Případová studie

Automatizace s vyhodnocováním výroby potravin a nápojů

14.03.2013 10:23:00

Komerční prezentace

Výroba potravin a nápojů je náročná v mnoha ohledech, jako jsou přísné požadavky na jakost, tlak trhu na soustavné snižování nákladů nebo šaržový charakter výrob a s ním související technologie. Aby byli výrobci úspěšní, musí velmi účelně používat jak své stávající technologie s vestavěnou automatizací, tak systémy pro řízení výroby. Článek popisuje integrovaná řešení české inženýrské firmy COMPAS automatizace, spol. s r. o. (dále jen COMPAS), která splňují nejen současné požadavky na automatizaci a řízení výroby, ale z hlediska své koncepce i požadavky budoucnosti. COMPAS využívá jak nejrozšířenější platformy automatizační techniky (komponenty firmy SIEMENS), tak vlastní inženýrská řešení včetně vyvíjených IT/MES produktů. Díky tomu může podnikům nabídnout z hlediska funkcí ta nejmodernější řešení za dostupné náklady. Navíc se jedná o osvědčená řešení nejen u výrobců potravin
a nápojů.

Šaržově orientovaná automatizace
Výroba potravin a nápojů má šaržový charakter. To umožňuje velkou pružnost výroby jak z hlediska nových výrobků, tak z hlediska množství výrobků podle zakázek prodejců. Výrobní technologie je obvykle rozdělena na 2 části, z nichž první představuje procesní část, tedy výrobu materiálů (hmot nebo polotovarů), druhá pak finální linky vyrábějící potraviny nebo nápoje včetně jejich balení nebo plnění do finálních obalů.

Z hlediska potřeb výrobních procesů vyžaduje procesní část technologie (např. zásobníky surovin, doprava materiálů, váhy, tanky s míchadly, filtry, odstředivky, odparky a zásobníky materiálů) pružnou šaržovou automatizaci, která je nejlépe řízena tzv. batch systémy. Ty umožňují volně konfigurovat výrobní postup (tzv. předpis) jak pro výrobu variant stávajících, tak i zcela nových výrobků. Výroba zavedeného portfolia výrobků je řízena pomocí předpisů uložených v knihovně batch systému procesní části technologie. Příslušný předpis je pro aktuálně vyráběný produkt spuštěn a ve spolupráci s řídicím systémem vyrobí danou technologií potřebný počet šarží.

Z hlediska potřeb druhé části výrobních procesů, tj. finální výroby potravin či nápojů v obalu, je vhodná recepturově orientovaná automatizace, která má obvykle pevné programy, související s konkrétními stroji (např. dopravníky, plničkami, baličkami, paletizátory), jež jsou součástí vestavěných řídicích systémů (PLC). Ty je možné parametrizovat pro konkrétní výrobek recepturou (v rozsahu možností strojů) připravenou v knihovně nadřazeného systému technologie. Příslušná
receptura je pak pro aktuálně vyráběný produkt z knihovny nahrána do řídicího systému pro danou výrobní kampaň (počet šarží podle výrobní objednávky).

Firma COMPAS vyvinula a dlouhodobě úspěšně aplikuje řešení využívající pro řízení procesní části technologií PLC systémy Simatic S7 a vizualizační systémy s fázovou logikou a nadřazeným systémem COMES Batch (obr. 1), jenž umožňuje nejen řídit, ale také automaticky zaznamenávat veškeré údaje o výrobě (elektronický záznam EBR) a dokumentovat výrobu (výrobní protokol BP). Osvědčené řešení s batch systémy bylo použito ve více než padesáti projektech, z největší části v oborech farmacie a výroby potravin.

Pro finální technologie a výrobní linky nabízí toto řešení PLC Simatic S7 a recepturový systém COMES pro receptury a jejich správu a pro automatické záznamy a protokoly o výrobě (EBR, BP).
Záznamy a protokoly mohou být následně využity pro mnoho účelů, například pro:
- optimalizaci výroby z hlediska procesu i jakosti,
- dokladování jakosti výroby (tj. zdokumentování všech procesů a podmínek výroby šarže),
- traceability šarže potraviny nebo nápoje,
- audity regulačních orgánů,
- zákazníky aj.

