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Estudo de caso

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A Hillshire Brands usa inteligência de produção

Desafio

  • As variações de peso em salsichinhas estavam levando ao descarte do produto e perda de receita

Soluções

  • Integrated Architecture - Toda a empresa padronizada na plataforma de controle Logix para controle expansível. A rede EtherNet/IP oferece uma estrutura de comunicações integrada em tempo real e um ambiente de projeto único com ferramentas consistentes.
  • Inteligência de produção - O software FactoryTalk VantagePoint agrega, correlaciona e apresenta informações de produção para as operações, de forma que as variações são facilmente identificadas e corrigidas em tempo real. O software FactoryTalk Historian identifica, coleta e armazena dados de produção automaticamente
  • Projeto e entrega de sistema - A Grantek Systems Integration, Sócio de Solução do programa PartnerNetwork™ da Rockwell Automation para controle, processo e informação, liderou o projeto, configuração e implementação do sistema.

Resultados

  • Menos desperdício, mais rentabilidade - Resultado anualizado melhorado em 0,10% ou mais de 100.000 libras (45 t) de salsichas traduzido em um retorno significativo de custo sobre unidades comercializadas
  • Retorno do investimento mais rápido - O retorno do investimento no sistema será obtido em menos de um ano

Histórico
Os americanos consumiram 450 milhões de libras (200 mil t) de salsicha e presunto no café da manhã em 2012, quase 1,5 bilhão de dólares em vendas dos produtores de salsicha. Embora possa ser verdade que a maioria das pessoas não deseja conhecer os detalhes do processo de produção desse adorado item do cardápio matinal, esta crescente base de consumidores certamente quer saber que existem operadores atentos e bem informados no chão de fábrica garantindo a integridade e qualidade do produto.

A marca Jimmy Dean, parte do portfólio da Hillshire Brands, comercializa mais salsichas refrigeradas de café da manhã do que os outros quatro maiores produtores juntos. Para manter esta posição de liderança, a empresa precisa não apenas oferecer um produto sempre com alta qualidade, mas deve fazer o possível para permanecer com os custos baixos e a produtividade alta, mantendo um preço competitivo em meio a uma competição ávida para abocanhar um pedaço da sua participação no mercado.

Desafio
A instalação da Hillshire Brands em Newbern, Tennessee, produz anualmente mais de 150 milhões de libras (68 mil t) de salsicha. As salsichas frescas de uma libra da Jimmy Dean, carinhosamente chamadas de “gorduchas,” são mais de dois terços da produção total. A instalação usa onze máquinas para a moagem, tempero, preenchimento e embalagem das gorduchas, de mais de 300 diferentes SKUs. Salsichas gorduchas acondicionadas em embalagens plásticas são vendidas por libra, de modo que ter a correta quantidade de salsicha em cada rolo é essencial. No final de cada linha, um balanceiro verifica e retira as gorduchas que estão fora da variação aceitável de peso. Gorduchas fora do peso são abertas manualmente e analisadas para verificar se há contaminação. A salsicha é colocada de volta no sistema ou descartada, e essas duas opções aumentam o custo.

Uma vez que o produto é precificado por pacote, qualquer quantidade de carne colocada além do peso exigido resulta em perda de receita para a empresa. Ao mesmo tempo, se uma gorducha está abaixo do peso, coloca-se em risco a satisfação do consumidor, que não está recebendo pelo que pagou. Adicionalmente, a Lei Federal de Inspeção de Carne exige que as embalagens de produtos de carne levem uma declaração precisa da quantidade de seu conteúdo em peso, medida ou contagem numérica. Cada estado no país tem regulamentações similares ou adicionais. Se uma inspeção de peso e medida encontra embalagens incorretas, o alimento não pode ser comercializado e podem ser aplicadas multas, e tudo isso prejudica a reputação da empresa e os resultados.

Os operadores da fábrica de Newbern estavam tendo variações inaceitáveis no peso da gorducha, descartando e jogando fora muito produto. Infelizmente, na época, os operadores não tinham acesso a dados suficientes do sistema de controle para entender a quantidade real ou a causa do descarte.

Solução
Os engenheiros da fábrica de Newbern viram uma oportunidade para reduzir a variação de peso se pudessem entender melhor a causa do problema, de modo que levaram o problema à engenharia corporativa. Jon Riechert, engenheiro de projeto sênior de nível corporativo da Hillshire Brands, já tinha liderado a implementação de uma estratégia de inteligência de produção e sistema de informação nas fábricas em Florence, no Alabama, e Kansas City, no Kansas. Após ouvir as preocupações de seus engenheiros no Tennessee, Riechert trouxe uma equipe da Grantek Systems Integration para implementar uma estratégia de inteligência de produção em Newbern.

