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美國發展迅猛的酸奶公司改善酸奶生產

挑戰
- 自動化操作提高產量、滿足日益增長的客戶需求
- 自動化收集、報告過程數據,以優化過程分析及故障排查
- 設計可擴展自動化系統,促進未來增長
解決方案
- 羅克韋爾自動化 PlantPAx 過程自動化系統 - 單一可擴展平臺,包括集成過程、電源、控制和信息,提供統一的系統體驗
- HMI - 提供直觀的顯示畫面、對象和面板以及集成的診斷功能,加速操作員響應
成果
- 快速啟動
- 六個月內為酸奶生產部署新的自動化系統
- 產量提高
- 未新增人力資本的情況下,產能擴大 300%
- 降低失效批次率 95%
背景介紹? ?
故事開始于澳大利亞昆士蘭州沿海小鎮 Noosa 的一次安靜度假。小城鎮激發大創意,當初的創意落地生花,現已成為美國發展迅猛的酸奶公司。
Koel Thomae 在 Noosa 度假時,醉心于一款獨特、醇厚宜人的 aussie(澳洲)風味酸奶(aussie 一詞借用澳大利亞的常見拼法)。這款酸奶由 Paul 和 Grant Mathewson 兄弟在當地生產銷售。沒有創業背景的 Thomae 說服 Mathewson 兄弟將祖傳酸奶制作法引進美國,并且在美國科羅拉多州貝爾維創辦現如今大眾熟知的 Noosa Finest Yoghurt。???????
2010 年,Noosa 正式面世,生產縱享型手工酸奶,專注科羅拉多州本地消費者。這款酸奶口味原始、甜味分明,推動市場需求迅猛上漲。Noosa 創辦不到四年就擴大市場,現已遍布全美 50 個州。??????
面臨的挑戰
Noosa 創辦初期,所有酸奶均在乳牛場手工生產。工廠就設在 Morning Fresh Dairy 乳牛場,方便 Noosa 直接從乳牛場獲取新鮮生乳。????
后續步驟包括:混合奶油,然后手工測量、計量特色成分配比(如蜂蜜和水果),最后倒入混合罐中。操作員不僅面臨監控關鍵過程的挑戰,而且還面臨密集工作的挑戰,如配置閥門傳輸路徑、調節攪拌機和泵的運行速度及調整重要的溫度控制閥。不僅每項步驟都是手工操作,而且數據均經手動追蹤、監控,圖表也由手工繪制。??????
如果出現問題,Noosa 會花費數小時進行故障排查且員工通常只能推測問題之所在,而無法追蹤數據、查明問題發生的地點、時間或原因。“我們需要追蹤數據的方法,把控產品質量同時滿足美國食品藥品監督管理局各種監管報告的要求,”Noosa Finest Yoghurt 首席運營官 Wade Groetsch 解釋說。?????
Noosa 需要在不增加人力資本的前提下追蹤數據、監控過程。酸奶需求日益上漲,Noosa 打算不增加資源即可滿足生產需求,方法只有一種,即過程自動化。????
Groetsch 表示:“我們未曾想到我司產品會迅速走紅。”“贏得幾家大型零售客戶后,現實情況是我司必須迅速擴大工廠才能滿足訂單需求。而增加產能、滿足需求的唯一方法就是自動化。著眼當下的同時,我們還預見到未來需求上漲。因此,我們需要可監控過程、收集數據及可在將來輕易擴展的系統,旨在滿足生產目標。”
解決方案
2012 年,在距現有工廠不到 50 米處,Noosa 新建占地 25,000 平方英尺的酸奶工廠。
Noosa 攜手 Malisko Engineering(采用羅克韋爾自動化 PartnerNetwork 計劃中的解決方案合作伙伴)通力合作,設計并采用全自動控制系統,致力于酸奶生產、就地清洗(CIP)及公共設施。?????
Malisko 采用羅克韋爾自動化 PlantPAx 過程自動化系統。該控制系統可擴展且可在全廠范圍使用,助力提高效率及獲取實時信息。??????
“Malisko 從過去的過程實施項目中了解了系統架構且能示范預定義的系統庫及組件協同工作的方式。PlantPAx 助力加速開發時間,因此成為我們必然之選,”Groetsch 說道。“我們想通過一款成熟的解決方案助力未來需求上漲。羅克韋爾自動化過程系統恰恰滿足了這一點。”
新系統借助 EtherNet/IP 作為通信主干線,在全廠范圍內傳遞實時信息。Malisko 團隊在 Vmware 虛擬主機上部署 PlantPAx 服務器組件,并為廠區人機交互界面部署瘦客戶端技術。采用 Microsoft Active Directory 域控制器,保護集成用戶安全。該網域控制器還設有 Cisco VPN 防火墻技術,可供遠程訪問。這幫助工廠工程師遠程進行故障排查,同時可在任意有網絡連接的地方部署多種系統變更。?????
“我們的工廠 24/7 全天候運營。過去,系統無法正常運行時,哪怕是凌晨兩點接到電話,我們也得有人必須起床,開車去工廠解決問題。”Groetsch 說。“而現在借助遠程監控功能,我們在家中即可安全登錄,不在廠區也可評估問題。”?????
PlantPAx 自動化系統帶來的副產品是大量數據。新系統實施提供了智能制造解決方案,助力 Noosa 員工便捷捕獲材料追蹤數據,如生乳/奶油收料信息、過程中特定點的臨界溫度、配料量、批次生產周期時間、CIP 追蹤等。實施新系統后可在調查過程偏差時檢索數據,減少故障排查造成的時間和金錢浪費。重中之重是員工無需推測問題所在。
新系統也可快捷助力未來需求上漲。“我們在該項目的系統調整階段提前規劃,”Malisko Engineering 首席系統工程師 Dan Malyszko 說,“PlantPAx 系統因其內置可擴展性,可滿足迅猛上漲的運營需求,實屬理想的自動化平臺。因需要全新設備、過程單元來滿足需求上漲,因此 Noosa 可額外增設 I/O、PAC 控制器及服務器而避免對 PlantPAx 基礎架構造成不利影響。”??
成果
Noosa 在六個月內開發、部署新型全自動酸奶控制系統。耗時之短,前所未見。Noosa 不斷提升生存過程的可見性,助力改善運營,同時優化酸奶生產全過程。
Groetsch 說:“新工廠酸奶產量上漲,并且強化生產過程的一致性。”“手工過程存在諸多不一致,多次導致酸奶批次損失。使用 PlantPAx 系統后,失效批次率降低 95%。”?????
Noosa 自開設新工廠以來,在不增加員工和資源的前提下,產能已提高 300%。2010 年開設的這兩條生產線,啟動初期每次只能裝滿一杯酸奶,而現在每分鐘可裝滿近 100 杯酸奶。
Noosa 酸奶需求持續上漲,增速較快。羅克韋爾自動化公司目前正在利用 PlantPAx 解決方案的可擴展性開展另一擴展項目。
以上僅說明 Noosa Finest Yoghurt 使用羅克韋爾自動化產品和服務以及其它產品所取得的成果。其他客戶取得的成果可能會有所不同。
發布時間 2019年12月20日