Príjem a spracovanie vstupných surovín
Medzi najdôležitejšie, tzv. veľké vstupné suroviny používané pri výrobe dehydrovaných kulinárskych výrobkov patrí soľ, ktorá sa skladuje v dvoch 10 t silách, pričom druhé silo je určené na múku, ďalšie na kukuričný škrob a štvrté na maltodextrín, čiže štiepený škrob. Dolná, stredná aj horná hladina v silách je snímaná vibračnými spínačmi Soliphant od spoločnosti Endress+Hauser. Múka sa pred samotným vstupom do výroby zbavuje vlhkosti v sušičke, aby vyhovovala predpísaným štandardom kvality. Následne sa pneumatickým prepravným potrubným systémom premiestni do denných síl. Ostatné, tzv. stredné komponenty, sa na prevádzke výroby polievok navažujú, spracúvajú a ručne pridávajú do zásobníkov,z ktorých sa podľa receptúry dávkujú do mixérov. Malé komponenty, čo sú najmä rôzne dochucovadlá, sa kontrolujú a navažujú zvlášť, pričom do pripravovaných zmesí sa pridávajú len v malom množstve. Medzi vstupné suroviny patria aj rôzne tuky a oleje, ktoré sa skladujú v zásobníkoch tukového hospodárstva.
Aby sa podarilo splniť vysoké nároky na kvalitu, ktorú koncern Nestlé celosvetovo presadzuje, prechádzajú vstupné suroviny nakupované od dodávateľov prísnymi testmi ešte skôr, ako budú pustené do výrobných technológií. Suroviny sa väčšinou sypú na dopravníky, kde operátori vizuálne skontrolujú nejaké nežiaduce chyby, prítomnosť cudzích telies a pod. „Nedávno sme v našom závode uviedli do prevádzky aj moderný optický sortér od firmy Tomra Sorting Solutions, ktorý deteguje kvalitu surovín porovnávaním ich farebnosti oproti zadanej referenčnej vzorke. V prípade zistenia odchýlok sa aktivujú špeciálne vzduchové dýzy, ktoré nekvalitný produkt vyfúknu z dopravníka,“ vysvetľuje Ľuboš Šuta, vedúci oddelenia Elektro a automatizácia.
Na prepravu komponentov medzi jednotlivými miestami v rámci výrobnej prevádzky sa používa spomínaný pneumatický prepravný systém. V rámci jednotlivých technologických celkov, ako sú denné silá, zásobníky a pod., sa na prepravu komponentov na krátke vzdialenosti používajú závitovkové dopravníky. Tie majú väčšinou konštantné otáčky, pričom rýchlosť otáčania závisí od hustoty komponentov, ktoré závitovka prepravuje. V prípade hustejších, a teda ťažších komponentov sa v štyroch prípadoch použili na plynulú reguláciu závitovkových dopravníkov frekvenčné meniče, aby sa podarilo dosiahnuť požadovanú presnosť naváženia. Komponenty sa navážia podľa stanovených receptúr, vysypú sa do zásobníka a prepravia sa opäť pneumatickým systémom k jednej zo štyroch bubnových miešačiek. Dve sú určené na miešanie polievkových zmesí a dve na miešanie bujónových zmesí. Miešanie sa uskutočňuje pri dvoch pevne stanovených rýchlostiach.
Okrem spomínaných suchých ingrediencií sa do zmesí pridávajú aj štyri rôzne tuky a rastlinné oleje, uskladnené v ohrievaných zásobníkoch tzv. tukového hospodárstva. Na ohrev tukov a olejov sa využíva para z vykurovacích okruhov výrobného závodu. Pomocou čerpadiel sa do váhy umiestnenej v blízkosti zásobníkov nadávkuje presné množstvo tuku a následne sa toto množstvo prečerpá do zásobníka pri konkrétnej miešačke.
Moderná automatizácia pri výrobe polievok a bujónov
Významným projektom bola rekonštrukcia hlavného rozvádzača a riadiaceho systému linky pneumatickej dopravy, ktorá je kľúčovou linkou závodu. „Rozvádzač bol v nevyhovujúcom stave, so zastaranými komponentmi, ktorých dostupnosť v prípade poruchy bola veľmi zlá,“ vysvetľuje dôvody modernizácie Ľ. Šuta.
