Un système de commande et information automatisé favorise l'uniformité

Nouveau système favorisant l'uniformité

Défi

  • Remplacer un processus de fabrication entièrement manuel par un système de chargement et de mélange totalement automatisé reposant sur les informations afin de réduire les variations de produits et les problèmes de qualité.

Solutions

Résultats

  • Les rapports de gestion des ingrédients et des lots facilitent le dépannage.
  • Les systèmes automatisés ont remplacé les procédés manuels afin d'éliminer les erreurs humaines.

Contexte

Les lubrifiants sont essentiels dans tous les domaines, de l'exploitation minière aux chemins de fer et aux voyages dans l'espace. Ils font tourner les engrenages et réduisent la friction pour améliorer les performances et la longévité. À la NASA, ils permettent d'amener les navettes spatiales jusqu'à l'aire de lancement.

The Whitmore Manufacturing Company® est responsable de la production de ces lubrifiants industriels, ainsi que d'enduits, de revêtements, de détergents et d'huiles. L'entreprise produit plus de 16 millions de livres de lubrifiants par an, des lubrifiants biodégradables et secs aux huiles hydrauliques et aux enduits d'étanchéité pour pneus.

Whitmore gère toutes les étapes de la production de lubrifiants, de la recherche et développement et de la formulation des produits aux services d'application pour les clients du monde entier.

Elle a récemment commencé une extension de 11 148 mètres carrés de son siège et de son site de fabrication à Rockwall, Texas, pour un montant de 20 millions de dollars.

Défi

La création d'un lubrifiant Whitmore commence dans un mélangeur de lot. La solution est ensuite chauffée conformément à des paramètres de température spécifiques.

Traditionnellement, le secteur de la lubrification industrielle reposait sur des traitements par lots fastidieux. Chez Whitmore, les opérateurs devaient sélectionner manuellement le nombre de litres de matières premières à traiter dans une station de chargement et de mélange.

Les ouvriers devaient déplacer manuellement les tuyaux et les collecteurs de chaque station de chargement vers les différentes zones de l'atelier.

Une fois le nombre de litres requis pompés, une soupape se fermait. Les opérateurs devaient ensuite envoyer de l'air dans les tuyaux pour enlever tout produit résiduel. Tout oubli du nettoyage du tuyau risquait d'entraîner une contamination des futurs lots utilisant le même tuyau avec une autre matière première.

Les opérateurs activaient manuellement les moteurs pour faire tourner et chauffer le contenu. Pendant que le lubrifiant chauffait, les opérateurs devaient surveiller attentivement la jauge de température et arrêter le mélangeur à la température prescrite pour ce lot de lubrifiant spécifique.

Les opérateurs ajoutaient ensuite les autres ingrédients et répétaient le procédé de mélange et de chauffage, en surveillant plusieurs mélangeurs et jauges de température simultanément. Les erreurs à ce stade étaient responsables de la majorité des pertes ou reprises de lots.

Avec l'extension de son site de fabrication sur 11 148 mètres carrés, pour un montant de 20 millions de dollars, Whitmore devait améliorer un processus de production qui était à la fois chronophage et source d'erreurs.

L'ensemble du processus était chronophage et source d'erreurs, lorsque les employés de Whitmore déplaçaient les tuyaux entre les mélangeurs ou parcouraient l'atelier pour surveiller les températures des lots.

« La contamination des tuyaux était toujours un souci », a déclaré Tim Meyer, responsable qualité chez Whitmore. « Les opérateurs pouvaient choisir le mauvais tuyau ou un tuyau qui n'avait pas été nettoyé correctement. Cela créait des problèmes de qualité avec nos produits. »

Afin de réduire les lots non conformes, d'améliorer la qualité et de répondre aux attentes de ses clients du monde entier, Whitmore a décidé d'automatiser son processus de création de lubrifiants et d'avoir accès aux informations en temps réel de l'atelier.

Solution

Les ingénieurs de Whitmore ont commencé à collaborer avec Innovative Control Inc., un intégrateur système reconnu par Rockwell Automation, pour concevoir un système de commande et information intégrées reposant sur le système Integrated Architecture® de Rockwell Automation.

