Estudo de caso

Cervejaria Full Sail usa inteligência de produção e aprimora processo

O novo processo de filtragem usa água com mais eficiência, cria menos resíduos e ajuda a preservar uma cultura especial para os funcionários

Soluções

Inteligência de produção - O software FactoryTalk VantagePoint agrega, correlaciona e apresenta informações de produção para a Full Sail, que pode identificar variações de processo e fazer ajustes em tempo real
O software FactoryTalk Historian identifica, coleta e armazena dados de produção automaticamente
Projeto e entrega de sistema - O fornecedor de soluções de informação da Rockwell Automation, Aurora Industrial Automation, projetou, configurou e implementou a solução completa da Rockwell Automation
Sistema de automação de processo PlantPAx
Controladores ControlLogix da Allen-Bradley incorporam LBSM

Resultados

Diminuição do tempo de ciclo de produção da cerveja em 50% e aumento da capacidade total de produção em 25%
Redução da quantidade de matéria-prima necessária com o novo processo, redução dos custos em 5% ao ano e vendas lucrativas do subproduto de grãos usados
Redução do tempo gasto com gestão manual de dados, mais tempo gasto na produção da cerveja
Melhoria da qualidade do produto - Mais controle sobre a qualidade de cada cerveja com acesso a dados em tempo real e otimização do lote
Melhoria da capacidade de reagir rapidamente a erros de produção antes que seja tarde demais

Histórico

Nos EUA, está aumentando a sede por cervejas artesanais. Na realidade, a indústria cervejeira artesanal cresceu 9% em volume na primeira metade de 2009, enquanto o total de vendas de cerveja nos EUA diminuiu 2,7%.

A cervejaria Full Sail está liderando esse crescimento. A cervejaria, localizada no Oregon, produz três variedades principais de cerveja artesanal, além de diversas cervejas sazonais e especiais.

Usando malte, lúpulo e levedura de produtores locais em Oregon, Washington e Idaho, a Full Sail mistura os ingredientes com água proveniente de um profundo poço de granito em Mount Hood. O resultado são cervejas com um sabor original e pouca interferência no meio ambiente.

A Full Sail é um dos 25 maiores produtores de cerveja nos EUA por volume, mas a empresa tem o objetivo de criar uma cerveja excelente em termos de sabor e qualidade. Ela também tem o compromisso de valorizar os funcionários, que são os donos da empresa, e valorizar o equilíbrio entre vida profissional e pessoal.

Desafio

Esse equilíbrio entre vida profissional e pessoal e a própria eficiência e possível rentabilidade da empresa eram prejudicados pelo tradicional processo de produção de cerveja. Assim como quase todos os produtores de cerveja artesanal, a Full Sail usava um recipiente de produção manual, chamado de cuba-filtro, para filtrar o “resíduo” sujo, de água e grãos triturados, que forma a base da cerveja.

A filtragem do resíduo é um elemento fundamental do processo de produção de cerveja. Depois que os grãos de cevada são maltados e triturados, o grão triturado e a água quente são misturados para criar uma massa de cereais. A massa é mantida em uma temperatura constante para permitir que o amido liberado na massa do malte seja transformado em açúcares que podem ser fermentados.

A água rica em açúcar do malte, agora conhecida como mosto, é separada da massa de grãos usados restante. Depois da separação, o mosto é bombeado para a caldeira para ferver. O lúpulo é adicionado durante esse processo para criar o amargor e o aroma de uma cerveja específica, equilibrando a doçura dos açúcares do malte. O mosto é fervido e misturado com levedura e enviado para fermentação, condicionamento e filtragem antes de ser embalado e entregue.

Esse sistema clássico funcionava bem para a empresa. De 2005 a 2010, a Full Sail expandiu a produção em mais de 15% ao ano.

No entanto, a empresa percebeu que as demandas de produção futuras não só forçariam seu sistema de filtragem de mistura manual, mas também que o espaço para aumentar a eficiência, reduzir custos e aumentar a qualidade era limitado com o sistema existente.

O sistema de filtragem de mistura da Full Sail precisava de relatórios e testes de dados manuais contínuos. Além disso, o grão usado da cuba-filtro, um subproduto que a empresa vendia como alimento para gado, tinha 82% de umidade.

Isso indicava que um líquido valioso era desperdiçado com o subproduto. Ao mesmo tempo, o transporte de resíduos pesados era caro. A empresa estava perdendo dinheiro na transação, basicamente pagando agricultores para retirar o grão usado.

A Full Sail queria atualizar o processo para um sistema de produção de cerveja totalmente computadorizado, comum em muitas grandes cervejarias dos EUA. No entanto, para ter o retorno do investimento, a Full Sail precisaria operar esse sistema 24 horas por dia, 7 dias por semana, e a empresa não estava disposta a comprometer sua cultura que procura equilibrar a vida profissional e pessoal dos funcionários.

