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Étude de cas

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Fonterra déploie une solution intégrée d’automatisation

Une grande entreprise laitière multinationale standardise avec succès une solution unique basée sur une infrastructure de commande « Entreprise Connectée »

Défi

  • La nouvelle usine laitière européenne avait besoin d’une solution complète d’automatisation et de contrôle de procédé, dans un très court délai

Solutions

Résultats

  • Solution entièrement intégrée
  • Compatibilité avec l’Entreprise Connectée
  • Tableaux de contrôle développés selon les standards de l’entreprise
  • Suite logicielle unique
  • Approche Premier Integration

Contexte

Fonterra Co-operative Group Limited est une coopérative laitière multinationale détenue par près de 10 500 agriculteurs néozélandais. L’entreprise assure environ 30 % des exportations mondiales de produits laitiers et réalise un chiffre d’affaires de plus de 19,87 milliards de dollars néozélandais. Première entreprise de Nouvelle-Zélande, elle représente à elle seule 25 % des exportations totales du pays.

Avec un réseau mondial de bureaux, de sites de production et de centres techniques, Fonterra emploie près de 16 000 personnes en Nouvelle-Zélande et dans le monde entier, et collecte 22 milliards de litres de lait par an pour fabriquer des produits laitiers proposés à des millions de consommateurs dans 140 pays.

L’entreprise a récemment mis en service une nouvelle usine d’ingrédients laitiers à Heerenveen, dans le nord des Pays-Bas, qui produira trois variantes de poudre de lactose, ainsi qu’une gamme de produits protéiques. L’usine produira notamment un concentré de protéine de lactosérum, un isolat de protéine de lactosérum et un concentré de protéine de lactosérum riche en lipides, ainsi que plusieurs poudres de concentré de protéine de lactosérum fonctionnelles spécialisées pour une utilisation dans les produits de nutrition pédiatriques, maternels et sportifs à haute valeur ajoutée.

Inaugurée en juillet 2015 en présence de Sa Majesté le Roi Willem-Alexander des Pays-Bas, la nouvelle usine est construite sur un site de 25 hectares et a été développée en partenariat avec l’un des principaux fabricants de fromages néerlandais. Il s’agit de la première usine d’ingrédients détenue et exploitée en propre par Fonterra en Europe. À son pic de production, cette usine traitera jusqu’à 2,7 millions de litres de lactosérum par jour, avec une production annuelle d’environ 25 000 tonnes de lactose et 5 000 tonnes de produits protéiques.

Pour l’automatisation et la commande de l’usine, Fonterra disposait d’un large choix de fournisseurs et d’intégrateurs système auprès desquels se procurer ses principaux équipements. En Nouvelle-Zélande, l’entreprise utilise les contrôleurs d’automatisme programmable (PAC) Allen-Bradley® et les solutions SCADA de Rockwell Automation, avec des moteurs et des technologies de commande de moteur d’autres fournisseurs. Durant la phase de développement de l’usine de Heerenveen, Fonterra avait initialement envisagé de faire appel aux mêmes fournisseurs. Toutefois, avec la solution d’intégration et d’Entreprise Connectée incroyablement puissante proposée par Rockwell Automation et Beenen B.V., un intégrateur système reconnu de Rockwell Automation, Fonterra a opté pour une solution d’automatisation, de contrôle de procédé et de commande moteur totalement basée sur les produits Allen-Bradley.

Les intégrateurs système reconnus s’engagent à fournir la meilleure solution technique et le meilleur service client, en commençant par les technologies Rockwell Automation. Ils entretiennent des relations de soutien mutuel avec les commerciaux et/ou distributeurs Rockwell Automation avec lesquels ils travaillent.

Cette approche a permis à Fonterra de déployer une solution de commande entièrement intégrée provenant d’un seul fournisseur, ainsi qu’une communication efficace entre l’atelier et la direction. Les données de production peuvent être collectées, collationnées et analysées afin d’améliorer les procédés. De plus, Fonterra peut partager des informations de fabrication vitales, à l’intérieur comme à l’extérieur de l’usine.

