BRANCHE LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKEINDUSTRIE
STANDORT ONTARIO, KANADA
HERAUSFORDERUNG
Identifizieren Sie Anwendungsfälle und implementieren Sie die neuesten Technologien für Automatisierung und digitale Transformation, um die Gesamtanlageneffektivität zu verbessern, Mitarbeitende zu befähigen und einen Wettbewerbsvorteil in einer stark regulierten und wettbewerbsintensiven Branche zu erzielen
LÖSUNG
GUELPH FERTIGUNGSANLAGE
• Vuforia AR-Software für den industriellen Betrieb.
• AR-Erfahrungen auf Harpak-ULMA-Maschinen.
FERTIGUNGSWERK IN BRAMPTON
• Plex-Produktionsüberwachung
• FactoryTalk® View SE, FactoryTalk® AssetCentre, FactoryTalk® Historian
• ThinManager®
• Kepware
LONDONER GEFLÜGELVERARBEITUNGSANLAGE
• FactoryTalk® View SE, FactoryTalk® AssetCentre
• ControlLogix® 5580, CompactLogix® 5380
• PowerFlex®-Frequenzumrichter
• POINT I,O™- und POINT Guard I,O™-Module
• ThinManager®
• Emulate3D
ERGEBNISSE
Fertigungswerk in Guelph
• Verbesserte Effizienz der Bediener und Schulung
• Verbesserte Gesamtanlageneffektivität (die OEE)
Prozessanlage für Geflügelverarbeitung in London
• Verbesserter Produktfluss
• Reduzierte Betriebskosten
• Erzielte Genauigkeit von über 99 %
Fertigungswerk in Brampton
• Ein besseres Verständnis des Durchsatzes erzielt
• Reduzierte Ausfallzeit
INNOVATION UND DIGITALE TRANSFORMATION ALS REAKTION AUF MARKTANFORDERUNGEN
Preisdruck und der Wettbewerb um qualifizierte Arbeitskräfte sind in der Proteinindustrie enorm. Um erfolgreich zu sein, müssen Lebensmittelhersteller wie Maple Leaf Foods bessere Wege finden, um mehr Wert aus der Ausrüstung in ihren Prozessanlagen zu schöpfen – und Arbeitskräfte zu gewinnen, zu schulen und zu halten. Zusammen mit dem angespannten Talentmarkt wächst die weltweite Nachfrage nach Lebensmitteln weiter, was zusätzliche Herausforderungen mit sich bringt. Lebensmittelhersteller stehen unter zunehmendem Druck, Automatisierung und CO₂-neutrale Methoden einzuführen, um die betriebliche Effizienz zu steigern, Anlagen nahtlos zu integrieren, Transparenz über ihre Systeme hinweg zu schaffen und IT- sowie OT-Netzwerke zu sichern.
Als weltweit erstes CO₂-neutrales Lebensmittelunternehmen hat Maple Leaf Foods auf allen Ebenen Automatisierung und digitale Transformation eingeführt, um Effizienz und Qualität zu steigern. Das Unternehmen hat strategische Partnerschaften geschlossen und an mehreren Standorten innovative Programme gestartet. Diese Programme ermöglichen es dem Unternehmen, neue Anwendungen für Automatisierungs- und digitale Transformationstechnologien zu erproben – und sich so einen Wettbewerbsvorteil zu sichern, indem die neuesten Technologien zur Verbesserung von Qualität und Produktivität eingesetzt werden. Mit einem starken Ruf für Qualität und Innovation durch Marken wie Maple Leaf, Schneiders und Greenfield Natural Meat Co. führt der Lebensmittelhersteller die Branche weiterhin an, indem er modernste Technologien zur Steigerung von Produktion und Nachhaltigkeit integriert. Im Folgenden stellen wir drei dieser Projekte vor.
PROJEKT 1: STEIGERUNG VON SCHULUNG UND EFFIZIENZ MIT AR (AUGMENTED REALITY)
Die Führungsebene der Maple Leaf Foods-Prozessanlage in Guelph erkannte die Notwendigkeit, die Gesamtanlageneffektivität und die Schulung der Mitarbeitenden zu verbessern. Maple Leaf Foods entwickelte gemeinsam mit Rockwell Automation sowie den PartnerNetwork™-Partnern Harpak-ULMA Packaging und PTC ein AR-basiertes Schulungsprogramm mit Vuforia® Expert Capture.
Zunächst implementierte Harpak-ULMA seine integrierte OEE-Anwendung, die die Leistung der Verpackungsstraße automatisch in Echtzeit berechnet, überwacht und meldet. Anschließend implementierte Harpak-ULMA die gesamte Bibliothek der PTC-AR-Anwendungen und entwickelte eigene maschinenbasierte AR-Erfahrungen.
