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Mondeléz déploie son usine numérique intégrée

Les industriels de l’agroalimentaire sont confrontés à de nombreuses difficultés et souvent à des défis contradictoires pouvant sembler impossibles à surmonter.

Ils incluent la possibilité d’offrir aux consommateurs les nouveaux choix diversifiés et séduisants qu’ils attendent, mais avec une efficacité croissante, des coûts en baisse et un retour sur investissement plus court de 18 à 26 mois voire moins, selon Dave Sharpe, directeur mondial des PGC et sciences de la vie, Rockwell Automation.

« En parallèle, ils souhaitent aussi améliorer l’utilisation des actifs, accroître le rendement, augmenter la productivité du personnel, optimiser la gestion des ressources, atténuer les risques pour la sécurité et garantir la sécurité alimentaire », ajoute Dave Sharpe.

« C’est la raison pour laquelle nous devons définir le cadre de notre transformation numérique et il s’agit d’un point d’inflexion pour offrir une productivité inégalée au secteur », explique-t-il. « Cela peut inclure une collaboration fiable avec des robots et des équipements, la fusion des univers physique et virtuel, le recours à l’intelligence artificielle (IA) et à l’apprentissage automatique pour prédire les défaillances et réduire les temps d’arrêt, ou encore l’utilisation d’équipements informatiques portatifs et mobiles pour transformer les flux de production. »

Mondeléz International est l’une des entreprises agroalimentaires qui relèvent ces défis avec le soutien de Rockwell Automation. Bob Pegher, directeur des contrôles et de l’automatisation pour l’Amérique du Nord, décrit comment l’entreprise a commencé à déployer une méthodologie normalisée orientée données à l’échelle de ses installations de production mondiales.

Mondeléz International a un partenariat avec Rockwell Automation depuis de nombreuses années et bénéficie d’un compte stratégique mondial, explique Pegher, ce qui lui donne aussi l’avantage de disposer d’une équipe Rockwell Automation dédiée.

Toutes ces capacités ont été nécessaires lorsque Mondeléz a souhaité récemment mettre en œuvre des ateliers normalisés orientés données dans 14 de ses usines vieilles de cinq à 70 ans aux États-Unis, au Canada et au Mexique. Ce projet, couvrant la période 2017-18, incluait plus de 50 lignes de production fabricant des gâteaux, friandises, pâtes à mâcher et bonbons.

« Notre politique vise à offrir une productivité inégalée, en travaillant avec des partenaires s’engageant en faveur de nos objectifs stratégiques et en modifiant notre environnement de fabrication », déclare M. Pegher. « Ces objectifs incluent l’implémentation d’un système qualité standard, un reporting standard des performances des machines pour l’efficacité mondiale des lignes de production, l’amélioration des performances des machines et des lignes afin de réduire les déchets et l’autonomisation de notre personnel avec une équipe IL6S (Integrated Lean Six Sigma) standard et un système de gestion quotidienne. »

Toujours selon M. Pegher, différentes usines et lignes de production en sont à différents niveaux de maturité en matière d’automatisation, mais elles ont toutes besoin d’extraire les données des machines d’atelier afin de permettre aux utilisateurs d’améliorer la prise de décision. Mondeléz a travaillé avec Rockwell Automation afin de définir des approches standard dans les domaines suivants :

  • Réseaux Ethernet industriels ;
  • Environnement d’hébergement pour la fabrication ;
  • Schéma de réseau de contrôle critique et réseau local virtuel/Internet (VLAN/IP) ;
  • Méthodologie pour la collecte des données de qualité et de performances des machines ; et
  • Méthodologie pour la mise en service, la qualification et la validation.

« Le périmètre de notre projet en Amérique du Nord se focalise sur notre usine numérique intégrée (IDF), ce qui inclut l’évaluation et les mesures correctives pour la préparation de l’infrastructure ; les données et le reporting du système qualité ; les données et le reporting de performances des machines ; l’orientation données et la validation ; ainsi que l’intégration au système ERP », explique M. Pegher.

Pour déterminer les besoins de chaque usine, les ingénieurs de services réseau Rockwell Automation ont réalisé des audits du système de contrôle sur chaque site, ont développé des évaluations de l’existant et des analyses de risques, et ont rédigé des rapports et recommandations. « La mise en œuvre d’un atelier orienté données commence par l’établissement de fondations solides, à savoir le réseau Ethernet industriel », ajoute M. Pegher.

Suite à son évaluation et à ses recommandations, Rockwell Automation a installé des switchs principaux à fibre optique Cisco WS-3850, des switchs de couche distribution Cisco WS-2960, des switchs de couche d’accès Stratix 5700 Allen-Bradley, des câbles à fibre optique avec conduits entre les switchs principaux et de distribution, des câbles en cuivre avec conduits entre les switchs de distribution et d’accès, et un concentrateur de données de ligne par ligne ou zone de processus. Ces concentrateurs sont constitués d’un système de commande CompactLogix et d’un switch Stratix installés dans une armoire NEMA.

De même, l’environnement d’hébergement conçu par Mondeléz a été mis en place dans un centre de données industriel (IDC) basé sur l’IDC E3000 de Rockwell Automation. Il inclut trois serveurs Cisco, deux switchs Cisco, un SAN (Storage Area Network) EMC, un onduleur Eaton, VMware la solution de sauvegarde VEEAM et des machines virtuelles (VM) Mondeléz standard. L’entreprise en a acheté et installé 15 l’an dernier.

Pour déployer l’usine numérique intégrée sur les lignes nouvelles ou existantes, M. Pegher indique que Mondeléz et Rockwell Automation ont aussi mis en place une procédure d’« orientation données », laquelle a consisté à identifier les postes de travail ou les unités indépendantes, à collecter et examiner leur code d’API, à créer des modèles de classeurs Excel pour documenter les données de points, à créer le diagramme logique à relais dans les API de poste de travail et de concentrateur, à configurer un serveur OPC au niveau IDC, à installer le code d’API, et à réaliser les tests et la validation sur site et à distance.

« Mondeléz a des spécifications et normes pour l’orientation données, lesquelles sont aussi respectées par nos OEM et intégrateurs systèmes aux fins de cohérence », explique M. Pegher. « Une autre exigence critique est le respect, autant que possible, de la norme TR88/PackML relative à aux états des machines. Nous spécifions l’interface d’équipements RAPID Rockwell Automation, laquelle est un sous-programme d’instructions complémentaires à l’intérieur de ControlLogix, et fournissons une interface standard pour différentes machines et leurs états, compteurs et défauts. »

  • Toujours selon M. Pegher, l’usine numérique intégrée et le projet d’orientation données ont apporté à Mondeléz :
  • Une infrastructure réseau uniforme et standard à l’échelle de l’Amérique du Nord ;
  • Une méthode uniforme et standard de collecte des données ;
  • Des données qualité automatisées en temps réel provenant des machines et processus pour ses équipes qualité ; et
  • Un service rentable délivré par les ingénieurs Rockwell Automation locaux et de par le monde.

Globalement, selon M. Pegher, le programme d’atelier orienté données de Mondeléz a amélioré le TRS (taux de rendement synthétique) de 3 à 5 %, soit une augmentation du TRS de 79 % à environ 83 % pour une machine type.

« L’augmentation du TRS de seulement 1 % sur une ligne de biscuits de la marque Oreo peut se traduire par des montants importants, de sorte que ce programme a été amorti relativement rapidement », indique M. Pegher. « Ce n’est pas compliqué à comprendre. Il suffit d’une méthode et d’un plan cohérents, et de s’y tenir. »

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