Novo inštalovaný rozvádzač je vybavený modernými a výkonnými prvkami Rockwell Automation. Srdcom je PLC riadiaci systém Allen-Bradley ControLogix. Súčasťou rozvádzača sú prehľadné dotykové operátorské panely. S periférnymi zariadeniami, ako sú napr. váhové systémy Siwarex od spoločnosti Siemens s pripojenými tenzometrickými snímačmi alebo pneumatické ventily a klapky od spoločnosti Bosch Rexroth, komunikuje riadiaci systém prostredníctvom zbernice Profibus cez jednotky vzdialených V/V ET200 tiež od spoločnosti Siemens. Systém je pripojený do vnútropodnikovej siete, ktorý možno spravovať vzdialene.
Tiež prebehla implementácie obrazoviek do webového rozhrania SCADA systému Wonderware Information Server (WIS), teda z každého počítača pripojeného do siete Nestlé možno sledovať priebeh miešania jednotlivých mixérov a mať prehľad o spotrebe komponentov. Operátor má k dispozícii zobrazenie žiadanej aj skutočnej hodnoty naváženia a pod. Z technologického hľadiska je nesporným prínosom nový 5-krokový cyklus miešania podľa koncernových požiadaviek vývojového oddelenia.
Ako sme už spomenuli v úvode, výrobný závod sám spracúva ako jedinú surovinu mäso. Pomocou autoklávu sa zmrazené mäso varí pri presne stanovenej teplote. Na udržiavanie požadovanej teploty sa využíva regulátor Compact Logix od spoločnosti Allen-Bradley s PID reguláciou. Vnútri varného kotla sa sníma teplota pomocou dvoch snímačov a tlak, pričom tieto hodnoty slúžia ako spätnoväzbové informácie pre dve regulačné slučky. V prípade potreby zvýšenia teploty sa cez ventil dopustí do vnútorného priestoru kotla para. „V rámci zefektívnenia tejto časti výrobného procesu bol prostredníctvom spolupráce s univerzitou odskúšaný aj pokročilý algoritmus riadenia – APC (Advanced Process Control), avšak vzhľadom na to, že ide o pomerne malý a jednoduchý proces, nepodarilo sa dosiahnuť zásadne lepšie výsledky riadenia, ako v prípade PID regulácie,“ konštatuje Ľ. Šuta.
Uvarené mäso sa následne na vykosťovacom stroji zomelie, zmieša sa s múkou a ďalšími ingredienciami a technologické zariadenie z neho vytvaruje knedličky. Aby ich bolo možné pridať do finálnej polievkovej zmesi s ostatnými komponentmi, musia sa vysušiť. Sušenie prebieha v siedmich vákuových a štyroch atmosférických sušičkách. Po vložení knedličiek sa pomocou vývevy zo sušičky odsaje vzduch, pričom na základe odtekajúceho množstva kvapaliny sa vnútri sušičky reguluje teplota a tlak a nastavuje sa celkový čas sušenia. Vyhrievanie sušičiek je zabezpečené parou, pričom jej množstvo regulujú regulačné ventily SIPART od spoločnosti Siemens.
Finalizácia produktov
Po namiešaní sa zmesi nasypú do tzv. big bagov a v nich sa presúvajú k jednotlivým plniacim strojom. Najmodernejšou je v tejto fáze výroby linka 19, ktorá zabezpečuje veľmi presné naváženie jednotlivých komponentov zmesi už pre finálne výrobky. Takto navážená zmes sa dostáva do dávkovacieho stroja, ktorý si najprv potiahne vnútornú fóliu obalu, zažehlí ju z troch strán a do vzniknutého vrecka sa nasype zmes. Karuselový systém zabezpečuje, že v jednotlivých pootočeniach sa do vrecka prichyteného na štipcoch dostáva zelenina, cestoviny, knedličky či ochucovadlá presne podľa receptúry pre daný produkt. Vrecko sa na poslednej pozícii karuselu uzavrie aj so štvrtej strany a dopravníkom prechádza na röntgenový detektor kovov a ďalej na priebežnú váhu, kde sa kontroluje jeho hmotnosť v súlade s požadovanou hodnotu. Ak sa hodnota nenachádza v tolerančnom pásme, automatický vyhadzovač vyradí obal aj so zmesou z linky. Dobré obaly postupujú do baliacej linky, kde štyri delta roboty Flex Picker od spoločnosti ABB ukladajú hotové vrecká do kartónových škatúľ. Polohu a prítomnosť vreciek na dopravnom páse sníma kamerový systém, ktorý tieto údaje posiela do riadiaceho systému robotov. Po označení škatúľ štítkom s čiarovým kódom postupujú škatule na dopravník smerujúci do centrálneho skladu. Triediaca linka, ktorú dodala košická spoločnosť MANEX, spol. s r. o., zosníma čiarový kód prichádzajúcej škatule a na základe získaných údajov triedi škatule na následnú ručnú paletizáciu.
