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Herausforderung
- In die Jahre gekommene Verpackungsanlagen bergen das Risiko von Ausfallzeiten und Überalterung
Lösungen
- CMX/CLX-Steuerung
- ISA 101-Bedienpanels (HMI) mit intelligenter Handbedienung
- 24 Servoantriebe
- CAM-Programmierung
- Intelligentes Rezeptursystem
- Alarmsysteme
- Eingebaute Elektroinstallation
Ergebnisse
- Kürzere Time to Market. Reduziertes Risiko von Blockaden.
- Verbesserte Anlagenauslastung. Vorhandener Platz wird besser genutzt.
- Vereinfachter Betrieb. Optimierte Einweisung und Dokumentation für die Mitarbeiter an den Linien.
- Besserer Fluss und Nutzung der Daten. Größere Transparenz der Produktion und die Möglichkeit, IoT-Funktionen hinzuzufügen.
Zeit für Transformation
Der Aufbau eines guten Rufs kann Jahre dauern. Durch Beständigkeit, Zuverlässigkeit und die Einhaltung des jeweiligen Markenversprechens können Unternehmen sich aber das Vertrauen ihrer Kunden erarbeiten und aufrecht erhalten. Für den dänischen Produzenten Dragsbaek hat sich dieser Ruf in mehr als 100 Jahren gefestigt und stetig verbessert. Das im Jahr 1923 in der Stadt Thisted gegründete Unternehmen stellt Margarine für gewerbliche und private Kunden in Dänemark und weiteren Ländern her. Zu den belieferten Unternehmen gehören Großbäckereien, Supermärkte und Gastronomiebetriebe, die für die Zufriedenheit ihrer eigenen Kunden auf eine zuverlässige Lieferung angewiesen sind.
Bei den Lieferungen von Dragsbaek basiert diese Zuverlässigkeit auf den robusten Produktions- und Vertriebsabläufen. Die Verpackungsanlagen in der Fabrik in Thisted laufen seit 17 Jahren rund um die Uhr und produzieren jede Woche etwa 400 Tonnen Margarine. Dadurch vertrauen die Kunden dem Unternehmen und sie gehen davon aus, dass ihre Bestellungen fristgerecht und in der gewünschten Qualität eintreffen. Diese Akkuratesse hilft ihnen bei der eigenen Lagerverwaltung und -planung.
Risiken durch Altlasten
Die Installation der Produktionssysteme bei Dragsbaek erfolgte bereits vor 17 Jahren. Natürlich hat sich seitdem viel geändert: Produzierende Unternehmen streben heute danach, ihre Produktion zu vernetzen und dadurch von Innovationen sowie neuen Möglichkeiten zu profitieren. Zu den Vorteilen gehören mitunter eine gesteigerte Kosteneffizienz und Sicherheit der Anlagen, aber auch zusätzliche Einblicke in die Produktion und ein genauer Überblick über entscheidende Kennzahlen.
Für den Produktionsleiter von Dragsbaek, Karsten Rokkedahl, war es wichtig, dass das Unternehmen mit den Entwicklungen in der Branche Schritt hält und auch die eigene Produktion mit dem geeigneten Rüstzeug für die Zukunft ausstattet.
Während das bestehende Steuerungssystem der Verpackungsanlage dem Unternehmen zuverlässig die gewohnten Dienste leistete, begann Karsten Rokkedahl, einige Stellschrauben für Verbesserungen zu bemerken. So hatten die Mitarbeiter, die im Umfeld der Verpackungsanlage tätig waren, kaum Möglichkeiten die spezifischen Kennzahlen der Linie einzusehen. In der Folge wurden die verfügbaren Ressourcen nicht optimal genutzt. Zudem sorgte die schiere Größe der Maschine dafür, dass die Fabrikhalle zu Produktionshochzeiten überfüllt war, was potentielle Sicherheitsrisiken nach sich zog. Für die Zukunft der Produktion noch besorgniserregender war jedoch, dass viele der Maschinenkomponenten veraltet waren und teilweise keinerlei Ersatz mehr beschaffbar war. Neue Teile und Ersatz für ausgefallene Komponenten konnten immer schwerer aufgetrieben werden, die Zukunft für Instandhaltungs- und Wartungsarbeiten war ungewiss.
„Manchmal war ich dazu gezwungen, Ersatzteile sogar über eBay zu beschaffen – das war auf Dauer nicht mehr tragbar“, berichtet Karsten Rokkedahl.
Nachrüstung wurde erforderlich
Um diesen Umstand zu ändern, begann Rokkedahl schließlich Ende 2019 damit gemeinsam mit seinem Systemintegrator, Picca Automation, Gespräche über die Zukunft der Anlage zu führen. Zentral war dabei die Frage, wie das alte Steuerungssystem modernisiert werden könnte. Basierend auf diesen ersten Gesprächen wurden dem Produktionsleiter zwei realisierbare Optionen vorgestellt. Die erste beinhaltete den Plan, die bestehende Anlage zu demontieren und eine neue Produktionslinie zu installieren. Dabei würde es sich um einen kompletten Neuaufbau handeln, der mit erheblichen Kosten verbunden gewesen wäre, die das Budget des Werks stark ausreizen würden.
