حد پر می کنند. در حالی که این امر از جریمه جلوگیری می کند، سود را از بین می برد. اگر 100000 واحد در روز تولید کنید، صرف 2 گرم در هر واحد منجر به از دست دادن 200 کیلوگرم محصول در روز می شود.

راه حل در کالیبره کردن پرکننده ها و برش دهنده ها برای کاهش انحراف استاندارد نهفته است. با تشدید کنترل فرآیند، می‌توانید وزن هدف را نزدیک‌تر به حداقل قانونی تنظیم کنید بدون اینکه خطر عدم انطباق را تهدید کنید. استراتژی‌های ارجاع‌شده توسط مشاوره TBM نشان می‌دهد که به حداقل رساندن تغییرات وزن یکی از سریع‌ترین راه‌ها برای بهبود عملکرد بدون تغییر دستور غذا است.

تعمیر و نگهداری پیش بینی برای جلوگیری از توقف

توقف برنامه ریزی نشده عامل اصلی فساد است. هنگامی که یک خط به طور غیرمنتظره ای متوقف می شود - شاید به دلیل خرابی موتور یا گیر کردن نوار نقاله - محصول اغلب در اجاق ها، لوله ها یا سرخ کن ها گیر می کند. این مواد معمولاً خراب است و باید شسته شود.

ادغام حسگرهای اینترنت اشیا این پویایی را تغییر می دهد. با نظارت بر منحنی های ارتعاش و دما، تیم های تعمیر و نگهداری می توانند خرابی تجهیزات را از روز قبل پیش بینی کنند. بر اساس داده‌های تترا پاک، تعمیر و نگهداری مبتنی بر داده می‌تواند اثربخشی کلی تجهیزات (OEE) را تا بیش از 60 درصد بهبود بخشد. برنامه ریزی تعمیرات در طول پنجره های برنامه ریزی شده به طور قابل توجهی ضایعات راه اندازی و خاموشی مرتبط با توقف های اضطراری را کاهش می دهد.

مدیریت موجودی (FEFO)

سوء مدیریت انبار منجر به تاریخ مصرف گذشته مواد اولیه می شود. بسیاری از تسهیلات هنوز بر اساس FIFO (اول در اولین خروجی) کار می کنند، که فرض می کند قدیمی ترین موجودی اول وارد می شود و اول منقضی می شود. با این حال، این همیشه درست نیست.

یک استراتژی هوشمندتر FEFO (اولین منقضی شده-اول-خارج) است . با ادغام داده‌های ماندگاری در ERP خود، مطمئن می‌شوید که مواد با نزدیک‌ترین تاریخ انقضا، صرف‌نظر از اینکه چه زمانی به حوض رسیده‌اند، برای تولید در اولویت هستند. این کار از پیر شدن پالت های مواد کاملاً خوب در پشت انبار جلوگیری می کند.

تبدیل ضایعات به درآمد: افزایش چرخه و استفاده از محصولات جانبی

ضایعات صفر همیشه به معنای صفر باقی مانده نیست. به این معنی است که اطمینان حاصل شود که هر خروجی دارای یک مقدار است. این امر مستلزم چارچوب بندی مجدد زنجیره ارزش و به چالش کشیدن تعریف زباله است. ما باید سلسله مراتب ReFED را بررسی کنیم و از کمپوست سازی و دفن زباله به سمت استفاده صنعتی یا مصرف انسانی دور شویم.

فرصت های بالا بردن چرخه

این صنعت در حال حاضر یک فرصت 2 میلیارد دلاری برای طبقه بندی مجدد زیورآلات به عنوان محصولات جانبی می بیند. در اینجا نحوه سرمایه گذاری بخش های مختلف در این مورد آمده است:

• گوشت و غذاهای دریایی: جداسازی مکانیکی پیشرفته، مانند دستگاه‌های پوست‌کن دقیق، پروتئین را از بریدگی‌ها بازیابی می‌کند. اینها برای بازارهای ثانویه مانند ذخایر غذای حیوانات خانگی یا ایزوله های پروتئینی بسیار ارزشمند هستند.
• تولید: پوست میوه و سبزیجات بد شکل دیگر زباله نیستند. آنها به پودرهای غنی از مواد مغذی، پوره برای اسموتی ها یا مواد مغذی زیستی برای مصارف کشاورزی تبدیل می شوند.
• نانوایی: خرده های نان تمیز و تکه های خمیر را می توان دوباره پردازش کرد. در جایی که قوانین آلرژی زا اجازه می دهد، این کار مجدد به مواد اولیه برای دسته های جدید تبدیل می شود و هزینه های آرد را کاهش می دهد.

