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Kings Hawaiian使其网络标准化以加快机器整合_9

2019-04-07 12:07栏目:案例
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  KingsHawaiian制作的面包风味独特,畅销全美,促使公司不断发展壮大。50年前,RobertTaira在夏威夷研制出这种特色圆面包的配方。Taira位于檀香山的企业KingsBakery成了游客的必去之处,他们将面包带回本土作为礼品馈赠给亲朋好友。

  为了把企业做强做大,Taira举家迁往加利福尼亚南部,在那修建了一座占地30,000平方英尺的工厂。面包的名气越来越大,企业的运营也蒸蒸日上。二十世纪九十年代,KingsHawaiian位于加利福尼亚的面包厂进行了扩建,占地面积增大40,000平方英尺;2004年,公司更是修建了一座占地150,000平方英尺的自动化烘焙厂,距离总部不远。

  到2010年,KingsHawaiian又一次迎来生产高峰。加利福尼亚工厂和面包厂全天候运转,消费者的需求已遍及全国。公司还扩充了产品系列,在原有的特色圆面包基础上新推出烘焙小面包、潜艇面包和三明治面包。

  由于不断上涨的天然气价格和其它运输成本使面包厂的预算不堪重负,KingsHawaiian决定在美国东部新建一座工厂。这样一来,公司就可以经济高效而又迅速地将不断增多的产品系列送往各大店面。

  面临的挑战

  KingsHawaiian选择在佐治亚州奥克伍德新建一座占地125,000平方英尺的高水平自动化工厂,并定于10个月内竣工投产。这一时间计划面临着重重困难,尤其是考虑到项目的复杂程度。整个面包烘焙过程需要用到11种由不同原始设备制造商(OEM)提供的专用机器,控制和信息平台要求采用独特的设计环境、用户界面和厂商支持模式。

  尽管初始项目工期十分紧张,但KingsHawaiian还是希望解决工厂信息基础架构的长期需求问题。

  KingsHawaiian工程主管MikeWilliams说:我们是一家小型的家族企业,所以在3,500英里之外的佐治亚州新建一座工厂实属不易。我们希望能够从加利福尼亚远程监督运营过程,确保生产运营达到客户的期望。

  KingsHawaiian还希望能够拥有先进的数据采集能力,确保将烘焙产品的质量保持在最高水平,维持整个企业的运营效率。

  Williams说:我们公司并没有做过很多的正式报告或评估,以前获得的数据基本上都是靠手写。在新建工厂之际,我们希望采用能够获取所有前端设备信息的基础架构。

  整个工厂运营都围绕着烘焙过程展开。制作Hawaiian面包的第一步是精确测量干料并搅拌。然后,搅拌后的干料被输送到一个不停搅拌的搅拌机中,并在此加入液状原料。搅拌完毕后,面团会传送到另一个车间的机器上,将面团制成球状,然后分别装入铝盘制成各种产品。之后,面团进入另一台机器-发酵箱中,在此发酵。接着送到烤箱。烘焙过的面包在出炉后要经过一条很长的传送带进行冷却,然后送往包装机进行检查和装运。

  Williams说:我们在生产过程中需要使用11种以上的机器,所以必须通过明确的规范和整体集成设计架构来束缚原始设备制造商。如果不这样做,我们就必须学习使用多种PLC和HMI,并且存放大量的不同零件以备维修之用。

  除了标准化规范外,Kings Hawaiian还希望工厂能够由企业员工自行维护和排除故障。我非常希望工厂能够尽量做到自行运营。Williams这样说道。

  解决方案

  在不到一年的时间内,公司要指定七家以上供应商并从这些供应商采购设备,进行集成,并测试设备能否可靠满足每小时8,000磅面包的产量。

  Williams及其团队与罗克韦尔自动化合作伙伴Bachelor ControlsInc.(BCI)合作建立了一套架构,既能够确保Kings Hawaiian按时投入生产的短期目标,又能为整个企业的信息收集和共享奠定基础。

  Williams说:BCI在前端设计上花费了大量精力,我们也被迫成为了更称职的消费者。他们事先让我们努力回答一些重要问题,从而使返回的结果比起初更为接近我们心中所想。

