Coca-Cola – Digitalisoitu täyttö anturitasolle saakka
Ennakoiva kunnossapito ifm:n IO-Link-antureiden avulla
Maailman suurimmalla juomien tuottajalla Coca-Colalla on pelkästään Länsi-Euroopassa yli 50 täyttölaitosta. Jotta kunnossapitotarpeet ja viat voitaisiin ratkaista nopeasti ja täsmällisesti, konserni digitalisoi kaikki täyttöjärjestelmät ja kehittää tätä tarkoitusta varten digitaalisen kaksosen. Silloin tuotantoprosesseja voidaan valvoa reaaliajassa ja ne voidaan optimoida tarvittaessa välittömästi – myös etänä mistä päin maailmaa tahansa. Coca-Cola tekee tiivistä yhteistyötä automaatioasiantuntija ifm:n kanssa tarvittavien luotettavien antureiden kehittämiseksi.
Yksi konsernin lippulaivatehtaista sijaitsee Edelstalissa Itävallassa. ”Olemme Coca-Colan lisensoitu täyttölaitos ja täytämme täällä lähes kaikkia tuotteita”, kertoo tehtaanjohtaja Christian Kohlhofer, Coca-Cola HBC Austria. Laitos täyttää vuosittain yli 500 miljoonaa litraa juomia ollen yksi konsernin suurimmista.
”Keskitymme enenevässä määrin automaatioon ja digitalisointiin. Suuri osa siitä, mitä me toteutamme, otetaan myöhemmin käyttöön myös konsernin muissa tehtaissa”, Christian Kohlhofer sanoo.
Edelstalin laitos toimii myös varalaitoksena: Jos muissa toimipaikoissa ilmenee tuotanto-ongelmia, Itävallan laitos voi tulla apuun.
Kunnonvalvonta ehkäisee suunnittelemattomat seisokit
Järjestelmän käytettävyys on kansainväliselle juomantuottajalle ensisijaisen tärkeää. ”Havaitsemme toimipaikassamme järjestelmän jokaisen yksittäisen käyttökatkoksen välittömästi”, kertoo tehtaanjohtaja.
Tehdas noudattaa tuotannossa JIT (just-in-time) -periaatteita sen sijaan, että se valmistaisi tuotteita varastoon. Siksi ennakoiva kunnossapito kunnonvalvonnan avulla on niin tärkeää. Toisin sanoen koneiden ja järjestelmien kuntoa valvotaan jatkuvasti, jotta kunnossapito voidaan suorittaa juuri silloin, kun sitä tarvitaan. Reaaliaikaista anturidataa käytetään kulumisen ja muiden kunnossapitotarpeiden nopeaan tunnistamiseen. Tavoitteena on välttää suunnittelemattomia seisokkeja, vähentää kunnossapitokustannuksia ja pidentää järjestelmien käyttöikää. Nykyaikaiset teknologiat kuten IO-Link, IoT (esineiden internet) ja koneoppiminen mahdollistavat kunnossapitotöiden suunnittelun juuri oikeaan aikaan – ei liian aikaisin eikä liian myöhään.
”Lukuisat asennetut anturit mahdollistavat järjestelmien käytettävyyden merkittävän lisäämisen”, Kohlhofer iloitsee. ”Kunnossapito ei ole enää aika- vaan kuntoperusteista. Tämä vähentää merkittävästi kustannuksiamme.”
IO-Link-anturit valvovat monimutkaisia prosesseja
IO-Link-liitännällä varustetut anturit ovat ykkösvalinta, kun kyseessä on järjestelmien digitalisointi. Nämä älykkäät anturit käyttävät standardoitua, kaksisuuntaista tietoliikenneliitäntää kommunikointiin ohjausyksikköjen ja muiden järjestelmien kanssa. Toisin kuin perinteiset anturit, ne mahdollistavat sekä yksinkertaisten kytkinsignaalien että myös kattavan prosessidatan ja diagnostiikkatietojen siirtämisen. Koska mittausarvojen siirto on digitaalista eikä analogista, se on myös häiriötöntä ja tarkkaa, koska muuntohäviöitä ei synny toisin kuin analogisessa siirrossa.