توانمندسازهای فناوری

برای دوام بخشیدن به بالا بردن چرخه، فناوری جداسازی کلیدی است. فناوری بسته‌بندی، مانند جداکننده‌های کمربند نرم، بازی را تغییر می‌دهد. این دستگاه ها مواد غذایی ارگانیک را از بسته بندی آن (پلاستیک، مقوا) به طور موثر جدا می کنند. این اجازه می دهد تا مواد آلی به جای ارسال کل بسته سنگین و مرطوب به محل دفن زباله، به تأسیسات هضم بی هوازی برای تولید بیوگاز ارسال شود.

پالایش بسته بندی و جابجایی برای به حداقل رساندن آسیب

حتی مواد غذایی کاملاً فرآوری شده در صورت خرابی بسته بندی می توانند به زباله تبدیل شوند. تقریباً 40٪ از رد کالاهای نهایی به خطاهای برچسب زدن و مهر و موم مربوط می شود. پرداختن به این امر بسیار مهم است کاهش ضایعات و تلفات تولید مواد غذایی در مرحله نهایی.

دقت خط بسته بندی

خطاهای برچسب‌گذاری - مانند کد تاریخ اشتباه یا برچسب نامناسب - اغلب تولیدکنندگان را مجبور می‌کند تا کل دسته‌ها را حذف کنند یا سرمایه‌گذاری هنگفتی برای بازسازی دستی انجام دهند. راه حل شامل نصب سیستم های بازرسی بینایی است. این دوربین ها برچسب ها را قبل از استفاده یا بلافاصله بعد از آن بررسی می کنند. اگر خطایی تشخیص داده شود، سیستم به جای اینکه اجازه دهد خطا در هزاران واحد منتشر شود، واحد واحد را رد می کند.

انتخاب مواد و حفاظت

غالباً بین پایداری و حفاظت یک مبادله وجود دارد. در حالی که کاهش ضخامت بسته بندی هزینه های مواد را کاهش می دهد، ممکن است ویژگی های مانعی که غذا را تازه نگه می دارد به خطر بیاندازد. بسته بندی هوشمند میانه راه را ارائه می دهد. مواد مانع بهبودیافته عمر مفید را افزایش می‌دهند، که ضایعات را در مراحل خرده‌فروشی و مصرف‌کننده کاهش می‌دهد (انتشار محدوده 3). هنگام انتخاب مواد، سازندگان باید هزینه زیست محیطی پلاستیک را در مقابل هزینه زیست محیطی فساد مواد غذایی متعادل کنند.

تولید بر حسب تقاضا

تولید بیش از حد قاتل خاموش کارایی است. تولید SKUهایی که تقاضای فوری ندارند، خطر انقضای انبار را افزایش می دهد. تغییر به سمت تولید Just-in-Time (JIT) به همراستایی خروجی با سفارشات واقعی کمک می کند. این مانع از تجمع ذخایر کند حرکت می شود که در نهایت به زباله دانی ختم می شود.

ایجاد فرهنگ زباله صفر و رعایت استانداردهای انطباق

فناوری به تنهایی نمی تواند مشکل زباله را حل کند. این نیاز به یک تغییر فرهنگی در کف کارخانه - Gemba - دارد. اگر اپراتورها چشم انداز را قبول نکنند، بهترین سیستم ها شکست خواهند خورد.

عنصر انسانی (جمبا)

تعامل اپراتور حیاتی است. اگر روش های بازیافت دست و پا گیر باشد، کارکنان احتمالاً به استفاده از سطل زباله عمومی برمی گردند. برای مبارزه با این، امکانات از Shadow Boards برای سازماندهی ابزار استفاده می کنند. این باعث کاهش اتلاف حرکت و زمان صرف شده برای جستجوی تجهیزات می شود. علاوه بر این، استفاده از سطل‌های رنگی واضح به تفکیک مواد بازیافتی از مواد آلی کمک می‌کند و انتخاب درست را به انتخاب آسان برای کارگران پرمشغله تبدیل می‌کند.

فشار تنظیمی

انطباق در سطح جهانی در حال تشدید است. در بریتانیا، قوانین اکنون مشاغلی را که بیش از 5 کیلوگرم ضایعات غذایی تولید می‌کنند، ملزم می‌کنند تا آن‌ها را جدا کنند. در ایالات متحده، EPA انتشار متان از محل های دفن زباله را هدف قرار داده است. عدم رعایت نه تنها جریمه های مالی بلکه خطرات اعتباری را نیز به همراه دارد. خرده فروشان و مصرف کنندگان به طور فزاینده ای خواستار شفافیت در مورد پایداری زنجیره تامین هستند.

