クラフト･ハインツ･カンパニーはモデル予測制御により生産増加

取るに足らない事はありません

さいの目に切っても、カーリーでもストレートカットでも、ジャガイモはアメリカで最も人気のある野菜です。私たちは毎年平均47ポンドのジャガイモを食べます。

1952年以来、オレアイダ社は、オレアイダ社の商標登録されたテイタートッツ(Tater Tot^®)を含む、数十種類の冷凍ポテト商品を使って私たちの食欲に訴えてきました。現在、オレアイダ社はクラフト･ハインツ･カンパニーのブランドの一部です。 生産拠点はオレゴン州オンタリオにあります。この施設では、毎年約8億ポンドのオレイダ社の冷凍ポテト製品をすべて製造しています。オレアイダ社の施設の200 SKU近くの需要に牽引された高い生産性は、年間310日までの連続生産を必要としています。

しかし、近年では、施設の老朽化した制御システムのインフラに対するサポートが不足しているため、組織の将来の成長が制限されています。時代遅れの制御システムを単に置き換えるのではなく、クラフト･ハインツ･カンパニーは、アーキクチャを施設の生産能力を最適化して品質のばらつきを減らすために、最新化して、新しい技術を導入することを決定しました。
 

旧式の制御は現在の課題

オレアイダ社の施設での生産は、トラックが農場で新鮮なジャガイモを積み降ろす荷降ろしドックから始まります。ジャガイモは、分離、切断、皮むき、選別、および欠陥の除去を含むいくつかの工程段階を経ます。そこから、まだ生のジャガイモは、湯通しして、揚げられ、冷却、冷凍されます。最終製品は、計量され、包装する前に計量されます。最後に、包装された製品はケースに詰められ、パレットに載せて出荷するためにサードーパーティの物流プロバイダに配達されます。

ごく最近まで、これらのプロセスは、施設間の調整や統合を最小限に抑えながら、施設の最大規模のラインですべて個別に制御されていました。その結果、ある時点でのプロセスの中断がライン全体に影響を及ぼしていました。例えば、皮むきプロセスにおける問題は、下流のプロセスを枯渇させます。そして包装の問題は生産を渋滞させることになり、余分な製品が保持箱にまわされることになります。

オレアイダ社の施設のプロセスエンジニアであるダニー･ブランソン氏は、次のように述べています。「フライドポテトがあまりにも長い間クリブの中にあると、解体する可能性があります。低品質のフライドポテトが製造ラインから取り除かれることになります。私たちは常に生産を最大化したいのですが、私たちの最大の優先事項はお客様に高品質のフライドポテトとテイタートッツを提供することです。生産と、クリブ内のフライドポテトを移動し続けることは、それを助けてくれます。」

製品がクリブにまわされることへの懸念と、ライン全体の生産能力への洞察力の欠如が相まって、生産者は増産を躊躇していました。

ブランソン氏は、次のように述べています。「過剰生産された製品がクリブに送られる可能性があるため、生産速度を上げることには多くの恐れがありました。その結果、変更の可能性について、多くのやりとりを行なうことになりました。生産速度を1時間に1,000ポンド上げることを決断するだけで何時間もかかることがありました。」

しかし、生産能力の最適化において施設が直面していたすべての困難に対して、より大きな課題が起こりました。老朽化した制御システムはもはや彼らの元の製造業者によってサポートされませんでした。これにより、生産を停止時間の危険にさらす一方で、生産改善の機会がほぼなくなっていました。

ブランソン氏は、次のように述べています。「私たち陳腐化の状態にありました。もうサポートできない古い制御アーキテクチャがありました。コントローラのI/Oボードの多くは、サードパーティベンダーによって修復されなければなりませんでした。場合によっては、最後の温度センサカードかアナログ入力カードしか残っていませんでした。
もう代替品はありませんでした。だから私たちは何かをしなければならないところにいました。」
 

ゴールデンバッチ

クラフト･ハインツ･カンパニーは、オレアイダ社の生産施設の老朽化した制御アーキテクチャを置き換える必要がありました。しかし、施設のチームは、投資を正当化するために経営陣に課題を突きつけられました。チームは、ロックウェル･オートメーションと制御のアップグレードについてすでに話し合っていました。後者の会社は、ROIがコストをカバーするのに十分なスループットを向上させる方法があるかもしれないと提案しました。

