호주의 비스킷 제조사 아노츠 사, 애들레이드의 생산 공장에 대한 업그레이드 완료

호주의 대표적인 비스킷 제조사 아노츠 사, 애들레이드의 생산 공장에 대한 업그레이드 완료

과제

  • 계획되지 않은 다운타임으로 인한 생산량 손실 없이 제조 공장의 유연성과 운영 효율성을 향상시킬 수 있는 방안

솔루션

  • 컨트롤 시스템 마이그레이션 – RSLogix™ Project Migrator 도구를 사용하여 레거시 SLC™ 컨트롤러의 ControlLogix®로의 마이그레이션 수행
  • 지능형 모터 컨트롤 – 냉각 시스템과 컨베이어에 7개의 새 PowerFlex® 525 인버터를 설치해 컨트롤러와 드라이브 간의 연결을 구현하여 실시간 진단 정보 제공

결과

  • 감소된 엔지니어링 시간 – 프로그래밍 소프트웨어, 컨트롤러 및 입출력 모듈 간의 통합으로 개발 시간 및 비용 절감
  • 스마트 제조 – 새로운 시스템의 도입으로 연결 구성 및 유연성 향상

비스킷 생산 방식의 유연성 향상 및 생산성 증가

Arnotts는 아시아 태평양 지역에서 가장 큰 식품 회사 중 하나입니다. 지난 세기 동안 50,000명 이상의 오스트레일리아 사람들이 Arnotts에 몸담아 왔습니다.

현재 Arnott's는 모든 주와 준주에서 약 2,200명의 오스트레일리아인을 고용하고 있습니다. 이 회사는 또한 뉴질랜드, 인도네시아, 말레이시아, 싱가포르 및 일본과 같은 아시아 태평양 지역 여러 국가에서 수천 명의 직원을 고용하고 있습니다.

수백만 명의 오스트레일리아인이 지난 152년 동안 Arnotts와 함께 성장해 왔습니다. 이들에게 있어 Arnott's는 일개 식품 회사를 뛰어넘어 오스트레일리아 역사의 일부가 되고 국가의 상징이 되기도 합니다. Arnotts의 브랜드 포트폴리오에는 팀 탬(Tim Tam), 셰입스(Shapes), 아이스드 보보(Iced VoVo), 에스에이오(SAO), 비타 웨스트(Vita-Weat), 샐러더(Salada), 타이니 테디(Tiny Teddy) 등과 같이 일가 이름이 포함됩니다.

소비자는 항상 우수한 품질의 다양한 제품을 찾기 마련입니다. 따라서, 식음료 제조업체는 변화하는 소비자 취향에 더욱 민첩하게 대응하고 생산 라인의 유연성을 강화하기 위해 신기술에 적극적으로 투자하고 있습니다.

Arnott's는 여러 세대에 걸쳐 즐겨왔던 다양한 종류의 달콤하고 맛 좋은 비스킷을 생산합니다. 1997년 이후로 본격적 투자를 개시한 Arnott's는 지난 5년간 오스트레일리아의 자사 비스킷 생산 시설에 약 2 5천만 달러를 투자해왔습니다.

애들레이드의 제조 공장은 매년 약 10,000톤의 비스킷을 생산합니다. Arnott's는 점점 더 증가하고 있는 현지 및 전 세계의 소비자 수요에 대처하기 위해 노력합니다. 최근에는 비스킷 생산의 유연성과 대응 능력을 향상시키기 위한 새로운 제어 방식이자 HMI 시스템 업그레이드 계획인 FLEX 프로젝트(Project FLEX)에 착수했습니다.

민첩한 대응 능력과 유연성

Arnotts FLEX 프로젝트를 개시했을 당시 이미 오랫 동안 교류해 온 자동화 및 제어 솔루션 공급업체인 SAGE 오토메이션에 즉시 도움을 요청했습니다. SAGE의 수석 시스템 엔지니어인 스튜어트 미첼(Stuart Mitchell)에 따르면 “SAGE는 지난 20년간 애들레이드에서 Arnotts와 함께 일해왔으므로 해당 시설에 대해 매우 잘 알고 있습니다. 거기 곳곳에서 로크웰 오토메이션의 솔루션이 운영되고 있습니다. 따라서, 업그레이드를 위해 로크웰 오토메이션에 연락한 건 지극히 자연스러웠습니다.

