Hillshire Brands utilise l'intelligence manufacturière

Contexte
Les Américains ont consommé près de 204 118 660 kilos de saucisse et de jambon au petit-déjeuner en 2012, soit près de 1,5 milliard de dollars de ventes pour les producteurs de saucisse. Bien qu'il soit vraisemblable que la plupart des gens ne souhaitent pas connaître le processus de production de cet élément essentiel d'un petit-déjeuner copieux, cette base croissante de consommateurs souhaite certainement savoir que des opérateurs bien informés et avisés sont présents dans l'atelier pour garantir l'intégrité et la qualité du produit.

La marque Jimmy Dean, qui fait partie du portefeuille Hillshire Brands, vend à elle seule davantage de saucisse réfrigérée que les quatre plus gros producteurs suivants associés. Pour conserver sa position de leader, l'entreprise devait non seulement offrir un produit uniforme et de haute qualité, mais elle devait aussi faire tout son possible pour conserver des coûts faibles et un flux de production élevé, en maintenant un prix concurrentiel par rapport à ses concurrents désireux de lui prendre des parts de marché.

Défi
L'établissement Hillshire Brands de Newbern, dans le Tennessee, produit plus de 68 038 856 kilos de saucisse par an. Les rouleaux de saucisse fraîche Jimmy Dean d'une livre, affectueusement appelés « chubs », représentent plus des deux tiers de cette production totale. L'établissement dédie onze machines au hachage, à l'assaisonnement, au remplissage et à l'emballage des chubs proposés dans plus de 300 références différentes. Les chubs de saucisse emballés dans un film plastique sont vendus à la livre ; il est donc essentiel d'avoir la bonne quantité de saucisse dans chaque rouleau. À la fin de chaque chaîne, une balance de contrôle évalue les chubs et supprime ceux dont la variance de poids n'est pas acceptable. Les chubs dont le poids n'est pas conforme sont ouverts manuellement pour vérifier l'absence de contaminants. La saucisse est ensuite soit remise dans le système, soit jetée, les deux options étant coûteuses.

Étant donné que le prix de son produit est fixé par conditionnement, toute quantité de viande incluse au-delà du poids requis entraîne une perte de chiffre d'affaires pour l'entreprise. En parallèle, si le poids d'un chub est inférieur à la normale, la satisfaction du client est compromise, car les clients n'obtiennent pas ce qu'ils ont payés. En outre, le Federal Meat Inspection Act exige que les emballages de produits à base de viande portent une déclaration précise de la quantité contenue, sous forme de poids, de mesure ou de nombre numérique. Chaque État du pays a des réglementations semblables ou supplémentaires. Si une inspection des poids et mesures trouve des emballages mal étiquetés, la nourriture ne peut pas être vendue et l'entreprise peut encourir des amendes, ce qui est préjudiciable pour sa réputation et ses résultats nets.

Les opérateurs de l'usine de Newbern rencontraient des variances inacceptables du poids des chubs, ce qui les amenait à distribuer et jeter trop de produits. Malheureusement, à ce moment-là, les opérateurs n'avaient pas accès à suffisamment de données de système de commande pour déterminer la quantité réelle ou la cause du gaspillage.

Solution
Les ingénieurs de l'usine de Newbern ont vu une occasion de réduire la variance de poids s'ils pouvaient mieux comprendre la cause du problème ; ils ont donc fait part de leur problème à l'ingénierie d'entreprise pour obtenir de l'aide. Jon Riechert, ingénieur projet en chef chez Hillshire Brands au niveau entreprise, avait déjà dirigé la mise en œuvre d'une stratégie d'intelligence manufacturière et d'un système d'information dans les usines de Florence, en Alaska, et de Kansas City, au Kansas. Après avoir écouté les problèmes des ingénieurs du Tennessee, M. Riechert a chargé une équipe de Grantek Systems Integration de mettre en œuvre une stratégie d'intelligence manufacturière à Newbern.

Grantek a collaboré avec les ingénieurs en commande, qualité et maintenance de Hillshire Brands pour comprendre le comportement que l'équipe souhaitait favoriser avec une stratégie d'intelligence manufacturière. Pour l'équipe de l'usine, une meilleure compréhension du poids du produit fini était la priorité absolue. Cependant, des points de données supplémentaires tout au long de la chaîne de fabrication étaient également nécessaires pour comprendre comment les fluctuations de poids se produisaient.

Grantek a collaboré avec M. Riechert et son équipe pour mettre en œuvre une solution d'intelligence manufacturière reposant sur la suite logicielle FactoryTalk^®. Le logiciel s'intègre directement à la plate-forme de commande Logix de Rockwell Automation pour accéder aux données de production en temps réel. Hillshire Brands avait précédemment normalisé l'utilisation de la plate-forme de commande Logix dans tous ses établissements, ce qui a simplifié l'intégration du logiciel d'information dans le système de commande de l'atelier.

