Miraka 得益于模型预测控制解决方案

Miraka 得益于模型预测控制解决方案

挑战

  • 最大程度地提高现有资产的生产力
  • 通过提高目标来增加收益
  • 减少蛋白质和脂肪损失

解决方案

  • 高级过程控制 – 罗克韦尔自动化 Pavillion8®MPC 解决方案提高了工厂质量和产量
  • 积极的客户互动 – 所有关键利益相关者高度参与,不但为该项目的成功做出了贡献,而且将实施时间缩短至 4 个月。
  • 分析 – Pavillion8® 平台的分析能力促进了操作员培训和实时绩效跟踪。

成果

  • 通过改进成分控制,每年可节省大约 100 吨脂肪和蛋白质。
  • 通过最大程度地增加粉末水分,将峰值产量提高了 0.04%。
  • 通过蒸发器颗粒的增加和对工艺的限制,使旺季产能增加了百分之四以上。
  • 通过优化蒸发器颗粒和干燥曲线,将能耗/吨减少百分之一以上。

利用 Pavillion8 解决方案优化奶粉生产

毛利人所有的 Miraka 凭借基于所有者文化信念的价值观在新西兰乳品加工业中享有良好的声誉。

Miraka 位于新西兰北岛中部的 Mokai,在乳品业中占据独一无二的地位。该公司的牛奶来自于工厂半径 85 公里范围内的 107 个本地农场,保证了新鲜的奶源和远销全球 23 余个国家的产品的卓越品质。

Miraka 使用可持续和可再生的地热能以及顶尖的制造工艺,因此每年可以将超过 2.5 亿升牛奶加工成奶粉和超高温灭菌产品。

对所有乳制品制造商而言,满足日益严格的消费者需求和法规要求都是一个持续的挑战。面对消费者需求、产品规格、监管合规和成本波动等一系列复杂挑战,不断提高绩效和盈利能力成为战略重点。

Miraka 对可以优化其奶粉工艺的解决方案进行投资以不断改善当前的制造业资产。并通过推动流程约束使产能最大化。Miraka 还通过提高目标和降低奶粉水分、蛋白质和脂肪的易变性来优化产量,并通过平衡蒸发器颗粒和干燥曲线来减少能耗。

过程优化

每天从奶牛场收集生乳,然后将其运到奶粉生产厂。其中一部分生乳制成脱脂牛奶和奶油。将牛奶与生乳、脱脂牛奶、乳糖和渗透液混合以达到国际标准。然后将符合标准的牛奶在多效蒸发器中浓缩并使用喷雾干燥法来制作奶粉。

这些过程的优化运行对于降低成本,提高产能并符合最终产品质量规范起到关键作用。

Miraka 通过 Pavillion8 解决方案优化奶粉生产

在着手进行过程优化时,Miraka 着眼于罗克韦尔自动化的专业过程控制功能。凭借罗克韦尔自动化的 Pavilion8® 模型预测控制 (MPC) 软件平台与几十年提供乳品行业解决方案的经验,Miraka 与罗克韦尔自动化的工程师紧密合作,指定并部署了一个系统来对奶粉生产厂进行优化。

罗克韦尔自动化公司 Pavilion 区域技术经理 Lynn Medich 表示:“所有关键利益相关者高度参与,大大缩短了实施时间。”“凭借在乳品标准化、蒸发和喷雾干燥中部署模型预测控制解决方案的专长,我们与 Miraka 紧密合作,设计出可改进运营并带来商业价值的解决方案。”

模型预测控制

所有制造过程都不能排除由多种因素引起的易变性。罗克韦尔自动化的模型预测控制 (MPC) 解决方案的首要目标是通过减少关键过程参数的易变性以及对预期目标实施最佳控制来提高过程单元的稳定性。

该系统囊括并管理时刻发生的动态和不断变化的干扰,从而提高过程稳定性,以实现定义的控制目标。在奶粉生产过程中,通过降低关键工艺参数的易变性,工厂能够达到其加工和规格限值,从而优化产量和产能。

通过整体分析优化奶粉生产

Miraka Pavilion8 解决方案已分阶段落实,在为运营商带来价值的同时有效地引入模型预测控制技术。为量化每个单元投入使用时带来的价值,也对实时关键绩效指标进行了部署。

第一阶段优化了蒸发过程,降低了易变性,并提高了总固体目标。蒸发器的总颗粒目标提高之后,整个蒸发和干燥阶段的热效率,以及产能都得以提高。

第二阶段是进行喷雾干燥器模型预测控制。“通过在 Miraka 的喷雾干燥器上部署模型预测控制,我们能够通过闭环水分控制和增加粉末水分来提高产量。罗克韦尔自动化公司的 Pavilion 高级应用工程师 Kerryn Sakko 表示:“通过安全地控制过程,可以最大程度地提高产能。”

解决方案最后阶段是在标准化过程中实施多变量模型预测控制。将多变量模型用于液体成分控制,然后与推理模型结合,以跟踪整个干燥过程中的成分,从而降低最终奶粉中蛋白质和脂肪的易变性。同时,液体成分控制器还包括附加目标功能,以最大限度地利用低成本的标准化成分。

训练项目利用了 Pavilion8 系统的高级分析功能,帮助操作员快速学习使用该系统的最佳方法,并精简现场验收测试。

评估过程改进

与 Miraka 协商之后,确定了一组可以提供有关生产过程改进有效性信息的参数。

罗克韦尔自动化的 Pavillion8 系统包括用于控制、分析、监视、可视化和集成信息与流程的模块。

所确定的参数包括质量(粉末湿度率)、蒸发器颗粒(工厂产量提高)、烘干机热效率(烘干机容量提高)、每吨产品的能量减少(成本降低)以及蛋白质和脂肪的优化(产量)。

利用 Pavilion8 解决方案,Miraka 得到了意想不到的结果。该公司的旺季产能提升 4% 以上,湿度目标指数提高 0.04%,同时还加强了对蛋白质和脂肪的控制,每年减少脂肪和蛋白质损失逾 100 吨。此外,通过优化蒸发器颗粒和干燥曲线,在高峰生产期间,生产每吨奶粉的能耗,估计可节省 1% 以上

Miraka 运营总经理 Paul Trewin 表示:“与罗克韦尔自动化一起交付该项目的 Miraka 奶粉工厂团队的卓越和创新价值远超我们的期待。”

公司背景介绍     
罗克韦尔自动化澳大利亚和罗克韦尔自动化新西兰均为罗克韦尔自动化公司的子公司。罗克韦尔自动化公司是工业自动化和信息解决方案的全球主要提供商,助力制造商在业务发展中获得竞争优势。该公司汇集工业自动化领域的全球主要品牌,包括 Allen-Bradley® 控制和服务以及 Rockwell Software® 工厂管理软件。该公司产品广泛,包括控制逻辑系统、传感器、人机交互界面、驱动控制器、电力设施及软件。      

罗克韦尔自动化公司 (NYSE:ROK) 是全球最大的专门从事工业自动化和信息技术领域的企业,帮助其客户提高生产力并推动世界实现可持续发展。罗克韦尔自动化公司总部位于威斯康星州密尔沃基,员工总数约为 22,000 人,客户遍布全球 80 多个国家/地区。 

Allen-Bradley、FactoryTalk、Pavillion 和 Rockwell Software 是罗克韦尔自动化公司的商标。


媒体联系人:

Christine Filippis

Teraze 通信

61 3 8391 0701

christine@teraze.com.au

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