Enjeux

Le principal défi pour le nouveau site était le délai relativement court pour rendre l’usine opérationnelle. Les premières commandes avaient été reçues en février 2014 et l’usine devait commencer à produire avant la fin de l’année 2014. Avec le soutien de Rockwell Automation, Beenen a relevé ce défi en respectant le délai contractuel de 12 mois, le délai moyen dans le secteur étant plutôt de 18 à 24 mois.

Outre le défi du délai, Fonterra a ses propres standards pour la commande de moteurs et les tableaux de contrôle, avec des interfaces vers les équipements d’autres fournisseurs et concurrents. Durant le projet, ces interfaces ont été mises aux standards Rockwell Automation en utilisant notre bibliothèque de procédés.

Solution

La solution intégrée complète retenue par Fonterra est constituée de nombreux éléments de l’offre produits de Rockwell Automation, dont plusieurs font partie de son offre Connected Enterprise.

En utilisant EtherNet/IP™ comme protocole de communication principal, Fonterra s’est donné l’opportunité d’évoluer facilement vers l’Entreprise Connectée, une approche adoptée par les fabricants pour tirer parti de l’interconnexion des machines, des chaînes logistiques et des clients. Les fabricants peuvent ainsi mettre en place des procédés de fabrication riches en données/informations, pris en charge, sécurisés et tournés vers l’avenir pour répondre aux demandes du marché.

À terme, l’adoption d’une approche Entreprise Connectée créera une entreprise plus compétitive et innovante, capable de fournir les informations permettant d’améliorer la productivité, la durabilité et les performances économiques. Tout en écourtant les délais de mise sur le marché, en réduisant le coût total de possession, et en améliorant l’utilisation des actifs et la gestion des risques pour l’entreprise. Les autres avantages de l’accès à des informations contextualisées en temps réel incluent la réduction des temps d’arrêt, l’optimisation des technologies et des procédés, l’amélioration de l’efficacité de la main-d’œuvre et la rationalisation des dépenses. EtherNet/IP étant basé sur le protocole Ethernet standard non modifié, ces connexions sont très faciles à établir. De plus, des solutions entièrement sécurisées sont également disponibles pour contrôler les utilisateurs et empêcher tout accès non garanti.

Concernant les produits, Fonterra a déployé plusieurs PAC Allen-Bradley ControlLogix fonctionnant conjointement avec des centres de commande moteur (MCC) Allen-Bradley CENTERLINE® 2500, des dispositifs Allen-Bradley E300™ Electronic Overload Relay et plus de 250 variateurs de vitesse Allen-Bradley PowerFlex®, dont certains dotés de deux ports Ethernet. Agencée en 42 colonnes d’armoires, l’installation MCC est longue de 50 mètres. En plus de fournir une commande moteur intelligente et centralisée, les MCC CENTERLINE offrent de vraies fonctionnalités « Plug and Play », avec des capacités de gestion avancée de l’énergie et une intégration au sein de l’Architecture intégrée Rockwell Automation.

D’après Alex van Dalen, directeur général de Beenen BV : « Beenen a travaillé très dur pour remporter ce projet et soumissionnait initialement contre deux autres intégrateurs système locaux. Comme nous recherchions la qualité et la solution optimale, nous avons fait appel à Rockwell Automation pour concevoir et développer la solution MCC et avons effectué le reste des travaux électriques et d’automatisation avec d’autres solutions Allen-Bradley. Nous avons forgé un véritable esprit d’équipe avec Rockwell Automation et les effets positifs de cette coopération ont clairement transparu dans les relations avec Fonterra et, bien entendu, dans la réussite du projet. »

