제어 및 정보 자동화 시스템으로 원활하게 일관성 유지

새로운 시스템으로 원활하게 일관성 유지

과제

  • 완전 수동 제조 공정을 완전 자동화된 정보 기반 충진 및 혼합 시스템으로 업그레이드하여 제품 변동 및 품질 문제를 감소시킵니다.

솔루션

결과

  • 배치 및 성분 관리 보고서 기능으로 문제를 간편하게 해결합니다.
  • 수동 공정을 자동화 시스템으로 대체함으로써 인적 실수로 발생하는 오류를 거의 제거했습니다.

배경

윤활제는 광업 및 철도에서 우주 여행까지 모든 분야에서 필수적입니다. 윤활제는 기어가 계속 움직이도록 해 줍니다. 마찰을 줄여 성능과 수명을 개선합니다. NASA의 경우 윤활제는 우주 셔틀을 발사대로 운송하는 데 도움이 됩니다.

Whitmore Manufacturing Company®는 실란트, 코팅재, 클리너 및 오일을 비롯하여 이러한 산업용 윤활제를 생산하는 기업입니다. 이 회사는 생분해성 및 건성 피막 윤활제에서 유압유 및 타이어 실란트까지 매년 1,600만 파운드가 넘는 윤활제를 생산합니다.

Whitmore는 R&D 및 제품 조성에서 전 세계 고객을 대상으로 한 적용 서비스까지 윤활제 생산의 전 단계를 관리합니다.

최근 Whitmore는 텍사스 주 로크웰에 2천만 달러를 투입하여 12만 평방피트 규모의 본사 및 제조 시설 확장을 시작했습니다.

과제

Whitmore 윤활제의 탄생은 배치 믹서로 시작되었습니다. 용액은 특수 온도 파라미터 내에서 가열됩니다.

전통적으로 산업용 윤활 산업은 노동 집약적인 배치 처리에 의존했습니다. Whitmore의 경우, 오퍼레이터는 충진 및 혼합 스테이션에서 가공할 원재료 갤런 수를 수동으로 선택해야 했습니다.

작업자는 각 충진 스테이션에서 생산 현장 내 다른 구역으로 수동으로 호스 및 매니폴드를 수동으로 이동해야 했습니다.

요청된 갤런 수가 펌핑되면 밸브가 닫힙니다. 오퍼레이터는 호스에 남아있는 제품을 제거하기 위해 호스에 공기를 불어넣어야 했습니다. 호스 청소를 빠뜨릴 경우 다른 원재료이지만 동일한 호스를 사용하는 다음 배치에 오염이 발생할 수 있었습니다.

오퍼레이터는 수동으로 모터를 작동하여 내용물을 회전시키고 가열했습니다. 윤활제가 가열되면, 오퍼레이터는 온도 게이지를 잘 지켜보다가 특수 윤활제 배치에 대해 사전에 정해진 온도에 도달하면 믹서를 꺼야 했습니다.

오퍼레이터는 다른 성분을 추가한 후 여러 믹서와 온도 게이지를 동시에 관찰하며 혼합 및 가열 공정을 반복했습니다. 이 단계에서 발생하는 오류는 대부분 배치 재작업이나 손실로 남았습니다.

미화 2천만 달러가 투입된 12만 평방피트 규모의 제조 시설 확장을 통해, Whitmore는 시간 소모적이고 오류가 잦은 생산 프로세스를 개선할 필요가 있었습니다.

Whitmore 직원들은 믹서 간 호스를 이동하거나 생산 현장을 돌며 배치 온도를 모니터링했기 때문에 전체 공정은 시간 소모적이며 오류가 잦았습니다.

Whitmore의 품질 관리자인 Tim Meyer는 "호스 내부 오염이 항상 문제였다"면서, "작업자가 잘못된 호스를 고르거나 제대로 세척되지 않은 호스를 고르는 경우가 있었고, 그럴 때 제품에 품질 문제가 발생했다"고 말했습니다.

적합하지 않은 배치를 줄이고 품질을 향상하고 전 세계 고객의 기대에 부합하기 위해, Whitmore는 윤활제 생산 공정을 자동화하고 공장에서 실시간 정보에 액세스할 것을 결정했습니다.

해결책

Whitmore 엔지니어는 Rockwell Automation 인증 시스템 통합업체인 Innovative Control Inc.와의 협력을 시작하고 Rockwell Automation Integrated Architecture® 시스템에 구현된 통합 제어 및 정보 시스템을 구축했습니다.

