Arkansas Steel 借助制造分析技术改进流程

Arkansas Steel 借助制造分析技术改进流程

铁路轨道配件公司将控制和制造分析技术相整合以实现流程 改进。

处于正轨

在美国境内,共有超过 150,000 英里的铁路纵横其中,运输的货物超过世界上任何其它铁路系统。该系统的绝大部分由负责维护和改进项目的私人组织进行管理。

这些项目主要关注铁路钢轨垫板 - 轨道上处于钢轨及其支撑物之间的厚钢板。这些钢轨垫板能够使钢轨保持竖直并保持其位置稳定,从而延长轨道的使用寿命。

北美所有的主要铁路都依赖钢轨垫板,而且大多数产品都来自 Arkansas Steel Associates。

为生产这些垫板,每天都有废钢运抵 Arkansas Steel 收货站。废钢经过熔化后,铸造成特定的长度和形状,再根据客户配方进行处理,之后从货运场交付给客户。此流程中的每个阶段都需要使用重型工业设备,例如每小时处理 50 吨废钢的电弧炉、1 亿 BTU 燃气加热炉以及 1,000 吨压力机,这些设备都需要操作员充分关注。

 

失去思路

1994 年, Arkansas Steel 开始全面检修工厂控制系统。硬接线继电器控制系统难以维护并且几乎无法改动 - 单项更改需要耗费数小时才能完成并且容易出现人为错误。因此,他们的工厂选择了 Allen-Bradley® 系列控制器。到 2006 年, Arkansas Steel 已采用来自罗克韦尔自动化的高级 Allen-Bradley ControlLogix® 控制器。

在更新工厂控制层时,Arkansas Steel 的 IT 团队开始考虑改善运营的更多机会。他们发现了与人员利用率相关的问题:操作员的注意力被分为了两部分,在关注垫板生产过程的同时还需要处理
数据。

“员工需要在他们主管召开的早会上提交报告而这类报告需要手动生成,每年都会因此浪费上千小时的时间,”Arkansas Steel 的高级 IT 经理 Chet Pinkerton 表示,“在此过程中,他们的注意力被拆分了,一方面要关注钢铁生产过程,另一方面还要收集数据。每个人都需要放下纸笔,这样才能专注于垫板生产,因此两方面不能兼顾。”

Operators were struggling to accurately track data while simultaneously supervising the melting steel and adjusting for proper chemistry.

Arkansas Steel 从熔化车间开始调查这一问题对整个流程造成的影响。操作员很难一边监控钢铁熔化过程并对相应化学品进行调整,一边准确追踪数据。报告的质量因此经常受到影响。

在将钢铁从熔化车间输送到钢包冶金控制系统 (LMS) 然后再输送到铸造区域的过程中,发现了另一个流程改进机会。即,无法将可靠、实时的流程数据提供给下游操作员。对于钢水所需的时间,联系前一流程的操作员获取相关信息所需的时间过长。

例如,铸造区的操作员缺少有关钢铁温度的实时数据。有时,这会使温度过分降低,导致连铸机无法使用钢铁,需要返回重新加热。输送和重新加热钢铁会占用下一批次生产的时间和能源。

                     

摒除井蛙之见

Arkansas Steel 在工厂的熔化车间、LMS 和铸造区发现改进机会后,选择了制造分析平台来实现数据收集、分析和报告的自动化,以此提高人员利用率。此外,为实现这些耗时的手动流程的自动化,IT 团队选择了已帮助他们简化控制层的公司:罗克韦尔自动化。

“我们信任来自 ControlLogix 控制器的数据,因此我们面临的挑战是将这些具有指导意义的信息在需要的时候自动提供给操作员、主管和维护人员,”Pinkerton 表示,“罗克韦尔自动化的服务团队成为了 Arkansas Steel 的补充力量,帮助我们部署解决方案并整合控制和信息层。”

View the FactoryTalk® VantagePoint® EMI Product Profile (PDF).

与每个批次相关的数据都直接从控制器发送到历史信息系统。然后,罗克韦尔自动化的 FactoryTalk® VantagePoint® EMI 软件将不同来源的数据转化成可理解的信息。操作员现在能够从数据处理中解脱出来,从而专注于生产过程,同时还能实时了解下一批次的相关信息。每天早上,经理们都会自动接收详细呈现前一工作日工作情况的熔炼报告。

主管们很快将这份报告用作确认生产质量的可靠工具。通过该报告,即可了解熔化车间、LMS 和连铸机运行状况。将多个数据源置于实际环境中后,该报告可提供与生产流程相关的以及与添加特定配方所需化学品和合金相关的全面信息。

主管们很快意识到此制造分析平台具有强大的持续改进能力。软件中的系统级分析工具有助于用户深入了解特定趋势、检查生产数据以及跟踪批次进度。可定制仪表板简化了查看不同来源数据的操作,有助于找出所存在问题的解决方案。

Pinkerton 明白减少手动报告本身就对整个工厂具有重大意义,但该平台简化工厂级数据分析的能力进一步坚定了他扩展平台的想法。

“当我们看到操作员、主管和维护团队使用 FactoryTalk VantagePoint 软件获得成功后,我们从未后悔将我们的经验推广至工厂的其余部分,”Pinkerton 继续道,“自动化报告带来的生产率增益具有重要意义,但值得信赖、易于访问的分析技术帮助我们获得了实实在在的 KPI 收益。”

与参与流程早期阶段的主管非常类似,货运场主管也需要访问信息解决方案。过去,他们的操作员确实需要取出一桶垫板,计算垫板重量并记录相关特征。

将信息解决方案延伸到装运区后,经理们现在可以按照向客户承诺的比率和质量查看与交付产品相关的每条信息。操作员再也不必手动跟踪数据。每天早上,主管们都会立即了解在货运场装运的垫板的详细信息。

 

跟踪取得的效果

Arkansas Steel 首次部署制造智能平台时,年度良品率在 86% 至 87% 之间。减少数据的手动收集和报告工作并能够快速发现问题后,平均良品率已提高到 89% 至 90%。

早间熔炼报告一直是良品率提高的重要因素。经理们会对前一天的工作情况进行分析,找出存在的问题或存在改进空间的领域。几乎每周都会发现新的改进机会。

其中一次发现某一批次与客户配方不符,改进后仅这一项最终就为公司节省了数千美元的成本。铸造主管发现了存在的差异,并与质量团队合作,准确找出了在哪个环节以及哪个时间点添加化学品会使钢铁偏离客户配方。因此能够在下一批次修改了生产过程,减少了废品。 

Arkansas Steel 还发现,增强操作员之间的通信可以缩短停机时间。例如,当连铸机要求某一批次处于特定温度时,他们可以轻松地验证钢材是否处于所需温度。通过访问这些信息,操作员可减少重新加热的风险,当需要重新加热时,可在输送完成前发出此请求。

以上仅说明 Arkansas Steel Associates 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。其它客户取得的成果可能会有所不同。

 

商标信息:   

Allen-Bradley、ControlLogix、FactoryTalk 和 VantagePoint 是罗克韦尔自动化公司的商标。

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