Komunikačné zbernice a kybernetická bezpečnosť
Architektúra komunikačných zberníc je v rámci koncernu Nestlé nastavená jednotne. Komunikácia medzi systémami PLC a SCADA/MESprebieha cez ethernet. Ústredným členom je hlavný prepínač (core switch), do ktorého sú pripojené viaceré siete VLAN. Na oddelenie od zvyšnej, a to aj kancelárskej siete slúži firewall. Na centrálnom serveri je nainštalovaný napr. programovací nástroj RsLogix5000 od spoločnosti Rockwell Automation, prostredníctvom ktorého možno sprístupniť jednotlivé PLC pripojené do VLAN.
„Veľmi aktuálnou je v tomto smere aj otázka kybernetickej bezpečnosti, ktorú v rámci koncernu Nestlé zastrešuje aktivita Call to Arms. Tá je rozfázovaná do štyroch vĺn, pričom prievidzský závod sa nachádza v poslednej, štvrtej, kde sa vyhodnocujú riešenia už na úrovni automatizačných systémov. Následne vznikne akčný plán zlepšenia v tých oblastiach, ktoré budú vyhodnotené ako potenciálne rizikové. Veľmi prísna politika je prenesená aj do prístupu tretích strán do vnútropodnikovej siete,“ vysvetľuje Ľ. Šuta.
Prepojenie systému SCADA/MES s ERP
Rozhranie medzi výrobným informačným systémom Wonderware a systémom ERP SAP zabezpečuje v súčasnosti Factory Floor Middle Ware od spoločnosti Schneider Electric. Ten funguje ako isté zrkadlenie systému SAP bežiacom na serveroch mimo územia Slovenska. Všetky pracovné príkazy, objednávky, skladové zásoby a podobne sa ukladajú ako do zásobníka. V rámci globálnej stratégie by mal byť tento nástroj v horizonte dvoch rokov nahradený novým rozhraním SAP MII (Manufacturing Intelligence and Integration). Od polovice novembra tohto roku absolvuje prievidzský závod prechod na novú platformu SAP HANA, ktorá kombinuje databázový systém postavený na štandarde ACID s aplikačnými službami, vysokorýchlostnými analytikami a prispôsobiteľnými nástrojmi na zber údajov.
Riadenie energetického hospodárstva
Projekt modernizácie v tejto oblasti bol zameraný na meranie a vyhodnocovanie spotreby energií. V minulých rokoch prebiehala montáž meračov pary, vody, plynu, tepla a kondenzátu. V marci tohto roku sa zrealizovalo elektrické pripojenie a montáž zvyšných meračov, prevažne meračov elektrickej energie a teplomerov. Inštalované merače poskytujú namerané údaje, ktoré sa čítajú a zbierajú prostredníctvom komunikačnej zbernice na centrálny server. Pomocou nástroja Wonderware System Platform sa údaje historizujú a spracúvajú do požadovanej formy. Výsledky merania sú prístupné všetkým zamestnancom na webovom serveri Wonderware Information Server (WIS). Výsledkom projektu sú analýzy a reporty, ktoré poskytujú detailné informácie o spotrebe v závode. S týmito analýzami sa ďalej pracuje a hľadajú sa spôsoby, ako môže podnik vyrábať produkty efektívne, s minimálnymi stratami energií.
Modernizácia systémov kúrenia, ventilácie a klimatizácie
Aby bolo možné zabezpečiť predpísané parametre – teplotu, vlhkosť či kvalitu ovzdušia v priestoroch, kde dochádza k zreniu produktov alebo ich uskladneniu, bolo v závode potrebné pristúpiť aj k rekonštrukcii systémov vetrania, klimatizácie a kúrenia. Starý systém Landis&Gyr bol nahradený moderným riadiacim systémom Siemens Desigo. Išlo o výmenu ôsmich rozvádzačov, ktoré riadia nevyhnutné technoógie závodu – kotolňu, vzduchotechniku, chladenie a ústredné kúrenie. Súčasťou rekonštrukcie riadenia ústredného kúrenia bolo aj doplnenie teplotných snímačov, čo umožňuje presnejšie a efektívnejšie regulovať vykurovanie objektov počas zimnej sezóny. Vizualizácia je integrovaná aj do webového rozhrania WIS.