Automatizace s vyhodnocováním výroby potravin a nápojů_01

Modernizace starších automatizačních systémů
Potravinářské technologie mají obvykle delší „životní“ cyklus než jejich elektrické a automatizační systémy. Proto je často požadována modernizace automatizace, která umožňuje nejen obnovu funkcí původních systémů, ale i mnoho vylepšení souvisejících s inovací řízeného zařízení, technologie či výrobního procesu. Z toho vyplývají požadavky na náhradu zastaralých PLC jiných výrobců (např. stále ještě mnoho instalovaných Simatic S5) moderním řídicím systémem řady Simatic S7 nebo Simotion, instalace řízených pohonů aj. Především je ale možné inovovat způsoby řízení programovým vybavením.

Možné přínosy mohou znamenat:
• lepší řízení, vyšší využití zařízení, zvýšení taktu výroby,
• intuitivní způsob ovládání pro operátory,
• nový přístup k řízení procesu využitím pružného recepturového řízení nebo batch systémů,
• zvýšení bezpečnosti,
• integraci s IT systémy nadřazených úrovní souvisejících s výrobními funkcemi (sběr dat, sledování a elektronická dokumentace výroby) synchronizaci s dalšími zařízeními a výrobními procesy v reálném čase, optimalizaci technologie, plánování a přidělování výroby nebo podporu preventivní údržby.

Přínosem tohoto inovačního řešení je nová funkčnost podle potřeb uživatele a možností zařízení a kontinuita v automatizační technice a její údržbě.

Firma COMPAS má zpracovány standardní postupy pro efektivní modernizaci starších PLC výměnou za Simatic S7, které zaručují minimalizaci rizik, vysokou jakost a krátké realizační termíny. Využití SIEMENS a COMPAS standardů v podobě knihoven automatizačních funkcí a jejich komponent pro ovládání Faceplate přináší uživatelům jednotné ovládání, úspory v údržbě a vyšší dostupnost zařízení.

Vyhodnocování výroby v reálném čase
Pro vyhodnocování výroby slouží osvědčená aplikace COMES OEE, která pomáhá již mnoha podnikům v ČR lépe řídit svou výrobu. Slouží pro vyhodnocování efektivity výrobních linek podniku pomocí klíčových výrobních ukazatelů - KPI. COMES OEE poskytuje výrobnímu týmu informace okamžitě v průběhu výroby šarže a tím jej průběžně motivuje k nejlepšímu výkonu. Současně poskytuje informace i manažerům výroby pro řízení a optimalizaci produkce. Výsledky je možné zobrazovat i na velkoplošných obrazovkách umístěných nad výrobními linkami (andon).

COMES OEE poskytuje přehled o produkci linek, jejich odstávkách (downtime management), počtu shodných a neshodných kusů a důvodech neshod (quality management). Vypočítává a zobrazuje nejdůležitější KPI statistiky, jako jsou protokol OEE, protokol prostojů (obr. 2), protokol neshod (vad výrobků), směnové protokoly aj.

COMES OEE je univerzálně použitelná aplikace jak pro libovolné výrobní linky, a to bez ohledu na jejich
provedení automatizace, tak i pro linky bez řídicích systémů. Uživatel si může COMES OEE instalovat
také vlastními silami na podnikový IT server.

Aplikace COMES OEE využívá systémovou architekturu a IT funkce systému COMES. Proto je možné ji doplnit i o speciální uživatelské funkce. Nabízí podniku vysokou výkonnost od několika až po stovky linek. IT platforma klient – server umožňuje ochranu dat a webová architektura poskytuje transparentní dostupnost výsledků výroby v reálném čase pro stacionární i mobilní prostředky uživatelů. Významnými přínosy jsou rovněž minimální nároky na HW a administraci systému.

