Mondeléz despliega su fábrica digital integrada

Los fabricantes de alimentación y bebidas se enfrentan a muchas dificultades y, en muchas ocasiones, tienen que hacer frente a problemas cuyas soluciones entran en conflicto y que parecen imposibles de resolver. Por ejemplo, tienen que ofrecer a los consumidores los productos más nuevos, cada vez con más opciones y, al mismo tiempo, hacérselos llegar con mayor eficiencia, a un menor coste y con un retorno más rápido de la inversión (ROI) —de entre 18 y 26 meses o menos, según Dave Sharpe, Director de industria global, bienes de consumo envasados y productos de farmacia en Rockwell Automation —.

«Y todo ello, sin dejar de buscar maneras de utilizar mejor los activos, de conseguir un mayor rendimiento y una mayor productividad en la mano de obra, de gestionar los recursos de forma óptima, de mitigar los riesgos y de mejorar la seguridad alimentaria», añadía Sharpe. «Este es el marco adecuado para determinar la importancia del viaje de digitalización en el que estamos embarcados: se trata de un punto de inflexión que traerá una gran productividad a la industria. Esta digitalización abarca aspectos como la colaboración segura entre robots y equipamiento, la superposición de los mundos virtual y real, el uso de la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático para predecir fallos y reducir los tiempos improductivos y el empleo de dispositivos de computación móviles y wearables para cambiar los flujos de trabajo».

Mondeléz International es una de las empresas de alimentación y bebidas que está confiando en Rockwell Automation para afrontar estos cambios. Y recientemente, en el Foro de la industria de alimentación y bebidas dentro de la Automation Fair de Filadelfia, Bob Pegher, Gerente de controles y automatización para la región norteamericana, describía cómo la empresa había comenzado a desplegar una metodología estandarizada de habilitación de datos en todas sus instalaciones de producción.

Hacia la fábrica digital integrada

Mondeléz International lleva muchos años asociada a Rockwell Automation y, además, cuenta con una cuenta estratégica global, indicó Pegher, lo que significa que también disfruta de las ventajas de un equipo de Rockwell Automation dedicado a ellos en exclusiva. Dedicación que aprovecharon al máximo cuando decidieron buscar una solución estandarizada de habilitación de datos en 14 de sus plantas de producción de EE. UU., Canadá y México, plantas cuya antigüedad variaba entre los cinco y los 70 años. Este proyecto de 2017-2018 incluía más de 50 líneas de producción encargadas de la fabricación de galletas, golosinas y caramelos.

«Estamos comprometidos a conseguir la mayor productividad posible en el sector, y por eso trabajamos con socios que también se comprometan con nuestros objetivos estratégicos y puedan cambiar nuestro entorno de fabricación», explicaba Pegher. «Entre esos objetivos se encuentra la implementación de un sistema de calidad estándar; la de un sistema estándar de generación de informes sobre rendimiento de la maquinaria para evaluar la eficiencia global de las líneas de producción; la mejora del rendimiento de las líneas y equipos para reducir el residuo; y, por último, la capacitación de nuestro personal con su inclusión en un equipo integrado de calidad estándar Lean Six Sigma (IL6S) y en un sistema diario de gestión».

Pegher añadió que disponían de diferentes plantas y líneas de producción con diferentes niveles de automatización, pero que necesitaban obtener datos de todas las máquinas de sus plantas y hacer llegar esos datos al personal adecuado para tomar mejores decisiones. En ese contexto, Mondeléz ha trabajado con Rockwell Automation para definir estrategias estándar en los siguientes ámbitos:

• Red Ethernet industrial;
• Entorno de hosting para fabricación;
• Diagramas para la red crítica de control y para la red de área local virtual/Internet (VLAN/IP);
• Metodología para recopilación de datos de rendimiento de maquinaria y de calidad; y,
• Metodología para puesta en marcha, calificación y validación.

«El alcance de nuestro proyecto en Norteamérica se centraba en nuestro modelo Fábrica Digital Integrada (IDF, por sus siglas en inglés), que incluye la evaluación y reparación de la infraestructura para que esta siempre esté lista; la existencia de datos e informes para el sistema de calidad; la existencia de datos e informes sobre el rendimiento de la maquinaria; la habilitación y validación de los datos; y la integración con el sistema de ERP», explicaba Pegher.

