案例| Hillshire Brands利用制造智能策略使产量提高100,000多磅
——罗克韦尔自动化和Grantek帮助操作员改善生产数据可视性
2014-04-24 罗克韦尔自动化
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背景
2012年，美国民众大约消耗了4.5亿磅重的早餐肠和火腿，相当于香肠制造商近15亿美元的销售额。虽然大多数人都不愿意亲眼看到这早餐桌上的主要食物是如何生产出来的，但是，不断壮大的消费群体却的确希望生产车间的操作员个个做到眼观六路耳听八方、诚信生产、保质保量。
Jimmy Dean品牌隶属于Hillshire Brands系列，该品牌冷藏早餐肠的销量比仅次于其的四大顶级生产商的总销量还多。为了保持这种领先地位，公司不仅要始终如一地提供高质量产品，还需要尽一切可能维持低成本和高产量，在竞争对手虎视眈眈想要抢占市场份额的情况下努力保持价格优势。
安装FactoryTalk软件后，操作员便可以查看整条生产线的重量波动、精确的成品香肠卷超重程度、机器停机时间、OEE，甚至肉的温度。
面临的挑战
Hillshire Brands的工厂坐落于田纳西州纽伯恩市，香肠年产量超过1.5亿磅。其中，Jimmy Dean牌的一磅重鲜香肠卷（大家都亲切地称之为“小胖”）占到了三分之二以上。该工厂专门使用十一台机器对300多种不同SKU的香肠卷进行搅拌、调味、灌装和打包。塑料包装的香肠卷按磅出售，因此在每卷中装入准确重量的香肠十分重要。每条生产线末端都有一个检重秤，它会称量香肠卷的重量并与标准的重量进行对比。重量偏差超出允许范围的香肠卷会被从生产线上移除，由操作人员手工切开并检查是否被污染。然后，工作人员会根据检查结果将这些香肠放回系统中或直接丢弃——这两种做法的成本都颇为不菲。
由于这种产品按包标价，因此其中的肉量若是超过了所需的重量，公司的收益就会受损。相反，如果香肠卷的重量过低，消费者就会觉得受到了欺骗，客户满意度便将岌岌可危。此外，根据美国联邦肉类检验法的规定，肉类产品的外包装上必须以重量、尺寸或数值等形式准确标明所装食物的含量。美国各州也出台了类似规定或增补条例。如果某款食品在重量与尺寸检验中被查出包装标明的内容与实际不符，该食品将被禁止销售，其公司甚至还会被处以罚款——这会对公司的声誉和最终收益造成严重的损失。
纽伯恩工厂的操作员对香肠卷重量不合格以及浪费和丢弃过多的产品深有体会。遗憾的是，操作员拿不到足够的控制系统数据，无法找到引起浪费的原因或掌握实际的浪费量。
解决方案
纽伯恩工厂的工程师发现，如果能够更好地掌握造成重量不合格的原因，就有可能减少这一情况的发生，所以他们携问题来到公司工程部门寻求帮助。Jon Riechert是Hillshire Brands的一名公司级高级工程师，曾主导过阿拉巴马州佛罗伦萨市和堪萨斯州堪萨斯城两处工厂的制造智能策略实施工作。在听取了田纳西州工程师的问题之后，Riechert从Grantek Systems Integration请来了一个团队，前往纽伯恩为当地工厂引入制造智能策略。
Grantek与Hillshire Brands的控制、质量和维护工程师携手合作，了解了工厂团队希望通过制造智能策略达成的目标。对于工厂团队来说，更好地了解成品重量是第一要务，而在了解重量波动的发生原因方面，整条生产线上的额外数据点十分重要。
于是，Grantek与Riechert及其团队协同合作，实施了一套基于FactoryTalk®软件套件的制造智能解决方案。该软件直接与罗克韦尔自动化的Logix控制平台集成，可用于访问实时生产数据。Hillshire Brands在此之前已经针对其所有设施统一采用了Logix控制平台，简化了信息软件与生产车间控制系统集成的工作。
此外，纽伯恩工厂早已采用单一工业网络EtherNet/IP™，这大大简化了数据采集工作。Grantek团队通过EtherNet/IP将11个香肠卷生产线与两台运行FactoryTalk Historian软件的新装现场服务器相连。这样，工厂团队就能够通过采集长期数据来查看趋势情况，并能够比较各机器的性能。换班期间，如果一台机器上生产出重量不合格的香肠卷，操作员可以查看过往数据，找出开始发生问题的时间。如果其余机器都在允许的负荷范围之内正常运转，那么或许可以继续生产，直到问题解决。
随后，Grantek安装了FactoryTalk VantagePoint软件，以便从多个数据源（例如控制器、历史和SQL服务器等）收集信息。数据都被汇聚到一个中央仪表板中，工厂团队可以通过任意Internet浏览器访问实时数据和关键绩效指标。FactoryTalk VantagePoint服务器安放在纽伯恩工厂中。但是，该报告平台基于Web，因此公司和纽伯恩的工作人员都可以访问该服务器。
纽伯恩工厂的工程师每天都要与这些数据打交道，他们与Grantek一同设计了系统仪表板。“FactoryTalk VantagePoint仪表板上显示哪些信息完全由纽伯恩团队根据自身需要决定。”Riechert说道，“我对这款软件非常熟悉，它几乎能够直观地显示任何信息，使用起来非常灵活，当地团队之所以选用这款软件确实是因为它受到青睐。”
取得的成果
“在实施这套系统之前，操作员只能发现产出了多少残次品。”Riechert说，“而今，操作员可以查看整条生产线的重量波动、精确的成品香肠卷超重程度、机器停机时间、OEE，甚至肉的温度。”
凭借这些信息，纽伯恩的工程师在推行新系统之后的六周内便使产量提升了近0.1%。这一数字相当于每年节约105,000个香肠卷，也就是几十万美元的销售产品成本。
“控制工程团队当然尤为高兴。”Riechert补充道，“现在他们可以看到通过生产线的每个香肠卷的重量，跟踪那些不合格的香肠卷，在它们到达特制的灌装器前减少一些多余的重量。不过，我们质量保证团队的弟兄们更加开心。他们之前承担着全部的重量检查工作，每天需要多次采集样品并根据样品推断浪费量。现在他们可以实时地观察到每根、每一批次乃至每批出货的香肠卷的重量。”
0.1%的产量增幅完全达到了预期的要求，足以使该项目的投资回报率得到有力证明。现在，Hillshire Brands的新目标是希望新的信息解决方案可以将浪费量再降低几个0.1%，使香肠产量提高0.5%，或者说超过50万磅。
“该解决方案达到甚至超出了我们的计划目标。重要的是，这套解决方案足够灵活，不仅可以随着我们的产品变化而更新，还能够迎合工程师不断变化的理念。”Riechert说道，“FactoryTalk系统为我们的操作员提供了所需的数据，让他们知道应当关注哪些环节以及问题所在。他们得到了那些以前无法手动收集或观察到的高级图样之后，就能够准确地判断问题发生的原因，并确定如何去改进系统。数月之后，他们开始需要更多的标签、仪表板和报告。我们现在正考虑在几个工厂的系统中加入能耗指标。这些信息给他们提供了很大的帮助，他们希望能够得到更多此类信息。”
（以上仅说明Hillshire Brands使用罗克韦尔自动化产品、服务以及其它产品所取得的成果。其他客户取得的成果可能会有所不同。）
