Contesto
I lubrificanti sono molto importanti in molti campi, dal settore minerario e ferroviario a quello aerospaziale.
Consentono il movimento degli ingranaggi e riducono la frizione per migliorare prestazioni e longevità. Per la NASA, contribuiscono al trasferimento delle navette spaziali fino alla rampa di lancio.
Whitmore Manufacturing Company si occupa della produzione di questi lubrificanti industriali, nonché di sigillanti, rivestimenti e oli. L’azienda produce oltre 7.250 tonnellate di lubrificanti l’anno, da quelli biodegradabili a quelli a velo asciutto, dai fluidi idraulici ai sigillanti per pneumatici.
Whitmore gestisce tutti i passaggi della produzione di lubrificanti, dalla ricerca e sviluppo e formulazione dei prodotti ai servizi di applicazione per clienti di tutto il mondo.
L’azienda ha recentemente avviato investito 20 milioni di dollari e per ampliare di 11.150 metri quadrati la sua sede principale e lo stabilimento di produzione di Rockwall, Texas.
La creazione di un lubrificante Whitmore ha inizio in un miscelatore. La soluzione viene quindi riscaldata nel rispetto di specifici parametri di temperatura.
Il settore dei lubrificanti industriali si basa da sempre su processi batch che richiedono molta manodopera. Gli operatori Whitmore dovevano selezionare manualmente il numero di litri di materie prime da lavorare presso una stazione di carico e miscelazione.
I lavoratori dovevano spostare manualmente tubi flessibili e collettori dalla stazione di carico alle varie aree dell’impianto.
Una volta pompato il numero di litri richiesto, la valvola si chiudeva e gli operatori dovevano soffiare aria nei tubi flessibili per rimuovere gli eventuali residui. La mancata esecuzione dell’operazione di pulizia poteva provocare la contaminazione dei batch successivi che avrebbero usato lo stesso tubo flessibile con una materia prima diversa.
Gli operatori azionavano manualmente i motori per girare e riscaldare i contenuti. Man mano che il lubrificante si scaldava, dovevano tenere sotto controllo l’indicatore della temperatura e spegnere il miscelatore alla temperatura prescritta per quello specifico batch di lubrificante.
Gli operatori dovevano quindi aggiungere gli altri ingredienti e ripetere il processo di miscelazione e riscaldamento, tenendo sempre sotto controllo vari miscelatori e indicatori di temperatura contemporaneamente. Gli errori compiuti in questa fase erano la causa della maggior parte delle perdite e rilavorazioni dei batch.
L’intero processo risultava lungo e soggetto a errori, con i dipendenti Whitmore che portavano i tubi flessibili da un miscelatore all’altro o si spostavano nell’impianto per monitorare le temperature dei vari batch.
“C’era sempre il rischio di una contaminazione all’interno dei tubi flessibili”, afferma Tim Meyer, Quality Manager di Whitmore. “Gli operatori potevano scegliere un tubo che non era stato pulito correttamente o il tubo sbagliato e questo determinava problemi di qualità nei nostri prodotti”.
Per ridurre i batch non conformi, migliorare la qualità e rispondere alle aspettative dei clienti in tutto il mondo, Whitmore ha deciso di automatizzare il processo di produzione dei lubrificanti e accedere a informazioni in tempo reale dall’impianto.
Soluzione
I tecnici di Whitmore hanno iniziato a collaborare con Innovative Control Inc., integratore di sistemi riconosciuto di Rockwell Automation, per realizzare un sistema informativo e di controllo integrato basato sul sistema Integrated Architecture® di Rockwell Automation.
Il progetto pluriennale è iniziato con l’installazione di un controllore a logica programmabile Allen-Bradley® ControlLogix®, che è stato integrato nel software di controllo motori Allen-Bradley IntelliCENTER® per i sistemi di carico e controllo della temperatura dello stabilimento.
Il software FactoryTalk® View Site Edition di Rockwell Automation offre una visuale completa e precisa sui sistemi di carico e miscelazione dei lubrificanti appena automatizzati grazie alla solida integrazione con la piattaforma ControlLogix e altre applicazioni FactoryTalk.
Il software FactoryTalk® Historian tiene traccia delle variabili chiave, come la temperatura, il peso e il tempo di miscelazione dei lubrificanti, per gli oltre 20 miscelatori dello stabilimento. Ora gli operatori possono individuare facilmente l’origine dei batch modificati esaminando i dati storici e quelli in tempo reale.
I dati di Historian vengono inseriti nel software FactoryTalk VantagePoint® EMI di Rockwell Automation, che permette di accedere più facilmente a dati nel contesto e report sull’andamento. Questa soluzione di elaborazione delle informazioni di produzione consente agli operatori di analizzare in modo più efficiente i dati di più batch.
I tecnici di Whitmore sono ora in grado di mappare la durata media dei cicli e i tassi di produzione. I dashboard della soluzione consentono agli operatori di monitorare il sistema e risolverne i problemi da remoto o da un dispositivo mobile.
Whitmore è riuscita ad aumentare la capacità produttiva del 28%, aggiungendo 150 batch l’anno e riducendo di nove ore la durata media del ciclo.
La piattaforma integrata dei controllori e il singolo ambiente di programmazione hanno permesso di ridurre al minimo l’interazione dell’operatore con le materie prime dei lubrificanti.
Whitmore ha anche implementato un processo di etichettatura elettronica dei batch che utilizza il software FactoryTalk Batch per gestire il flusso di lavoro. La ricetta e la formula vengono programmate dai tecnici nell’applicazione FactoryTalk Batch, che richiede autorizzazioni per l’avvio delle ricette alla produzione.
Risultati
Whitmore è riuscita ad automatizzare tutti gli oltre 20 miscelatori senza tempi di fermo ed è quindi passata ad automatizzare i sistemi di carico e controllo motori. Da quando ha implementato il nuovo sistema informativo e di controllo integrato completamente automatizzato, Whitmore ha ridotto notevolmente la variabilità dei prodotti, grazie al nuovo processo che ha sostituito le procedure manuali e ha eliminato quasi completamente l’errore umano.
Per i soli grassi a base di litio, Whitmore è riuscita ad aumentare la capacità produttiva del 28%, aggiungendo 150 batch l’anno e riducendo di nove ore la durata media del ciclo.
Il nuovo sistema ha ridotto al minimo le variazioni negli ordini di lavoro, inclusi i costi e l’utilizzo dei materiali, e il rendimento viene monitorato e controllato attentamente.
“Questo sistema pone Whitmore alla guida delle tecnologie di produzione nel settore dei lubrificanti”, afferma Meyer. “Ma soprattutto, abbiamo perfezionato i nostri metodi di produzione e soddisfatto un gran numero di clienti”.
I tecnici e il team IT di Whitmore stanno lavorando all’integrazione dei nuovi sistemi di automazione e di pianificazione delle risorse aziendali (ERP, Enterprise Resource Planning). Una volta ottenuta la completa integrazione tra il sistema di automazione e il sistema ERP, Whitmore prevede di ottenere ulteriori vantaggi, quali controllo del magazzino in tempo reale e aumento della reportistica.
I risultati sopra descritti sono specifici per l’utilizzo da parte di Whitmore Manufacturing Company di prodotti e servizi di Rockwell Automation insieme ad altri prodotti. I risultati specifici possono variare per altri clienti.Allen-Bradley, ControlLogix, FactoryTalk, Integrated Architecture, IntelliCENTER, PartnerNetwork e VantagePoint sono marchi commerciali di Rockwell Automation Inc.