De plus, l'usine de Newbern fonctionnait déjà sur un réseau industriel unique, EtherNet/IP^™, ce qui a fortement simplifié la collecte de données. L'équipe a connecté les 11 machines de la chaîne de chubs aux deux nouveaux serveurs sur site exécutant le logiciel FactoryTalk Historian via EtherNet/IP. Cela a permis à l'équipe de collecter des données sur des périodes plus longues pour avoir un aperçu des tendances et comparer les performances des machines. Pendant une période de travail, si une machine produit des chubs présentant une plus grande variance, les opérateurs peuvent consulter les données antérieures et voir à quel moment le problème a commencé. Si toutes les autres machines fonctionnent correctement et en deçà de leur capacité, la production peut éventuellement être transférée sur celles-ci jusqu'à ce que le problème soit résolu.

Grantek a ensuite installé le logiciel FactoryTalk VantagePoint pour regrouper les informations de plusieurs sources de données, à savoir l'automate, l'historien et le serveur SQL. Le rassemblement des données dans un tableau de bord centralisé fournit un accès facile aux données en temps réel et aux indicateurs de performance clés via n'importe quel navigateur Internet. Le serveur FactoryTalk VantagePoint se trouve dans l'usine de Newbern. Mais en tant que plate-forme de création de rapports Internet, il est accessible à la fois par le personnel de l'entreprise et par celui de Newbern.

Les ingénieurs de l'usine de Newbern, qui interagissent quotidiennement avec les données, ont collaboré avec Grantek pour concevoir les tableaux de bord du système. « L'équipe de Newbern avait le contrôle total sur les données qu'elle souhaitait voir dans les tableaux de bord FactoryTalk VantagePoint », a déclaré M. Riechert. « J'ai suffisamment travaillé avec ce logiciel pour comprendre que les données qu'il peut afficher visuellement offrent des possibilités quasi infinies. Il est très flexible, mais l'équipe locale doit l'aimer, sinon, elle ne l'utilisera pas. »

Résultats
« Avant la mise en œuvre de ce système, les opérateurs pouvaient uniquement voir combien de mauvais produits étaient fabriqués », a déclaré M. Riechert. « Désormais, les opérateurs peuvent voir les fluctuations de poids tout le long de la chaîne, l'excédent exact pour les chubs finis, les temps d'indisponibilité, le TRS et même la température de la viande. »

Armés de ces informations, les ingénieurs de Newbern sont prêts d'atteindre une amélioration du rendement de 0,10 % six semaines après le lancement du nouveau système. Cela représente une économie de 105 000 chubs par an et des centaines de milliers de dollars en coût de marchandises vendues.

« L'équipe d'ingénierie de commande est certainement nettement plus satisfaite », a ajouté M. Riechert. « Maintenant qu'ils peuvent voir le poids de chaque chub lorsqu'il passe sur la chaîne, ils sont en mesure de suivre les variances d'un remplisseur spécifique et d'effectuer une correction afin de réduire l'excédent d'entrée de jeu. Mais le personnel du service assurance qualité doit être encore plus satisfait. Ce sont eux qui étaient chargés de tous les contrôles de poids. Au lieu d'extrapoler l'excédent en fonction d'échantillons prélevés manuellement plusieurs fois par jour, ils ont désormais une visibilité constante en temps réel sur le poids de chaque chub, chaque lot et chaque expédition. »

Même si l'amélioration de 0,10 % du rendement est tout ce qu'il fallait à l'entreprise pour justifier le retour sur investissement du projet, Hillshire Brands s'attend à ce que cette nouvelle solution d'information réduise encore les excédents de plusieurs dixièmes de pourcent, augmentant ainsi le rendement jusqu'à 0,50 %, soit plus de 226 796 kilos de saucisse.

« Au-delà de la réalisation, et du dépassement potentiel, des objectifs du projet, il est important pour notre entreprise que cette solution soit suffisamment flexible pour évoluer non seulement avec les changements de production, mais aussi avec l'évolution du point de vue de notre ingénieur », a déclaré M. Riechert. « Le système FactoryTalk fournit à nos opérateurs les données dont ils ont besoin pour comprendre à quoi ils doivent faire attention et où les problèmes se produisent. Une fois qu'ils commencent à voir les modèles généraux qu'il était auparavant impossible de collecter ou de voir manuellement, ils peuvent déterminer la causalité exacte et les modifications que nous pouvons appliquer pour améliorer le système. Après quelques mois, ils commencent à demander davantage de balises, de tableaux de bord et de rapports. Nous envisageons actuellement d'ajouter des indicateurs de consommation d'énergie au système dans plusieurs usines. Les informations donnent plus de moyens et ils en veulent davantage. »

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