Pentru Byrne Dairy este conectivitate Ethernet, iar pentru Sierra Nevada este o soluție software. Dar ambele firme au acum comunicări mai bune între procesare și ambalare.

fabrică

Mai întâi, aruncați o privire la Ultra Plant de la Byrne Dairy, așa numită pentru că tot ceea ce produce este un produs ESL (Extended Shelf Life) cu aproximativ un raft frigorific de 90 de zile, spre deosebire de laptele sau smântâna proaspătă care au o durată de valabilitate de aproximativ 20 de zile. Șapte linii de ambalare ocupă fabrica. Patru dintre ele produc cutii de gabletop, una este o linie de smântână cu o singură porție, iar una este o linie de sac în cutie. A șaptea linie, care se desfășoară comercial din ianuarie 2009, este semnificativă deoarece este prima S.U.A. instalarea unei tehnologii de la Sidel numită Predis. Deoarece prezintă sterilizarea unor preforme PET mici, mai degrabă decât sticle mari PET întinse/suflate, oferă economii semnificative în cantitatea de sterilizant de peroxid de hidrogen necesară și în cantitatea de apă necesară pentru clătire.

„Sunt impresionat de măsura în care sistemele sunt integrate împreună la această fabrică”, spune inginerul de proces Byrne Dairy, Mike Sima. „S-a investit mult timp și efort suplimentar pentru a se asigura că tot personalul, indiferent dacă interacționează cu ambalarea sau procesarea, nu face ceva care va avea un impact negativ în altă parte a fabricii. Sistemele de control implementate aici sunt concepute pentru a preveni pierderea produsului, contaminarea încrucișată și alte probleme care apar în mod obișnuit în operații care sunt mai manuale și, prin urmare, mai puțin integrate. ”

Fluxul de materiale de la produsul brut de intrare la pachetele de ieșire implică cinci pași principali:

• Primirea și depozitarea materiilor prime
• În lot (pentru majoritatea articolelor cu o singură servire) sau separat (pentru lapte integral, degresat sau 2%)
• Procesare termică la temperatură înaltă/scurt timp
• Depozitarea produsului procesat ESL în rezervoare tampon All Safe
• Ambalare

Partea de procesare este realizată de două sisteme de sterilizare instantanee Vacutherm de la Tetra Pak. Ingredientele brute sunt alimentate din opt tancuri uriașe fie în sistemul de separare, fie în rezervoare discontinue. Sistemele VTIS sunt următoarea oprire a procesului, unde se inițiază procesarea termică la temperaturi ridicate/timp scurt și răcirea. Nici nu durează mult: 4 secunde la aproximativ 285 grade F., care este urmată de răcire.

Odată procesat, produsul se îndreaptă către rezervoarele tampon care se numesc Toate seifurile înainte de a se îndrepta către un material de umplutură. Produsul se duce la umplutură numai dacă linia de umplere este gata. Linia de ambalare nu este în stare „gata” dacă rulează deja un alt produs sau dacă nu a trecut prin procesul CIP. În ceea ce s-ar putea numi vremurile „vechi”, persoanele cu documente pe hârtie ar fi responsabile de citirea documentației la o linie de umplere care să confirme că linia era în stare „gata”. Persoana respectivă s-ar întoarce înapoi în zona de prelucrare și a asortat rezervorul care deține produsul procesat corespunzător cu linia de ambalare care așteaptă acel produs. În acest mod, produsul a trecut de la procesare la ambalare.

Ethernet înlocuiește „sneakernet”

La Ultra Plant de la Byrne, conectivitatea Ethernet înlocuiește ființele umane care obișnuiau să transporte informațiile de stare de la liniile de ambalare la zona de procesare. Sima explică, folosind linia PET Sidel ca exemplu.

„Ca parte a sistemului de comunicații care leagă toate seifurile cu linia de umplere Sidel, un semnal este trimis automat de la linia de umplere la All Safe corespunzător de la care linia de umplere solicită produsul.” Semnalul îi spune lui All Safe să trimită sau nu un produs în funcție de starea materialului de umplutură. Două beneficii imediate ale acestei legături de comunicare sunt că este mai rapidă și minimizează sau reduce șansa ca operatorii să citească greșit o parte din documentele lor și, în consecință, să trimită produsul din All Safe greșit pe linia de umplere. Un avantaj suplimentar, spune Sima, este legat de productivitatea generală.

