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案例研究

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美国发展迅猛的酸奶公司改善酸奶生产

挑战

  • 自动化操作提高产量、满足日益增长的客户需求
  • 自动化收集、报告过程数据,以优化过程分析及故障排查
  • 设计可扩展自动化系统,促进未来增长

解决方案

成果

  • 快速启动
  • 六个月内为酸奶生产部署新的自动化系统
  • 产量提高
  • 未新增人力资本的情况下,产能扩大 300%
  • 降低失效批次率 95%

背景介绍   

故事开始于澳大利亚昆士兰州沿海小镇 Noosa 的一次安静度假。小城镇激发大创意,当初的创意落地生花,现已成为美国发展迅猛的酸奶公司。

Koel Thomae 在 Noosa 度假时,醉心于一款独特、醇厚宜人的 aussie(澳洲)风味酸奶(aussie 一词借用澳大利亚的常见拼法)。这款酸奶由 Paul 和 Grant Mathewson 兄弟在当地生产销售。没有创业背景的 Thomae 说服 Mathewson 兄弟将祖传酸奶制作法引进美国,并且在美国科罗拉多州贝尔维创办现如今大众熟知的 Noosa Finest Yoghurt。       

2010 年,Noosa 正式面世,生产纵享型手工酸奶,专注科罗拉多州本地消费者。这款酸奶口味原始、甜味分明,推动市场需求迅猛上涨。Noosa 创办不到四年就扩大市场,现已遍布全美 50 个州。      

面临的挑战

Noosa 创办初期,所有酸奶均在乳牛场手工生产。工厂就设在 Morning Fresh Dairy 乳牛场,方便 Noosa 直接从乳牛场获取新鲜生乳。    

后续步骤包括:混合奶油,然后手工测量、计量特色成分配比(如蜂蜜和水果),最后倒入混合罐中。操作员不仅面临监控关键过程的挑战,而且还面临密集工作的挑战,如配置阀门传输路径、调节搅拌机和泵的运行速度及调整重要的温度控制阀。不仅每项步骤都是手工操作,而且数据均经手动追踪、监控,图表也由手工绘制。      

如果出现问题,Noosa 会花费数小时进行故障排查且员工通常只能推测问题之所在,而无法追踪数据、查明问题发生的地点、时间或原因。“我们需要追踪数据的方法,把控产品质量同时满足美国食品药品监督管理局各种监管报告的要求,”Noosa Finest Yoghurt 首席运营官 Wade Groetsch 解释说。     

Noosa 需要在不增加人力资本的前提下追踪数据、监控过程。酸奶需求日益上涨,Noosa 打算不增加资源即可满足生产需求,方法只有一种,即过程自动化。    

Groetsch 表示:“我们未曾想到我司产品会迅速走红。”“赢得几家大型零售客户后,现实情况是我司必须迅速扩大工厂才能满足订单需求。而增加产能、满足需求的唯一方法就是自动化。着眼当下的同时,我们还预见到未来需求上涨。因此,我们需要可监控过程、收集数据及可在将来轻易扩展的系统,旨在满足生产目标。”

解决方案

2012 年,在距现有工厂不到 50 米处,Noosa 新建占地 25,000 平方英尺的酸奶工厂。

Noosa 携手 Malisko Engineering(采用罗克韦尔自动化 PartnerNetwork 计划中的解决方案合作伙伴)通力合作,设计并采用全自动控制系统,致力于酸奶生产、就地清洗(CIP)及公共设施。     

Malisko 采用罗克韦尔自动化 PlantPAx 过程自动化系统。该控制系统可扩展且可在全厂范围使用,助力提高效率及获取实时信息。      

“Malisko 从过去的过程实施项目中了解了系统架构且能示范预定义的系统库及组件协同工作的方式。PlantPAx 助力加速开发时间,因此成为我们必然之选,”Groetsch 说道。“我们想通过一款成熟的解决方案助力未来需求上涨。罗克韦尔自动化过程系统恰恰满足了这一点。”

新系统借助 EtherNet/IP 作为通信主干线,在全厂范围内传递实时信息。Malisko 团队在 Vmware 虚拟主机上部署 PlantPAx 服务器组件,并为厂区人机交互界面部署瘦客户端技术。采用 Microsoft Active Directory 域控制器,保护集成用户安全。该网域控制器还设有 Cisco VPN 防火墙技术,可供远程访问。这帮助工厂工程师远程进行故障排查,同时可在任意有网络连接的地方部署多种系统变更。     

“我们的工厂 24/7 全天候运营。过去,系统无法正常运行时,哪怕是凌晨两点接到电话,我们也得有人必须起床,开车去工厂解决问题。”Groetsch 说。“而现在借助远程监控功能,我们在家中即可安全登录,不在厂区也可评估问题。”     

PlantPAx 自动化系统带来的副产品是大量数据。新系统实施提供了智能制造解决方案,助力 Noosa 员工便捷捕获材料追踪数据,如生乳/奶油收料信息、过程中特定点的临界温度、配料量、批次生产周期时间、CIP 追踪等。实施新系统后可在调查过程偏差时检索数据,减少故障排查造成的时间和金钱浪费。重中之重是员工无需推测问题所在。

新系统也可快捷助力未来需求上涨。“我们在该项目的系统调整阶段提前规划,”Malisko Engineering 首席系统工程师 Dan Malyszko 说,“PlantPAx 系统因其内置可扩展性,可满足迅猛上涨的运营需求,实属理想的自动化平台。因需要全新设备、过程单元来满足需求上涨,因此 Noosa 可额外增设 I/O、PAC 控制器及服务器而避免对 PlantPAx 基础架构造成不利影响。”  

成果

Noosa 在六个月内开发、部署新型全自动酸奶控制系统。耗时之短,前所未见。Noosa 不断提升生存过程的可见性,助力改善运营,同时优化酸奶生产全过程。

Groetsch 说:“新工厂酸奶产量上涨,并且强化生产过程的一致性。”“手工过程存在诸多不一致,多次导致酸奶批次损失。使用 PlantPAx 系统后,失效批次率降低 95%。”     

Noosa 自开设新工厂以来,在不增加员工和资源的前提下,产能已提高 300%。2010 年开设的这两条生产线,启动初期每次只能装满一杯酸奶,而现在每分钟可装满近 100 杯酸奶。

Noosa 酸奶需求持续上涨,增速较快。罗克韦尔自动化公司目前正在利用 PlantPAx 解决方案的可扩展性开展另一扩展项目。

以上仅说明 Noosa Finest Yoghurt 使用罗克韦尔自动化产品和服务以及其它产品所取得的成果。其他客户取得的成果可能会有所不同。

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