L’installation des logiciels a été tout aussi impressionnante : FactoryTalk® View offre une visibilité complète sur les procédés et une interface avec les systèmes d’ERP et de contrôle de procédé ; FactoryTalk® Historian réalise la collecte ; et FactoryTalk® VantagePoint est utilisé pour l’information, la visualisation et la diffusion. La mise à disposition des données dans un format lisible et adapté à chaque fonction permet aux opérateurs et aux responsables de prendre plus rapidement des décisions avisées ayant un impact supérieur sur l’optimisation des lignes. FactoryTalk® AssetCentre permet à Fonterra de centraliser la sécurité, la gestion, le contrôle de version, le suivi et les rapports liés aux informations sur les actifs d’automatisation dans toutes ses installations. AssetCentre effectue également des sauvegardes automatiques programmées des contrôleurs, assurant ainsi la « reprise après sinistre ». Rockwell Software® CPGSuite® offre des applications basées sur la valeur qui peuvent aider Fonterra à ratteindre l’excellence opérationnelle, améliorer l’efficacité de la chaîne logistique, respecter les consignes de conformité réglementaire et atteindre ses objectifs de durabilité.

Différents services à valeur ajoutée, dont un contrat de gestion des pièces couvrant les pièces détachées essentielles, un contrat de support TechConnect® et une formation approfondie pour les opérateurs Fonterra, viennent compléter l’installation.

Résultats

Selon Alex van Dalen : « L’équipe de Fonterra a été particulièrement enthousiasmée par les avantages de l’approche Premier Integration associée à l’offre de commande moteur de Rockwell Automation. Elle a trouvé le logiciel de diagnostic très utile pour 'voir' à l’intérieur du contacteur du MCC et des contrôleurs fréquemment utilisés. L’approche « Entreprise Connectée » leur permettra également d’exploiter beaucoup plus efficacement leurs données de fabrication, puis de les partager avec tous ceux qui ont besoin de consulter les informations historiques et en temps réel. »

Hans Berghorst, directeur des opérations chez Fonterra, explique : « Rockwell Automation est le standard de Fonterra aux Pays-Bas et, en déployant une solution Rockwell Automation complète, nous n’avons plus qu’un seul fournisseur au lieu de deux, ce qui est également avantageux en termes de maintenance et de pièces détachées. Un autre critère de sélection de nos fournisseurs était le coût total de possession (TCO). Rockwell Automation sortait du lot ; après avoir examiné les dépenses d’investissement et les coûts d’exploitation sur une période de 10 ans, nous avons établi que l’approche Rockwell Automation développée par Beenen était la meilleure solution. Nos ingénieurs profitent également des avantages de l’approche intégrée. La solution MCC IntelliCENTER® leur permet d’effectuer des redémarrages depuis l’interface homme-machine dans la salle de contrôle ; ils n’ont pas besoin de se déplacer jusqu’au MCC. »

S’agissant de la création des nouveaux tableaux de contrôle, M. Berghorst ajoute : « Ils combinent l’ingénierie de Fonterra, Beenen et Rockwell Automation. Notre intention a toujours été de nous doter d’une solution standardisée et nous possédons nos propres bibliothèques internes qui nous servent de standard chez Fonterra ; elles sont identiques dans le monde entier. Bien entendu, maintenant que nous avons des commandes moteur Rockwell Automation, nous avons développé conjointement de nouveaux tableaux de contrôle basés sur les standards d’ingénierie de Fonterra.

« Nous savions dès le départ que nous voulions utiliser les PAC et solutions de commande Allen-Bradley. Comme nous effectuons de nombreux développements conjointement avec Rockwell Automation en Nouvelle-Zélande, nous pouvons facilement copier et coller des routines et des programmes. De plus, nous avons en Nouvelle-Zélande des spécialistes au sein de notre département de contrôle de procédé qui connaissent et comprennent parfaitement les solutions Rockwell Automation. Enfin, en termes de support, il est toujours préférable de disposer d’une solution standardisée. »

Concernant le contrat de service de cinq ans, M. Berghorst commente : « Je pense que Rockwell Automation possède des conseillers très compétents qui connaissent les systèmes sur le bout des doigts. Notre coopération avec Beenen, qui a géré la plupart des interactions directes avec Rockwell Automation, a également été excellente.

« C’est la première fois que nous construisons une nouvelle installation en Europe », conclut M. Berghorst. « Ses caractéristiques sont donc difficilement comparables à celles d’autres sites et d’autres technologies, mais jusqu’à présent, ses performances sont très satisfaisantes. »

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