让任何包装系统所有者列出一个“愿望清单”,列出有助于提高其操作质量的东西,很可能信息将排在前面。
这也不足为奇。毕竟,信息是21世纪生产力和盈利能力的基石。它帮助系统所有者识别、计划和验证系统改进和更改;总体设备效率(OEE)和其他目标的基准性能;找出消除效率低下的机会,即使是最微小的效率低下也会削弱一个深思熟虑的持续改进计划。
今天的控制系统和相关的基础设施可以为打包器提供所有这些信息——以及更多——几乎可以想象到的系统性能的任何方面,从单个机器到整个企业。要得到它,打包者所需要做的就是“询问”。
获得所有这些高质量信息以及更多信息是亿滋国际(Mondelez International)全面重新设计其包装生产线计划的核心,这是这家总部位于伊利诺伊州迪尔菲尔德(Deerfield)的休闲食品制造商对其制造平台进行全球转型的一部分。
在全公司范围内采用了集成精益六西格玛方法进行流程改进后,亿滋国际依靠信息来确保将新设备和技术集成到新流程中——这是一个正在进行的名为“未来之线”的项目的一部分——将实现消除浪费和低效率的预期目标,同时也支持提高毛利率和促进进一步增长所需的质量和生产力。
亿滋国际自动化和制造系统项目经理维尔纳·巴德克(Werner Badtke)以精简公司生产受欢迎的奥利奥饼干的流程为例,说明该公司正在重塑其全球供应链。
Badtke解释说:“配方和工艺的改变使我们能够消除主要部件,例如60米长的冷却隧道。”“这使得机器占地面积更小,设置更灵活。”
机会和限制
该公司对其未来线路计划的雄心勃勃的目标与其他CPG公司寻求优化新线路和现有线路的OEE的目标并无不同。毫不奇怪,在将智能机器集成到智能制造环境时,它也面临一些相同的实现挑战。
最大的挑战之一是与未来之线的机器元素之间的性能管理集成。包装生产线的每个主要组件都有自己的性能“故事”,这部分是由包装商的生产线、设备和/或企业特定的OEE数据需求以及所使用的控制技术定义的。
时机对亿滋国际有利,因为对未来生产线的规划恰逢PackML的出现,使公司能够将其需求与开源控制编程标准的能力相匹配。
然而,尽管PackML的编程效率很高,但要对生产线的操作和机器间控制进行排序以满足这些要求,仍然需要在集成过程中进行自定义编码。
虽然集成商可以重用零散的代码,并利用可重复的工程工具来帮助加快生产线集成过程,但罗克韦尔自动化全球客户团队负责人马特•施罗德表示:“弄清楚原始设备制造商做了什么,然后进入他们的代码,然后配置生产线需要如何运行,仍然需要付出很大的努力。”他补充说,包装商仍然需要添加一种收集和处理OEE数据的方法。
Schroeder说:“PackML缩小了差距,但它本身并不能给你OEE。”
当然,所有这些都需要投入时间和精力——这一因素并不完全符合亿滋国际的愿景,即在互联企业环境中在全球范围内快速推出新的高度灵活的包装生产线。事实上,尽管该公司一直依赖于生产线的标准设计,但由产品和设施驱动的偏差包含了单一特征,导致了启动延迟,并推高了成本。
为了确保未来生产线避免这些缺点,公司需要一种具有成本效益的解决方案,从一开始就以标准而灵活的解决方案提供性能管理和线路控制。
Badtke说:“我们希望对新生产线提供垂直启动支持,这些新生产线可以使用‘复制/粘贴’方法实现。”通过将现有系统的副本“粘贴”到部分安装或配置的系统中,可以快速轻松地实现现有系统的副本,使实现过程更容易,并且在每次添加新产品时不太容易出错。巴德克补充说:“我们需要全力支持全球实施。”
加速转换
这听起来对任何解决方案来说都是一项艰巨的任务,这就是为什么亿滋要寻找一个合适的答案,涵盖了广泛的OEE报告软件包,包括已经在使用的软件包和市场上出现的软件包。其中显示出特别前景的是RAPID,罗克韦尔自动化的综合线路控制和线路性能管理及线路控制系统。