O objetivo da Full Sail era atualizar o processo para melhorar a qualidade do produto, aumentar a eficiência da filtragem, a capacidade e a produtividade. A empresa queria diminuir a dependência do operador com a automação, criar uma solução expansível e reduzir o impacto ambiental global de cada cerveja, mantendo a escala de trabalho 4/10 (quatro dias por semana, dez horas por dia) para proporcionar um atraente equilíbrio entre vida profissional e pessoal.

Soluções

Para alcançar essas metas, a Full Sail decidiu atualizar sua tradicional cuba-filtro manual em um sistema de filtragem de mistura em rede totalmente automatizado.

A Full Sail recorreu à Aurora Industrial Automation de Portland, Ore. para projetar e implementar o novo sistema. Fornecedora de soluções de informação do programa da Rockwell Automation® PartnerNetwork™, a Aurora implementou uma solução de controle e informação que permitiria à Full Sail aplicar uma estratégia de inteligência de produção em suas operações.

O novo sistema de filtragem de mistura aproveita o sistema de automação de processo PlantPAx™ da Rockwell Automation. Como parte do sistema PlantPAx, a Aurora incorporou o Gerenciador de Lotes e Sequências (LBSM) PlantPAx Logix.

O LBSM é compatível com o conjunto de normas e terminologia ISA-S88 para controle de lote. O sistema permite que a Full Sail configure sequências diretamente no controlador ControlLogix® da Allen-Bradley® por meio do software FactoryTalk® View interface homem-máquina sem a necessidade de um aplicativo de lote com base em servidor.

Se, em algum momento, os requisitos de lote aumentassem, a Full Sail poderia facilmente migrar o LBSM para uma solução de software abrangente, como o FactoryTalk Batch, sem fazer novos testes e cálculos de engenharia caros.

Para obter informações sobre o novo sistema, a Aurora implementou uma estratégia de inteligência de produção com base no software FactoryTalk da Rockwell Automation.

Por meio de uma rede EtherNet/IP, o FactoryTalk Historian identifica e coleta tags de dados diretamente do sistema PlantPAx para obter dados de produção granulares em tempo real. Com mais de 60 etapas no processo de filtragem, o filtro de mistura produz uma grande quantidade de dados.

Com o sistema antigo, a Full Sail conseguia coletar apenas quatro ou cinco dados de cada cerveja na cuba-filtro. O novo filtro de mistura, com o software FactoryTalk, agora pode obter até 250 tags de dados.

A Full Sail usa o software FactoryTalk VantagePoint para agregar esses dados valiosos em painéis predeterminados. Os painéis fornecem os principais indicadores de desempenho em tempo real e apropriados para a função, a inteligência de produção, que a Full Sail pode usar para melhorar as operações.

Resultados

A mudança para um processo de mistura automatizado e habilitado para informações gerou resultados imediatamente.

Os dados em tempo real agora podem ser recuperados em períodos de tempo variáveis, ajudam a alcançar a função ideal do sistema e captam discrepâncias ou problemas que podem ter ocorrido durante um lote.

O software de relatórios e painéis pode acessar imediatamente o novo sistema, bem como os sistemas em obsolescência, para criar uma fonte de dados virtual e homogênea para relatórios.

Informações de lotes de uma única especialidade ou de tendências maiores podem ser acessadas imediatamente para orientar cervejas futuras. Caso uma cerveja tenha sofrido um problema grave, as métricas exatas poderão ser rastreadas e analisadas.

“Produzimos cerca de 20 variedades de cerveja”, disse James Emmerson, cervejeiro executivo da Full Sail. “Agora, os cervejeiros de cada lote aproveitam as informações disponíveis da cerveja anterior, que pode ser uma variedade produzida ontem ou no ano passado. Os cervejeiros agora podem voltar e ver as métricas exatas que produziram um bom lote e otimizar a nova cerveja com base nessas informações.”

Com o novo sistema PlantPAx, a capacidade de produção de cerveja aumentou 25%, e o tempo de ciclo de cada cerveja diminuiu quase pela metade. A visibilidade do processo de produção que os operadores têm agora permite otimizar a produção em andamento em tempo real. A Full Sail já usou essas informações para reduzir os custos de matéria-prima em 5% ao ano.

A empresa conseguiu remover uma quantidade significativa de umidade do grão de cevada usado e o subproduto agora é vendido como lucro.

Além disso, a Full Sail acredita que diminuirá o uso de água em um milhão de galões (3,8 milhões de litros) por ano, ajudando a aumentar suas metas de sustentabilidade.

Um milhão de galões de água não serão pagos, transportados, bombeados, aquecidos e resfriados no novo sistema. O efeito ambiental de não usar a água é inestimável.

Os resultados mencionados acima são específicos do uso de produtos e serviços da Rockwell Automation pela Full Sail Brewing Company, em conjunto com outros produtos. Os resultados específicos podem variar de um cliente para outro.

Publicado 1 de Setembro de 2011

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