استانداردسازی بهترین روش

در نهایت، ثبات کلیدی است. سازندگان باید رویه های عملیاتی استاندارد (SOP) را به طور خاص برای راه اندازی ماشین ایجاد کنند. شماره گیری در دستگاه اغلب باعث ایجاد ضایعات قابل توجهی می شود زیرا اپراتورها محصولات را برای انجام تنظیمات درست آزمایش می کنند. تنظیمات دیجیتال استاندارد شده این ضایعات راه‌اندازی را به حداقل می‌رساند و اطمینان می‌دهد که خط از همان اولین واحد در محدوده مشخصات اجرا می‌شود.

نتیجه گیری

کاهش ضایعات در تولید مواد غذایی یک چالش چند وجهی است که هم تغییرات سخت در تجهیزات و هم تغییرات ملایم در فرهنگ و استفاده از داده ها را می طلبد. این صرفاً تمرینی برای گزارش های پایداری نیست. یک اهرم مالی است. با به حداقل رساندن از دست دادن مواد خام، انرژی و نیروی کار، تولیدکنندگان می توانند به طور قابل توجهی هزینه کالاهای فروخته شده (COGS) خود را کاهش دهند و انعطاف پذیری در برابر نوسانات بازار را بهبود بخشند.

تبدیل از یک تاسیسات پر زباله به یک عملیات ناب، سردرد انطباق را به یک مزیت رقابتی تبدیل می کند. برای شروع، از عجله در خرید ماشین آلات گران قیمت خودداری کنید. در عوض، با یک حسابرسی زباله جامع و مبتنی بر داده شروع کنید . درک کنید که ارزش شما کجا نشت می کند، و سپس استراتژی های هدفمند تولید ناب، تعمیر و نگهداری پیش بینی شده، و افزایش چرخه را برای بستن سوراخ ها اعمال کنید.

سوالات متداول

س: تفاوت بین ضایعات مواد غذایی و مواد غذایی هدر رفته در تولید چیست؟

پاسخ: طبق تعاریف EPA، غذای هدر رفته به غذایی اطلاق می شود که برای هدف مورد نظر خود استفاده نشده است، اما همچنان دارای ارزش است، که نشان دهنده از دست دادن درآمد و فرصت بالقوه است. در مقابل، ضایعات غذایی به موادی اشاره دارد که ارزش باقیمانده ندارند و برای دفع هستند، مانند زباله. تمایز این اصطلاحات به تولیدکنندگان کمک می کند تا به جای مدیریت زباله، روی بازیابی ارزش تمرکز کنند.

س: تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده چگونه ضایعات مواد غذایی را کاهش می‌دهد؟

A: تعمیر و نگهداری پیش بینی شده از حسگرهای IoT برای نظارت بر سلامت تجهیزات (مانند لرزش، دما) استفاده می کند. با پیش بینی خرابی ها قبل از وقوع، سازندگان می توانند از خرابی های برنامه ریزی نشده جلوگیری کنند. این امر از توقف ناگهانی خط که معمولاً منجر به گیر کردن محصول در اجاق‌ها یا لوله‌ها می‌شود، جلوگیری می‌کند، که منجر به فساد دسته‌ای و ضایعات قابل توجهی در طول فرآیند راه‌اندازی مجدد بعدی می‌شود.

س: مزایای مالی تولید بدون زباله چیست؟

پاسخ: تولید بدون ضایعات مستقیماً با افزایش بازده، محصول نهایی را بهبود می‌بخشد - به دست آوردن محصول قابل فروش بیشتر از همان مقدار مواد خام. همچنین هزینه های غرق شده انرژی و نیروی کار سرمایه گذاری شده در محصولات دور ریخته شده را حذف می کند و هزینه های دفع زباله را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. علاوه بر این، فروش محصولات جانبی (upcycling) جریان های درآمدی کاملا جدیدی ایجاد می کند.

س: چگونه سیستم های ERP می توانند به کاهش ضایعات تولید کمک کنند؟

A: سیستم های ERP با ادغام داده های بلادرنگ در سراسر تاسیسات، ضایعات را کاهش می دهند. آنها پیش بینی دقیق تقاضا را برای جلوگیری از تولید بیش از حد امکان پذیر می کنند و از مدیریت موجودی FEFO (First-Expired-First-Out) برای کاهش فساد مواد تشکیل دهنده پشتیبانی می کنند. علاوه بر این، آنها با سنسورهای کف متصل می شوند تا داده های دانه ای در مورد تولید زباله ارائه دهند و به شناسایی و رفع علل ریشه ای در خط تولید کمک کنند.