ロックウェル･オートメーションのチームは、最適化の最大の機会を特定するために、より詳細な生産分析を行なうことを提案しました。チームは契約の調査から始めて、品質と生産のデータを収集してベースラインを設定し、モデル予測制御(MPC)を使用して生産性を5%向上させる機会があることを特定しました。

オレアイダ社の施設マネージャであるロバート･ペドラッチーニ氏は、次のように述べています。「私たちは「ゴールデンバッチ」と呼ぶ生産における継続的な目標を持っています。ジャガイモの荷降ろしからから包装まで、すべてのプロセスの制御を最適化することを望んでいました。そして、私たちは、Pavilion8 MPCをゴールデンバッチの達成を助けることができる何かとして見ました。」

ブランソン氏は、次のように付け加えます。「これは私たちのチームにとってすぐに決断できることではありませんでした。多大な事業投資があれば、ROIの具体的な目標を設定する必要がありました。ロックウェル･オートメーションのチームとの密接な関係がこの最初のステップを正当化するのに役立ちました。」

ロックウェル･オートメーションのチームは、皮むきから包装で終わるすべてのプロセスの動作パラメータを取得するようにPavilion8ソフトウェアを構成しました。このソリューションは、既存のオートメーションシステムの上にあるインテリジェンスレイヤとして機能します。このデータを集めると、ソフトウェアはプロセスエリアとラインの状態を予測してから、プロセス継続的に最適化するために調整を行ないます。

例えば、MPCソフトウェアは欠陥の急増を検出して、欠陥に関して希望する品質目標を達成するためにより積極的な下流の制御設定を設定することができます。また、包装工程における制約を検出し、上流工程に対して対応する調整を行なって、製品が保持箱にまわされることを防ぐことができます。暖かい季節に凍結過程でしばしば起こるばらつきを減らすために、環境条件を追跡することさえできます。
 

目標を超えて、コストをカバー

今日では、MPCソリューションは、これまで悪戦苦闘していた小さなラインの混乱をオレアイダ社の施設が乗り越えることを助けています。同社は比較として使用するための品質ベンチマークデータを欠いていましたが、ばらつきの減少は明白でした。

ブランソン氏は、次のように述べています。「MPC制御と比較して非MPC制御時のモデルトレンドのグラフを見るだけで、Pavilion8ソリューションを導入した後にばらつきが減少していることがわかりました。
そしてばらつきが減少したことで、私たちは食品のテクスチャーテストも同様に横ばいになったのを見ました。」

また、施設は生産能力の増加をみました。最初の3か月の評価期間の後、実際の改善は5%の目標よりはるかに良く、10%を超えました。これにより、同社はMPCソフトウェアへの投資と制御アーキテクチャのフルアップグレードへの投資を12～16ヶ月で実現することができるようになりました。

ブランソン氏は、次のように述べています。「Pavilion8ソリューションは、生産を最適化するために継続的に微調整を行なっています。オペレータは、機器の調整パラメータをいじったり、温度設定を変更するタイミングを判断したりする必要はありません。ロックウェル･オートメーションのソリューションにより、当社のオペレータは品質チェックの実施や機器の清潔な維持などの付加価値のある作業に集中することができます。」

MPCが特に有益である１つの分野は、皮むきプロセスでした。以前は、荷降ろしドックの混乱は皮むきプロセスでは補正されていなかったため、ラインの下方で生産の遅れが生じていました。現在、MPCはこれらの遅れを補い、スループットを最大化するために、皮むきステップで生産量を増やすことができます。彼らに、ロックウェル･オートメーションは施設にアプリケーション･サポート･サービスを提供し、生産の変更を行なう際にオレアイダ社のチームを離れた場所からモニタし、予防的にサポートします。

ブランソン氏は、次のように述べています。「私たちの既存の生産ラインは数年以上の間、元の状態で持続可能ではありませんでした。ロックウェル･オートメーションによって、私たちは制御システムの投資を正当化し、将来の生産に備えるために必要なROIを達成することができました。」

ここで紹介した成果は、クラフト･ハインツ･カンパニーとロックウェル･オートメーション製品およびサービスをその他の製品と併用した結果です。実際の成果は事例ごとに異なる場合があります。

Pavilion8は、Rockwell Automation Inc.の商標です。
Tater Totは、H.J. Heinz Company L.P.の商標です。