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Étude de cas

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Sleeman Breweries augmente sa capacité de 50 % en deux semaines avec le système d’automatisation de procédés virtualisé

Le système d’automatisation de procédés de Rockwell Automation permet le contrôle interne du procédé et des recettes

Défi

  • Augmenter la capacité de production pour répondre à la demande ; éviter le coût élevé d’une nouvelle installation

Solutions

Résultats

  • Production en hausse - Augmentation de la production de 50 % en deux semaines sans équipements supplémentaires
  • Pilotage amélioré du procédé - Meilleur contrôle de la production, avec des changements faciles de procédé et de recettes en interne
  • Pas de dépenses de capital - Pas de nouveau site et aucun nouvel équipement nécessaire

Un boom à exploiter

Il y a dix ans, les touristes souhaitant goûter à la vie locale du sud canadien auraient demandé un des meilleurs crus de la région. Aujourd’hui, rien d’autre ne compte que les bières artisanales.

Des nouveaux entrepreneurs aux grands producteurs, les brasseurs canadiens tirent profit de l’engouement pour la bière artisanale. Le nombre de microbrasseries (produisant moins de 25 000 packs de 24) a plus que doublé ces sept dernières années.

L’explosion de la popularité des bières artisanales a fait voler en éclat la capacité de production d’une entreprise, à savoir Sleeman Breweries. Troisième plus grand brasseur du Canada, Sleeman brasse et distribue des bières populaires allant des blondes aux bières ambrées. Célèbre pour des faits de contrebande dans le passé et brassant de la bière depuis 1834, l’entreprise a retrouvé une position forte sur le marché de la bière artisanale. Sleeman exploite trois brasseries dans l’Ontario, au Québec et en Colombie-Britannique.

La modernisation du brassage artisanal

La hausse de la demande en bières artisanales est idéale pour une entreprise telle que Sleeman, à condition que la capacité de production suive. Dans son établissement OSB (Okanagan Spring Brewery) de Vernon, en Colombie-Britannique, l’entreprise peinait à satisfaire la demande du marché pour ses bières OSB. L’équipe de direction cherchait des moyens d’augmenter la production au-delà de son maximum de huit brassins par jour.

Faute de pouvoir augmenter la capacité de production de la brasserie OSB, l’entreprise aurait été dans l’obligation de construire un nouveau site, au prix d’un investissement lourd. À l’époque, Sleeman avait engagé des producteurs tiers afin de pouvoir satisfaire la demande des clients. Cette approche n’avait rien d’idéal pour la gestion des coûts, pour l’homogénéité qualitative et gustative des produits, ainsi que pour le respect des délais de livraison.

La brasserie n’était pas seulement limitée dans sa capacité d’augmentation de la production, son infrastructure reposait sur un système de pilotage semi-automatisé obsolète. Les modifications du procédé de brassage, y compris l’ajout de nouvelles recettes, étaient manuelles, d’où un risque accru d’erreur humaine ou de manque d’homogénéité. Tout au long du procédé de production, les opérateurs devaient être au bon endroit, au bon moment. L’absence d’un opérateur à son poste pour faire avancer la production pouvait suspendre le brassage.

Dans les deux semaines qui ont suivi la mise en œuvre, Sleeman a augmenté la production de 50 % sur son site de Vernon et est passée de 8 à 12 brassins par jour.

Ces contraintes limitaient la capacité de Sleeman à réagir rapidement aux évolutions des goûts des consommateurs ou des tendances du secteur. L’approche manuelle empêchait aussi d’accéder en temps utile aux statistiques de production précises nécessaires pour le pilotage complet du procédé brassicole. Un reporting ad hoc était en place concernant les lots et imposait aux opérateurs de noter les valeurs dans des documents papier, d’où un accès en temps réel limité aux informations critiques telles que la pression et les débits.

Un meilleur pilotage pour de meilleures brassins

L’équipe de Sleeman a travaillé avec McRae Integration, un intégrateur système agréé Rockwell Automation réputé, afin de concevoir et mettre en œuvre un système d’automatisation de procédés intégré visant à augmenter la capacité, à réduire le risque et à fournir des données de production en temps réel.

L’équipe de Sleeman voulait une solution standardisée pour l’ensemble des sites. Une plate-forme unique permettrait à l’encadrement de voir les statistiques de la production et les données opérationnelles de tous les sites à partir du siège. Avec une plate-forme commune, les mécaniciens et électriciens travaillant en interne pourraient aussi plus facilement passer d’un site à l’autre et rationaliser le stockage des pièces.

