让巧克力嘎吱作响

当一种流行产品的销售受到生产限制的限制时,是时候好好看看生产系统了。玛氏奥地利公司的玛氏喜悦(Mars Delight)巧克力棒产品家族也遇到了这种情况。作为回应,该公司通过实施一条集成了先进自动化技术和智能流程的新生产线,有效地将产量提高了一倍……

通过迈克·贾米森,罗克韦尔自动化公司 二零零八年六月一日

当一种流行产品的销售受到生产限制的限制时,是时候好好看看生产系统了。玛氏奥地利公司的玛氏喜悦(Mars Delight)巧克力棒产品家族也遇到了这种情况。作为回应,该公司通过实施一条集成了先进自动化技术和智能过程控制的新生产线,有效地将产量提高了一倍。

玛氏奥地利公司是全球玛氏集团的子公司,总部位于奥地利东部布尔根兰地区,位于维也纳东南部的布莱滕布伦。在这里,它为欧洲和中东市场生产了Mars Delight, Amicelli和Milky Way Crispy Rolls等知名品牌。

制造系统的年产量超过2万吨,使布莱滕布伦成为玛氏集团的晶圆产品能力中心。事实上,玛氏奥地利公司因其在创新方面的实力和成为该地区最适合家庭的雇主而荣获多项奖项。

秘密就在饼里

Mars Delight巧克力棒的秘密在于它的威化成分,这不仅是独特的,而且对产品的巨大销售成功起着决定性的作用。当然,其生产技术的细节,如预处理、精确的成分测量、特殊烤箱段的热处理和进一步加工,都是被严格保护的商业秘密。

在大多数情况下,玛氏奥地利没有采用标准化的工艺技术,这可能会给自动化带来挑战。但发现自己需要增加产量以跟上市场需求,该公司找到罗克韦尔自动化帮助设计和建造一条新的Mars Delight生产线。作为合同的一部分,罗克韦尔被要求从头到尾规划项目的所有硬件和软件细节,并按照玛氏的严格要求实施。

除了罗克韦尔自动化奥地利公司的技术顾问Thomas Winkler外,项目合作伙伴还包括罗克韦尔自动化服务团队和两家当地公司。该项目的工程方面是由一个特别雄心勃勃的时间表驱动的,从发布订单到生产系统的初始启动只有6个月的时间。

项目合作伙伴需要遵守这一时间表,同时确保Mars的生产能够以最小的维护工作量以最大的产能运行。因此,他们使用了基于集成架构的解决方案,罗克韦尔自动化的可扩展控制和信息平台。

这种高性能集成控制环境的目标是随时监控所有系统组件(如伺服驱动器、I/O和hmi)的确切状态。为了实现这一目标,工程专家从一开始就参与了计划,并且能够定制系统架构以适应生产任务。此外,所有与速度和质量相关的需求都在早期阶段直接纳入系统设计中。

满足严苛的工艺要求

除了满足管理卫生、配方和可追溯性的要求外,新系统还必须满足目标生产周期时间。完整的解决方案旨在实现生产力最大化,包括一个完全集成的环境,具有高性能控制和伺服技术,基于以太网/ ip的光纤通信(SERCOS)和DeviceNet连接外设。

玛氏奥地利公司选择了带有三个处理器的艾伦-布拉德利ControlLogix控制平台。该系统将顺序控制、运动应用和过程控制结合在一个平台上。为这个多轴应用选择了强大而紧凑的伺服轴驱动模块(通过SERCOS接口连接的分散Kinetix大功率伺服驱动器)。

罗克韦尔自动化奥地利公司的主要客户经理Robert Heidenbauer指出:“实现的解决方案的众多优势之一是其路由功能。“这使客户能够从企业网络的任何地方直接访问机器部件的技术数据,例如交流驱动器。”因此,不再需要耗时的物理访问机器来设置参数,工作人员对整个系统有一个清晰的概述。

60个伺服轴,1800个I/ o

一旦规划阶段完成,工程成本节约的潜力就变得清晰起来。在工程中,编程软件RSLogix 5000被用作PLC和运动应用的通用开发工具。在最终实现中,整体设计允许60个伺服轴根据需要运行,并随时提供有关其当前状态的详细信息。此外,在生产线上实施了大约1800个数字I/ o。

该系统还包括一个六轴机器人来执行处理任务。虽然这增加了输送设备的复杂性,但确保系统的所有部分顺利交互以及随时可以采集和检查产品样品至关重要。为了保证始终如一的高水平产品质量,智能工艺技术使系统能够遵守精确的程序,调节“停止”和“重新启动”等命令。

虽然中断是罕见的,但由于初级产品的物理特性,它们可能在生产系统的某些区域意外发生,例如当糖结块时。为了缓解这个问题,生产线被划分成不同的区域,并用缓冲区分隔,这样这种类型的事件就很容易解决。

更多的容量,准时

该团队能够按计划在系统的每个部分实施大规模的产能扩张。正如Heidenbauer所说,“我们一起成功地实施了一个雄心勃勃的创新项目。双方良好的沟通,以及我们的解决方案专业知识,迅速产生了结果。”随着Breitenbrunn系统的扩建于去年秋天完工,玛氏奥地利公司的产量增加了100%以上。

来自玛氏奥地利布莱滕布伦工厂的汉内斯·胡萨尔(Hannes Huszar)现在也负责持续改进。考虑到该项目的范围,他说:“生产系统的机电一体化结构旨在实现最大的生产力和安全性。因此,它符合使我们公司在世界各地如此成功的目标。系统的整体设计使其能够在生产停止后自动重新启动。在日常实践中,这非常有用,因为它大大减少了必要的维护量。”

作者信息
Mike Jamieson是罗克韦尔自动化消费品包装部的全球总监。打电话给他。mjamieson@ra.rockwell.com