Bild: Rockwell Automation

Höhere Prozessflexibilität dank Batch-System-Upgrade 400.000 Brote jährlich mehr backen

06.03.2018

Bis ein fertiges Brot die Fabrik einer Bäckerei verlassen kann, sind viele Prozessschritte nötig. Für eine reibungslose, effiziente Produktion müssen diese gut aufeinander abgestimmt sein. Mit Hilfe einer neuen, intuitiven Batch-Lösung von Rockwell Automation konnte eine US-amerikanische Großbäckerei seine Backwarenherstellung um rund 20 Prozent steigern.

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Industrielle Lebensmittelunternehmen wie Southwest Baking Company mit Sitz in Tolleson, Arizona, produzieren über zwei Millionen Brotlaibe jährlich. Der Brotherstellungsprozess beginnt dabei mit der Rohstoffannahme und dem Einlagern von Zutaten wie Mehl, Hefe und Salz in Vorratsbehältern, bis diese in das Batch-System übergeben werden. Das Batch-System entnimmt die Rohstoffe aus den Vorratsbehältern und gibt sie in eine Industriemischmaschine, wo sie miteinander vermengt werden. Die Mischung wird dann in die Produktion transportiert, wo das Brotprodukt geformt und eingefroren wird, bevor es verpackt, auf Paletten kommissioniert und an die Vertriebszentren versandt wird.

Große Herausforderung

Southwest Baking litt unter den Einschränkungen eines veralteten, unternehmensspezifischen Batch-Systems, das nur alle acht Minuten eine Charge verarbeiten konnte. So blieb die Kapazitätsauslastung des Werks bei 85 bis 90 Prozent – je nach Produktionsleistung der Maschinen. Zudem hatte das Unternehmen pro Monat fünf bis sechs Stunden Ausfallzeit zu beklagen, wobei jede Stunde Tausende von US-Dollar kostete. Manchmal dauerten die Ausfälle einen ganzen Tag lang, während ein einziger Programmierer versuchte, das Problem zu beheben. „Wenn der Programmierer das Unternehmen verließ, ging auch sein Know-how zum System verloren“, so Robert Wroblewski, Werksingenieur bei Southwest Baking Company. „Unsere Mitarbeiter wussten nicht, wie das System bedient wurde, sodass wir bei Problemen stundenlang auf Unterstützung durch ein externes Unternehmen warten mussten.“

Die unternehmensspezifische Plattform ließ sich nicht skalieren, sodass Southwest Baking die Verarbeitungsstraßen nicht erweitern konnte, um die Produktion zu vergrößern. „Neben der fehlenden Skalierbarkeit kam es auch immer wieder zu Situationen, in denen neue Ausrüstungselemente ergänzt werden mussten oder sich die Verfahren in unserem Batch-Prozess geändert hatten. Dadurch ging uns wegen der Umprogrammierung, Inbetriebnahme- und Testzyklen wertvolle Zeit verloren, bevor die Produktion wiederaufgenommen werden konnte“, so Wroblewski.

Zudem verfügte die veraltete Plattform des Unternehmens nur über begrenzte Berichtsfunktionen. Berichte beschränkten sich auf das Abrufen der Daten zur Rohstoffannahme, wurden nicht konsistent zusammengestellt und waren ungenau. Bediener mussten die Daten in unterschiedlichen Intervallen im Prozess manuell zusammenstellen, wodurch die Gefahr menschlicher Fehler bestand. Außerdem konnte das System nur Daten weniger Tage speichern. Southwest Baking suchte nach einer einfach zu unterstützenden, langfristig nachhaltigen Batch-Lösung, die kritische Prozessdaten exakt verfolgen und aufzeichnen konnte.

Alternative für das alte System

Southwest Baking arbeitete eng mit ECS Solutions Inc. – einem anerkannten Systemintegrator im Rockwell Automation Partner-Network-Programm – zusammen, um eine Alternative für das beschränkte und veraltete System zu entwickeln und zu implementieren. Nach Prüfung der Angebote zahlreicher Anbieter entschieden sich Southwest Baking und ECS Solutions für eine Standardisierung mit einem flexiblen Batch-System zur Rezeptverwaltung auf der Grundlage der Factory Talk Batch Software von Rockwell Automation. Das Unternehmen rüstete sein Steuerungssystem mit Allen-Bradley-Control-Logix-Steuerungen auf, die eine erweiterte Bedienerschnittstelle und einen Prozess-Historian bieten.