Ce projet de plusieurs années a commencé par l'installation d'un automate programmable Allen-Bradley® ControlLogix® intégré en toute transparence au logiciel de commande de moteur Allen-Bradley IntelliCENTER® pour les systèmes de chargement et de contrôle de température du site.

Le logiciel FactoryTalk®­ View Site Edition de Rockwell Automation fournit une vue complète et précise des systèmes de chargement et de mélange de lubrifiants nouvellement automatisés grâce à une intégration étroite avec la plate-forme ControlLogix et les autres applications FactoryTalk.

Le logiciel FactoryTalk® Historian assure le suivi des variables clés, telles que la température, le poids et la durée de mélange des lubrifiants, pour la vingtaine de mélangeurs du site. Les opérateurs peuvent désormais voir facilement d'où viennent les lots modifiés en consultant les données historiques et en temps réel.

Les informations de l'historique sont introduites dans le logiciel FactoryTalk VantagePoint® EMI de Rockwell Automation, qui offre une accessibilité accrue aux données en contexte et aux rapports de tendance. Cette solution d'intelligence manufacturière permet aux opérateurs d'analyser les données de plusieurs lots plus efficacement.

Les ingénieurs de Whitmore peuvent désormais établir des connexions entre les durées de cycle moyennes et les taux de production. Les tableaux de bord de la solution permettent aux opérateurs de surveiller et de dépanner le système à distance ou sur un appareil mobile.

Whitmore a pu augmenter sa capacité de production de 28 %, en ajoutant 150 lots par an et en réduisant la durée du cycle de neuf heures en moyenne.

La plate-forme intégrée et l'environnement de programmation unique des automates a réduit au minimum l'interaction des opérateurs avec les matières qui entrent dans la composition des lubrifiants.

Whitmore a également mis en œuvre un processus de création de fiches électroniques sur les lots à l'aide du logiciel FactoryTalk Batch pour stimuler le déroulement des opérations. Chaque recette ou formule est programmée par les ingénieurs dans l'application FactoryTalk Batch, qui exige une validation avant la mise en production des recettes.

Résultats

Whitmore a pu automatiser sa vingtaine de mélangeurs sans aucun temps d'arrêt, puis passer à l'automatisation des systèmes de chargement et de commande de moteur. Depuis la mise en œuvre de son système de commande et information intégrées totalement automatisé, Whitmore a réduit considérablement les variations de produits, car le nouveau processus a remplacé les procédures manuelles et pratiquement éliminé les erreurs humaines.

Rien que pour les graisses au lithium, Whitmore a pu augmenter sa capacité de production de 28 %, en ajoutant 150 lots par an et en réduisant la durée du cycle de neuf heures en moyenne.

Le nouveau système a réduit au minimum les variations de bons de travail, notamment pour les coûts et l'utilisation des matières, et le rendement est soigneusement surveillé et contrôlé.

« Ce système place Whitmore à l'avant-garde des technologies de production dans le secteur industriel des lubrifiants », a déclaré M. Meyer. « Plus important encore, nous maîtrisons parfaitement nos méthodes de production et garantissons la satisfaction de nombreux clients. »

Les ingénieurs de Whitmore collaborent avec son équipe informatique pour intégrer ses nouveaux progiciels de gestion intégrés et systèmes d'automatisation. Une fois que le système d'automatisation sera totalement intégré au progiciel de gestion intégré, Whitmore attend encore plus d'avantages, notamment un contrôle des stocks en temps réel et une augmentation des rapports.

Les résultats mentionnés ci-dessus sont spécifiques à l'utilisation par Whitmore Manufacturing Company des produits et services de Rockwell Automation, conjointement à d'autres produits. Les résultats peuvent varier selon le client.

Allen-Bradley, ControlLogix, FactoryTalk, Integrated Architecture, IntelliCENTER, PartnerNetwork et VantagePoint sont des marques commerciales de Rockwell Automation Inc.