Una red común y una arquitectura integrada para consolidar y compartir datos entre máquinas

El dulzor característico del pan de King’s Hawaiian ha convertido este producto en uno de los favoritos de los americanos, y ha alimentado el crecimiento de la empresa. Robert Taira creó la receta de estos icónicos panes redondos hace 50 años en Hawai. Hoy, King’s Hawaiian estandariza sus requerimientos tecnológicos en sus nuevas instalaciones gracias a Rockwell Automation para todos los fabricantes de máquinas

En el año 2010 King’s Hawaiian ya había llegado a su capacidad de producción, una vez más. Su fábrica y panadería de California operaban 24/7, y la demanda de los consumidores continuaba extendiéndose por todo el país.

Con el aumento del precio del gas y otros costes de transporte que pesaban sobre el presupuesto de la empresa, King’s Hawaiian decidió construir una nueva instalación en el este de Estados Unidos. De esta manera, la empresa podría almacenar su creciente familia de productos en sus estantes de forma más rápida y rentable.

King’s Hawaiian tomó la decisión de construir una instalación altamente automatizada de 38.000 metros cuadrados en Oakwood (Georgia), y fijó el objetivo de ponerla en funcionamiento en un periodo de diez meses. Sin embargo, esa línea de tiempo planteaba un reto, especialmente teniendo en cuenta la complejidad del proyecto. Todo el proceso de panificación requería un total de once máquinas especializadas, fabricadas por diferentes OEMs, con una plataforma de control e información que requería un único entorno de diseño, interfaz de usuario y modelo de soporte de proveedor.

“Con más de once máquinas necesarias para llevar a cabo todo nuestro proceso de producción, no podríamos dejar a cada OEM solo sin facilitarle unas especificaciones claras y una arquitectura de diseño global integrada”, afirma Williams. “Si hubiéramos hecho eso, habríamos tenido que trabajar con varios tipos de PLC y HMI y aprendernos una gran diversidad de procedimientos para las reparaciones”.

King’s Hawaiian quería también hacer frente a sus necesidades a largo plazo de infraestructura de información de la planta y quería dotar a las nuevas instalaciones de capacidades avanzadas de recopilación de datos para ayudar a cocer los productos de forma consistente y con la mayor calidad posible, así como para ganar en eficiencia operacional en toda la empresa.

“Hasta entonces éramos una empresa pequeña, de gestión familiar, por lo que la construcción de un nueva planta a 5.600 kilómetros de distancia, en Georgia, fue un gran paso”, comenta Mike Williams, director de ingeniería de King’s Hawaiian. “Queríamos estar seguros de que podíamos monitorizar los procesos desde California de forma remota para asegurarnos que la producción cumplía con las expectativas de nuestros clientes”.

Williams trabajó con su equipo y Bachelor Controls (BCI), partner de Rockwell Automation, para crear una arquitectura que permitiera a King’s Hawaiian cumplir con sus objetivos de poner en funcionamiento los equipos para abrir la planta a tiempo, mientras se sentaban las bases para la recopilación y el intercambio de información en toda la empresa.

Como integrador del proyecto, BCI reunió los requisitos de cada OEM con el controlador y la interfaz hombre-máquina (HMI) y escribió una especificación general estandarizada sobre el sistema de Arquitectura Integrada de Rockwell Automation. Después, BCI trabajó con Rockwell Automation para validar el diseño del sistema.

BCI propuso a todos los OEMs utilizar el controlador de automatización programable ControlLogix (PAC) de Allen-Bradley, el cual ofrece una plataforma integrada con movimiento escalable y control de la máquina en un único entorno de programación. Esta integración proporciona a King’s Hawaiian que utilice menos piezas de repuesto para el mantenimiento, mientras que la apertura del control de la plataforma ayuda a asegurar una fácil integración con componentes de terceros.