Realizáciou tohto projektu sa podarilo odstrániť výrazné nedostatky z hľadiska IT bezpečnosti, pričom prievidzský závod je úplne v zhode s pravidlami bezpečnosti Nestlé. Po prvom roku prevádzky možno konštatovať, že nový systém zefektívnil reguláciu jednotlivých okruhov, čím sa podarilo vygenerovať úsporu energií a s tým spojených nákladov.
Projekt duálneho vzdelávania
„Na projekte duálneho vzdelávania sme v našom podniku začali pracovať už pred tromi rokmi. V spolupráci so Strednou odbornou školou obchodu a služieb, ktorá sídli v susedstve nášho výrobného závodu, sme začali pripravovať nový študijný odbor pracovník v potravinárskom priemysle, ktorý pred rokom a pol získal aj akreditáciu Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu SR. Minulý rok nastúpilo prvých dvanásť žiakov a tento rok v septembri ďalších dvanásť žiakov, ktorí už mali a budú mať možnosť vyskúšať si prácu priamo v našom výrobnom závode. Osobne to hodnotím ako obojstranne prospešnú a zaujímavú aktivitu, nakoľko pri tom nedostatku pracovných síl, ktorý dnes pociťujeme najmä v odborných profesiách, si aj takýmto spôsobom dokážeme vychovať a motivovať mladých ľudí – snáď našich budúcich zamestnancov,“ konštatuje Michal Růžek, riaditeľ výrobného závodu v Prievidzi.
Podľa Róberta Kičinu, manažéra pre korporátne záležitosti Nestlé Slovensko s. r. o., sa aj vďaka dobrej spolupráci so spomínaným ministerstvom podarilo akreditáciu nového učebného odboru vykonať relatívne rýchlo. „To je aj odkaz pre iné firmy, aby sa nebáli vstúpiť do duálneho vzdelávania, pretože podmienky sú v súčasnosti nastavené priaznivo a proces zaradenia firmy do systému nie je z hľadiska administratívneho zaťaženia prehnane náročný“ dodáva. Z ich vlastného prieskumu medzi žiakmi, ktorí sa na uvedený študijný odbor prihlásili, vyplynula takmer 88 % spokojnosť s tým, že si zvolili tento smer. „To nás povzbudilo a snáď aj utvrdilo v tom, že sme systém nastavili dobre v prospech detí aj samotného výrobného závodu,“ uzatvára R. Kičina.
V pláne sú aj spolupracujúce roboty
Zaujímali nás aj plány prievidzského podniku z hľadiska ďalšej modernizácie či plánovaných investícií v strednodobom horizonte. „Som rád, že sa na to pýtate. Ako som spomenul, pri tom stave, aký v súčasnosti panuje na trhu práce, je pre nás dosť náročné dopĺňať stavy zamestnancov či už z hľadiska prirodzených odchodov, alebo pri rozširovaní výroby. V tomto momente teda vyhodnocujeme projekty na zvýšenie automatizácie v našom podniku a v tejto súvislosti plánujeme prijať nových pracovníkov najmä v oblasti automatizácie alebo elektromechaniky. Navyše na globálnej úrovni v spoločnosti Nestlé začína veľmi rezonovať téma spolupracujúcich robotov, takže som presvedčený, že v horizonte niekoľko málo rokov to bude aktuálna téma aj pre náš podnik,“ konštatuje M. Růžek.
Z pohľadu Ľ. Šutu sa bude pracovať najmä na modernizácii súčasných strojov, aby sa zvýšila efektivita a znížila poruchovosť najmä pri implementácii SAP MII v oblasti merania výkonu liniek. Ďalšou výzvou je automatizácia receptúrneho systému, a to najmä prepojenie systému SAP priamo na úroveň PLC, čím sa dosiahne stopercentná kontrola receptúr a zlepší sa prehľad na úrovni vyššieho manažmentu o spotrebe vstupných komponentov.
Ďakujeme spoločnosti Nestlé Slovensko s. r. o., za možnosť realizácie reportáže.