„Să presupunem că linia PET are un blocaj sau nu și-a terminat rutina CIP”, spune Sima. „Aceste informații cruciale sunt comunicate automat înapoi către sistemele All Safe și ulterior către sistemele VTIS din amonte, care la rândul lor vor direcționa automat produsul pe care tocmai l-au procesat într-un al doilea rezervor All Safe, unde poate sta până când este momentul să fie trimis. la umplutură. Acest lucru eliberează sistemele VTIS pentru următorul produs care va fi prelucrat termic. Ceea ce se rezumă la faptul că, deoarece schimbul de informații este integrat în acest mod, putem trece mai repede de la procesarea în sistemele VTIS la curățarea acestor sisteme și înapoi la procesarea unui nou produs în ele. ”

Conform Craig Reinhart de la Tetra Pak, conectivitatea Ethernet de la Byrne Dairy, care oferă deja atât de multe beneficii în legarea procesării și ambalării, își va dovedi valoarea din nou ca SUA. Food & Drug Administration și Legea de modernizare a siguranței alimentare solicită o mai mare trasabilitate în ceea ce privește produsele alimentare. „Aceste informații de urmărire și urmărire trebuie înregistrate undeva, iar coordonarea acestor informații într-un sistem de acumulare de date la nivel de fabrică va deveni mai importantă ca niciodată”, spune Reinhart. „Conectivitatea Ethernet și sistemele de control generale care au fost implementate la Byrne Dairy se pretează exact acestui tip de lucruri.

„De asemenea”, continuă el, „datele din partea ambalajului se leagă de sistemul Tetra PlantMaster. Deci, toate aceste informații despre fabricarea produselor alimentare, atât procesarea, cât și ambalarea, pot fi colectate și gestionate printr-un sistem de execuție a fabricării (MES) sau un sistem de planificare a resurselor întreprinderii (ERP), de la primirea completă până la procesare și ambalare și chiar în depozitare și Distribuție. ” Un ultim cuvânt despre Byrne Dairy vine de la ofițerul-șef Nick Marsella. El observă că sistemele de control care leagă procesarea și ambalarea au jucat un rol cheie în conducerea eficienței pe noua linie PET Sidel. „În unele cazuri am reușit să rulăm cu o eficiență de peste 90%”, spune Marsella.

Acest tip de performanță este greu de realizat atunci când interconectarea dintre procesare și ambalare este o placă de ștergere uscată sau un tampon de hârtie.

Software-ul acoperă un decalaj P2P

Vorbind despre plăcile de ștergere uscată, utilizarea lor de către oamenii de la Sierra Nevada Brewery a fost mult redusă de la implementarea software-ului FactorySQL și FactoryPMI de la Inductive Automation.

Situat în Chico, CA, Sierra Nevada este a șasea cea mai mare fabrică de bere din SUA, iar produsul lor emblematic este Sierra Nevada Pale Ale. Înainte ca software-ul Inductive Automation să ajungă pe scenă, liniile de comunicație dintre filtrare și ambalare nu erau foarte bune. Aceasta a fost o problemă serioasă, deoarece înainte ca un rezervor de bere să fie gata de ambalare, acesta trebuie procesat de departamentul de filtrare și apoi prelevat și testat de laborator. Până la implementarea noului software, informațiile de testare au fost scrise manual pe o serie de plăci de ștergere uscată din jurul fabricii. Lucrătorii din ambalaje ar verifica mai întâi ceea ce a fost testat conform plăcilor de ștergere uscată, apoi ar începe procesul de ambalare.

Pe măsură ce planta a crescut, oamenii au trebuit să-și amintească să scrie acele informații în tot mai multe locuri. A fost o sarcină care a consumat mult timp și a fost prea ușor ca oamenii să uite să scrie ceva. Distanța a devenit și ea o problemă, spune David Lewis, analist de afaceri la Sierra Nevada.

„Filtrarea și ambalarea sunt acum separate cu până la un sfert de milă”, notează Lewis. „Până când ați obținut informațiile din filtrare, le-ați notat și ați revenit la ambalare, starea din nou la filtrare s-ar fi putut schimba cu ușurință”. Software-ul Inductive Automation permite Sierra Nevada să construiască ecrane client lansate pe web. Astfel, datele despre rezervoarele de filtrare pot fi accesate de toate departamentele - QA Lab, Filtration, Packaging - fără probleme și simultan. Datele de testare de laborator sunt colectate automat de pe dispozitivele de laborator conectate la FactorySQL, care sunt apoi combinate cu informații despre linia de producție privind stările rezervoarelor, nivelurile și alte date de proces. Departamentul de ambalare poate vedea într-o clipă dacă un rezervor este gata sau nu pentru ambalare și poate fi sigur că ecranul afișează date în timp real.

„Am putut lua o bază de date live responsabilă pentru înregistrarea informațiilor de testare, care este separată de producție”, spune Ron Mayfield, dezvoltator de sistem pentru Sierra Nevada Brewery. „Apoi am adăugat date PLC - rezervor plin/rezervor gol - și comunicare combinată între departamente. Reunirea tuturor acestor lucruri a facilitat imens comunicarea și fluxul de lucru. ”

Fără probleme de licențiere

Lewis este deosebit de mulțumit de cât de ușor este să împărtășești funcționalitatea software-ului. „Întregul pachet este o pagină web. Nu sunt necesare licențe. Oricine poate apela această pagină oriunde în plantă și o poate vedea. Nu trebuie să fiți licențiat al unei soluții ERP sau MES pe care ați achiziționat-o. Pur și simplu construim aceste pagini și le punem acolo. ”

Lewis apreciază, de asemenea, vizibilitatea în timp real a liniilor de ambalare din Sierra Nevada. „Este o vedere rapidă a stării unei linii de ambalare la un moment dat”, spune Lewis. „Și sunt date în timp real - ca până la a doua - despre stările mașinii, minutele totale de nefuncționare și așa mai departe. Acest tip de informații a fost înregistrat în trecut pe tablele de clip. Când o mașină de ambalat a căzut, ați spera că cineva a înregistrat-o. Și apoi ai spera că cineva îl va introduce în computer, astfel încât cineva să poată face ceva cu informațiile. Acestea sunt două mari speranțe. ”

A existat un pas intermediar pe care Sierra Nevada l-a făcut în eforturile sale de a migra departe de tablele de blocare și de ștergere uscată, spune Lewis.

