Hillshire Brands e l'uso delle informazioni di produzione

Sfida

  • La variabilità di peso delle salsicce di circa mezzo chilogrammo stava incrementando gli scarti dei prodotti e determinando una perdita di ricavi

Soluzioni

  • Integrated Architecture – Standardizzata in tutta l'azienda sulla piattaforma di controllo Logix per il controllo scalabile. La rete EtherNet/IP fornisce una struttura di comunicazione in tempo reale e un singolo ambiente di progettazione con strumenti coerenti.
  • Informazioni di produzione – Il software FactoryTalk VantagePoint aggrega, correla e presenta le informazioni sulla produzione alle operazioni, in modo da identificare facilmente le variabilità e correggerle in tempo reale. Il software FactoryTalk Historian individua, raccoglie e memorizza automaticamente i dati di produzione
  • Progettazione e fornitura del sistema – Grantek Systems Integration, un solution partner del programma Rockwell Automation PartnerNetwork™ per la gestione di informazioni, processi e controllo ha progettato, configurato e implementato il sistema.

Risultati

  • Meno sprechi, maggiore rendimento – L'incremento annuale di rendimento dello 0,10%, che equivale a oltre 45.360 chilogrammi circa di salsiccia, si traduce in una riduzione significativa dei costi sulle merci vendute
  • Rapido ritorno sull'investimento – Il ritorno sull'investimento del sistema si ottiene in meno di un anno

Contesto
Nel 2012, gli Americani hanno consumato quasi 205 milioni di chilogrammi di salsicce da colazione e prosciutto, per un fatturato di vendita di circa $1,5 miliardi dei produttori di insaccati. Se è vero che molta gente non vuole vedere il processo produttivo dietro questo alimento classico della colazione, la base sempre crescente di consumatori vorrà sicuramente avere la garanzia che presso l'impianto lavorano operai attenti e preparati che garantiscono l'integrità e la qualità del prodotto.

Il marchio Jimmy Dean, divisione di Hillshire Brands, vende un numero di salsicce da colazione refrigerate maggiore della somma dei volumi di vendita dei quattro produttori principali successivi. Per mantenere questa posizione dominante, l'azienda non deve solo offrire un prodotto uniforme e di qualità elevata costante, ma deve anche impegnarsi al massimo per mantenere bassi i costi e alto il rendimento, proponendo un prezzo competitivo tra concorrenti desiderosi di intaccare la sua quota di mercato.

Sfida
Lo stabilimento di Hillshire Brands a Newbern, Tennessee, vanta una produzione annuale di oltre 68 milioni di chilogrammi di salsicce. Le salsicce fresche Jimmy Dean da circa mezzo chilogrammo, meglio conosciute con il nome di “chub,” rappresentano più di due terzi di questa produzione totale. Nello stabilimento sono presenti undici macchine dedicate a macinatura, condimento, riempimento e confezionamento di salsicce di oltre 300 diverse SKU. Le salsicce avvolte in plastica vengono vendute a peso (circa mezzo chilogrammo), pertanto è essenziale riempirle con la giusta quantità di carne. Al termine di ogni lavorazione, un sistema di controllo del peso valuta e rimuove le salsicce che non rientrano nella variabilità di peso accettabile. Le salsicce di peso non conforme vengono aperte manualmente e controllate per scongiurare la presenza di contaminanti. La salsiccia viene inserita nuovamente nel sistema o cestinata, due opzioni entrambe costose.

Dal momento che il prezzo del prodotto è stabilito per pacchetto, qualsiasi quantità di carne in eccesso rispetto al peso richiesto determina una perdita di ricavi per l'azienda. Allo stesso tempo, un peso inferiore al previsto potrebbe minare la soddisfazione del cliente, che non riceve il prodotto che si aspettava. Inoltre, il Federal Meat Inspection Act richiede che sull'etichetta dei prodotti a base di carne siano riportati gli ingredienti con relativa indicazione di peso, misura o percentuale numerica. Ogni stato nel paese dispone di normative simili o supplementari. Se nell'ambito di un controllo dei pesi e delle misure viene riscontrato un errore nell'etichetta di alcune confezioni, sono previsti divieto di vendita degli alimenti e sanzioni, due scenari che danneggiano la reputazione e il profitto dell'azienda.

Tempo fa, gli operatori dell'impianto di Newbern hanno riscontrato variabilità di peso delle salsicce inaccettabili, con conseguente scarto di una quantità eccessiva di prodotto. All'epoca, gli operatori non avevano accesso a una quantità di dati del sistema di controllo sufficiente a comprendere l'entità effettiva o la causa degli scarti.

Soluzione
I tecnici dell'impianto di Newbern pensavano che una migliore comprensione della causa avrebbe permesso di ridurre tale variabilità. Hanno quindi sottoposto la questione all'attenzione del reparto di progettazione aziendale. Jon Riechert, senior project engineer per Hillshire Brands a livello aziendale, si era già occupato dell'implementazione di una strategia di elaborazione delle informazioni di produzione e di un sistema informatizzato presso gli impianti di Florence, Alabama, e Kansas City, Kansas. Dopo avere ascoltato le preoccupazioni dei suoi tecnici in Tennessee, Riechert ha deciso di portare con sé un team di Grantek Systems Integration per implementare una strategia di elaborazione delle informazioni di produzione a Newbern.

