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案例研究

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乳蛋白生产商 Milk Specialties Global 利用智能制造提高产量

制造分析证明了运营改进的合理性;厂内记分牌可帮助工人实现目标

挑战

  • 随着需求的迅速增长,有限的数据提取能力和向员工提供有意义信息的能力成为了 Milk Specialties 优化运营的阻碍

解决方案

成果

  • 支持运营改进 - 制造分析有助于量化和证明关键的运营变化,包括显著提高产量的流程改进
  • 赋能于工人 - 新的厂内记分牌可帮助工人达成生产目标
  • 改进报告功能 - 相较于过时的手动报告,自动报告更节省时间
  • 降低水消耗量 - 优化数据帮助加利福尼亚工厂在保证质量的同时,也达到了国家规定的干旱条件下减少 30% 的用水量的要求

乳业的摇钱树

一想到乳制品,您的脑海中可能会闪现出一些熟悉的食品,例如牛奶、奶酪和黄油。不过,在乳制品原料中发现的蛋白质也可作为多种健康和营养产品的关键成分。

Milk Specialties Global 是这些蛋白质的主要供应商,其在美国中西部和加利福尼亚州拥有 10 个制造基地。这家公司位于明尼苏达州,主要将生乳和乳清加工成多种成分,包括牛奶蛋白、乳清蛋白和特种蛋白。

然后再将这些成分送到客户手中,用于食品和饮料产品,如咖啡伴侣、烘焙食品、加工奶酪和希腊酸奶等。这些成分也是高需求、运动营养以及减肥产品(如蛋白粉、蛋白打和代餐棒)的主要成分,同时还被用于各种动物营养产品中,如代乳品、能量增强剂和营养补充剂等。

为了适应市场需求,Milk Specialties 近年来发展迅速,公司现拥有约 800 名员工,实现了接近 10 亿美元的年收入额。

为了满足更高需求,公司最近在智能制造方面进行了投资,希望实现实时分析并深刻了解运营,以推动生产流程的改进。

未开发数据,信息缺损

尽管公司收到的原材料输入流可能发生巨大变化,但仍必须提供质量始终如一的输出流。

人体营养产品的初级乳制品流使用先进膜技术进行分离,从而保证分离出的蛋白质保持其原始状态。初级乳制品流经过干燥器烘干后,最后到达包装线。

确定并改进这些操作中的低效流程非常具有挑战性。这些生产基地的生产控制系统都是数据孤岛,久而久之,基本上无法进行数据追踪或比较。而且现有的报告功能不但非常落后还耗费大量人力。

例如,若要追踪就地清洁(CIP)化学品使用,工人就得将机器上的数据下载到 Microsoft® Word 文档中,然后手动将该数据输入到电子表格中以创建图表。该过程不仅耗费大量时间,而且还限制了工人在多种环境下快速查看数据以真正了解 CIP 化学品使用情况的能力。

当公司通过收购位于加利福尼亚维塞利亚的一处生产基地获得其原有的历史软件系统时,Milk Specialties Global 的程序员兼分析师 Mike Calva 看到了利用生产数据创造更多可能的机会。

Calva 说:“利用历史软件系统,我们并没有取得突破。”“该系统基本上是在后台运行,从运营的角度来看,我们并没有因其受益,但我们知道它是有潜力的。我们想要一些可以帮助我们发现运营中‘可能性’的产品。”

多基地上线

Milk Specialties 计划在其三个主要的人体营养基地应用智能制造系统,包括位于维塞利亚的基地,以及位于威斯康星州丰迪拉克的基地和明尼苏达州 Mountain Lake 的基地。

他们选择了罗克韦尔自动化的 FactoryTalk® VantagePoint® EMI 企业制造智能软件,该软件可以将多种生产和业务数据集成到单个信息管理、分析和决策支持系统中。Milk Specialties 应用该软件收集、关联并显示实时过程、业务和实验室数据。