Mit dem neuen System können wir endlich Prozesse nach Bedarf ändern, anpassen oder erweitern“, meint Wroblewski. „Allein unsere verbesserte Flexibilität und die zugehörigen Kosteneinsparungen sorgten dafür, dass sich das System in nur einem Jahr amortisierte.“ Darüber hinaus ist das neue System mit den S88-Normen konform und ermöglicht Bedienern die einfache Änderung von Batch-Verfahren und Steuerungscodes. Dank der Erweiterung der Bedienerfunktionalität können Bediener die aktualisierte Plattform instand halten und das System entstören, ohne auf externe Programmierer angewiesen zu sein.

Über intuitive Displays lässt sich das System einfach bedienen und die Transparenz des gesamten Batch-Prozesses erhöhen. Im Rahmen der neuen Lösung verfügt Southwest Baking jetzt über ein Visualisierungs-, Analyse- und Berichterstellungsportal, das die Anzeige von Trends im Batch-Prozess ermöglicht – beispielsweise Materialverbrauch, Ausgewogenheit der Zutaten und Einhaltung der Liefertermine. Zudem können Rezepte bei Bedarf problemlos geändert werden. Der neue Historian erfasst nahezu 200 Datenpunkte und kann Daten mehrerer Jahre speichern.

Produktion gesteigert

Southwest Baking erwartete ein zuverlässiges System mit lokalem Support, um die Konsistenz der Chargen in der gesamten Einrichtung aufrechtzuerhalten. Die Erwartungen des Unternehmens wurden nicht nur erreicht, sondern übertroffen. Seit der Implementierung der neuen Batch-Lösung konnte Southwest Baking die Produktion um fünf Prozent erhöhen – etwa 10 Pfund Teig pro Minute und zusätzliche 400.000 Brotlaibe pro Jahr. Außerdem verkürzte das Unternehmen seine Zykluszeit um mehr als
20 Prozent, wodurch innerhalb des gleichen Zeitrahmens mehr Batches verarbeitet werden konnten. „Mit unserem alten System konnten wir acht Batches pro Stunde verarbeiten. Jetzt sind es zehn Batches pro Stunde”, so Wroblewski.

Ausfallzeiten gehören der Vergangenheit an und wurden bei Southwest Baking von durchschnittlich einer Stunde pro Vorfall auf nur wenige Minuten verringert. Das neue Batch-System ermöglicht, auf Systemfehler sofort im Werk zu reagieren. „Unsere Bediener können jetzt sofort in unserer Einrichtung mit der Fehlerbehebung beginnen“, so Wroblewski. „Sie sind mit der Software vertraut und haben direkte Einblicke in den Prozess.

Und in der Tat wissen sie in neun von zehn Fällen, wie ein Problem zu beheben ist und sind nicht auf externe Unterstützung angewiesen – falls dies doch einmal der Fall sein sollte, können sie den lokalen Support komfortabel per Telefon erreichen.“ Zudem kann das Unternehmen, dank verbesserter Informationen und exakter Berichte, Rezepte konstant halten und die Menge an verschwendeten Zutaten verringern. Die Flexibilität ist nicht länger eingeschränkt. Die Skalierbarkeit der Batch-Plattform ermöglicht die Integration zusätzlicher Verarbeitungsstraßen und die gesamte Backleistung lässt sich stetig erweitern.

Bildergalerie

  • Ausfallzeiten gehören praktisch der Vergangenheit an und wurden bei Southwest Baking von durchschnittlich einer Stunde pro Vorfall auf nur wenige Minuten pro Vorfall verringert.

  • Im Rahmen der neuen Lösung verfügt Southwest Baking jetzt über ein Visualisierungs-, Analyse- und Berichterstellungsportal, das Bedienern die Anzeige von Trends im Batch-Prozess ermöglicht – beispielsweise Materialverbrauch, Ausgewogenheit der Zutaten und Einhaltung der Liefertermine.

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