Automatizace s vyhodnocováním výroby potravin a nápojů_02
Integrované funkce automatizace a řízení výroby
Nové technologie jsou obvykle produktivnější než ty staré, ale jejich nákup zpravidla nevede k systémům integrovaným, neboť výrobci technologií tyto problémy neřeší. Podniky si proto musejí integrovaná řešení budovat v rámci své strategie.
Integrovaná řešení firmy COMPAS nabízejí vyšší produktivitu, jakost a úspory nákladů díky funkcím:
- automatického vyhodnocování výroby v reálném čase pro její optimalizaci,
- optimalizace výroby z hlediska nákladů (měření spotřeby materiálů a energií na šarži aj.),
- zvýšení jakosti a její rovnoměrnosti v čase,
- automatického sledování materiálů ve výrobě, traceability,
- elektronické dokumentace výrobních šarží (úspora výrobní administrativy),
- řízení údržby a řadě dalších sofistikovaných funkcí, jako je např. plánování APS.

Protože je někdy obtížné vysvětlit, co integrovaná a sofistikovaná řešení přinášejí, zkusíme to obráceně, tedy jaké ztráty přinášejí neintegrovaná řešení:
- nižší produktivitu výroby, nižší využití technologie (prostoje),
- chyby v ruční parametrizaci vedoucí ke ztrátám v jakosti,
- výroba je dokumentována ručně, často s nevěrohodnými daty, která nemohou sloužit
k optimalizaci,
- plýtvání lidskou prací (náklady na výrobní administrativu),
- plýtvání surovinami,
- vyšší spotřebu energií atd.

Současné tržní prostředí klade na produktivitu, jakost a efektivitu výroby producentů kvalitních potravin mimořádné nároky. K úspěchu pomáhají řešení, která podporují výrobní tým jak z hlediska vysoce výkonných technologií, jejichž nedílnou součástí je nejlépe šaržově orientovaná automatizace, tak z hlediska informací pro optimalizaci výroby, ke kterým patří statistiky (OEE, sledování prostojů DTM, sledování jakosti) a v prvé řadě pak motivace pracovníků v reálném čase. Osvědčená řešení firmy COMPAS, která vyvinula perspektivní šaržovou automatizaci na platformě techniky SIEMENS s vyhodnocováním výroby vlastním systémem COMES, již více než 10 let pomáhají k úspěchu mnoha podnikům vyrábějícím potraviny a nápoje.

Zkuste i vy, např. v nových projektech nebo při modernizacích, perspektivní řešení COMPAS automatizace! Věru máme co nabídnout výrobcům potravin a nápojů stejně jako výrobcům těchto technologií!

Autor: Ing. Vlastimil Braun, vlastimil.braun@compas.cz
COMPAS automatizace, spol. s r. o., www.compas.cz


COMES OEE – akce za 49 000 Kč

Společnost COMPAS automatizace, spol. s r. o., nabízí osvědčené řešení COMES OEE v rámci informačního systému COMES pro řízení výroby.

COMES OEE je univerzální aplikací pro měření výkonnosti výrobních linek podniku pomocí důležitých výrobních ukazatelů - KPI. Slouží manažerům k optimalizaci a řízení výroby a současně poskytováním informací v reálném čase motivuje pracovníky výroby k nejlepšímu výkonu.

COMES OEE poskytuje přehled o produkci linek, jejich odstávkách (downtime management), počtu shodných a neshodných kusů a důvodech neshod (quality management). Vypočítává a zobrazuje nejdůležitější KPI statistiky, jako jsou protokol OEE, směnové protokoly aj.

COMES OEE obsahuje SW licence a aplikaci OEE, sběrový hardware pro 8 linek a jednodenní instalaci
na IT prostředky uživatele.
Výhodná cena v akci 49 000 Kč, rozšíření pro více linek pouze za příplatek na instalaci a HW.

Pro více informací kontaktujte obchodní oddělení společnosti COMPAS automatizace, spol. s r. o., tel. 567 567 200 nebo pište na info@compas.cz.

Plně automatizovaný pivovar v Podněstří se zrodil v režii české a slovenské spolupráce

↑ nahoru