使用基于PackML/ISA-88标准的公共设备接口,RAPID使用户能够从标准操作站配置、控制和分析生产线性能,从而减少部署和优化包装生产线的总成本和时间。更重要的是,它内置的OEE报告功能消除了在建立生产线后合并其他报告软件的需要。它代表了对先集成生产线控制,后集成性能管理的传统方法的重大背离。
Schroeder指出,RAPID并没有取代或消除集成过程。“这只是让事情变得更容易,”他说。“RAPID利用PackML作为其核心,同时提供了一种更快、更简单的方式来集成特定于项目或用户的规范。”
虽然RAPID最初并不是一个满足公司需求的“完美解决方案”,但亿滋国际与罗克韦尔合作进行了改进,最终将RAPID作为其未来生产线的全球生产线集成标准。
“RAPID不仅仅是一个软件包,它是一个完整的概念,”巴德克说。“你有一个由服务器、客户端视图和性能视图组成的监控系统,这意味着你有收集到报告中的所有必要信息。不需要编程工具。它完全是即插即用的。”
快速到未来线路计划最吸引人的方面之一是它能够极大地简化和标准化线路集成。
RAPID无需编写新的PLC代码来为每条生产线建立机器对机器通信,终端用户可以通过HMI设置每条生产线的监控结构,自动为选定的数据块定义和应用(如线路平衡、设备配方、转换协调或能源管理)集成适当的PLC代码。
Badtke说:“这更像是一个带有复选框的配置练习,而不是集成,这消除了大量定制PLC修改工作。”“机器在那里或者不在那里。你输入它的属性,以及你想让它为它运行的每个产品做什么,PLC就会相应地编码。”
Badtke补充说,用户还可以为一台机器的每个PackML状态执行动态事件配置,以及它如何影响生产线上的其他机器。“例如,”他说,“如果下游机器出现故障,你可以定义一台机器应该怎么做——立即停止还是几分钟后停止。”
当然,还有收集和管理所有重要的性能信息。由于RAPID有助于收集大量PackML状态数据,亿滋国际可以在多天和/或地点的多台机器上比较特定产品的OEE,在指定的时间段内提供更全面的机器和生产线性能分析,包括状态变化和持续时间、故障原因和其他功能关键统计数据。
巴德克引用了一个rapid生成的停机时间帕雷托图,它对80/20方法特别有帮助,这是亿滋国际六西格玛计划的核心。
Badtke解释说:“这些信息帮助我们更容易地识别并专注于解决占停机时间80%的故障,这些故障被认为比只占20%的小故障更重要。”
类似于为生产线集成提供标准方法,RAPID提供了一套标准的生产管理功能,使生产线更容易与新的或现有的管理执行系统(MES)和企业资源规划(ERP)软件交换数据并接受订单。
“调度功能,如产品订单或清洁停机时间,无需对生产线控制进行任何更改,因为所有这些都是使用RAPID建模的,”Badtke说。这些生产线可以收到包装订单,在特定的时间内生产特定数量的特定产品。RAPID完成了其余的工作。”
Badtke表示,公司目前正在考虑将罗克韦尔CPG套件与Simatic IT生产套件一起作为未来新生产线的标准MES对应品。他表示:“我们希望这套系统能够为我们部署新生产线的‘剪切粘贴’方法提供最佳补充。”
建筑的动力
亿滋国际计划在现有和新工厂实施其rapid支持的未来生产线概念,用于各种产品类型。这些线路已经在一些城市投入运营。
Badtke指出,虽然RAPID为未来的生产线提供了巨大的价值,但它并不需要公司长期增长战略的全有或全无的承诺。由于在设施、产品和包装设备方面总是有例外,该公司计划在考虑新项目的控制技术时保持开放的选择。
“RAPID将成为每个未来线路项目的标准,”他说。“如果涉及到特殊要求,项目负责人或工厂可以决定是否使用不同的标准。”
这种方法使亿滋国际有最好的机会实现每个包装商的愿望清单上的另一个共同的、令人垂涎的属性:灵活性,以满足不断变化的、竞争激烈的市场需求。
巴德克说:“这是一个连续循环的一部分,利用一个通用的、简单的技术平台将帮助我们节省资金,然后这些资金可以再投资于增长,帮助我们专注于我们的‘强大品牌和优先市场’。”“我们相信,这种方法将有助于我们实现业务、运营和质量目标。”