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控制系统

罗克韦尔自动化过程自动化系统帮助啤酒厂商增加产能

——采用虚拟过程自动化系统后,Sleeman Breweries 短短两周就将产能提升了 50 %

  2018年11月20日  

  挑战

  ● 提升产能以满足消费者日益增长的需求;避免花费巨资新建工厂

  解决方案

  ● PlantPAx 分布式控制系统 – 使操作人员和公司管理层能够轻松获取信息

  ● FactoryTalk Brew – 罗克韦尔自动化认证的FactoryTalk Brew 软件解决方案系统集成商 McRae Integration 提供酿造过程控制,高级报表和分析

  ● VMWare 虚拟服务器 – 提供冗余数据存储服务

  成果

  ● 产能提升 – 在不增加生产设备的情况下,短短两周实现产能提升 50%

  ● 过程控制得以改善 – 全面掌控生产过程,轻松自主地调整工艺和配方

  ● 避免花费巨资 – 无需新建工厂或增加设备

  乘势扬帆

  十年前,如果游客希望体验纯正的加拿大南部生活,很可能会来一杯当地的上等美酒。如今,精酿啤酒成为了备受追捧的宠儿。

  从初创品牌到大厂,加拿大的啤酒酿造商无不想从中分得一杯羹。过去 7 年间,年产量 25,000 箱 (24 瓶装) 以下的小型啤酒厂的数量增加逾一倍。

  精酿啤酒热潮的大爆发令 Sleeman Breweries 的生产订单陡增。作为加拿大第三大精酿啤酒酿造商,Sleeman 酿造并销售拉格、淡色艾尔等多种畅销啤酒。公司的啤酒酿造史可追溯至 1834 年,曾有过贩私酒的不光彩记录,如今其强势回归精酿啤酒市场。Sleeman 旗下有三家酿酒厂,分别位于安大略省、魁北克省和不列颠哥伦比亚省。

  精酿啤酒酿造现代化

  精酿啤酒需求的激增对于 Sleeman 可谓是天赐良机,但产能不足制约了其前进的步伐。当时,公司位于不列颠哥伦比亚省弗农市的 Okanagan Spring Brewery (OSB) 酿酒厂正竭力扩大其啤酒产量以满足市场需求。管理团队正设法突破一天最多只能生产 8 批啤酒的限制。

  如果无法提升 OSB 酿酒厂的产能,公司可能需要花费巨资新建工厂。当时,Sleeman 曾雇佣第三方生产商来满足客户需求,但这一举措在管理成本、确保品质和口感一致性以及满足交货期方面并不理想。

  不仅工厂扩大产能受到限制,当时的基础设施也仍依赖于陈旧的半自动控制系统。对酿造工艺的调整 (包括添加新配方) 需要人工执行,这加大了出现人为错误或不一致性的风险。整个生产过程中,操作人员需要在正确的时间到达正确的位置。要确保酿造过程顺利进行,操作人员就必须固守在生产前线。

  这些因素制约了 Sleeman 对消费者喜好或行业趋势变化的快速反应能力。人工操作还会阻碍其及时获取准确的生产指标,而这恰恰是全面掌控酿造过程所必需的。批次报告按需临时制定,要求操作人员在纸上填写数据,这限制了对压力、流速等关键信息的实时访问。

  优化生产控制,产出上乘佳酿

  Sleeman 团队与罗克韦尔自动化认证的系统集成商 McRae Integration 展开合作,设计并实施了一种集成式过程自动化系统,旨在提升产能、降低风险并获取实时生产数据。

  Sleeman 团队希望在旗下工厂推行统一的标准化解决方案。借助同一平台,管理层在公司就可查看所有工厂的生产指标和运营数据。公司内部的机械和电气专家也能共享这一平台,在各家工厂之间轻松切换,使零部件的库存量保持在合理水平。

  “我们借助同一平台深入洞察整条生产线乃至各家工厂,因此能够在原有基础上再创佳绩,达成一系列持续改进目标,同时继续酿造上乘的啤酒,”OSB 的酿酒师 Stefan Tobler 表示。“我们已对其他工厂的罗克韦尔自动化设备进行标准化,并坚信 McRae 以罗克韦尔自动化技术为基础提供的单一平台可以帮助我们实现目标。”

  该系统包括收集、跟踪和记录关键过程数据的报告和历史数据分析软件,它们可以精准确定酿造周期趋势,以便操作人员按需主动调整酿造工艺。罗克韦尔自动化过程对象库则提供预定义控制器代码和面板,使得新系统帮助 Sleeman 操作人员更快地配置新批次并制定配方。McRae 运用其自主研制的软件为酿酒应用量身定制解决方案,令操作人员通过易用的 Web 界面全面掌控整个过程。

  罗克韦尔自动化的 Allen-Bradley® PowerFlex® 525 和 PowerFlex 755 变频器可在酿造过程中提供灵活的电机控制,并有助于将设备诊断信息传达给控制系统。

  为使系统更加完善,McRae 与 Sleeman 的 IT 团队合作安装了 VMware® 虚拟服务器。几年前,Sleeman 团队为其弗农工厂部署了冗余服务器,但高昂的设备成本以及额外的存储空间需求令其难以承受。VMware 虚拟服务器提供更强的数据恢复能力以及更大的数据存储空间,为生产数据提供自动冗余。一台虚拟服务器最多可以替代四台物理备份服务器,显著降低了设备硬件成本。此外,Sleeman 团队还能创建虚拟服务器的副本,以便执行离线仿真并在实施生产调整前对其进行测试。

  万事俱备,产能大增

  其酿造团队可在现场完成所有生产订单,无需雇佣第三方生产商。他们不再需要斥资新建工厂,也不需要大规模升级或增加设备。

  此外,操作人员可以更好地掌控整个酿造过程。凭借基于 Web 浏览器的配方,操作人员可以更轻松地制定新配方和创建测试批次,并将配方存储在系统中以用于其他测试和生产。酿造经理一人即可直接通过 Web 浏览器界面调整工艺和配方。

  管理层可以利用 PlantPAx 系统的趋势分析功能和 BrewSight 软件的报告功能核实任何生产问题。根据异常情况报告机制,系统在啤酒进入发酵阶段后即创建报告跟踪进度,如有任何酿造变量出现偏差,将向管理层发送电子邮件。酿造团队可以采取任何必要的纠正措施并缩短停机时间,而不是在稍后返工并加入少量配方调和。

  “精酿啤酒酿造涉及诸多细微的配方变化,包括水、麦芽进料量及其他变量,同时还需要添加新配方”,Tobler表示。“在保持啤酒品质的同时,配备 FactoryTalk Brew 软件的 PlantPAx 系统还能为我们提供所需的灵活性,以快速响应不断变化的消费者喜好和市场趋势。”

  软件升级令啤酒质量始终保持在高水平,同时提高了生产速度。如今,弗农工厂的酿造周期仅为 2 小时,啤酒口感和质量的一致性也得到提升。

  但是,Sleeman 团队的工作尚未完成,他们还计划为弗农工厂的其余设施安装 PlantPAx 平台,包括储酒罐区和包装线。随着标准化扩展到 Sleeman 旗下工厂的各个环节,企业内部的可见性得以显著提高,使得公司能够更有效地做出业务发展决策。

标签:罗克韦尔自动化 PlantPAx 系统我要反馈
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