皇家杯咖啡和茶创造了一座通往未来的桥梁

这个复杂的、多阶段的项目减少了一半的劳动力，并通过桥梁创造了一个相互连接的设施，而不是三个，从而使生产能力增加了一倍。这种新的线性流程简化了产品从原材料到最终包装的过程。

乔伊斯Fassl高级执行编辑乔伊斯Fassl总编辑乔伊斯Fassl总编辑

2019年6月4日

皇家杯咖啡和茶自1896年公司最初的老板亨利·t·巴特顿在阿拉巴马州用马车出售咖啡以来，星巴克已经走过了漫长的道路。在20世纪20年代，巴特顿和他的妻子在一场悲惨的车祸中去世后，银行家们一直管理着这家公司，直到20世纪50年代，比利·史密斯(Billy Smith)从二战中归来，与两名少数股东一起买下了这家公司。

史密斯根据巴特顿的口号——一杯皇家咖啡，将公司名称改为皇家杯咖啡。正如俗话所说，其余的都是历史，今天，比利的孙子比尔史密斯三世担任首席执行官。最近完成了一个多阶段的项目，其中包括一个新的33,150平方英尺的绿豆接收、清洁和储存设施，皇家杯现在有能力处理多达1.2亿磅的绿咖啡豆;将其主要烘焙和包装设施从11.3万平方英尺扩大和翻新至13万平方英尺;仓库扩建11000平方英尺;还有一座4000平方英尺的封闭式桥梁，连接烘焙/包装设备和仓储仓库。

该项目被评为ProFood世界在3月27日举行的特别演讲会上，特斯拉宣布了2019年制造业年度创新者奖得主ProFood科技2019年，芝加哥。(欲了解其他制造创新奖获奖者和ProFood Tech，请访问https://bit.ly/2ZNfv2i)。

新园区允许皇家杯将生咖啡豆直接从接收码头转移到清洁器，并进入机械储存。此外，自动扫描将新库存自动输入皇家杯新的监控和数据采集(SCADA)系统，这意味着公司确切知道库存的产品。

绿豆接收设施的尖端创新包括伸缩输送机，自动分袋机和用于豆子运输的定制管桥。

皇家杯咖啡和茶的高级副总裁Kevin Boughner说:“伸缩式输送机消除了人工卸载的需要，这节省了时间，也避免了叉车事故可能伤害员工和破坏产品。”他补充道:“我们采用了三班倒的卸载作业，并将其简化为一个班次。

与传统的用刀手动切袋的方法不同，自动分切设备使豆子进入料斗进行清洗和处理，在提高效率的同时降低了工人安全和食品安全风险。

周末战士消除瓶颈

这个复杂的项目从建造生咖啡豆设施开始。过去，接收是皇家杯最大的生产瓶颈之一。“我们可以接受装载4万磅咖啡的卡车，但我们能装咖啡豆的最大垃圾箱是1万磅，”鲍纳解释说。“新工厂完全重塑了我们的业务潜力。现在我们有32个筒仓，能够储存120万磅咖啡。”

在绿豆工厂，进入的咖啡在干燥过程中被清洗，以去除任何外来物质，然后放入筒仓。当一份配方准备好进行加工时，干净的咖啡豆通过一座桥被气动送到烘焙厂。定制的运输系统最大限度地减少了咖啡豆在运输过程中的破损。

皇家杯咖啡的生产高峰期从9月到12月，因此现有设施的大部分项目工作必须在这个时间框架之前完成。“在工厂运营期间，我们安装了新屋顶、新墙壁，并做了大量的地面工作，”鲍纳回忆说。

在为期三年的项目的两个九个月期间，皇家杯将现有生产工厂的某些区域划分为网格。运营团队在周四召开了预会，沟通周末将在哪里进行施工和翻新。目标是在多个周末完成电厂的20个不同部分。

“周五下午，我们会正式转入施工。周日下午，我们的食品安全小组会来签字，证明工厂已经准备好生产食品了。”
在焙烧厂升级改造中，御杯安装了新的Probat并升级了其现有的Probat R2000Z以及其Probat RZ4000上的控制。

烘焙好的咖啡被送到全豆包装或研磨区，然后被送到18台改造的包装机之一。皇家杯还建造了一个最先进的咖啡研磨室。如果菜谱要求加味咖啡，系统会把磨碎的咖啡放入搅拌机，从调味罐中取出适量的调味剂，然后制作一批。一旦完成，这批货就会转移到恼人的生产线上。

例如，当从一批榛子味咖啡切换到巧克力味咖啡时，皇家杯需要一种有效的方法来彻底清洁混合设备，以减少风味交叉污染。工程和建筑公司Stellar将调味室改造成了一个具有高食品安全标准的洗涤区。高度自动化的调味室取代了以前非常手工的流程。

MES、SCADA系统提供更严格的控制，有助于提高吞吐量

皇家杯赛的过程包括一个先进的SCADA系统Factora它集成了所有设施的设备。绿豆接收系统允许工厂的各种机械和存储筒仓相互通信并提供实时反馈。“该系统持续监测并对这些数据做出反应，以提高产品流程的效率，”Stellar的工艺工程副总裁Kurt Warzynski解释说。

咖啡豆在通过自动分切机、清洗后、离开储存仓后以及烘烤前后都要经过多次跟踪。豆子的称重也被实时监控。过程数据使Royal Cup能够显示不断更新的循环水平读数，监控重量差异以确保准确的库存，并提示清洁塔根据收到的袋子的重量自动调整输送机速度。