„Odată ce am avut la dispoziție o rețea fără fir, am început să facem această colectare de informații cu dispozitive portabile. Asta a eliminat clipboard-urile și, atâta timp cât oamenii care apăsau butoanele de pe mâini erau exacte, a fost bine. Dar încă nu aveți nicio garanție că operatorul are timp, se află pe minge sau va introduce corect informațiile. Acum este realizat automat de software. FactorySQL este piesa care comunică cu PLC-urile și captează date într-o bază de date. Software-ul FactoryPMI este mai mult despre interfața grafică de utilizator. Este foarte ușor de utilizat, dar este destul de puternic. "

Lewis pune un accent deosebit pe modul în care FactoryPMI a schimbat modul în care el și colegii săi gândesc la construirea interfețelor bazei de date pentru toate departamentele de producție.

„Unul dintre lucrurile puternice despre FactoryPMI este că nu este doar un pachet software de automatizare din fabrică, ci este și o bază de date completă și un instrument de dezvoltare a aplicațiilor. Prin urmare, ne-am extins gândirea cu privire la locul în care o putem folosi. De fapt, acum îl folosim pentru aproape fiecare problemă de software/bază de date pe care o avem. ” Lewis spune că software-ul FactoryPMI poate fi folosit acum ca „front end” al oricărei baze de date care există în Sierra Nevada. („Front end” se referă la software-ul utilizat pentru a introduce date și a vizualiza date într-o bază de date subiacentă.)

„Folosim Factory PMI”, spune Lewis, „pentru a intra în baza de date de urmărire a produselor LIMS [Laboratory Information Management System]/QA pe care am dezvoltat-o ​​de-a lungul anilor, începând cu înainte ca FactoryPMI să fie pe scenă. Această bază de date se extinde de la materii prime la procesarea prin ambalare și până la distribuitor și rulează pe server SQL. În trecut, am avut o serie de front-end-uri, de la Microsoft Access la pagini web precum asp sau asp.net. Acum i-am lăsat pe toți în urmă și ne bazăm pe FactoryPMI în aceste scopuri.

„Așadar, nu numai că software-ul Inductive Automation este folosit pentru a colecta date de pe PLC-urile din linia de producție, ci este și instrumentul pe care îl folosim pentru a construi interfețe de baze de date pentru toate celelalte departamente de producție. Și pentru că este singurul instrument pe care echipa noastră de dezvoltare îl folosește, acestea pot reuni simplu și fără probleme date dintr-o varietate de surse foarte diferite, sau baze de date, și să le facă să funcționeze împreună pe un singur ecran. ” Figura A, adaugă el, este un bun exemplu al modului în care, pe un ecran, Sierra Nevada poate reuni datele PLC, testarea QA, datele privind starea rezervorului, datele privind fluxul de lucru și deciziile privind linia de ambalare, într-un singur loc.

Lewis și Mayfield recunosc că s-au arătat sceptici cu privire la noul software atunci când a ajuns pentru prima dată pe ecranul radar. Fermentarea, la urma urmei, este un proces 24/7, așa că au fost nervoși cu privire la posibilitatea ca un nou software să distrugă lucrările în vreun fel. Colegul lor Jonathan Swisher, un dezvoltator de sistem la Sierra Nevada, le-a împărtășit nervozitatea.

„Când am cumpărat software-ul pentru prima dată, nu eram siguri de ceea ce ar putea face sistemul”, spune Swisher. „Am fost foarte precauți cu privire la modul în care am configurat rețeaua. Am vrut să ne asigurăm că nu a afectat în niciun fel funcționarea centralei. Dar a fost ușor de configurat, deoarece a trebuit să îl instalez doar pe server. Este o singură instalare și nu există clienți de instalat individual. Atâta timp cât fiecare client din întreaga fabrică are Java și poate ajunge la serverul web, este bine să plece. "

Lewis rezumă în acest fel experiența fabricii cu noul software. „Toată lumea este de acord că schimbările sunt bune. Obișnuia să fie aproape imposibil de obținut date de la etaj fără a cheltui sume uriașe de bani. Nu mai. Și acest software se va dovedi cu atât mai valoros cu cât vom continua să creștem. Dacă ar trebui să luăm o decizie de producție în urmă cu cinci ani, am merge pur și simplu și am vorbi cu cineva. Acum nu poți găsi întotdeauna acea persoană. Dar puteți găsi întotdeauna ecranul computerului. Funcționarea este mult mai ușoară acum. ” P2P