Mondeléz inaugura la sua fabbrica digitale integrata

I produttori del settore Food and Beverage si trovano ad affrontare molte sfide difficili e spesso conflittuali che possono sembrare impossibili da superare.

Secondo Dave Sharpe, Global Industry Director, Consumer Packaged Goods and Life-Sciences di Rockwell Automation, tra queste vi è la possibilità di offrire ai consumatori tutti i vari tipi di prodotti che desiderano, ma con maggiore efficienza, una riduzione dei costi e un ritorno del capitale investito (ROI) di 18-26 mesi o meno.

"Nel frattempo, i produttori stanno anche cercando di migliorare l'utilizzo delle risorse, incrementare il rendimento, aumentare la produttività del personale, ottimizzare la gestione delle risorse, ridurre i rischi per la sicurezza e garantire la sicurezza alimentare", ha aggiunto Sharpe.

"Ecco perché dobbiamo definire il percorso di digitalizzazione che stiamo affrontando: è un punto di svolta per offrire una produttività senza precedenti all'industria", ha aggiunto. "Ciò può includere la collaborazione con robot e apparecchiature, la fusione di mondi fisici e virtuali, l'utilizzo dell'intelligenza artificiale (AI) e del machine learning per prevedere i guasti e ridurre i tempi di fermo, o l'impiego di dispositivi indossabili e mobili per trasformare i flussi di lavoro".

Mondeléz International è tra le aziende del food and beverage che affronta queste problematiche con l’aiuto di Rockwell Automation. Bob Pegher, North American regional automation and controls manager, ha descritto come l'azienda ha iniziato a introdurre una metodologia standardizzata di data-enablement, per tutti gli impianti di produzione.

Mondeléz International collabora con Rockwell Automation da molti anni, commenta Pegher, ed è supportata da un team Rockwell Automation dedicato.

Tutte queste capacità sono state necessarie quando Mondeléz ha recentemente cercato di implementare impianti standardizzati data-enabled in 14 dei suoi stabilimenti aventi un’età compresa tra i cinque e i settant'anni negli Stati Uniti, in Canada e in Messico. Il progetto, sviluppato tra il 2017 e il 2018, coinvolgeva più di 50 linee per la produzione di biscotti, dolciumi, gomme e caramelle.

"Ci impegniamo per garantire la massima produttività, a lavorare con partner allineati con i nostri obiettivi strategici e a cambiare il nostro ambiente di produzione", ha dichiarato Pegher. "Questi obiettivi includono l'implementazione di un sistema qualità, la reportistica sulle prestazioni delle macchine per migliorare l'efficienza globale delle linee di produzione, il miglioramento delle prestazioni della linea per ridurre gli sprechi e il potenziamento del nostro personale con un team Lean Six Sigma integrato (IL6S) e un sistema di gestione giornaliero".

Pegher ha aggiunto che i vari impianti e le linee di produzione presentano diversi livelli di maturità dell'automazione, ma tutti hanno bisogno di estrarre i dati dalle macchine e di fornirli agli utenti per migliorare il processo decisionale. Mondeléz ha collaborato con Rockwell Automation per definire approcci standard nelle seguenti aree:

• rete Ethernet industriale
• ambiente hosting di produzione
• schema della rete di controllo e della rete locale virtuale/Internet (VLAN/IP)
• metodologia per la raccolta dei dati sulla qualità e sulle prestazioni delle macchine
• metodologia per la messa in servizio, la qualificazione e la validazione.

"Lo scopo del nostro progetto in Nord America si concentra sulla nostra fabbrica digitale integrata, che comprende la valutazione e il miglioramento delle funzionalità dell'infrastruttura, i dati e la reportistica del sistema qualità, i dati e la reportistica sulle prestazioni delle macchine, l'estrazione e la validazione dei dati e l'integrazione con il sistema ERP", ha spiegato Pegher.

Per determinare le esigenze di ogni impianto, i tecnici dei servizi Rockwell Automation hanno effettuato un audit dei sistemi di controllo in ogni struttura, hanno redatto valutazioni dello "status quo" e analisi dei rischi, e hanno stilato rapporti e raccomandazioni finali. "L'implementazione di un impianto data-enabled inizia con una solida base, che è la rete industriale Ethernet", ha aggiunto Pegher.

Dopo la fase di valutazione e le raccomandazioni proposte, Rockwell Automation ha installato gli switch core in fibra ottica Cisco WS-3850, gli switch di distribuzione Cisco WS-2960, gli switch di accesso Allen-Bradley Stratix 5700, cavi in fibra ottica e canaline tra gli switch core e gli switch di distribuzione, cavi in rame e canaline tra gli switch di distribuzione e quelli di accesso e un concentratore di dati di linea per ciascuna linea o area di processo. Questi concentratori sono costituiti da un sistema di controllo CompactLogix e da uno switch Stratix in una custodia NEMA.

Analogamente, l'ambiente hosting progettato da Mondeléz è stato collocato in un data center industriale (IDC) basato sull'IDC E3000 di Rockwell Automation. Esso comprendeva tre server Cisco, due switch Cisco, una rete di storage EMC (SAN), un gruppo di continuità Eaton (UPS), la soluzione di backup VMware VEEAM e le macchine virtuali standard Mondeléz (VM). L'azienda ne ha acquistati e installati 15 nell'ultimo anno.

Per realizzare l'IDF sulle linee nuove o esistenti, Pegher ha affermato che Mondeléz e Rockwell Automation hanno anche eseguito una procedura di "data enablement", che comprendeva l'identificazione delle celle di lavoro o delle operazioni delle unità, la raccolta e la revisione del loro codice PLC, la creazione di modelli in Excel per la documentazione dei dati dei tag, la creazione di logica ladder nei PLC delle celle di lavoro e nei PLC dei concentratori di dati, la configurazione di un server OPC nell'IDC e l'installazione del codice PLC, nonché il test e la validazione in loco e in remoto.

"Mondeléz utilizza specifiche e standard per la gestione dei dati, che sono seguiti anche dai nostri OEM e dai nostri integratori di sistemi per garantirne l’uniformità", ha spiegato Pegher. "È anche un requisito fondamentale per rispettare lo standard TR88 e PackML sugli stati macchina. Abbiamo scelto l'interfaccia per apparecchiature RAPID di Rockwell Automation, che è una subroutine di istruzioni add-on all'interno di ControlLogix, e che fornisce un'interfaccia standard per diverse macchine e i loro stati, conteggi e guasti".

Pegher ha aggiunto che il progetto IDF e di data-enablement ha fornito a Mondeléz:

• un'infrastruttura di rete standard e comune in tutto il Nord America
• un metodo standard e coerente di raccolta dati
• dati sulla qualità automatizzati e in tempo reale, provenienti da macchine e processi per gli addetti alla qualità
• un supporto tecnico a costi contenuti da parte dei tecnici locali e globali di Rockwell Automation.

Nel complesso, Pegher ha riferito che il programma di Mondeléz ha migliorato l’indice di efficienza globale delle apparecchiature (OEE) del 3-5%, il che significa che l'OEE di una macchina tipica aumenterebbe dal 79% all'83% circa.

"Aumentare l'OEE di appena l'1% su una linea di prodotti Oreo può significare un sacco di soldi, quindi questo programma si è ripagato abbastanza velocemente", ha aggiunto Pegher. "Non è complesso. Basta avere un metodo e un piano coerente, e poi attenersi ad esso".