鲍纳表示:“这使我们能够更严格地控制利润率，并为经营业务奠定更好的基础。”SCADA系统还可以准确地跟踪停机时间。大量的数据有助于皇家杯准确地了解整个过程中效率的损失和改进的机会。该系统还可以提示人员解决在线上出现的问题。

据皇家杯供应链高级副总裁Tom Burris介绍，制造执行系统(MES)实现了自动化，并将接收、清洁和存储在一个步骤中结合在一起。他解释说:“一旦收到，咖啡豆就被储存起来，准备在烘焙厂混合和使用。”“此外，我们将该流程与SAP系统集成，以便在接收时，我们进行许多质量和SAP事务性检查，以确保我们从正确的采购订单中卸载正确的豆类，记录可追溯性，并确保流程路径正确，因此没有机会混合豆类。”

皇家杯的工程和维护主管史蒂夫·海伯格(Steve Heiberger)表示，该项目还提高了劳动效率，但更重要的是，提升了其可追溯性。他补充说:“我们有能力了解烘焙机生产的每一批咖啡，并一路追踪到它是在哪一天到货的，是哪一天收到的，以及有关它的所有细节，比如是谁装杯的，是哪艘集装箱船装的。”

皇家杯的SAP商业分析师特雷斯·罗宾逊(Tres Robinson)表示，每一磅咖啡都是在清洗前测量的。“然后我们在清洗后测量和称重，这样我们就知道收缩率，以及金属分离造成的损失。我们非常了解这一点，可以向我们的供应商提供反馈，”罗宾逊说。

Burris说，创建MES的最大挑战是概念化它。他说:“我们必须从字面上想象我们要实现的目标，并从所有不同(内部)选区引入所有新要求。”“我们必须将纸面上的流程与我们购买的物理设备结合起来，以确保我们可以设计一个MES系统，满足每个组件的需求，并与设备一起工作。”

“下一个挑战是，”他说，“将各种供应商软件包中的设备集成到一个MES系统中，这样我们就可以通过各种独立的设备部件实现目标。”

测试是集成系统的关键，Burris说。“很容易规划一个运行理想的流程，但如果在流程中途停电，如果与ERP(企业资源规划)系统的连接失败，或者如果一台设备停止或备份，该怎么办?”

高级MES不只是跟踪和记录过程性能的统计数据，而是实际控制过程。MES集成到设备启动和设备运行中。Boughner说:“我们必须在早期努力工作并努力维护的一件事是确保MES和设备中的所有部件得到适当的维护。”否则，这个过程就不会开始。如果其中一块掉了，就会阻止其他工序的开始。”他补充说，这个项目是成功的，但在规划方面肯定需要更大的努力。

伯里斯说，该系统的另一个好处是缩放和称重的准确性。“如果混合物超出规定的容忍水平，该系统将自动拒绝该混合物。我们已经把决定权从运营商手中夺走了，所以没有什么决定权。”“其次，它为我们的消费者提供了更一致、更高质量的混合咖啡。”

Warzynski说，通过将反馈与历史数据和基准进行比较，SCADA系统可以检测到是否发生了不寻常的产品丢失，并帮助确定问题的根源。“这项技术可以快速解决任何问题，从而减少产品浪费，提高生产效率。”

Boughner说，这个项目最具挑战性的部分是在建设期间操作工厂。“第二困难的部分是绿咖啡大楼和MES的开发。要实现我们在可追溯性方面的目标，确实会给系统的设计和MES的执行带来负担。”事实上，皇家杯花了四个月的时间来完成这个项目。鲍纳说:“我们改变了方向，再也没有回头。

接下来在皇家杯的议程是将其包装系统与MES。“我们刚刚重建了包装机，所以我们有plc(可编程逻辑控制器)来收集数据，”Boughner说。

进一步的投资产生更高的效率

近800万美元的项目预算用于SQF升级，如新的金属墙板，路缘停止和翻新地板。除了之前提到的风味室升级，恒星在新区域和翻新区域安装了新的空气处理设备，以创造一个正气压流。皇家杯还投资了一个最先进的系统，以解决灰尘副产品问题。

新的绿豆设施的设计不仅是为了改善产品的接收方式，也是为了确保咖啡豆在准备加工时是干净的。中央真空接收器位于地面，更多的线路运行到设备平台和阁楼上的各种清洁位置。这可以防止异物进入较低层次的加工和包装区域。中央真空系统为新的绿豆工厂和改造后的生产区域提供了有效的干洗服务。

此外，由于升级的隔热层也提高了员工的舒适度，通过提高供暖和通风效率，提高了能源效率。

鲍纳说:“有了绝缘金属板和气流，我们能够根据需要为建筑降温并保持温暖。”

该设施还收集纯废物流，例如用于有机农业或制作壁炉原木的粗麻布和糠。皇家杯还建立了混合回收和垃圾填埋材料的收集。此外，该工厂升级到最先进的排放设备。

皇家杯赛被录用灰白色项目管理(HPM)作为项目顾问，支持当地市场定价工作。比如，项目顾问对具体价格等决策的帮助很大。”“尽管恒星和HPM有相互竞争的建筑公司，他们会毫不犹豫地互相推荐，”鲍纳说。“我认为这是我最自豪的事情。这对项目来说是非常有益的。”

该项目于2017年8月正式完成，但皇家杯的愿景仍在继续，因为它为未来的增长空间和灵活性做准备。“当我们准备好下一个烘焙机时，我们只需要订购它，插上电源，然后继续滚动，”鲍纳说。