罗克韦尔自动化MES平台助力贝因美合规生产,提高产能

厂商:罗克韦尔自动化(中国)有限公司
  点击数:18436  发布时间:2019-05-07 10:26
在过去三年中,国家食品药品监督管理总局(CFDA)不断修订新的质量标准来保护消费者。修订后的规定提高了婴幼儿配方奶粉生产厂家在9个方面的要求,包括产品安全控制、原材料采购、配方产品检验、生产过程和产品可追溯性。
关键词:生产制造执行系统(MES) ,CPGSuite系统 ,罗克韦尔

挑战

在过去三年中,国家食品药品监督管理总局(CFDA)不断修订新的质量标准来保护消费者。修订后的规定提高了婴幼儿配方奶粉生产厂家在9个方面的要求,包括产品安全控制、原材料采购、配方产品检验、生产过程和产品可追溯性。

在如此严格监管环境下,贝因美建造了安达三期工厂,新工艺,新管理模式,在中国产量翻番,年产量增至10万吨。工厂先进的连续生产流程可以超过20天不停机。然而,人工数据记录过程减慢了系统速度。大量的批记录需要符合CFDA合规要求,质量检查和记录保存也是个瓶颈。

“生产过程记录产品信息是食品安全管理系统和CFDA合规性的要求。”贝因美CIO黎光这样说到。

贝因美需要提高产量以增加市场份额。随着合规工作阻碍了优化运营的效率,公司需要一套解决方案,将配方管理集中并标准化,以提高信息集成度并产生更多实时的报告。为了实现这一目标,贝因美选择了罗克韦尔自动化的软件CPGSuite生产制造执行系统(MES)。

解决方案

CPGSuite软件将控制系统和企业资源计划(ERP)系统集成,以实时跟踪、记录和共享生产数据。标准化的工作流程和通用功能的标准应用库有助于实现质量和监管的合规性。

“开始一个新的生产曾经是一项耗时的工作,”黎光说到。“例如,操作人员和仓库工作人员将被告知在特定的时间手动将原奶注入分离机,有了CPGSuite系统,人们可以自动收到工作顺序的提示,并协调他们的工作。”

该软件集成了质量管理和无纸化车间、维修执行等业务分析功能。它使用一个工作流引擎和操作模型可以满足任何未来贝因美的产能提升。

选择CPGSuite的关键原因之一是系统与工厂里现有混合供应商架构的兼容性。易集成性提高了整个安达工厂控制架构的可连接性。分散的质量、生产、库存和数据库系统已被一个系统所取代。集成化的系统能够提供整厂的过程和持续测量性能的参考点。在CPGSuite软件的帮助下,贝因美已经超出了只是连接不同系统的范畴。该公司正致力于成为一个更加互联的企业,一个能够在整个设施和企业之间自动采集和共享信息的企业。

供应链管理也是CFDA,贝因美安全和质量努力的一个重要方面。CPGSuite系统使公司能够实时从原奶到配方粉追踪和追溯。由于生产数据是从下游自动采集的,因此性能目标的偏差很快就能被识别出来。现在,操作中的潜在问题很容易被识别出来,操作员被警告,问题可以很快得到解决。在整个生产过程中数据是自动采集的,以保证准确的库存记录,并满足合规。

成果

作为中国婴幼儿配方奶粉行业的领军企业,贝因美必须制定质量和消费者保护标准。罗克韦尔自动化软件解决方案不仅让贝因美公司满足了合规,更超过了合规的要求。黎光说:“CFDA认为,我们的新系统是全中国婴幼儿配方奶粉最先进的追踪追溯系统。”

通过更大程度的将控制系统和业务系统的整合提高了系统的可见性,缓解了生产问题。由于操作人员正查看着实时的生产数据,产线上的问题可以及时或发生之前进行处理。由于配方管理的集中和标准化,每批都是一致的。将自动化引入贝因美有助于减少浪费,提高盈利能力。

自动化的工作流程将生产率提高了3%。通过仓库工人和操作人员通力协作,缩短了准备和调度的时间,而不是一个等待另一个。

通过减少人工数据的采集和录入,也提高了生产率。贝因美已经观察到仅仅通过自动化数据采集,他们的人工成本就下降了7%, “我们减少了人工采集和录入数据的过程,这也使得我们可以更好地追踪和追溯。”黎光说,通过控制和业务系统的连接,更多地采集数据能够帮助工厂的整体生产。罗克韦尔自动化正在帮助贝因美提高效率的同时也大大提升了生产质量的水平。

