Het MES snijdt bij Hessing Venlo aan twee kanten: efficiënte productie en superverse groenten

Ruim honderd productielijnen met een afmeting van 30 tot 40 meter voor het snijden, wassen, drogen en eventueel mengen van verse groenten vormen de kern van een productieproces, gericht op het binnen 2 dagen na de oogst in de winkel afleveren van de 850 verschillende producten. Honderden machines werken daar in nauwe samenwerking met 1.250 medewerkers in een gebouw van drie verdiepingen van in totaal 62.000 vierkante meter. In maart vorig jaar is de fabriek in Venlo gefaseerd opgestart na uitgebreide acceptatietesten en simulaties op een proeflocatie. De complexe operatie omvat heel veel geautomatiseerde processtappen bij zowel de productie als in de logistiek, die nauwgezet op elkaar zijn afgestemd, maar ook goed interacteren met de nog altijd aanwezige manuele handelingen, zoals aanvoer bij de lijn van de geoogste groenten met behulp van vorkheftrucs en de voorbewerking bij de snijlijnen. Van de mensen wordt verwacht dat ze goed met elkaar samenwerken, maar ook soepel omgaan met de ondersteunende technologie.  

Een goed voorbeeld daarvan treffen we aan bij het signaleringssysteem voor de lijnoperators, dat op advies van Actemium is geleverd door Turck, een toonaangevende fabrikant van industriële automatiseringsoplossingen. Volgens Adriaan van de Ven, Client Manager bij Actemium en Rene Kuijpers, Lead Engineer Hardware bij Actemium onderscheidt het Turck bus systeem zich door flexibiliteit en schaalbaarheid. En dan pakt de uitrol ook nog eens voordeliger uit, doordat er aanmerkelijk minder bekabeling en kabelwegen nodig zijn dan bij het toepassen van een conventioneel signaleringssysteem. In een fabriek van deze omvang levert dat volgens Van de Ven direct een besparing op. Daarnaast moest het veldbus gebaseerde signaleringssysteem geschikt zijn voor alle soorten signalen en in staat zijn grote afstanden te overbruggen. PickIQ is een zowel met Profibus- als met ModBus-communicatie functionerend systeem voor die processen in de fabriek waar alleen drukknoppen en signaleringslampen ingangen nodig zijn. Maar het systeem is zo opgezet, dat in principe alle soorten signalen zijn aan te sluiten op het systeem. Eventueel laten zich berekeningen uitvoeren in de Siemens S7 PLC, voordat de informatie naar het MES systeem gaat.

Operator geeft lijn vrij met drukknoppen en signaleringslampen    

Rene Kuijpers legt uit dat de operators aan de productielijnen met behulp van de lampen onder meer controleren welke producten in welke kratten bij welke orders horen. Ze hoeven de kratten niet meer afzonderlijk te scannen. Via de Profibus-signalen of Modbus-M12-modules communiceren ze via lampjes en drukknoppen en geven het signaal af dat de lijn is vrijgegeven nadat de laatste bak van een order is gevuld en een nieuwe order klaar staat. Volgens Dirk Aalten, een door Hessing ingehuurde projectleider, werkt het systeem fantastisch in de enorme fabriekshal met vele lange productlijnen. De lijn wordt aan de voorkant gevuld door vorkheftrucks. De operator aan het eind van de lijn hoeft dus niet meer naar voren te rennen, om ’clearence’ te geven. Momenteel zijn er veertig voorbewerklijnen operationeel: 5 menglijnen; 40 verpakkingslijnen voor groente; 17 verpakkingslijnen voor maaltijdsalades en 5 verpakkingslijnen voor groenteschotels, zoals wokmixen en andere mengsels in zakjes. Hoewel het snijproces is geautomatiseerd, zijn er bij sommige groenten voorbewerkingshandelingen van een operator nodig.  De snijmachines zijn uiteraard afgestemd op de specifieke groentesoorten.  