A Grantek trabalhou com os engenheiros de controle, qualidade e manutenção da Hillshire Brands para entender o comportamento que a equipe desejava estimular com a estratégia de inteligência de produção. Para a equipe da fábrica, uma melhor compreensão do peso do produto acabado era a maior prioridade. Contudo, pontos de dados adicionais em toda a linha de processo também eram necessários para se compreender como as flutuações de peso estavam ocorrendo.

A Grantek trabalhou com Riechert e sua equipe para implementar uma solução de inteligência de produção baseada no pacote de software FactoryTalk®. O software se integra diretamente à plataforma de controle Logix da Rockwell Automation para acesso a dados de produção em tempo real. A Hillshire Brands havia anteriormente padronizado a plataforma de controle Logix ao longo de todas as suas instalações, o que simplificou a integração do software de informação ao sistema de controle do chão de fábrica.

Além disso, a fábrica de Newbern já estava operando com uma única rede industrial, EtherNet/IP, o que simplificou muito a coleta de dados. A equipe conectava as 11 máquinas da linha da gorducha a dois novos servidores no local que executam o software FactoryTalk Historian via EtherNet/IP. Isso permitia que a equipe coletasse dados por períodos maiores para visualização de tendências e comparasse o desempenho das máquinas. Durante um turno, se uma máquina estivesse produzindo com uma variação maior, os operadores podiam ver dados anteriores e quando exatamente o problema havia começado. Se todas as outras máquinas estiverem operando adequadamente e abaixo da capacidade, a produção talvez fosse mudada até que o problema fosse resolvido.

A Grantek então instalou o software FactoryTalk VantagePoint para agregar as informações das várias fontes de dados – o controlador, o Historian e o servidor SQL. Coletar os dados em um painel centralizado fornece acesso fácil a dados em tempo real e aos principais indicadores de desempenho em qualquer navegador de Internet. O servidor FactoryTalk VantagePoint está localizado na fábrica de Newbern. Mas sendo uma plataforma de relatórios baseada na Web, está acessível ao pessoal corporativo e da fábrica de Newbern.

Os engenheiros da fábrica de Newbern, que interagem com os dados diariamente, trabalharam com a Grantek para projetar os painéis do sistema. “A equipe de Newbern tinha total controle sobre o que eles queriam ver nos painéis do FactoryTalk VantagePoint”, explica Riechert. “Trabalhei com esse software o suficiente para saber que existem quase infinitas possibilidades do que pode ser visualizado. Ele é bastante flexível, mas a equipe local tem que gostar dele senão não irão utilizá-lo.”

Resultados
“Antes de implementarmos o sistema, os operadores podiam ver apenas quantas maçãs podres eram produzidas”, disse Riechert. “Agora os operadores podem ver as flutuações de peso na linha, os exatos descartes de gorduchas acabadas, o tempo de inatividade não programada, a Eficiência Geral do Equipamento e até a temperatura da carne.”

Munidos desta informação, os engenheiros de Newbern estão perto de entregar resultados 0,10% melhores nas seis semanas seguintes à implantação do novo sistema. Isso se traduz em uma economia de 105.000 gorduchas por ano centenas de milhares de dólares em custo de produtos vendidos.

“A equipe de engenharia de controle está certamente muito mais feliz”, acrescentou Riechert. “Agora que podiam ver o peso de cada gorducha enquanto ela atravessa a linha, eles eram capazes de rastrear alguma variação de um preenchedor específico e fazer uma correção para reduzir alguns dos descartes imediatamente. Mas nosso pessoal de garantia de qualidade deve estar ainda mais satisfeito. Eram eles que faziam todas as verificações de peso. Em vez de extrapolar os descartes baseados em amostras manuais tiradas várias vezes por dia, eles agora têm uma visão constante em tempo real do peso de cada gorducha, de cada lote e de cada remessa.”

Apesar de que um resultado 0,10% maior era tudo o que a empresa precisava para justificar o retorno do investimento do projeto, a Hillshire Brands espera que sua nova solução de informação reduza o descarte em diversos outros décimos, melhorando o resultado acima de 0,50% ou mais de meio milhão de libras de salsicha.

“Além de alcançar, e potencialmente, superar nossas metas para o projeto, é importante para nossa empresa que esta solução seja flexível o bastante para crescer não apenas com as mudanças de produção, mas com as mudanças de perspectiva dos nossos engenheiros”, disse Riechert. “O sistema FactoryTalk provê os dados que os nossos operadores precisam para entender no que eles devem focar, e onde os problemas ocorrem. Uma vez que começam a perceber os padrões de alto nível que antes eram impossíveis de se coletar ou ser vistos manualmente, eles podem determinar exatamente as causas e quais mudanças podem ser feitas para aprimorar o sistema. Após alguns meses, eles começaram a pedir mais tags, painéis e relatórios. Estamos agora pensando em adicionar métricas de uso de energia no sistema em várias fábricas. A informação está dando mais poder e eles querem mais.”

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