Anturit on helppo asentaa ja konfiguroida, ja ne tuottavat tarkkaa dataa reaaliajassa. Asyklisesti noudettavissa olevat diagnoositiedot kuten minimi- tai maksimiarvot, likaantumisaste tai virheet kuten johdinkatkokset tai oikosulut tukevat optimaalisesti kuntoperusteista kunnossapitoa. IO-Link-anturit varmistavat myös automaation hyvän joustavuuden ja tehokkuuden. Hyvän yhteensopivuustason ansiosta ne voidaan integroida saumattomasti olemassa oleviin järjestelmiin ja integroida helposti IT-tasolle digitaalisen tiedonsiirron avulla.
Yksi esimerkki on IO-Link-värähtelyantureiden käyttö tölkkien sulkemisprosessissa. ”Tölkkien sulkemisprosessin laadussa on kyse millimetrin tuhannesosista”, selittää Gerhard Wieszmüllner, Coca-Cola HBC Austria -yhtiön huolto- ja varaosapäällikkö. ”ifm:n ennakoivilla IO-Link-antureilla voimme tunnistaa pienimmätkin värähtelypoikkeamat ja taata tölkin täydellisen ja pysyvän tiiviyden.”
ifm:n IO-Link-venttiiliantureita käytetään pullonpesujärjestelmän läppäventtiileissä. ”Havaitsemme etukäteen, jos läppäventtiilin tiiviste on rikkoutunut tai jos se täytyy vaihtaa – ilman materiaalihäviöitä”, Gerhard Wieszmüllner sanoo. ”Tämä tarkoittaa, että meidän ei tarvitse tyhjentää emäskylpyjä ja voimme siten välttää koneiden pitkät seisokit. Tämä säästää aikaa ja rahaa.”
Kuva 1: IO-Link-yhteensopivat venttiilianturit eivät tunnista ainoastaan läpän asentoa vaan myös venttiilien kulumat, tukokset tai saostumat ja tukevat siten ennaltaehkäisevää kunnossapitoa.
Kuva 2: LED-merkkivalot antavat nopean yleiskuvan koneen tiloista paikan päällä.
Kuva 3: Langaton värähtelyanturi mahdollistaa kiertopumpun luotettavan, jaksottaisen kokonaisvärähtelyn valvonnan DIN ISO 10816 -standardin mukaisesti.
Keskeytymättömässä tuotannossa suunnittelemattomat seisokit voivat aiheuttaa valtavia kustannuksia.
Hajautetut IO-Link-moduulit niputtavat anturisignaalit ja tarjoavat samalla yksityiskohtaisen katsauksen digitaaliseen anturiin IT-puolelta käsin, mikä mahdollistaa kattavan diagnoosin.
Digitaalinen kaksonen Y-haaroittimen kautta
Kaikki järjestelmän anturidata tallennetaan, jotta koneiden ja niiden osien kunto voidaan arvioida tarkasti. Y-haaroittimen avulla anturidata jaetaan reaaliaikaisesti kahdelle polulle: Ensimmäinen polku välittää datan PLC:lle, joka huolehtii järjestelmän tavanomaisesta ohjauksesta ja säädöstä. Samalla digitaalinen anturidata kanavoidaan toista polkua pitkin IT-tasolle. Lukuisilta antureilta saatavat signaalit siirretään tällä tavoin Coca-Cola-laitoksessa automaattisesti ”Pocket Factory” -IT-alustalle. Digitaalisena kaksosena tämä virtuaalinen kuva peilaa tarkasti todellista järjestelmää, ja se päivittyy jatkuvasti reaaliaikaisilla tiedoilla.
Anturitasolle asti ulottuva digitalisointi tarjoaa Coca-Colalle täydellisen läpinäkyvyyden sen maailmanlaajuisesta tuotannosta. Digitaalinen kaksonen, joka perustuu ifm:n IO-Link-antureiden dataan, mahdollistaa järjestelmien kuntoperusteisen kunnossapidon. Koneoppimista ja tekoälyä käytetään kulumisen, tuotantovirheiden ja muiden prosessipoikkeamien varhaiseen ennustamiseen.