수년에 걸친 프로젝트는 시설의 충진 및 온도 제어 시스템을 위한 Allen-Bradley IntelliCENTER® 모터 컨트롤 소프트웨어와 원활하게 통합된 Allen-Bradley® ControlLogix® PLC 설치로 시작되었습니다.

Rockwell Automation의 FactoryTalk®­ View Site Edition 소프트웨어는 ControlLogix 플랫폼과 다른 FactoryTalk 애플리케이션과의 긴밀한 통합을 통해 새롭게 자동화된 윤활제 충진 및 혼합 시스템에 대한 포괄적이며 정확한 보기를 제공합니다.

FactoryTalk® Historian 소프트웨어는 공장 내 20개가 넘는 믹서에 대해 윤활제 온도, 중량 및 혼합 시간 등 주요 변수를 추적합니다. 이제 오퍼레이터는 이력 및 실시간 데이터를 검토해서 배치 변경이 발생한 위치를 쉽게 파악할 수 있습니다.

Historian 정보는 Rockwell Automation의 FactoryTalk VantagePoint® EMI 소프트웨어에 전달되며 이 소프트웨어를 통해 컨텍스트 내 데이터 및 트렌드 보고서에 손쉽게 액세스할 수 있습니다. 이 제조 인텔리전스 솔루션을 통해 오퍼레이터는 여러 배치 데이터를 더욱 효율적으로 분석할 수 있습니다.

Whitmore 엔지니어는 이제 평균 주기 시간과 생산 속도 간 관계를 차트화할 수 있습니다. 솔루션에서 제공하는 대시보드를 통해 오퍼레이터는 원격으로 또는 모바일 장비를 통해 시스템을 모니터링하고 문제를 해결할 수 있습니다.

Whitmore는 연간 150개 배치를 추가하고 주기 시간을 평균 9시간으로 줄여 생산 용량을 28% 높일 수 있었습니다.

컨트롤러의 통합형 플랫폼 및 단일 프로그래밍 환경 덕분에 오퍼레이터가 윤활제에 투입되는 재료에 개입하는 일이 최소화되었습니다.

또한 Whitmore는 작업 흐름을 제어하기 위해 FactoryTalk Batch 소프트웨어를 통해 전자 배치 티케팅 공정을 구현했습니다. 모든 레시피와 제조법은 FactoryTalk Batch 애플리케이션에서 엔지니어가 프로그래밍하며 레시피가 생산으로 배포되기 전에 승인이 필요합니다.

결과

Whitmore는 가동 중단 시간 없이 20개가 넘는 모든 믹서를 자동화할 수 있었으며 그 후 모터 컨트롤 및 충진 시스템 자동화로 나아갔습니다. 완전 자동화된 통합 제어 및 정보 시스템을 구현한 후, Whitmore는 신규 공정으로 수동 공정을 대체해서 사람의 실수로 발생하는 오류가 거의 사라지게 되어 제품 변동을 대폭 줄였습니다.

리튬 기반 그리스만 살펴볼 때, Whitmore는 연간 150개 배치를 추가하고 주기 시간을 평균 9시간으로 줄여 생산 용량을 28% 높일 수 있었습니다.

신규 시스템은 비용 및 재료 사용 등 작업 지시 변동을 최소화했습니다. 수율을 주의 깊게 모니터링하고 제어할 수 있게 되었습니다.

"Whitmore는 이 시스템을 통해 윤활제 산업에서 생산 기술의 선봉에 섰습니다." Meyer의 말입니다. "더 중요한 점은, 생산 방식에 대한 완벽한 지식을 갖게 되었으며 많은 고객의 만족을 높였다는 것입니다."

Whitmore 엔지니어는 IT 팀과 협력하여 신규 ERP(전사적 자원 관리) 및 자동화 시스템을 통합하고 있습니다. 자동화 시스템이 ERP에 완전히 통합되면, Whitmore는 실시간 재고 관리 및 보고 개선 등 더 많은 이점을 누릴 것으로 예상합니다.

위에서 언급한 결과는 Whitmore Manufacturing Company가 Rockwell Automation의 제품과 서비스를 타 제품과 함께 사용하여 얻은 결과입니다. 구체적인 결과는 고객마다 다를 수 있습니다.

Allen-Bradley, ControlLogix, FactoryTalk, Integrated Architecture, IntelliCENTER, PartnerNetwork 및 VantagePoint는 Rockwell Automation Inc.의 상표입니다.

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