Die meisten AR-Anwendererfahrungen nutzen den digitalen Zwilling der Maschine, ein dynamisches Modell, das die physische Maschine virtuell darstellt. Digitale Zwillinge ermöglichen realitätsnahe Animationen, mit denen Mitarbeitende eine Wartungsroutine oder einen Betrieb simulieren, bevor sie mit
der Maschine. Digitale Zwillinge ermöglichen es dem Personal außerdem, virtuell in eine laufende Maschine zu sehen, um den Standort und den Zustand von Komponenten zu erkennen, ohne die Produktion zu unterbrechen.
Das Pilotprojekt zeigte schnell den Wert von AR in einer Verpackungsstraße. Die OEE-Anwendung liefert beispielsweise selbstdiagnostizierende Maschinenberichte, die Maschinenausfallzeit und vorrangige Maßnahmen nach Schicht identifizieren. Mithilfe der Fernkonnektivität überwacht das Harpak-ULMA-Team diese Berichte täglich, erkennt alle häufig auftretenden Stillstände – und erstellt anschließend schrittweise AR-basierte Beseitigungsroutinen, auf die Bediener in Echtzeit zugreifen können.
Die AR-basierte Schulung ist im Gange, und das Unternehmen befindet sich in der Bewertung der Vorteile ihrer Implementierung. Es wird erwartet, dass die interaktive, visuell anspruchsvolle Schulung dazu beiträgt, Sprachbarrieren zu minimieren, Fehler zu reduzieren und Schulungszyklen in einer Umgebung zu verkürzen, in der häufig eine hohe Mitarbeiterfluktuation auftritt.
PROJEKT 2: AUFBAU EINER ENERGIE- UND STEUERUNGSINFRASTRUKTUR FÜR DIE GRÖSSTE GEFLÜGELVERARBEITUNGSANLAGE DER WELT
Ein zentraler Bestandteil der Strategie von Maple Leaf Foods zum Verwalten von Risiken in ihren Produktionsstätten ist die Koordination mit strategischen Partnern und Lieferanten, um ein standardisiertes System zur Steuerung, Visualisierung und Verwaltung des Betriebs zu implementieren. Dieses System wird standortübergreifend in den Produktionsstätten eingesetzt. Dieser Ansatz ermöglicht es Maple Leaf Foods, die Schulung der Bediener signifikant zu reduzieren, flexibler bei der Personalplanung zu agieren und schneller sowie effektiver auf Ereignisse in jeder Einrichtung zu reagieren.
Aufgrund der bestehenden Beziehung beauftragte Maple Leaf Foods RidgeTech Automation, einen Systemintegrator im Rockwell Automation PartnerNetwork™, mit der Konzeption, Verwaltung und Implementierung dieses Standardsystems. Die beiden Unternehmen arbeiteten gemeinsam mit Rockwell Automation an der Entwicklung einer gemeinsamen Steuerungsarchitektur unter Einsatz von ControlLogix® 5580, CompactLogix® 5380 sowie PowerFlex® 525-Umrichtern (VFDs), POINT I,O™- und POINT Guard I,O™-Modulen. Ein SCADA-System für die Prozesssteuerung und Überwachung wurde ebenfalls mit FactoryTalk® View SE realisiert. Dieses Standardsystem kommt nun bei jedem Neubau zum Einsatz.
Im Jahr 2021 begann Maple Leaf Foods in London, Ontario, mit dem Bau der größten und technisch modernsten Geflügelverarbeitungsanlage der Welt. In der 660000 Quadratfuß großen Anlage sollten mehr als 4000 Ausrüstungsgegenstände untergebracht werden. Das Projekt war enorm: 175 speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und über 1500 Frequenzumrichter wurden implementiert.
Nach Abschluss der Bauphase suchte Maple Leaf Foods nach Möglichkeiten zur Optimierung der Produktion. Ein Schwerpunkt lag auf dem Bereich der Sortierung und Verpackung der Anlage. In diesem Bereich sortiert komplexe Ausrüstung verschiedene Geflügelschnitte und leitet sie anschließend durch ein gestuftes Netzwerk von Hochgeschwindigkeitsförderern. Um Abfall zu minimieren, strebte Maple Leaf Foods die höchste Genauigkeit bei der Sortierung und Förderung an.
RidgeTech nutzte die Emulate3D™-Digital-Twin-Software von Rockwell Automation, um einen digitalen Zwilling des Prozesses zu erstellen. Anschließend modellierten sie den Förderfluss und identifizierten Engpässe sowie unterausgelastete Bereiche innerhalb der Fördertechnik. Maschinelles Lernen wurde auf die Simulation angewendet, um den optimalen Materialfluss zu ermitteln. Die gesamte Studie wurde digital durchgeführt, während die Produktion weiterlief. Das Ergebnis war ein Systemdesign, das eine Genauigkeit der Fördertechnik von mehr als 99 % erreichte.