”Tämä data mahdollistaa sopivien kunnossapitotoimenpiteiden suorittamisen ennakoivasti ja optimaaliseen aikaan tuotteiden laadun varmistamiseksi”, Wieszmüllner selittää. Näin vältetään suunnittelemattomat seisokit, minimoidaan kustannukset ja täytetään tiukat laatuvaatimukset.
Coca-Colalla digitalisaation toinen tärkeä aspekti on kestävä kehitys. Digitaaliteknologioita käyttämällä ryhmä voi pienentää ekologista jalanjälkeään. Esimerkiksi tuotantoprosessien tarkka seuranta ja valvonta mahdollistaa resurssien kuten veden ja energian tehokkaamman käytön. Tämä ei ole hyväksi vain ympäristölle, vaan auttaa myös säästämään kustannuksia.
Kyberturvallisuusvaatimukset täytetään
Kyberturvallisuus on keskeisessä roolissa Coca-Colan kaltaisessa tuotantolaitoksessa, koska yrityksen arkaluonteisten tietojen suojaamisen lisäksi on tärkeää suojata myös kriittiset tuotantoprosessit luvatonta sisään tunkeutumista ja manipulointia vastaan. Koneiden ja järjestelmien lisääntyvä verkottuminen Industry 4.0 -ympäristössä lisää infrastruktuuriin kohdistuvien kyberhyökkäysten riskiä.
Onnistunut hyökkäys voi johtaa paitsi tuotantoseisokkiin myös huomattaviin taloudellisiin vahinkoihin tai maineen menetykseen. Tehtaat käyttävät usein myös järjestelmiä, jotka käsittelevät tuotannon kannalta kriittistä dataa esimerkiksi laadunvarmistukseen tai tehokkuuden lisäämiseen. Suojaamalla tämä data varmistetaan, että yrityssalaisuudet säilyvät ja prosessit toimivat turvallisesti ja vakaasti. Coca-Colan kaltaisessa tiukasti säännellyssä ympäristössä kaikkien komponenttien, myös antureiden, on täytettävä tiukat kyberturvallisuusvaatimukset, jotta voidaan varmistaa tehtaan turvallinen toiminta ja tuotannon eheys.
” Yhteistyössä sisäisen kyberturvallisuustiimimme kanssa ifm on löytänyt keinoja noudattaa kaikkia standardeja”, kiittelee tehtaanjohtaja Christian Kohlhofer. ”Data tallennetaan, käsitellään ja analysoidaan siten, että kaikkia kyberturvallisuusohjeistuksia noudatetaan.”
Tiivis kumppanuus ifm:n kanssa
Coca-Cola on tehnyt automaatiokumppaninsa ifm:n kanssa tiivistä yhteistyötä itävaltalaisessa tuotantolaitoksessaan jo useiden vuosien ajan. Tehtaanjohtaja Christian Kohlhofer ylistää tätä kumppanuutta: ”ifm:n slogan on ”Close to you”. Se sopii yhteen yrityksemme arvon ”We over I” kanssa. Työskentelemme hyvin yhdessä ja haluamme molemmat löytää nopeita ratkaisuja”, johtaja sanoo. ”ifm on aina paikalla, kun sitä tarvitaan, ja se reagoi erittäin nopeasti, kun ongelmia ilmenee.”
Maksimaalinen läpinäkyvyys: Digitaalinen kaksonen mahdollistaa maailmanlaajuisen pääsyn täyttöjärjestelmään aina digitaalista IO-Link-anturia myöten. Poikkeavuudet tunnistetaan nopeasti.
Yhteenveto
Coca-Colan digitalisointi ja automatisointi on jatkuva prosessi, joka ohjaa konsernia tulevaisuuteen. Käyttämällä uusinta teknologiaa ja tekemällä tiivistä yhteistyötä ifm:n kaltaisten kumppaneiden kanssa Coca-Cola voi lisätä tehokkuutta, optimoida tuotantoprosessejaan ja varmistaa tuotteidensa laadun. Samalla digitalisaatio auttaa parantamaan kestävyyttä ja vähentämään ympäristövaikutuksia. Selkeä keskittyminen innovointiin ja jatkuvaan parantamiseen tarkoittaa, että Coca-Colan ja ifm:n kumppanuudella on ihanteelliset valmiudet jatkua menestyksekkäästi myös tulevaisuudessa.