Turck leverde daarnaast ook het IO-Link systeem voor die delen van de fabriek, waar ook digitale interfacesignalen nodig zijn met machines als een metaaldetector en producttellers. Het Turck-bus systeem maakt gebruik van Siemens PLC’s. Deze leveren na programmering aanvullende informatie aan het MES-systeem (Manufacturing Execution Systems), het centrale besturingssysteem voor de productie-afhandeling en orderbeheer. Die aanvullende informatie kan bestaan uit snel voorbewerkte tellingen, waarmee de Hessing-directie via een OOE-applicatie (Overal Equipment Effectiveness) de effectiviteit van de productieprocessen kan monitoren en optimaliseren. Die signalen komen via de IO-Link modules en tonen of bijvoorbeeld ook de zakjes voor de groenten en de schalen voor de salades via hun respectievelijke transportbanen snel genoeg doorkomen. “Wanneer er sprake is van stilstand, zal de operator dat ingeven en de oorzaak vermelden”, zegt Dirk Aalten.

Ook de MES-applicatie is er op advies van de Actemium-experts gekomen. Aanvankelijk dacht men bij Hessing langs de logistieke kant het productieproces aan te kunnen sturen met een aparte Warehouse Management oplossing (WMS) en een Warehouse Control Systeem (WCS). Een MES-systeem heeft als voordeel dat het zowel naar de OT met zijn real-time karakteristieken kan communiceren als met de transactie gedreven ERP-applicaties in het IT-domein. Door de synchronisatie met het ERP-systeem (Microsoft Dynamics 365) is het productieschema met starten en stoppen van werkorders, tracering van materialen en aansturing van de logistieke stroom van grondstoffen en eindproducten altijd actueel. De door Actemium ontwikkelde MES-applicatie, is gebaseerd op het systeem van AVEVA (voorheen WonderWare) en draait evenals het ERP-systeem op een ‘on-premise’ opgestelde Windows-server installatie met virtueel gescheiden domeinen (VMware). De cloud acht men niet veilig genoeg. Alle hardware- en softwareconfiguraties zijn redundant uitgevoerd, met een veilige scheiding van de diverse domeinen. Patch-managementproces (updaten van software) laat zich daarmee probleemloos uitvoeren. Monitoring op afstand van het complete netwek (VLan’s over glasvezelkabel) draagt bij aan een veilige digitale ondersteuning van de vitale volcontinue (24/7) bedrijfsprocessen met een ‘uptime’ van 99,5%.         

Testen op proeflocatie met volledige productiefaciliteit

Volgens Aalten is Hessing zeker niet over één nacht ijs gegaan om de integratie van de diverse automatiseringsoplossingen in de nieuwe fabriek in Venlo te testen. Daartoe werd op de vestiging in Belfeld een proeflocatie opgetuigd, waar een serverrack met alle benodigde software, PLC’s, mobiele robots (AMR’s) en WMS- en WCS-functionaliteit werden beproefd. Die laatste functionaliteit is ondergebracht bij systemen (Robotic Mini Load robotcellen) van ABB. Deze voorzien in de registratie van opslag van halffabricaten en eindproducten. Voor de interne logistiek, dus het halen, brengen en stapelen van kratten, werden autonoom rijdende mobiele robots van Chinese makelij (Greek+) aangeschaft. Daarvan rijden er inmiddels in de megafabriek in Venlo zo’n 200 exemplaren rond. Vanuit het WCS worden de AMR’s van en naar de gewenste locaties gestuurd, waarna de zelfrijdende wagentjes de optimale route kiezen. Hiermee reduceert het bedrijf arbeidskrachten voor laagdrempelig werk. 

Met de voorbereiding en uitvoering van de pilot testen, was meer dan twee jaar gemoeid. De al langer bestaande vestigingen bleven op niveau produceren. De fruitsnij-activiteiten zijn inmiddels geconcentreerd in de Duitse vestiging in Schwalmtal. Geleidelijk werden beproefde productiestraten in Venlo in gebruik genomen. ”De opbouw verliep niet zonder horten en stoten”, aldus Aalten. Dat heeft volgens hem deels te maken met de complexiteit van de verschillende automatiseringscomponenten. Anderzijds moeten de medewerkers op de vloer aan de veranderde werkwijze wennen. Voorheen was het toch meer manueel werken. De software is afgestemd op de verschillende talen die de collega’s spreken en beschikt over een meer intuïtieve bedieningsfunctionaliteit. Zo worden zij goed geïnstrueerd en weten zij wat ze moeten doen.