« Une plate-forme unique nous fournirait des informations sur l’ensemble de la ligne de production et entre les sites, afin que nous puissions nous appuyer sur les succès et atteindre nos objectifs d’amélioration permanente tout en continuant de produire des bières exceptionnelles », explique Stefan Tobler, maître brasseur chez OSB. « Nous avions déjà adopté les équipements Rockwell Automation comme standard sur nos autres sites et nous savions que McRae pourrait nous aider à atteindre nos objectifs avec une plate-forme unique basée sur la technologie Rockwell Automation. »

McRae a mis en œuvre une approche échelonnée basée sur le système de contrôle-commande (DCS) PlantPAx® de Rockwell Automation et ses propres logiciels Meridian BrewSoft et BrewSight, désormais appelés FactoryTalk® Brew™.

Le système inclut un logiciel de reporting et d’historique qui collecte, suit et consigne les données de procédé clés pour mettre en exergue les tendances du cycle de brassage, afin que les opérateurs puissent, si nécessaire, apporter des modifications proactives aux brassins. La bibliothèque d’objets de procédés de Rockwell Automation fournit un code et des faces avant d’automate prédéfinis, et le nouveau système aide les opérateurs de Sleeman à configurer de nouveaux lots et à créer des recettes plus rapidement. McRae a personnalisé la solution pour les applications brassicoles avec ses solutions logicielles, lesquelles permettent aux opérateurs de piloter intégralement le procédé via des interfaces Web intuitives.

Les variateurs Allen-Bradley® PowerFlex® 525 et PowerFlex 755 de Rockwell Automation fournissent une commande de moteur flexible pour le procédé de brassage et communiquent des diagnostics de dispositifs au système de commande.

Pour compléter l’implémentation, McRae a travaillé avec l’équipe informatique de Sleeman à l’installation de serveurs virtuels VMware®. L’équipe de Sleeman avait mis en œuvre des serveurs redondants sur son site de Vernon quelques années plus tôt, mais avait trouvé que les coûts de l’équipement et l’espace de stockage supplémentaire étaient difficilement tenables. Les serveurs virtualisés VMware assurent une redondance automatique pour les données de production, avec une récupération avancée des données et un stockage étendu. Un serveur virtualisé peut remplacer jusqu’à quatre serveurs de sauvegarde physiques, ce qui abaisse significativement les coûts du matériel. Cette approche permet aussi à l’équipe de Sleeman de créer des copies des serveurs virtualisés pour exécuter des simulations hors ligne et tester les changements de production avant leur application effective.

Paré pour plus de bière

Dans les deux semaines qui ont suivi la mise en œuvre, Sleeman a augmenté la production de 50 % sur son site de Vernon et est passée de 8 à 12 brassins par jour.

L’équipe de brassage peut désormais réaliser tous les brassins sur site sans faire appel à des producteurs tiers. Cela a aussi évité le coût d’un nouveau site ou de mises à niveau ou d’ajouts significatifs d’équipements.

Par ailleurs, les opérateurs ont retrouvé un meilleur contrôle du procédé de brassage. Grâce à l’interface Web, les opérateurs peuvent plus facilement créer une recette, un lot de test et stocker la recette dans le système pour des tests supplémentaires et la production. Les responsables du brassage peuvent modifier le procédé et la recette en toute simplicité via l’interface Web, sans recours à du personnel supplémentaire.

La direction peut surveiller les problèmes de production via les fonctions de suivi de tendances du système PlantPAx et de reporting du logiciel BrewSight. Avec le reporting d’exceptions, le système génère des rapports pour le suivi lorsque les brassins atteignent la fermentation et informe par courriel la direction en cas d’écarts dans les paramètres de brassin. L’équipe de brassage peut prendre des mesures correctives nécessaires, et réduire les temps d’arrêt, au lieu de retravailler et réassembler le brassin par petites quantités ultérieurement.

« Le brassage artisanal nécessite une multitude de petits ajustements des recettes, à savoir au niveau de l’eau, du malt et d’autres paramètres, ainsi que l’ajout de nouvelles recettes », explique Tobler. « Le système PlantPAx avec le logiciel FactoryTalk Brew nous permet de maintenir la qualité du brassin, tout en offrant la flexibilité indispensable pour réagir rapidement aux évolutions des goûts des consommateurs et des tendances du marché. »

La mise à niveau logicielle maintient une qualité élevée tout en accélérant la production. Le site de Vernon est désormais en pointe avec un cycle de brassage de deux heures, assorti d’une meilleure homogénéité gustative et qualitative.

Mais ce n’est pas terminé. L’équipe de Sleeman envisage d’implémenter la plate-forme PlantPAx sur le reste du site de Vernon, y compris pour le parc de cuves et les lignes de conditionnement. La standardisation progressive complète sur les sites augmentera la visibilité de Sleeman et lui permettra de prendre plus efficacement des décisions pour son développement.

Les résultats ci-dessus sont spécifiques à l’utilisation par Sleeman Breweries des produits et services Rockwell Automation en association avec d’autres produits. Les résultats spécifiques peuvent différer pour d’autres clients.

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