Mondeléz запускает интегрированное цифровое производство

Предприятия пищевой промышленности сталкиваются с непростыми и зачастую противоречивыми задачами и трудностями, которые иногда кажутся непреодолимыми. Ведь они должны предоставить потребителям весь спектр желаемых вариаций новых привлекательных продуктов и одновременно с этим повысить эффективность работы, снизить затраты и добиться целевого срока окупаемости инвестиций: 18-26 месяцев или менее, — так оценивает ситуацию Дейв Шарп, директор подразделения Rockwell Automation, обслуживающего отрасли производства потребительских товаров и фармацевтической, медико-биологической продукции.

«Кроме того, производители продуктов питания стремятся более эффективно использовать активы, наращивать объемы производства, улучшать производительность труда, оптимизировать управление ресурсами, предотвращать кибер-риски и гарантировать безопасность пищевых продуктов, — добавляет Шарп. — Вот почему нам необходимо точно определиться с тем, как именно мы осуществляем переход к цифровым технологиям: это переломный момент для достижения беспрецедентной производительности в отрасли. Сюда можно отнести безопасную коллаборацию робота с человеком и другими машинами, слияние физического и виртуального миров, использование искусственного интеллекта (AI) и машинного обучения для упреждения неполадок и сокращения простоев, тогда как портативные и мобильные вычислительные устройства преображают сам производственный процесс».

Mondeléz International — один из производителей продуктов питания, внедряющий инновации в сотрудничестве с компанией Rockwell Automation. На выставке «Automation Fair» в Филадельфии проходил форум «Food & Beverage Industry Forum», где Боб Пегер, директор по автоматизации (Mondeléz International, Северная Америка), рассказал о том, как его компания начала внедрение стандартизированной методики обработки данных на своих производствах.

На пути к интегрированному цифровому производству

По словам Пегера, Mondeléz International на протяжении многих лет сотрудничает с Rockwell Automation, имеет статус глобального стратегического партнера и выигрывает от постоянной работы с выделенной командой специалистов Rockwell Automation. Это пришлось очень кстати, когда в компании задумались о цифровизации 14 заводов Mondeléz в США, Канаде и Мексике со сроком эксплуатации от 5 до 70 лет. Этот проект 2018 года охватил более 50 производственных линий по изготовлению печенья, сладостей, жевательной резинки и конфет.

«Мы стремимся обеспечить лучшую в своем классе производительность, преобразуя нашу производственную среду и работая с партнерами, приверженными нашим стратегическим целям, — рассказывает Пегер. — Среди наших целей — получение стандартной системы качества и автоматической стандартной отчетности от эксплуатации в глобальную систему учета производительности линий; улучшение работы машин для сокращения отходов; усиление кадрового потенциала внедрением методики Integrated Lean Six Sigma (IL6S) и системы оперативного управления».

Пегер добавляет, что разные заводы и производственные линии имеют разный уровень автоматизации, но все они должны направлять данные из своего технологического оборудования пользователям информации для принятия более эффективных решений. Mondeléz совместно с Rockwell Automation выработала такие стандартные подходы:

• промышленная сеть Ethernet;
• объемы хостинга для производственных задач;
• схема критической сети управления, зон виртуальных локальных сетей и интернета (VLAN/IP);
• методика сбора данных о качестве продукции и эффективности машин;
• методика отладки, квалификации данных и проверки их достоверности.

«Наш проект IDF в Северной Америке ведет к созданию интегрированного цифрового производства и включает: оценку готовности и коррекцию инфраструктуры; формирование данных системы качества и отчетности; данных о производительности оборудования; актуализацию и валидацию данных; интеграцию с ERP-системой», — объясняет Пегер.

Чтобы определить потребности каждого из предприятий, сетевые специалисты Rockwell Automation провели аудиты систем управления на каждой площадке, выдали оценку состояния и анализ рисков, оформили свои отчеты и рекомендации. По мнению Пегера, «цифровизация производства должна опираться на прочный фундамент, который дает промышленная сеть Ethernet».

Как проходило внедрение

После аудита и согласования рекомендаций инженеры Rockwell Automation установили магистральную оптоволоконную сеть на коммутаторах Cisco WS-3850, коммутаторы уровня распределения Cisco WS-2960, коммутаторы уровня доступа Allen-Bradley Stratix 5700, кабель-каналы c оптоволокном между магистральными и распределительными коммутаторами, кабель-каналы с «медью» между распределительными коммутаторами и коммутаторами доступа, а также по одному концентратору данных для каждой технологической линии или производственной зоны. Эти концентраторы сочетают в себе контроллеры CompactLogix и коммутаторы Stratix в шкафах промышленного исполнения.

Как cреда выполнения программ, разработанных в Mondeléz, был развернут дата-центр промышленного исполнения. Хостинг выполнен на базе IDC E3000 от Rockwell Automation. В состав IDC входят три сервера Cisco, два коммутатора Cisco, сеть хранения данных (Storage Area Network, SAN) на базе системы EMC, источник бесперебойного питания Eaton, решение VMware VEEAM для резервного копирования и 15 стандартных в Mondeléz виртуальных машин, которые компания приобрела и установила в прошедшем году.

Пегер поясняет, что для реализации идеи интегрированного цифрового производства на новых и существующих линиях Mondeléz и Rockwell Automation выполнили: исходную процедуру создания классификатора данных и определения их структуры; пересмотр зон производственных участков и выделение единичных операций; сбор и анализ кода ПЛК; создание шаблонов в формате Excel для регистрации тегов, разработку программ релейной логики для ПЛК каждого участка и ПЛК концентратора данных, настройку OPC-сервера в дата-центре; установку и верификацию кода ПЛК, его проверку в локальном и дистанционном режимах.

«У Mondeléz есть спецификации и стандарты обработки данных, которым следуют наши OEM-поставщики и системные интеграторы для обеспечения совместимости, — объясняет Пегер. — Не менее важно, чтобы задание фаз работы и режимов оборудования как можно лучше соответствовало стандартам TR88 и PackML. Мы применяем на наших линиях разработанный в Rockwell Automation интерфейс RAPID, который представляет собой add-on инструкцию (подпрограмму) для контроллера ControlLogix и обеспечивает для машин различных производителей единообразный, стандартный интерфейс отображения их режимов, состояний, метрик производства и отказов».

По словам Пегера, проект IDF по цифровизации производства позволил компании Mondeléz получить:

• Стандартную и совместимую сетевую инфраструктуру по всей Северной Америке;
• Стандартную, единообразную методику сбора данных;
• Автоматизированное предоставление специалистам системы качества — данных реального времени от машин и технологических процессов;
• Экономичное сервисное обслуживание силами локальных специалистов компании Rockwell Automation и ее глобальной команды.

В результате, по подсчетам Пегера, благодаря цифровизации общая эффективность оборудования (OEE) на предприятиях Mondeléz выросла на 3–5%. А это значит, что эффективность отдельной типовой машины повысилась с 79% до 83%!

«Всего лишь 1% повышения показателя OEE на линии Oreo позволяет получить значительный выигрыш! Таким образом, наш проект IDF окупился очень быстро, — подводит итог Пегер. — Это не бином Ньютона, это значительно проще! Все, что вам потребуется, — это тщательно разработанная методика и точное выполнение намеченного плана».

Источник: Jim Montague, Executive Editor, Control