전 세계 시장으로 진출하면서 생산량을 증대할 필요성이 생겨남에 따라, Arnott's는 제품의 일관성을 유지하면서 어떤 라인에서든 모든 종류의 비스킷을 생산해야 하는 중요한 과제를 안고 있었습니다.

이 프로젝트의 첫 번째 단계에서는 레거시 오븐 컨베이어의 PLC 하드웨어를 업데이트하여 작업자가 새로운 생산 주문을 처리하는 방식을 개선했으며, 서로 다른 레시피를 동일한 라인에서 저장, 선택 및 생산할 수 있도록 하는 기능도 추가했습니다. 또한 제어 시스템 및 HMI를 재프로그래밍한 것을 포함해 2개의 새로운 컨베이어용 냉각 시스템도 설치했습니다.

제어 시스템을 업그레이드하려면 유지보수 비용을 절감하고 생산 라인의 유연성을 향상시키기 위해 레거시 SLC™ 컨트롤러를 Allen-Bradley® ControlLogix®로 마이그레이션해야 했습니다. 제어 시스템 업그레이드에 따르는 위험성과 소요 비용을 감안하는 것은 처음에는 선뜻 내키지 않을 수도 있습니다. 하지만, 제조업체는 산업 사물 인터넷(IIoT: Industrial Internet of Things)을 활용하는 첨단 기술에 투자함으로써 스마트 제조의 이점을 더 효과적으로 실현할 수 있습니다.

로크웰 오토메이션의 솔루션 설계자인 조너던 풋맨(Jonathan Footman)에 따르면 ”공장 시설 전반에서 연결성을 더 높일수록 커넥티드 엔터프라이즈(Connected Enterprise)를 향한 여정에서 스마트 제조와 발전을 가능케 하는 기술을 더 쉽게 구현할 수 있습니다.

공장의 상시 가동 유지

Arnotts는 공장의 가동을 유지하기 위해 Rockwell Automation Integrated Architecture® 시스템의 고유한 유연성을 활용하여 새로운 컨트롤러로 단계적 마이그레이션을 수행했습니다.

ControlLogix Control Systems는 모듈식 아키텍처와 다양한 입출력 및 네트워크 옵션을 제공합니다. 프로그래밍 소프트웨어, 컨트롤러 및 입출력 모듈 간의 견고한 통합으로 시운전 및 정상 작동 중에 개발 시간과 비용을 절감할 수 있습니다.

SAGE는 엔지니어링 시간을 줄이기 위해 첫 번째 단계에서 기존의 SLC 입출력을 사용했고 그 뒤에 DeviceNet에 약간의 이더넷 지점 입출력 및 Flex 입출력을 추가했습니다. 또한 RSLogix Project Migrator 을 사용하여 간편하게 ControlLogix 컨트롤러를 설치할 수 있었습니다.

제조업체는 첨단 기술에 투자함으로써 스마트 제조 방식의 이점을 실현할 수 있습니다.

업그레이드 과정에서 생산량 손실을 최소화하려면 여러 가지 문제를 해결해야 합니다. 이번 경우에는 마이그레이션에 대한 세심한 계획 수립과 단계별 접근 방식을 통해 생산량의 손실 없이 업그레이드를 완료할 수 있었습니다.

유연한 비스킷 생산 방식의 추진

다양한 모터 제어 기능을 제공하려는 Arnotts는 업그레이드 과정에서 7개의 새로운 PowerFlex® 525 인버터를 설치했습니다. SAGE는 기존 코드를 사용하여 기존 및 새로운 이더넷 네트워크와 DeviceNet 네트워크 모두에 드라이브 통합을 구현하는 작업을 담당했습니다. 최신 플랫폼으로 이전한 결과 운영 효율성이 향상되었고 공장의 제어 시스템이 중앙 집중화되었습니다.

