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Automatisation d'une usine

Rédacteur: Edouard Huguelet

>> Nestlé automatise l’ensemble de son site de production d’aliments hypo-allergéniques pour bébés au moyen d’un réseau EtherNet/IP unique et de solutions Rockwell Automation. Grâce à sa réputation et à son expérience dans l’industrie alimentaire, Rockwell Automation a été impliqué dans l’équipement du nouveau site dès la phase préparatoire du projet.

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L'usine Nestlé de Biessenhofen (Bavière, Allemagne).
L'usine Nestlé de Biessenhofen (Bavière, Allemagne).
(Image: Wikimedias Commons)

Rockwell Automation a fourni une large gamme d’équipements Allen-Bradley® pour automatiser cette nouvelle usine Nestlé, à savoir les armoires de commande, les systèmes de commande et les variateurs de vitesse à courant alternatif.

Avec ses 650 employés, l’usine Nestlé, implantée à Biessenhofen (Bavière, Allemagne) est l’une des plus grandes installations de Nestlé en Allemagne. Elle est reconnue comme centre de compétences pour la production d’aliments hypo-allergéniques pour les nourrissons. Cette usine produit également les pâtes à base de céréales des marques Alete et Beba et des produits de nutrition sous forme liquide.

Les autres produits fabriqués à Biessenhofen comprennent notamment les boissons à base de café NescaféXpress et les sauces Thomy. Nestlé a agrandi son usine et plus que doublé sa capacité de production.

Une large gamme d'équipements d'automatisation

Grâce à sa réputation d’excellence et à sa remarquable expérience dans l’industrie alimentaire, Rockwell Automation a été impliqué dans l’équipement du nouveau site dès la phase préparatoire du projet. Rockwell Automation, qui collabore déjà avec Nestlé sur le plan international, a en effet été retenu comme fournisseur de systèmes dans le cadre de ce nouveau projet. Armoires de commande, systèmes de commande et variateurs de vitesse à courant alternatif, la société a fourni une large gamme d’équipements Allen-Bradley en vue d’automatiser la nouvelle usine. Le début du projet remonte à l’été 2009. La production, quant à elle, a démarré en été 2011.

Des exigences élevées à tous les niveaux

Les techniques de production du secteur alimentaire sont, entre autres critères, orientées vers les exigences du marché. Au nombre de ces exigences figurent pour l’essentiel la capacité à réagir rapidement face à des situations nouvelles, à conserver une transparence vis-à-vis de procédés de fabrication à complexité croissante, ainsi que la possibilité de surveiller les coûts. Dans l’usine Nestlé de Biessenhofen, la sélection soigneuse des matières premières, leur traitement avec les plus hauts degrés de précision et le maintien d’un contrôle qualité constant dans les différentes phases du déroulement des processus font partie des opérations quotidiennes. Il va sans dire que les normes d’hygiène et de contrôle de la qualité dépassent largement les dispositions légales standard.

À Biessenhofen, Nestlé a voulu introduire une solution totalement intégrée dans une installation entièrement nouvelle et l’automatiser du début à la fin. Le projet prévoyait l’automatisation des zones dédiées au remplissage et au conditionnement aseptiques, et celle de l’atelier de fabrication. La production d’aliments hypo-allergéniques suit des procédés complexes. Sa gestion serait difficile si l’on ne disposait pas d’une automatisation sûre et très disponible opérant avec des niveaux de tolérance très faibles. Chaque étape du processus doit être gérée, surveillée et documentée.

Nestlé a défini plusieurs objectifs d’ordre stratégique et techniques pour le projet d’automatisation de l’usine de Biessenhofen. L’un de ces objectifs était l’optimisation des niveaux de tolérance et des exigences élevées en termes de reproductibilité des déroulements de processus. Un autre objectif consistait à améliorer l’assurance de la qualité, la vérification et la traçabilité des lots. L’entreprise souhaitait également accroître la souplesse des fonctions associées aux machines et aux processus. Sur le plan opérationnel, Nestlé voulait limiter les pertes et le travail de nuit, tout en réduisant les coûts de main-d’œuvre et les temps de cycle. L’usine de Biessenhofen devait en outre optimiser les coûts liés à l’atelier de production, au stock et à la surveillance globale.

Nestlé considérait qu’il était crucial d’adopter une approche Ethernet standardisée pour l’installation, car elle facilite la planification et la visualisation du processus de production dans son ensemble.