Die zweite Option, die sich schlussendlich auch als erheblich attraktiver erwies, basierte auf der Zusammenarbeit mit Picca Automation und Rockwell Automation. Hierbei sollte die Anlage komplett renoviert und an entscheidenden Stellen mit moderner Technologie umgerüstet werden. So sollten moderne und neue Komponenten die bestehende Anlage ergänzen, um die gewünschten Ziele zu erreichen. Auf dem neuesten Stand wäre es dann möglich die Anlage mit fortlaufenden Upgrades zu versorgen, sobald neue Funktionen auf dem Markt verfügbar wären. Zudem sollte durch die Modernisierung auch eine Reduktion des benötigten Platzes erreicht werden.
Um diese Umrüstung umsetzen zu können, musste die Anlage mehrere Wochen den Betrieb einstellen, während eine Backup-Maschine die Produktionslücke schließen sollte. Währenddessen wurde die eigentliche Anlage in eine weitere Werkshalle, die genau zu diesem Zweck vorbereitet wurde, transportiert, um die neuen Teile zu installieren und die Modernisierungsarbeiten durchzuführen. Dabei umfassten die umfangreichen Arbeiten unter anderem die Installation einer neuen integrierten Sicherheits-SPS mit CMX/CLX-Steuerung, ISA 101-HMI-Bedienpanels, die über ein intelligentes Bedienfeld verfügten, 24 neue Servoantriebe auf Grundlage von CAM-Programmierung, ein modernes intelligentes Rezeptursystem, neue Alarmsysteme zur Unterstützung der Anwender und Instandhalter sowie eine implementierte Elektroinstallation.
Konzipiert ist diese umgerüstete Anlage dabei als Gesamtlösung, die speziell auf die Bedürfnisse von Dragsbaek hinsichtlich Steuerung, Sicherheit und Datenerfassung im Verpackungsbereich zugeschnitten ist. Zeitgleich ließ sich mittels der modernen Komponenten die Größe der Gesamtanlage deutlich reduzieren. Für den Fall, dass Blockaden oder andere Produktionsprobleme auftreten sollten, nutzt die neu konzipierte Anlage zudem intelligente programmierte Steuerungen, die einen minimierten Bedarf an Software-Support aufweisen.
„Weitreichende Hoheit und Kontrolle über die Verpackungsvorgänge war für uns bei der Konzeption des Systems essentiell. Dabei wollten wir selbstredend nicht unsere bestehenden Prozesse gefährden. Im Fokus standen die Verbesserung und Optimierung, um unseren Kunden allzeit den besten Service bieten zu können. Dabei war es uns auch ein Anliegen, dass die Anlage auch in Zukunft problemlos anpassbar und aufrüstbar ist, gleichzeitig aber zuverlässig dem Regelbetrieb standhält. Nur auf diese Weise können wir entspannt über einen Zeitraum von fünf oder mehr Jahren in die Zukunft blicken“, resümiert Karsten Rokkedahl das Unterfangen.
Während sich die Umbaumaßnahmen Ende 2019 über weniger als zwei Monate erstreckten, konnte der modernisierte Maschinenpark bereits im Januar 2020 wieder in Betrieb genommen werden. Entscheidend war dabei in den ersten Wochen eine gewisse Einarbeitungszeit für das Personal, das sich mit den neuen Schnittstellen und Betriebsabläufen vertraut machen musste.
Laut Jan Skovsgaard Jørgensen, Projektleiter bei Picca Automation, bot sich während der Umrüstung und dem damit verbundenen Abschalten der Hauptanlage zudem die Möglichkeit umfangreiche Tests durchzuführen. „Bereits bei unserer ersten Beurteilung des Projektes und bei der Einschätzung des Umfangs der Arbeiten fiel uns auf, dass zentrale Bedien- und Steuerungselemente wie der Schaltschrank an der Wand der Produktionshalle befestigt waren. Durch diesen Umstand hatten die Anlagenbediener und Arbeiter nur sehr wenig Platz, um die notwendigen Arbeiten durchführen zu können. Um die gewünschten Erfolge zu erzielen, empfahlen wir daher, die gesamte Anlage aus der Halle zu transportieren und im Zuge der Umbauarbeiten zentrale Steuerungselemente wie den Schaltschrank in die Anlage zu integrieren. Durch dieses Vorgehen bot sich uns zudem der notwendige Platz einzelne Komponenten zu testen und in die Anlage zu implementieren. In der Folge konnten wir die von Dragsbaek gewünschte hohe Zuverlässigkeit mit den notwendigen Platzeinsparungen erreichen", berichtet Skovsgaard Jørgensen.