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PROJEKT 3: KREATIVE NUTZUNG DER PLEX- PRODUKTIONSÜBERWACHUNG FÜR WEITERE STANDARDISIERUNG
Das Team von Maple Leaf Foods identifizierte einen weiteren Bereich für Standardisierung innerhalb ihres neuen Systems – sie wollten herausfinden, wie sie die Bedingungen für Leistungsvereinbarungen mit den OEMs, die Ausrüstung für ihre Fertigungsanlagen bereitstellen, optimal gestalten. Um dies zu erreichen, wählten sie Plex-Produktionsüberwachung (PM); allerdings würde die Anwendung dieses Plex-Produkts außerhalb des üblichen Einsatzbereichs liegen. Anstatt es zur Überwachung der Gesamtanlageneffektivität einzusetzen, sollte Plex PM zur Überwachung der Leistung der OEM-Ausrüstung verwendet werden.
Um eine nahtlose und kreative Integration von Plex PM zu gewährleisten, arbeitete Maple Leaf Foods erneut mit RidgeTech zusammen. RidgeTech verwaltete die Hardware- und OT-Ebenen und stimmte sich zudem sowohl mit dem Plex-Team als auch mit den OEMs der Ausrüstung ab. Um Plex PM optimal zu nutzen
Für die Leistungsdaten der OEM-Ausrüstung setzte das Unternehmen Plex PM ein, um Kennzahlen wie OEM-Ausfallzeitcodes, Linienstatistiken (ob die Linie stromauf- oder stromabwärts unterversorgt war), Alarme und weitere entscheidende Maschineneinblicke zu erfassen. Diese Informationen werden anschließend genutzt, um die Bedingungen für OEM-Leistungsvereinbarungen festzulegen. Die Einführung von Plex PM bei Maple Leaf Foods ist Teil des Bestrebens, konsistente Ausfallzeitdaten für sämtliche Maschinen in der Anlage ohne jeglichen Bedienereingriff zu generieren.
Dieses Projekt läuft derzeit in der Produktionsanlage von Maple Leaf Foods in Brampton. Obwohl es nicht für diesen Zweck vorgesehen war, hat Plex PM bereits die Gesamtanlageneffektivität (OEE) des Unternehmens verbessert, da die Leistung der Anlagen vollständig sichtbar ist und Ausfallzeit verringert wurde. Sollten weiterhin positive Ergebnisse erzielt werden, wird das Plex Smart Manufacturing Tool in die Standardtechnologie-Suite von Maple Leaf Foods aufgenommen und entsprechend in weiteren Anlagen implementiert.
MAPLE LEAF FOODS FÖRDERT NACHHALTIGKEIT DURCH INNOVATION
Das Engagement von Maple Leaf Foods für den Einsatz moderner Automatisierungs- und digitaler Technologien hat nicht nur die Produktionseffizienz verbessert, sondern auch die Position des Unternehmens als Branchenführer in der nachhaltigen Lebensmittelverarbeitung gefestigt. Die Zusammenarbeit des Unternehmens mit
RidgeTech Automation, Rockwell Automation, Harpak-ULMA Packaging und PTC haben die transformative Kraft der Technologie bei der Bewältigung von Herausforderungen in der Branche demonstriert, von der Schulung von Mitarbeitenden bis zur Optimierung des Betriebs. Während sie weiterhin mit modernen Lösungen wie AR und digitalen Zwillingen Innovationen vorantreiben, ebnet Maple Leaf Foods den Weg für die Zukunft der Lebensmittelverarbeitung.
ÜBER PLEX
Plex, by Rockwell Automation, ist ein führender Anbieter von cloudbasierten Smart-Manufacturing-Lösungen, die Hersteller weltweit befähigen, herausragende Produkte zu fertigen. Unsere Plattform verschafft Herstellern die Möglichkeit, jeden Aspekt ihres Unternehmens zu vernetzen, zu automatisieren, zu verfolgen und zu analysieren, um die Transformation voranzutreiben. Die Plex Smart Manufacturing Platform™ umfasst Lösungen für Manufacturing Execution (das MES), ERP, Qualität, Liefer-
Kettenplanung und -management, Leistungsmanagement für Anlagen, Produktionsüberwachung, Prozessautomatisierung und Analysen, um Menschen, Systeme, Maschinen und Lieferketten zu vernetzen und ihnen eine präzise, effiziente und agile Führung zu ermöglichen. Weitere Informationen finden Sie unter www.plex.com
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