Il team di Grantek ha collaborato con i tecnici addetti a controllo, qualità e manutenzione di Hillshire Brands per comprendere il comportamento richiesto per attuare una strategia di elaborazione delle informazioni di produzione. Per il team dell'impianto, una migliore comprensione del peso del prodotto finito era la priorità. Tuttavia, erano anche necessari punti dati aggiuntivi durante l'intera linea di processo per capire in che modo avvenivano le fluttuazioni di peso.

Il gruppo Grantek ha collaborato con Riechert e il suo team per implementare una soluzione di elaborazione delle informazioni di produzione basata sulla suite di software FactoryTalk®. Il software si integra direttamente con la piattaforma di controllo Logix di Rockwell Automation per accedere ai dati di produzione in tempo reale. La precedente standardizzazione sulla piattaforma di controllo Logix in tutti gli stabilimenti Hillshire Brands ha semplificato l'integrazione del software per la gestione delle informazioni nel sistema di controllo a livello di impianto.

Inoltre, l'impianto di Newbern disponeva già di una singola rete industriale, EtherNet/IP, il che ha facilitato notevolmente la raccolta dati. Il team ha collegato le 11 macchine per la produzione di salsicce a due nuovi server in sede dotate del software FactoryTalk Historian tramite EtherNet/IP. Questo ha permesso al team di acquisire dati a lungo termine per esaminare l'andamento e confrontare le prestazioni tra le macchine. Se in un cambio turno si osserva una variabilità elevata di una macchina, gli operatori possono semplicemente consultare i dati passati per individuare l'inizio dell'anomalia. Se tutte le altre macchine funzionano correttamente e con una capacità inferiore, probabilmente la produzione proseguirà fino alla risoluzione del problema.

Grantek ha installato quindi il software FactoryTalk VantagePoint per aggregare le informazioni provenienti da varie fonti di dati, ovvero controllore, storico e SQL Server. La raccolta di dati in un'unica dashboard centralizzata assicura un facile accesso ai dati in tempo reale e agli indici di prestazione tramite qualsiasi browser Internet. Il server FactoryTalk VantagePoint si trova nell'impianto di Newbern. Tuttavia, quale piattaforma di reportistica basata su Web, è accessibile sia dal personale aziendale sia di Newbern.

I tecnici dell'impianto di Newbern, nello specifico quelli che interagiscono con i dati su base giornaliera, hanno collaborato con Grantek alla progettazione delle dashboard di sistema. “I primi avevano il pieno controllo su ciò che desideravano visualizzare sulle dashboard FactoryTalk VantagePoint”, afferma Riechert. “Lavorando con questo software, ho capito che offre funzionalità considerevolmente superiori rispetto a quanto non si possa immaginare. È molto flessibile, ma deve piacere al team locale altrimenti non lo useranno.”

Risultati
“Prima dell'adozione di questo sistema, gli operatori potevano solo vedere il numero di unità difettose prodotte”, spiega Riechert. “Ora possono conoscere le oscillazioni di peso lungo la linea, gli scarti esatti sulle salsicce finite, il tempo di fermo della macchina, l'OEE e perfino la temperatura della carne.”

Forti di queste informazioni, i tecnici di Newbern vantano un miglioramento del rendimento dello 0,10% nelle sei settimane successive al lancio del nuovo sistema. Ciò si traduce in un recupero di 105.000 salsicce all'anno e di centinaia di migliaia di dollari sulle merci vendute.

“Il team che si occupa delle tecnologie di controllo è certamente molto più contento”, aggiunge Riechert. “Ora che possono conoscere il peso di ciascuna salsiccia mentre avanza lungo la linea, sono in grado di tracciare la variabilità di ogni singolo riempimento e di intervenire immediatamente per ridurre lo scarto. Ma il nostro personale addetto al controllo della qualità, incaricato di eseguire tutti i controlli del peso, potrebbe essere ancora più felice visto che invece di quantificare gli scarti in base a campioni manuali prelevati più volte al giorno, può ora disporre di informazioni costanti e in tempo reale sul peso di ciascuna salsiccia, ciascun batch e ciascuna spedizione.”

Sebbene l'incremento di rendimento dello 0,10% fosse quello richiesto dall'azienda per giustificare il ritorno sull'investimento del progetto, Hillshire Brands prevede che la nuova soluzione informativa dei dati ridurrà lo scarto di qualche altro decimo di percentuale, raggiungendo o superando un incremento dello 0,50% o oltre 226.000 chilogrammi circa di salsicce.

“Oltre a conseguire, e potenzialmente superare, i nostri obiettivi di progetto, per l'azienda è importante che questa soluzione sia abbastanza flessibile da crescere non solo contestualmente alle modifiche della produzione, ma anche insieme alla prospettiva mutevole dei nostri tecnici”, sottolinea Riechert. “Il sistema FactoryTalk fornisce i dati necessari agli operatori per comprendere i punti ai quali prestare attenzione e le aree problematiche. Quando iniziano a vedere i modelli di alto livello precedentemente impossibili da acquisire o visualizzare manualmente, possono determinare le perdite esatte e stabilire le modifiche richieste per migliorare il sistema. Dopo pochi mesi, iniziano a richiedere più tag, dashboard e report. Stiamo attualmente valutando la possibilità di aggiungere parametri di consumo energetico al sistema di alcuni impianti. Le informazioni offrono grandi opportunità e gli operatori ne desiderano sempre di più.”

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