La surveillance des processus est plus facile dans le réseau d’E/S grâce à des commutateurs centralisés qui permettent d’optimiser la disponibilité et de déceler tout problème avant que celui-ci ne provoque une panne des machines. La performance et la souplesse des dispositifs de terrain, ainsi que leur intégration, expliquent également pourquoi l’équipe en charge du projet Nestlé a choisi Rockwell Automation. «Nestlé a déjà mis en œuvre plusieurs projets avec Rockwell Automation et Endress+Hauser», fait remarquer Florian Schreyer, ingénieur de l’automatisation chez Nestlé. «Les deux entreprises ont adapté leurs produits et systèmes aux exigences particulières de l’industrie alimentaire. Grâce à cette disponibilité à l’échelle internationale, les systèmes et les applications peuvent être pris en charge tout au long de leur cycle de vie».

Intégration totale

Pour assurer une prise en charge transparente des processus de production, il a été demandé à Rockwell Automation de fournir et d’installer des armoires de commande, 50 contrôleurs d’automatisme programmables Allen-Bradley ControlLogix avec les commutateurs appropriés et environ 150 variateurs de vitesse c.a. PowerFlex (0,75 KW – 315 KW). Toute la technique d’automatisation est fondée sur ControlLogix et comprend FieldCare (l’outil de gestion des actifs de production de l’usine développé par Endress+Hauser), les variateurs PowerFlex dotés d’une fonction de désactivation du couple de sécurité, Flex/Point I/O™, Ethernet/IP, Stratix et la technique de commutation intégrée.

La solution EtherNet/IP de Rockwell Automation a pour avantage de prendre en charge les processus de bout en bout dans l’atelier de production entier et de faciliter l’intégration du réseau et des dispositifs de terrain dans l’environnement Rockwell Automation.

«À peine l’équipe Nestlé avait-elle commencé à parler d’EtherNet/IP qu’Endress+Hauser faisait déjà partie du projet», affirme Manfred Rothen, directeur commercial pour l’Allemagne chez Rockwell Automation. «À la lumière du partenariat entre Endress+Hauser et Rockwell Automation, et de la stratégie et du développement commun des produits des deux entreprises, il est apparu que les deux sociétés étaient tout à fait en phase avec l'orientation que Nestlé voulait prendre».

Endress+Hauser, partenaire Encompass et Alliance de Rockwell Automation, avait déjà installé la nouvelle solution EtherNet/IP au début du projet de Biessenhofen dans le cadre de la mise en œuvre de son système de mesure du débit Promass Coriolis. Cette technique s’intègre parfaitement dans le projet d’automatisation de Rockwell Automation

Conformité aux normes de sécurité les plus strictes

Le projet de Biessenhofen, lancé en été 2009 et dont la production a démarré en été 2011, a été une réussite pour toutes les parties impliquées. Rockwell Automation a fourni non seulement le matériel, mais s’est également chargé de la conception du système par le biais de son département Solutions et Services, garantissant ainsi sa conformité aux normes de sécurité les plus strictes. L’entreprise a également fabriqué les armoires de commande et les a livrées à Nestlé. Elles étaient alors prêtes à être installées, ce qui a permis de gagner un temps considérable au niveau de la mise en service du matériel. Chez Nestlé, les exigences du personnel et des responsables de production sont particulièrement élevées pour ce qui concerne une production durable et sans défaillance, et c’est justement dans ce domaine que réside le point fort de Rockwell Automation.

Analyse des données en temps réel

L’usine bénéficie d’une technique d’automatisation structurée et modularisée, permettant une extension rapide et souple des systèmes. De même, les types de systèmes et de solutions techniques installés sur le site de Biessenhofen sont disponibles et peuvent être utilisés à l’échelle mondiale, contribuant ainsi à assurer la facilité de gestion du système sur le long terme.

«En conséquence, l’utilisateur peut analyser en temps réel les données provenant de l’atelier de production dans les systèmes métiers de niveau plus global. Les clients peuvent ainsi accroître la rentabilité et la transparence au niveau de leurs ateliers et dégager des économies bien réelles en termes de liquidités», conclut Dion Bouwer, responsable de produits systèmes Fieldbus chez Endress+Hauser.

L’utilisation de solutions standards par l’équipe Nestlé facilite nettement les opérations de réglage des systèmes et les travaux de maintenance. «Nous attendons de la solution de réseau EtherNet/IP qu’elle démontre une bonne évolutivité», déclare Florian Schreyer. «Elle présente l’immense avantage de nous offrir un accès centralisé à la majorité des informations en provenance de l’atelier». <<

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