  作为项目的集成商,BCI收集了各原始设备制造商对控制器和人机界面(HMI)的要求,并编写了统一采用罗克韦尔自动化集成架构系统的总体规范。随后,BCI与罗克韦尔自动化一同对该系统的设计进行了验证。

  BCI孟菲斯分公司经理RustyBailey表示:我们希望为原始设备制造商设立通用的配置,使所有设备都能够轻松互联并正常通信。我们对整体形势也有所了解:KingsHawaiian要有能力监控整个企业的过程,并通过制定明智的决策来提高生产效率。

  BCI指示所有原始设备制造商使用Allen-BradleyControlLogix可编程自动化控制器(PAC),该控制器可在单一的编程环境中为可扩展运动和机器控制提供集成平台。这种集成可减少KingsHawaiian需要储存的备件数量,而控制平台的开放性则可确保与第三方组件轻松集成。

  该规范还要求针对在每台机器上使用的可视化及信息软件实施标准化方法。每台机器上都装有Factory TalkView Site Edition软件,可简化应用程序的开发和培训工作,对于节省快速周转项目的时间至关重要。BCI指定了软件的Site Edition版本,以便于KingsHawaiian的团队自行管理长期升级。各版本的可视化软件均在Allen-Bradley工业环境计算机上运行,这种计算机拥有单独的触摸屏和固态硬盘,可保护系统并减少今后发生故障的次数。

  BCI指定包装机采用Allen-Bradley CompactLogixPAC和Allen-Bradley PanelViewPlusHMI。集成架构系统的可扩展性令BCI得以使用更小型的控制器,这样就能够以更小的封装提供Logix控制平台的全部优势。

  整个工厂的通信都基于EtherNet/IP。单一网络架构有助于公司将工厂更快地投入运营,从而降低机器设计、开发和交付的总成本。借助EtherNet/IP,KingsHawaiian的工程师还可以从位于中央控制室的两台VMware冗余服务器上远程访问、诊断和支持其机器。

  Williams说:通过采用标准化的统一集成架构系统,我们的员工现在能够在工厂内部从一个流程转换到下一个流程,无需进行软件和知识的切换即可解决所有问题。借助此架构,我们还可以采集海量数据,让烤炉温度和烘烤时间等信息一应俱全,称重和维护操作变得易如反掌,而之前这些都是无法手动实现的。

  Factory Talk Historian软件可以将来自工厂中所有设备和数据源的时序数据收集起来并归档,用于保存、存储和管理生产信息。Factory Talk Vantage Point软件会关联和汇总信息,使用不同用户独有的情境和历史背景信息来生成实时仪表板和基于Web的报告。Williams和公司的其他员工都可以通过Factory TalkView Point软件访问数据,这样就能够在任何可访问Internet的场所远程监控运营情况。

  取得的成果

  新工厂于2011年10月投产运营,比计划的日期提前了一周。这立即使公司的面包产量翻了一番。

  该工厂现生产公司销量最大的两款产品特色圆面包和12包装的小面包。由于该工厂是为今后发展而新建的,因此它还能够再增加一条生产线。公司的长期计划是,以后在佐治亚州工厂生产所有类型的产品。

  Williams自豪地说道:得益于通用的网络架构,原本建立并运营这座工厂需要几个月的时间,现在几周就完成了。而且由于材料供应不断,我们可以存储熟悉的备件,缩短发生故障时的生产中断时间。我们预计在未来发展过程中,这座工厂完全可以满足KingsHawaiian对产能的需求。

  项目第二阶段,即集中式数据采集和控制系统的开发,在工厂运转数月之后宣告完成。Williams和他的团队首先致力于利用此类新信息设立精确的产品质量标准和参数。然后重点关注运营效率。

  Williams说道:这是我们第一次能够收集来自所有机器的数据并使其在整个企业范围内可视化,我们还在努力探索中。我们将深入研究生产指标,了解KingsHawaiian的实际KPI和业务驱动因素。

  据Williams称,一支专门的团队将帮助工厂各部门确定哪些数据对他们最具价值。Williams说:从维护到会计核算再到保洁,各部门的负责人都指定了工作中心,想要找出他们所需的数据还需要一定的时间。在那之后,我们会确定信息的实际效用。这是一个学习的过程,但我们都清楚最终目标就是在工作中利用信息获得最大价值。