精彩观点

罗克韦尔自动化(中国)有限公司快消品行业经理刘伟

自动化博览:请简要分析一下我国食品饮料行业的发展现状及未来趋势。

刘伟:食品饮料行业整体规模自2015年下半年以来持续回升,经过两年半的发展,2018年上半年达到行业高位,受经济基本面波动影响,行业2018年二季度以来增速有所回落。但随着中等收入人群日益壮大和消费结构不断升级,后续市场将逐渐回稳,预计未来五年会维持在6~7%的增速区间。其中,植物饮品、特医食品、白酒、酸奶和燃料酒精等细分市场将持续引领行业增长。

绿色消费、健康饮食和个性化需求已成为食品饮料行业的发展趋势:

(1)绿色消费的内容非常宽泛,从满足生态需要出发,不仅包括绿色有机产品,还包括物资的回收利用、能源的有效使用、对生存环境和物种的保护等,可以说涵盖生产行为、消费行为的方方面面;

(2)消费者越来越在乎饮食健康而非仅仅关注口味和包装。低糖、生酮、纯天然、植物性替代等一系列健康饮食概念将被更多消费者所推崇;

(3)互联网新生态和数字技术的加速迭代,推动了消费者行为习惯发生巨大变化,从必需品消费、品质消费,转向个性化消费模式。同时,来自市场端多品种小批量的个性化需求,也对传统食品加工企业提出了柔性化生产这一新的挑战。

自动化博览:您认为食品饮料行业对自动化技术的发展提出了哪些新的要求?

刘伟:随着新一轮工业革命的大力推进,制造业的数字化转型正在让现实与虚拟世界之间的界限变得越来越模糊。IT与OT技术的深度融合将帮助制造企业改善业务系统以及各部门之间整体的信息流动,从而提升企业的运营和服务水平,同时也对自动化技术提出了更高的要求:

(1)延展性:纵向打通“业务黑箱”,横向连接“信息孤岛”;

(2)安全性:IT与OT融合的信息安全保障;

(3)柔性化:多品种小批量,快速换产;

(4)AI化:云边端各司其职,边缘层负担更大算力与基础智能分析。

自动化博览:针对这些新的要求,罗克韦尔自动化为食品饮料行业推出了哪些具有价值的产品或解决方案?

刘伟:2018年6月罗克韦尔自动化斥资10亿美金,入股全球IIoT领域佼佼者PTC,从而成为IT和OT领域智能制造能力最完整的自动化科技公司。联结PTC的ThingWorx物联网平台,Kepware工业连接和Vuforia增强现实(AR)平台与罗克韦尔自动化的FactoryTalk MES、FactoryTalk分析和工业自动化平台,罗克韦尔自动化已经为一半以上的全球前十大食品饮料公司提供了集成信息解决方案,它将使客户能够实现提高生产率、提升工厂效率、降低操作风险和更好的系统互操作性。

CPGSuite结合了罗克韦尔自动化在包装消费品行业内的创新技术与经验构建为一个采用面向服务式架构的复合应用框架。CPGSuite提供可扩展、基于价值的应用程序,帮助客户提高供应链效率、遵循法规合格性准则和实现可持续性目标。 CPGSuite结合基于库的内容制定个性化解决方案并让员工能轻松迅速采纳优化价值的实现。经CPGSuite用户验证的效果包括:生产成本缩减达18%、产量增加和损耗减少达10%,首次合格率提高达12%等。

ICT磁悬浮智能输送系统采用类似直线电机的原理,通过控制直线轨道上线圈的磁场来驱动带永磁体的小车进行移动。用于取代现有的皮带输送系统。带来的好处有,各小车独立控制,互不干扰,适合同一生产线制造多种产品从而实现柔性制造,同时容易维护,空间少,速度快也是这个系统的优点。传统的运动控制系统使用链条、皮带和齿轮。在生产需要切换时,这种机械设计方法需要进行耗时的硬件机构调整,而智能运动控制系统则替换了原有的硬件,代之以简单的软件配置文件,只需按一个按钮即可进行生产切换。系统使用可编程的独立滑车以及直线或曲线轨道,可在机械系统基础上增速30%。

此外,CompactLogix TM5480控制器将Logix控制的优势与基于Windows的计算能力相结合。借助商用CPU和独立于Logix控制引擎的Windows 10 IoT企业版操作系统,该控制器提供一个能够运行第三方应用程序的高性能架构。在 CompactLogixTM5480的基础上,罗克韦尔自动化在2019年4月16日全球同步发行了LogixAI模块,插拔式导轨安装,轻松实现边缘端的AI功能。

摘自《自动化博览》2019年4月刊

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