该系统首先在丰迪拉克基地使用。在维塞利亚基地第二次上线 EMI 软件的过程中,随着用户不断发现新的应用机会,其使用范围不断扩大。

Calva 说:“在实施过程中,我们产生了使用该软件创建厂内记分牌的想法”。“我们的运营总监在背后强力推动。他希望每位工人都能根据我们的绩效数据了解我们在市场中的地位,然后运用工具来深入研究问题,调查绩效不佳的根本原因并实施改进。”

在维萨利亚基地,专门制作的计分牌放置在三个关键的生产区域,包括分离区、过滤区和干燥区。该基地的前台还放置了第四个计分牌,用于显示全厂运营情况。

生产区域的每个记分牌都显示工厂概要数据,例如吞吐量,以及该特定位置与工人相关的数据。例如,分离区的工人可以查看脱脂品料流中的脂量或巴氏杀菌过程中的温度,干燥区的工人可以查看蒸发量和对装填线的输出。

证明改进,赋能于人

Calva 说:“在我们的行业中,生产是动态的,是由商品驱动的”。“我们必须足够敏捷,这就意味着我们不仅仅需要掌握数据。要在动态环境中保持灵活性并对变化做出快速响应,我们就得掌握信息。”

EMI 软件还建立起一套“记录系统”,用于产生一组一致的事实信息,以便据此做出决策。在此基础上,公司做出了许多合理的运营调整和投资,为满足市场需求起到了关键的作用。

例如,丰迪拉克基地的工艺工程师想要添加一个新的中洗工艺,在批次运行之间进行额外的冲洗。此后,新系统大大提高了产量。Calva 说:“我能够应用该系统向工程师和管理人员展示他们的改变大大提高了产量。”“我们使用同一份报告来衡量昂贵滤膜的效率,因此我们能够保持峰值生产量,避免了过度更换膜而带来的不必要的成本。VantagePoint 允许我们量化在运营级别上决定的政策和计划,然后通过实践来考察我们是否很好地奉行了此类政策和计划。”

该软件还帮助解决了维塞利亚工厂干燥机的问题。在检查了有关操作员活动的数据,包括查看操作员的操作顺序后,团队注意到,操作员没有按正确的顺序启动和关闭设备。然后他们将这些信息转发给操作员,操作员随即纠正了该问题。

智能制造系统的新分析功能在帮助维塞利亚工厂根据加利福尼亚州新的干旱法规管理其水质和耗水量方面也发挥了关键作用。该紧急保护法规要求国有企业将用水量减少 30%。通过使用智能制造系统来监控流程指标、排水量和水的峰值,工人能够进行协作,使用相同的信息集来监测水质并解决问题,从而实现所需的减少量并保持废水的质量。

同时,该软件不断以新的方式投入使用,例如代替过时的 CIP 化学追踪。

Calva 说:“我们正在软件中构建 CIP 追踪。”“与手动追踪相比,CIP 追踪可以节省时间,并允许我们以新的方式查看数据以优化 CIP 化学品的使用。我们能够对整个系统范围内的化学品使用情况与工厂范围内的化学品使用情况进行比较,或者对标准使用情况与手动控制使用情况进行比较。而且,我们能够深入了解每生产一吨产品所使用化学物质的准确盎司。Calva 补充说:“该解决方案有助于推动运营战略。”“这相当于我们的门户,通过它,我们可以了解当前身处的位置、发展历程、前进方向以及实现目标的方法。”

Milk Specialties 团队正在 Mountain Lake 工厂实施智能制造系统。一旦在三个基地完成上线,他们会考虑将该软件扩展到公司的其他六项专业和动物营养工厂。

以上仅说明 Milk Specialties Global 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。

商标信息:  

FactoryTalk 和 VantagePoint 是罗克韦尔自动化公司的商标。

Microsoft 是 Microsoft Corporation 的商标。

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