Lijnsensoren van SICK detecteren aantal trays bij Natra Jacali

Chocoladefabrikant Natra Jacali in Bredene zet sinds anderhalf jaar volop in op Overall Equipment Effectiveness om zijn productie zo kostenefficiënt mogelijk te maken. Elke onderbreking wordt gelogd en geanalyseerd om continu verbeteringen te kunnen doorvoeren. Aan het eind van elke productielijn meten lijnsensoren van SICK de reële output.

Hoeveel procent van de tijd draait mijn productie op volle capaciteit? Veel bedrijven hebben er het raden naar, en eens ze hun OEE echt gaan meten, ligt dat percentage meestal lager dan aanvankelijk gedacht. “De perceptie verschilt vaak van de realiteit”, verklaart Eric Cools, plant manager bij Natra Jacali in Bredene. “Er kunnen zich allerlei kleine stilstanden voordoen die snel opgelost zijn en niet echt opvallen, maar die samen wel een grote impact hebben op de beschikbaarheid. Anderzijds zijn er ook problemen die heel erg storend zijn voor de operatoren en de indruk wekken van een veel kleinere  impact te hebben dan  wat werkelijk het geval is.”

OEE als management tool

Met Overall Equipment Effectiveness (OEE) bedoelt men het product van de beschikbaarheid, performantie en kwaliteit van een machine of lijn. Beschikbaarheid is het deel van de tijd dat een machine effectief gebruikt wordt. Performantie slaat op de snelheid ten opzichte van de theoretisch haalbare snelheid. Kwaliteit is de fractie van producten die van de eerste keer beantwoordt aan de gewenste specificaties. Voor al deze parameters samen haalt Natra Jacali aan de lijnen waar men anderhalf jaar geleden gestart is met het project, een OEE van meer dan 75%, wat  hoog is.
Eric Cools: “We gebruiken de OEE als een management tool die dagelijks opgevolgd wordt. Elke stilstand wordt geregistreerd in een software waarin de operatoren ook de reden opgeven en suggesties kunnen doen om het probleem te voorkomen. Het is een vorm van communicatie geworden tussen de operatoren, management  en de technische dienst, waarbij alles in het werk gezet wordt om het de operatoren zo makkelijk mogelijk te maken. De technische mensen hebben dankzij de input van de operatoren een veel beter inzicht in de werking van de lijnen waardoor ze onderhouds-beurten efficiënter kunnen inplannen, verbeteringen kunnen aanbrengen, enzovoort.”
 

 Natra Jacali is de Belgische vestiging van de Spaanse chocoladefabrikant Natra. Jacali werd in 1988 opgericht door twee broers, die met hun zeevruchten in chocolade al snel zo succesvol waren dat overgeschakeld moest worden op een industriële productie. Die zeevruchten zijn een typisch Belgisch product, bedacht door de choladefabrikanten om ook in de zomer, wat voor hen het laagseizoen is, een product te hebben dat aangepast is aan de tijd van het jaar. Sinds 2005 maakt Jacali deel uit van de Natra groep, waar het als vertegenwoordiger van de echte Belgische chocolade een stevige positie verworven heeft.

Het productgamma is door de jaren heen flink uitgebreid en omvat naast de befaamde zeevruchten ook repen, tabletten, paaseitjes en pralines. Het grootste deel van de producten wordt op de markt gebracht onder private labels, een business waarin kostenefficiëntie heel erg belangrijk is. Vandaar ook de grote aandacht die besteed wordt aan de OEE.

In eerste instantie implementeerde Natra Jacali een software die bij elke takt van de lijn een puls kreeg van de machine zodat de reële productie getraceerd kon worden. Bij het uitblijven van die puls krijgt de operator op een touch screen een overzicht van mogelijke storingen waarin hij kan aanduiden wat het probleem is. Hoewel deze methode een vrij accuraat beeld gaf van de beschikbaarheid en performantie, was ze toch nog te optimistisch over de reële OEE.
“Aan het einde van de lijn staan er telkens acht trays naast elkaar, gevuld met zeevruchten”,  legt Eric Cools uit. “Om een 100% sluitend traceersysteem te hebben, wilden we niet langer de takt van de machine registreren maar het reële aantal trays dat de lijn verlaat.”

Om dit te realiseren werd CDC Automatisatie onder de arm genomen, een integrator gespecialiseerd in oplossingen op maat in automatisering en aandrijftechniek.
“We hebben boven de lijn een rij fotocellen van SICK geplaatst om de trays te detecteren”, zegt Christofe Decraene, zaakvoerder van CDC Automatisatie. “Een PLC registreert de signalen van de fotocellen en zet die om in een pulstrein die naar de OEE software gaat. Op die manier kan de software de trays tellen, zonder dat het traceersysteem, wat een gesloten systeem is, aangepast moest worden.”

Voorwaarde was dan wel dat de detectie door de fotocellen 100% betrouwbaar zou zijn, wat niet evident was gezien de grote variatie in kleuren en materialen van de trays. Sommige zijn heel donker, andere blinken zoals metaal. Sommige trays verschillen qua kleur ook nauwelijks van de transportband eronder. En, als er een tray ontbreekt, is er nog altijd de geleider die de tray zou voortduwen, die niet verward mag worden met een tray zelf.
De oplossing voor dit alles werd gevonden in de “line” versie van de WTB12 fotocellen van SICK.
Christofe Decraene: “De fotocel beperkt zich niet tot een puntje, maar tekent een lijn van een paar centimeter lang waarvan de reflectie in zijn geheel gedetecteerd wordt. Dit geeft veel meer mogelijkheden want we hebben deze lijn zo gepositioneerd dat op elk moment niet alleen de tray maar telkens ook meerdere zeevruchten gedetecteerd worden.  Op de chocolade krijgen we een duidelijke reflectie en dankzij de lijn van de sensor geeft dat één lange puls wanneer een tray passeert, ook al liggen de chocolaatjes op een zekere afstand van elkaar in de tray.”
De PLC combineert de signalen van de acht sensoren boven de lijn en ziet per takt hoeveel trays er op de band staan. Dat aantal wordt in een pulstreintje doorgegeven aan de PC waarop de OEE software draait, in plaats van de ene puls die de software vroeger per takt kreeg. Door een kleine aanpassing aan de software kan die nu het reële aantal geproduceerde trays tellen en op basis van de tijd tussen de pulstreintjes heeft die ook nog een overzicht over de snelheid waaraan de machine draait. Zodra de lijn stilvalt, kan dit ook gedetecteerd worden, want de fotocellen geven dan een abnormaal lang of helemaal geen signaal meer.

Maar waar het bij deze aanpassing vooral om te doen was, is dat de software telkens ziet wanneer er een tray ontbreekt aan het einde van de lijn. De operator krijgt dan net als bij stilstanden van de machine een signaal waarna hij op zijn touch screen de reden kan opgeven. Op basis daarvan kan nadien bekeken worden welke aanpassingen mogelijk zijn om dat probleem in de toekomst te vermijden. Het is een systematische aanpak die bij Natra Jacali nu al meer dan een jaar toegepast wordt en duidelijk zijn vruchten afwerpt want de OEE kon in die periode aanzienlijk verhoogd worden, tot meer dan 80%.

En als ze OEE zeggen bij Natra Jacali, dan vergelijken ze ook echt met het absolute maximum dat gehaald zou kunnen worden, zonder de feiten mooier voor te stellen dan ze in werkelijkheid zijn, want elke tray die niet geproduceerd werd, hebben de sensoren aan het eind van de lijn gezien.