Country Maid 获得生产智能,以满足不断增长的需求

生产智能为糕点企业提供帮助

挑战

  • 改进劳动密集型、耗时的手动生产和报告流程
  • 通过实现工厂自动化来满足不断增长的需求

解决方案

  • PlantPAx 过程自动化系统 – 可扩展的全厂过程控制系统,具备可视化、分析和报告门户,可查看生产趋势。该系统通过收集和报告分散来源的数据提供生产智能
  • PartnerNetwork 计划 – 解决方案合作伙伴 Interstates Control Systems, Inc. 实施了过程自动化解决方案

成果

  • 提高产量
  • 两条自动生产线使产量翻倍,且配料时间缩短 23%
  • 改进生产
  • 消除了手动生产和报告流程,提高了操作员的效率
  • 掌控生产的方方面面,减少了停机时间并确保了批次一致性

背景
像过去二十年一样,Country Maid 的工人仍然通过手工制作方法向美国各地的筹款团体提供其风味独特的糕点。但这只是整个生产过程中唯一保持手工制作的环节。

Ken 和 Marlene Banwart 夫妇于 1991 年创办了 Country Maid,并开始在地下室中为当地的农贸市场制作糕点。他们的烘焙食品很快就成了当地市场的热销品。目睹此番景象,Banwart 夫妇意识到他们的糕点应该会受到更多人的欢迎。于是,他们开始冷冻原始糕点,并开创了从苹果派到奶油芝士馅料的各种新品类,销往非营利组织和学院
供其举办筹款活动使用。

这些糕点风味独特,散发着家庭的温馨,因而广受欢迎。人们将冷冻面团发酵一夜,然后放入烤箱烘焙享用。由此可见,将原料制作成美味糕点的过程要更为复杂。

2012 年,Country Maid 决定投资购置自动化设备,以满足消费者对 Butter Braid® 糕点的迫切需求。在位于爱荷华州的工厂(该厂现在为百分之百员工持股企业)里,工人们将奶粉、面粉、糖等原料装入储存箱中,然后转运到工业搅拌机中与水混合。随后,混合物进入旋转的面团送料器,沿传送带运往下游。一个像擀面杖的机器将面团摊平、压层,然后淋上黄油和馅料。一名工人对加工好的 12 层糕点进行点缀(对顶层进行处理,使其呈现 Butter Braid 糕点标志性的外观),最后将成品放入冰箱。

挑战
在升级之前,工人们需要更多地参与生产过程(从手工配料和确定每个糕点的尺寸,到拆开袋子将面粉倒入搅拌机等各种琐碎操作)。此外,操作员还必须手动收集并报告基本生产数据,这可能会导致人为错误和不一致问题。这个全人工流程会耗费大量的时间和劳动力。

通过向这一过程加入自动化元素,Country Maid 期望获得高级的数据采集功能,以确保所有批次都保持相同的优良品质。此外,他们还希望提高整个工厂的整体运营效率。

Country Maid 不得不增设一条生产线来帮助满足需求。在设计配料室时,他们面临着两种选择:一是更换为更大的搅拌机,这需要扩建工厂才能容纳其尺寸;二是安装较小的新型搅拌机及新的附加自动化生产线。

“我们发现,如果能让较大的新型搅拌机实现自动化,不仅能够缩小搅拌机的尺寸,而且不必扩建厂房。这个选项也能达成我们的目标,而且成本更低。”Country Maid 系统集成专家 Marc Banwart 说,“我们知道这一变化可帮助我们满足不断增长的生产需求,并为我们提供更多的可靠数据,帮我们做出更好的运营决策。”

解决方案
在增设第二条生产线的同时,Country Maid 还打算实现现有生产线的自动化。经过慎重的研究,他们决定采用 Rockwell Automation 的 PlantPAx® 过程自动化系统作为两条生产线的核心系统。Country Maid 依靠第三方的指导和专业知识安装和实施了该解决方案,并与 Interstates Control Systems, Inc.(一家参与了 Rockwell Automation PartnerNetwork™ 计划的解决方案合作伙伴)建立了合作伙伴关系。

PlantPAx 是一种具有内置可扩展性的全厂控制系统,可提供 Country Maid 所需的生产洞察能力。该系统包括可视化、分析和报告门户以及过程历史记录。这使得操作员能够了解生产趋势(例如原料余量)并对配方比例做出调整。

作为 PlantPAx 系统的一部分,Country Maid 实施了 FactoryTalk® VantagePoint EMI 软件来跟踪和记录数据,以确定生产趋势。该软件从遍布整个生产线的不同来源收集信息,以便操作员能够在各种基于角色的仪表板上实时查看各项数据。操作员使用这些数据作为发现和分析工具,根据各种参数(如温度和面团一致性)对每个批次进行策略化的改进。

例如,Country Maid 遇到过面团涨大的问题,一直不知道是怎么回事。利用 VantagePoint 软件,操作员找到了问题的根源:工厂的面粉仓库位于建筑物外面,因此里面储存的面粉会受到气候变化的影响。现在,操作员可以根据储存箱内不断变化的温度条件监控每个批次。此外,该系统还提供了可能影响生产的参数的视图。Interstates Control Systems, Inc. 控制系统首席开发人员 Raymond Berning 表示:“操作员可以查看机器停运的持续时间,以及故障是在何时在生产线上的哪一位置发生的。这种程度的洞察力可帮助公司加强生产控制。”

成果
Country Maid 希望获得高质量的数据和更严格的过程控制,并能够根据每个批次的数据做出更好的决策。最终,他们做到的远不只这一点。工厂产量翻了一番,实现了公司的主要目标。他们的生产线运转速度提高了 14%,配料时间缩短了 23%。实施 PlantPAx 过程系统后,Country Maid 掌握了异常丰富的信息(远不只某个批次加了多少水或多少糖这样简单)。现在,操作员不仅知道何时该调整批次参数,而且知道为什么需要进行调整。这不再是一项全凭猜测完成的工作。

Banwart 表示:“自动化过程提高了操作员的效率。我们可以快速确定是否需要对批次做出调整,并且可以轻松地完成调整工作。”通过选择实施高度自动化的搅拌机而不是更换更大的搅拌机并扩建厂房,Country Maid 节约了 12 万美元的设备成本,并避免了长时间生产停机。凭借新的数据采集能力,他们还提高了劳动力的利用效率,每年在劳动力方面节约 4.5 万美元。

该过程解决方案带来的报告能力和生产效率提升超出了 Country Maid 的预期。现在,只有给每个糕点添加点缀的生产过程没有实现自动化 - 这是一项没有任何机器能够达到人工作业精度的任务。

上述结果是 Country Maid 将 Rockwell Automation 产品和服务与其他产品配合使用实现的。具体结果可能因客户而异。

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