Obwohl das gesamte Umrüstprojekt insgesamt einige Risiken beinhaltete, war sich Karsten Rokkedahl zu jeder Zeit sicher, dass das Projekt ein Erfolg werden würde, da er mit einem Team arbeiten konnte, das sein Vertrauen genoss. „Sowohl Picca Automation als auch Rockwell Automation verfügen über umfangreiche Erfahrungen mit ähnlichen Projekten. Wir konnten daher vollends darauf vertrauen, dass das Projekt reibungslos und weitsichtig umgesetzt werden würde, um das dabei vorhandene Risiko so gering wie möglich zu halten", fügt der Produktionsleiter hinzu.
Aufbruch in die Zukunft
Mehr als sechs Monate nach Fertigstellung des Projekts sind die Ergebnisse mehr als ermutigend. Dragsbaek ist nun in der Lage, Margarineblöcke wesentlich präziser zu schneiden und zu portionieren. Die Abweichung, die standardmäßig bei den Blöcken entstehen kann, konnte auf diese Weise von 30 Gramm auf lediglich drei Gramm reduziert werden. Zudem schätzt das Unternehmen, dass sich die Effektivität der Anlage durch die neuen Lösungen etwa verzehnfacht hat und bis zu 2,1 Tonnen Rohstoffe pro Woche eingespart werden können. Daneben hat man bei Dragsbaek nun durch umfangreichere Qualitäts- und Designkontrollen die Möglichkeit, die fertigen Produkte frisch und präsentabel zu liefern.
„Obwohl die meisten unserer Kunden selbst Unternehmen sind, ist die Präsentation unserer Produkte ein entscheidender Faktor für unseren Geschäftserfolg. Dank der Modernisierung ist der Eindruck, den unsere verpackte Margarine bei unseren Kunden hinterlässt, genau der, den wir als Anspruch auch an uns selbst stellen“, erklärt Karsten Rokkedahl.
Darüber hinaus konnte Dragsbaek auch die Betriebszeit optimieren. So schätzt man innerhalb des Unternehmens, dass diese jetzt 6 bis 8 Prozent über den Ausgangswerten liegt. Daneben sind auch die Mitarbeiter mit den Umstellungen zufrieden und bemerken, wie die neuen Funktionen der Anlage ihren Alltag einfacher gestalten. „Das Rezeptursystem gibt uns die Möglichkeit, Änderungen und kleine Anpassungen vorzunehmen. Diese Maßnahmen werden im System abgespeichert. Vor der Umstellung waren handgeschriebene Blöcke innerhalb der Produktion keine Seltenheit. Diese Digitalisierungsmaßnahmen sind bei der täglichen Arbeit eine enorme Unterstützung“, berichtet Rokkedahl.
Für den Produktionsleiter ist der Ausblick auf die Zukunft aber ein weiterer entscheidender Grund dafür, warum sich die Maßnahmen gelohnt haben. Die Ausrüstung, sowohl Software als auch Hardware, kann viel einfacher modifiziert und aufgerüstet werden. Daneben können wichtige Teile wesentlich einfacher ausgetauscht werden. Für die Zukunft ist nicht zu erwarten, dass essentielle Ersatzteile erneut über eBay bestellt werden müssen.
„Zu wissen, dass wir den Maschinenpark kontinuierlich verbessern können, um neue Fähigkeiten zu erlangen, ist ein großartiger Umstand. Auf diese Weise können wir sicherstellen, auch in Zukunft wettbewerbsfähig zu bleiben. Besonders erleichternd ist für mich auch, dass wir das Risiko ungeplanter Ausfallzeiten massiv reduzieren konnten“, fügt Karsten Rokkedahl hinzu.
„Die Sicherung der Zukunft unserer Produktion ist der größte Gewinn. Gleichzeitig hat sich durch das Update neben der allgemeinen die Stabilität auch die Betriebszeit erhöht und wir haben dadurch eine höhere Effizienz. Allein die Geschwindigkeit beim Hochfahren der Maschine hat uns schon eine enorme Ersparnis gebracht.“
Für die Zukunft ist der Plan, sich fit für Industrie 4.0 und die dazu benötigte Konnektivität zu machen. Die neu geschaffenen Grundlagen für IIoT sollen innerhalb der Anlage weiter ausgebaut und schlussendlich auch genutzt werden.
„Während wir zuvor nicht einmal die Möglichkeit hatten kleinere Anpassungen an der Anlage vorzunehmen, sind wir nun in der Lage einzelne Aspekte schnell zu modernisieren. Unsere Anlage läuft wesentlich stabiler und störungsfreier und die Effizienz ist massiv gestiegen. Darüber hinaus ist die Hardware der Maschine durch die Restaurierung mit neuen verfügbaren Standardkomponenten für eine lange Lebensdauer zukunftssicher“, resümiert Karsten Rokkedahl.
„Die Möglichkeiten der neuen Anlage scheinen endlos. Und wir sind bereit die Grenzen der Technologie auszureizen.“
Veröffentlicht 4. April 2021