Las especificaciones también requerían un enfoque estandarizado con el software de visualización e información usado en cada máquina. La solución FactoryTalk View Site Edition se utiliza en cada máquina para simplificar el desarrollo y la formación de la aplicación, un elemento de ahorro de tiempo importante en un proyecto de cambio rápido. BCI especificó la versión Site Edition del software para que fuera más fácil para el equipo de King’s Hawaiian administrar a largo plazo las actualizaciones por su cuenta. Cada versión del software de visualización se ejecuta en Ordenadores de Entorno Industrial Allen-Bradley, con una pantalla táctil separada y un disco duro de estado sólido para proteger el sistema y reducir el número de fallos en el futuro.

Para las máquinas de envasado, BCI especificó los PACs Allen-Bradley CompactLogix y los HMI Allen Bradley PanelView Plus. La escalabilidad del sistema de Arquitectura Integrada permitió a BCI utilizar el controlador más pequeño, que ofrece todas las ventajas de la plataforma de control Logix, pero en un tamaño menor.

Toda la planta se comunica a través de EtherNet/IP. La arquitectura de red única ayudó a la compañía a tener online la planta de forma más rápida y redujo el Coste Total de Diseño, Desarrollo y Entrega(SM) de las máquinas. EtherNet/IP también permitió a los ingenieros de King’s Hawaiian acceder de forma remota, diagnosticar y reparar sus máquinas desde dos servidores VMware redundantes ubicados en una sala de control central.

“Mediante la estandarización del sistema de Arquitectura Integrada, nuestros empleados son ahora capaces de pasar de un proceso a otro dentro de la planta, y utilizar el mismo software y conocimientos para hacer frente a cualquier cuestión”, opina Williams. “La arquitectura también nos permite recoger grandes cantidades de datos, sobre todo de las temperaturas del horno y de los tiempos de horneado para escalar los pesos y las operaciones de mantenimiento, que anteriormente no podíamos manejar manualmente”.

La información de producción se guarda, se almacena y se gestiona utilizando el software FactoryTalk Historian, que recoge y archiva los datos de las series de tiempo de todos los equipos y las fuentes de datos de la planta. El software FactoryTalk VantagePoint correlaciona y agrega la información, así como produce cuadros de mando en tiempo real e informes basados en la web con un contexto situacional e histórico único para los diferentes usuarios. De esta forma, Williams y otros empleados de la empresa pueden acceder a los datos utilizando el software FactoryTalk ViewPoint, que les permite supervisar las operaciones de manera remota desde cualquier lugar donde haya un acceso a Internet disponible.

La nueva instalación se abrió en octubre de 2011, una semana antes de lo previsto. Inmediatamente, se duplicó la producción de pan de la empresa.

La planta está produciendo dos de los productos de mayor venta de la compañía: pan redondo y rollos en pack de 12. Debido a que la planta fue construida para asegurar el futuro crecimiento, tiene capacidad para añadir otra línea más. A largo plazo, la compañía planea producir todos sus artículos en la ubicación de Georgia.

“La arquitectura de red común nos permitió levantar esta planta y ponerla en funcionamiento en cuestión de semanas en lugar de meses”, indica Williams. “Y a través de la continuidad de materiales, somos capaces de almacenar piezas de repuesto con las que estamos familiarizados, lo que reduce el tiempo de producción perdido durante un fallo. Esta planta da a King’s Hawaiian la capacidad que necesitamos para tener un futuro previsible”.

La segunda etapa del proyecto —el desarrollo de un sistema de recolección y control de datos centralizado— se completó en los meses siguientes a la puesta en marcha de la planta. Williams y su equipo se están centrando primero en aprovechar esta nueva información para establecer normas y parámetros exactos de calidad del producto. Luego se focalizarán en la eficiencia operativa.

“Todavía estamos en la fase de descubrimiento, porque ésta es el primera vez que somos capaces de recopilar datos de todas las máquinas y hacerlos visibles en toda la empresa”, afirma Williams. “Vamos a profundizar en la producción de métricas, y ver cuáles son los indicadores clave de rendimiento reales y los impulsores del negocio para King’s Hawaiian”.