在食品製造業中以PC-based 控制進行數據整合
Yummy Bakery的鬆餅非常熱門，幾乎在比利時所有大型連鎖店的架上都看得到。成功背的秘訣是什麼？答案是使用道地的食材與製作方法。CTRL Engineering成功展現了將配方與數位化完美結合的方法。除了省下7到8%原料外，運用Beckhoff的控制技術進行麵團分配自動化也為持續進行的製程最佳化提供了資料。
Annie Alderweireldt在布魯日的生活並非一直圍繞著鬆餅。但當她在1984年因懷孕被迫停止工作時，鬆餅確實為她提供了一個出口。「她開始在廚房裡反覆實驗想找出最完美的鬆餅食譜，並讓鄰居擔任試吃的白老鼠，」她的女兒，目前與其兄弟Tom一同經營的Sara Geldhof說道。「接著她向位於布魯日附近杜澤勒當地的麵包店與肉販們推銷她的鬆餅。」 就像滾雪球一樣，當她回過神來時，她的鬆餅已攻佔便利商店的貨架，就連大型連鎖超市也找上了她。「媽媽的手用勺子一次又一次流暢的將麵團倒到烤盤上...，那正是我們的第一部機器。但到了某一天，這已不再可行。所以我們打造了一個至少可以半自動作的轉盤，」Sara Geldhof回憶道。
道地做法，正統口味
1995年時，他們得到了在布魯日工業區中買一塊地的機會。第一部工業用鬆餅機便是在此誕生。但道地與否一如以往，來之不易。Sara Geldhof解釋道，「我們藉由選擇透過煎鍋製作重現了經典的味道。與使用紅外線科技相比，可以讓鬆餅立刻變的香脆，讓內部的麵團維持柔軟且奶油般的口感。此外，配方中僅採用天然食材，沒有防腐劑與色素，完全純天然。」 Yummy Bakery也將這樣的哲學運用到新產品上。例如，他們的系列產品目前已涵蓋有機鬆餅，而且還在努力開發素食鬆餅當中。「而且會不斷繼續下去，直到口味完全正確為止，」Sara Geldhof說道。從最早投入布魯日傳統鬆餅的工業化生產開始，如今他們也配合趨勢，推出如萬聖節鬆餅等主題商品。
完全自動化帶來成長
八年前，他們收購了第二座製造廠。這可說是一個轉捩點，因為不過一年半以前，Yummy Bakery還可以利用這空間產量從每小時10,000個提升到每小時22,500個鬆餅。而且還不斷在成長，去年，業績便增加了25%。「如果我們要跟上本身的成長，便無法再忽視自動化與數位化。我們全部都是新鮮產品，所以我們生產出來的東西都要立即出貨。過去，你可以靠一支擁有所需專業知識的優秀團隊來管理這一切。然而，如今你得運用科技來保留這些專業知識。整體目標是要創造出能提升我們製程穩定性的完整數位流，並將員工手上的重複性工作量降到最低。」 為此，Yummy Bakery與擁有汽車產業背景的CTRL Engineering合作。「汽車生產線的目標是要做到零錯誤。因為利潤空間有限，所以會將整個過程的不準確完全消除。我們也希望將這些原則帶入到其它領域。我們一同找出可改善客戶流程，以相同機器與人員創造更多產出的方法。我們所提供的服務是效率，」常務董事Pieter Meseure總結了公司的使命。
投資回報迅速
雖然Yummy Bakery與CTRL Engineering都希望有遠大的成果，但他們決定從小處做起。「我們開始尋找容易達成的目標。一些能讓我們立即獲利，讓我們能有更多資源在數位化中更進一步，」Pieter Meseure說道。鬆餅重量不穩定便是清單上的第一項。CTRL Engineering創新暨業務發展總監Mathieu Dutré解釋道：「我們當時想，如果我們可以將過重的情況減少10%，能為我們的利潤帶來怎樣的影響？而計算顯示ROI不到一年。完全是很輕鬆的事！」 在此之前，麵團分配都是透過氣動式操作完成，也就是說操作員要依配方手動調整壓縮空氣的流速。因此，一袋標準重量應為500公克的鬆餅，實際住重量可能會在500公克到560公克之間。CTRL Engineering運用了虛擬工程來了解他們能如何對此問題做最妥善的處理，還有適合的硬體有哪些。
以伺服馬達作為虛擬感測器
第一步便是對機器的四個噴嘴導入壓力控制功能。Pieter Meseure表示：「現在會有一個馬達扭力的函數負責計算。因為要達到目標的重量節省效果，就必須要不斷改善設定。為此，我們以伺服馬達作為虛擬感測器打造了一個封閉式的控制迴路。此外，我們還會處理來自磅秤的輸入，用於監測鬆餅重量的平均值與趨勢來偵測偏差。來自包裝生產線末端檢重秤的資料也會整併到模型中。畢竟，鬆餅最先要通過的冷卻塔也會對重量產生影響。」
資料的無縫整合
所有測得的資料都會匯集到一個CTRL Engineering內部開發的雲端平台。如此一來，鬆餅重量的偏差成功降到0.4公克，相當於將原料的浪費減少了7到8%。「而且我們也已預期到我們未來可以將這偏差數字降到0.1公克，」Mathieu Dutré補充道。這一切聽起來如此簡單，對操作員而言，他們要做的就只需要按一下正確的配方而已。但事實上，在背後有著複雜的演算法與模型在運作來計算出一個實體機器的數位分身。「因此，資料的整合成了關鍵，這也就是為何我們解決方案的骨幹是由Beckhoff控制技術所組成。其PC-based 控制平台可讓你透過軟體新增功能，無需做硬體的更動，」Mathieu Dutré說道。Pieter Meseure也將系統的開放性視為一項資本：「在TwinCAT中，我們可以將所有系統與資料無縫連結起來，讓我們能快速反應變化。」 廠房中，有一部Beckhoff CX5240工業用PC扮演了控制器的角色。此外，CP3916控制面板也十分引人注目。「採用不鏽鋼材質的它非常適合食品業應用，」Mathieu Dutré說道。「除了Beckhoff技術一肩扛起廠房內的大小事，背後還有一個充滿知識的團隊隨時待命。」
呈現出生產過程的數位流程
就數位化而言，這對Yummy Bakery僅是冰山一角罷了。下一步呢？「藉由加入視覺功能，將包裝生產線末端的品質檢查自動化。我們正在等待OCR功能推出。在背後，Beckhoff已在訓練一個機器學習模型來識別更多字體。由此產生的潛在獲利最終將在新大樓中安裝第二條生產線，將產量再增加50%。然後我們就可以將第一個大樓的生產設施轉移到此，再重複過程，直到我們達到一個完美的數位流程程。」Pieter Meseure對於未來的展望做了總結。