이 밖에도, Arnotts는 이더넷에서 PowerFlex 가변 속도 드라이브의 지능형 기능을 활용하여 공장 내에서 작업자가 실시간 정보에 액세스할 수 있도록 지원했습니다.

미첼은 다음과 같이 설명합니다. “드라이브 업그레이드가 완료되기 전에는 작업자가 많은 시간을 들여 아날로그 설정 지점을 통해 피드백을 실행해야만 했습니다. 하지만 지금은 이더넷 기반의 PowerFlex 드라이브를 사용하여 모든 진단 정보를 실시간으로 액세스할 수 있게 되었습니다. 드라이브는 설치 공간도 많이 필요하지 않으므로 필요한 패널 크기도 줄어들었습니다.

Arnotts의 사양에 맞춰 HMI 설계 및 기능이 업데이트되어 작업자가 새로운 생산 주문을 처리하는 방식이 개선되었으며, 서로 다른 레시피를 동일한 라인에서 저장, 선택 및 생산할 수 있도록 하는 기능도 추가되었습니다.

SAGE HMI 솔루션을 설계 및 프로그래밍하고 설치하여 각 오븐마다 많은 레시피를 생성하고 저장할 수 있었습니다. 레시피 관리 페이지를 사용하면 각 오븐에서 재프로그래밍된 컨베이어 경로, 라인 속도 설정 지점 및 변수를 포함해 레시피를 저장할 수 있습니다.

새로운 HMI 시스템은 PanelView™ 터미널을 활용하며 페이지 수를 약 70페이지에서 20페이지로 줄입니다. 따라서, 수동 제어 및 속도 설정이 사용되는 자체 팝업을 갖는 각 컨베이어를 통해 이벤트가 간소화됩니다.

 

HMI 솔루션을 사용하면 각 오븐마다 많은 레시피를 생성하고 저장할 수 있었습니다.

이와 같은 새로운 시스템의 도움으로 Arnott's는 인적 오류의 가능성을 줄이면서 각 라인에서 한층 더 유연하게 제품을 생산할 수 있습니다. Arnotts의 엔지니어링 관리자인 안드레 스푸어(Andre Spoor)는 다음과 같이 말합니다. SAGE는 생산량의 감소나 다운타임을 일으키지 않고 우리의 PLC HMI를 업그레이드했습니다. 매우 큰 규모의 업그레이드였다는 점을 고려하면 대단한 성과를 거둔 것임에 틀림 없습니다.

중앙 집중식 생산

계획되지 않은 생산 중단 없이도 여러 가지의 제조 제어 솔루션이 제공될 수 있었으며, 이는 제어 시스템 마이그레이션에 대한 단계별 접근 방식 덕분입니다. 시스템은 한 곳의 ControlLogix 컨트롤러에서 모니터링 및 제어되는 모든 냉각 시스템과 함께 중앙 집중식으로 구성되었습니다.

스푸어는 다음과 같이 덧붙입니다. “이러한 변화를 통해 생산 현장의 유연성은 확실히 향상될 수 있었습니다. 선택 및 설정 프로세스는 간소화되었기 때문에 작업자의 실수가 줄어들었습니다. 또한, 현장 컨베이어용 제어 시스템이 제공되었고 업계 내에서 순조롭게 지원되는 냉각 시스템이 제공되었습니다.

Arnotts는 업그레이드를 완료한 덕분에 자사의 제조 작업에서 점점 더 필요성이 높아져가는 유연성과 대응 능력을 충분한 수준으로 구현할 수 있게 되었습니다. 공장 내 전체에서 연결성을 강화함으로써 스마트 제조의 이점을 현실화하고 있으며 지금은 이러한 기반 위에서 점차 커넥티드 엔터프라이즈 환경으로 나아가고 있습니다.

Allen-Bradley, ControlLogix, DH+, PanelView, PowerFlex, Rockwell Software, RSLogix SLC는 로크웰 오토메이션의 등록 상표입니다.

고객 성공사례

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