Para determinar las necesidades de cada planta, los ingenieros de servicios de red de Rockwell Automation realizaron auditorías de los sistemas de control en todas las instalaciones, desarrollaron evaluaciones del estado real de las plantas, realizaron análisis de riesgos y crearon la primera versión de algunos informes y recomendaciones. «Para desplegar los sistemas necesarios para que una planta de fabricación quede habilitada para datos, hay que partir de una base sólida y esa base es la red Ethernet industrial», explicaba Pegher.

Detalles de la implementación

A partir de sus evaluaciones y recomendaciones, Rockwell Automation instaló switches de fibra de núcleo Cisco WS-3850, switches de capa de distribución Cisco WS-2960, switches de capa de acceso Stratix 5700 de Allen-Bradley. Desplegó fibra, con los correspondientes conductos, entre los switches de núcleo y los de distribución y desplegó cobre, también con sus conductos, entre los switches de acceso y los de distribución. Además, instaló un concentrador de datos de línea por cada línea o área de proceso. Estos concentradores constan de un sistema de control CompactLogix y un switch Stratix con un envolvente con clasificación NEMA.

El entorno de hosting diseñado por Mondeléz se hospedó también en un centro de datos industrial (IDC, por sus siglas en inglés), basado en el IDC E3000 de Rockwell Automation. Se trata de una solución que incluye tres servidores Cisco, dos switches Cisco, una red EMC de área de almacenamiento (SAN, por sus siglas en inglés), una fuente de alimentación eléctrica ininterrumpible Eaton (UPS, por sus siglas en inglés), la solución para copias de seguridad VEEAM de VMware y máquinas virtuales estándar de Mondeléz (VM, por sus siglas en inglés), de las que la empresa había adquirido e instalado 15 el año pasado.     

Para conseguir alcanzar lo establecido en el modelo IDF, tanto en las nuevas líneas como en las ya existentes, Pegher explicó que Mondeléz y Rockwell Automation llevaron también a cabo un procedimiento de «habilitación de datos», que incluía la identificación de las workcells u operaciones por unidad; la recopilación y la revisión del código PLC de esas unidades; la creación de plantillas de Excel para la documentación de los datos de las etiquetas; la creación de los diagramas de contactos en los PLC de las workcells y de los concentradores de datos; la configuración de un servidor OPC en el IDC; y la instalación del código PLC, así como la prueba y validación de dicho código tanto la propia instalación como de forma remota.

«Mondeléz cuenta con especificaciones y estándares para la habilitación de datos, que nuestros OEM y nuestros integradores de sistemas también siguen a fin de asegurar la coherencia de todos nuestros sistemas», explicó Pegher. «También es un requisito crítico para nosotros que los estados de la maquinaria cumplan, en la medida de lo posible, los estándares TR88 y PackML. Especificamos dichos requisitos con la interfaz RAPID de Rockwell Automation para equipos, una subrutina de instrucciones add-on que forma parte de ControlLogix y que ofrece una interfaz estándar para diferentes máquinas y sus estados, sus contadores y sus fallos».

Pegher también explicó que su modelo IDF y el proyecto de habilitación de datos les había permitido:

• Disponer de una infraestructura de red coherente en toda Norteamérica;
• contar con un método de recolección de datos coherente y estándar;
• obtener datos en tiempo real, y de forma automatizada, de sus máquinas y procesos para los equipos de calidad; y,
• disfrutar del rentable servicio que les ofrecieron los ingenieros locales y globales de Rockwell Automation.

Pero, sobre todo, lo más importante, según Pegher, era que el programa de fábricas habilitadas para datos de Mondeléz había mejorado la eficacia total de sus equipos (OEE, por sus siglas en inglés) entre un 3 % y un 5 %, lo que implicaba que el rendimiento de la máquina típica en sus instalaciones había pasado del 79 % al 83 %.

«El aumento de un 1 % en el OEE en una sola línea de Oreo significa mucho dinero, así que podemos decir que hemos rentabilizado la inversión muy rápidamente», añadió Pegher. «Esto no es enviar un cohete a la Luna. Es solo contar con una planificación y un método coherente y aplicarlos a rajatabla”.