ある大手グローバル食品メーカは、米国の生産施設において、ホエイ透過液製品の一貫性を向上し、操業損失を削減し、サステナビリティ目標を推進するために、ロックウェルのFactoryTalk® Analytics™ PavilionX™モデル予測制御(MPC)技術を導入しました。MPCソリューションは、高度な分析モデルを用いて、所定の制約内で性能を向上させるための最適な制御動作を演算します。MPCソフトウェアは、製品のばらつきを削減し、歩留まりを向上することで精度を実現し、収益性を高めます。
味と栄養のグローバルリーダーであるこの製造メーカのポートフォリオには、食品、飲料、バイオテクノロジー、健康が含まれます。サステナビリティ戦略は、環境への影響を最小限に抑えつつ、より健康的な食生活の創造を目指しています。また、プロセス技術の卓越性を通じて製造を最適化するための部門横断チームを配置しています。
- 米国生産施設では、スプレー乾燥機の詰まりによる追加の定置洗浄(CIP)サイクル発生により、年間約145時間の生産が失われていました
- 水分および密度の大きな製品ばらつきにより、頻繁なオペレータの介入が必要でした
- 運転では、季節やスループットレベルによってエネルギー消費が大きく変動していました
- 乾燥機運転中の継続的な安全モニタにより、オペレータの高い関与が必要でした
- FactoryTalk® Analytics™ PavilionX™ モデル予測制御(MPC)
- 既存のプラント制御システムとの統合
- 乾燥機と蒸発器の性能に関する処方的モデル
- 年間145時間の生産時間損失の排除
- 一貫した目標条件とシフト間のばらつき削減による製品品質の向上
- ボトルネックと季節的制約の回避による乾燥機スループット最大21%向上
- 乾燥機安全条件のモニタ時間短縮によるオペレータ生産性と安全性の向上
- 6ヶ月未満での迅速なROI達成により、当初2年の予測を大幅に上回る成果
課題
製品のばらつきと生産時間の損失により、操業を安定化させる技術ソリューションが必要とされていました
グローバル食品メーカの施設では、季節的な温度と湿度の変動により、乾燥機と蒸発器の性能が不安定でした。乾燥機の詰まりが多発し、定置洗浄イベントが頻繁に発生し、年間でほぼ1週間のダウンタイムが発生したため、利用可能な生産能力が低下しました。その結果、乾燥した冬季には生産量が制限され、湿度の高い夏季には乾燥の不安定性が生じました。これらの状況により、生産時間の損失、製品のばらつき、そしてより堅牢なプロセス制御ソリューションなしではホエイパウダーの生産量を確実に最大化できないという問題が発生しました。
ソリューション
モデル予測制御ソフトウェアにより6ヶ月未満でROIを達成
この製造メーカは、蒸発器およびスプレードライヤー全体にFactoryTalk® Analytics™ PavilionX™ MPCを導入し、操業の安定化と予測・制御の改善を実現しました。
MPCプラットフォームは、既存の自動化システムの上に「クルーズコントロール」層として機能し、予測モデルを使用して最適な性能のために設定値を継続的に調整しました。以下の機能を提供しました。
- 水分、密度、その他の重要な品質およびプロセス変数のリアルタイム最適化
- 季節条件や上流/下流の制約に対する適応的な応答
- 安全な操業範囲維持のための乾燥機条件の自動安定化
- 大規模な設備投資なしでレガシー資産を最新化するための既存設備との統合
新しいソリューションは、関係するすべてのシフトのオペレータからのフィードバックを取り入れ、使いやすいモデル予測制御制御画面を備えた効率的かつ効果的なHMIディスプレイを実現しました。
「ロックウェルのモデル予測制御は、すべてのプロセス変数を統合し、最も効率的な進路を予測します。エネルギー、スループット、安定性を継続的に最適化することで、MPCはお客様がより経済的に操業し、廃棄物、ダウンタイム、環境への影響を削減するのを支援します。」
Scott Jost - カリプソ(ロックウェル･オートメーションの事業部門) Director of Industrial Data Science
結果
年間145時間の生産損失を解消し、スループットの向上、能力の改善、運転の安定化を実現
モデル予測制御(MPC)を導入して乾燥機の運転パラメータを継続的に最適化することで、製造メーカはスプレードライヤーの性能と信頼性を大幅に向上させました。 このソリューションにより、予定外のダウンタイムが大幅に削減され、乾燥機の効率が最大21%向上し、水分と密度のより厳密な制御を通じて、より一貫性のある製品品質を実現しました。製品品質の向上は、手直しの削減とエネルギー消費の最小化により、製造メーカのサステナビリティ目標もサポートしました。
MPCシステムはまた、シフト間の生産の一貫性を向上させながら、安定した安全な運転条件を維持することで、運転チームの負担を軽減しました。オペレータはプロセスのモニタと介入に費やす時間が減り、より価値の高いタスクに集中できるようになり、シフト全体での信頼性が向上しました。その成果は迅速にボトムラインに反映され、プロジェクトは6ヶ月で投資利益率を達成し、当初の期待値を大きく上回りました。
公開 2026年5月14日
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