Microsoft Word - Fonterra_Extended Case Study-r1.doc

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媚韶
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利用 Pavilion 的先进过程控制解决方案实现实时的绩效目标在全球范围内提高产品质量和操作效率恒天然 (Fonterra) 是全球领先的跨国奶制品公司, 该公司 95% 的产品用于出口目前,Fonterra 在国际奶制品交易市场占有三分之一的份额从新西兰 13,000 个股东拥有的奶牛场到 140 多个国家和地区的客户和消费者, Fonterra 建立起一条完整的供给链公司每年收购

1 利用 Pavilion 的先进过程控制解决方案实现实时的绩效目标在全球范围内提高产品质量和操作效率恒天然 (Fonterra) 是全球领先的跨国奶制品公司, 该公司 95% 的产品用于出口目前,Fonterra 在国际奶制品交易市场占有三分之一的份额从新西兰 13,000 个股东拥有的奶牛场到 140 多个国家和地区的客户和消费者, Fonterra 建立起一条完整的供给链公司每年收购 130 亿升鲜奶, 生产和销售超过 180 万吨的产品, 并拥有许多国际知名的奶制品品牌这使它牢牢地占据着世界鲜奶收购加工和经营第一名的位置 NZMP 是 Fonterra 合作集团公司下属的主要分公司, 是世界最大的奶制品公司 NZMP 主要生产四个系列总共 600 多种产品包括 : 牛奶蛋白质粉奶粉奶酪制品以及奶油产品 Fonterra 全球领先企业公司拥有全世界最大最先进的生产设备, 在奶制品研发领域以及奶产品质量方面是公认的世界领先企业生产高质量且具有创新性的产品使得 NZMP 成为全球最大要求最严格的国际性食品公司的首选供应商 Fonterra 公司状况一览表

2 58 亿美元资产 13,000 个农场主股东每年 131 亿公升鲜奶处理能力 180 万吨奶产品 20,000 多员工盈利最多的市场 : 美国最大的出口地区 : 亚洲面临的挑战作为一家 95% 的产品用以出口的公司,NZMP 将不断提高整个生产和供应链绩效和收益放在战略性的高度上对公司的生产部门而言, 这就意味着要集中力量提高牛奶的产能并有效的将它们转化为高附加值的商品, 以满足消费者的需求 NZMP 在开始评估提高生产能力以处理增加的鲜奶供应时, 公司在增加资金投入以增加新设备之前, 将重点放在了提高现有蒸发和干燥设备的运行效率上解决方案为了实现上述目标,1995 年 NZMP 找到了 Pavilion 科技公司世界领先的先进过程控制 -APC 解决方案供应商从那时开始,NZMP 在 TeRapa, Waitoa, TeAwamutu Kauri Clandeboye Hautapu 和 Edendale7 个工厂安装了 Pavilion 公司的 Process Perfecter APC 解决方案目前,Pavilion 的软件已成功应用于 88 个生产装置上, 提高牛奶蛋白质粉奶粉奶酪和干酪素的产量 Pavilion 的 APC 解决方案每天帮助 Fonterra 生产更多更高质量的奶制品 APC 项目的实施使得 Fonterra 已经实现了超过 60% ROI 在 APC 控制的生产工艺范围内, Fonterra 获得了如下的效益 : 产率提高 5-15% 产品质量提高 50% - 降低了所有关键控制参数的波动能源利用率提高 5-12% 提高了产品的收率由于实施 Pavilion 公司的 APC 解决方案增加了公司的利润,2002 年 10 月 Fonterra 与 Pavilion 公司签署了数百万美元的全球战略性软件许可购买合同目前,23 家 NZMP 在新西兰的企业以及 Fonterra 在海外拥有控股权的合资公司已经安装 Pavilion 的 APC APC 解决方案应用在 Fonterra 包括以下的工作内容 : 蒸发和干燥单元的优化操作操作过程标准化过滤单元的优化操作

3 公用工程单元的优化操作质量指标在线模型脱脂奶粉单元的优化操作高蛋白营养粉单元的优化操作乳清蛋白浓缩单元的优化操作奶酪单元的优化操作干酪素单元的优化操作非可预见性的变化是供应链最大的敌人它影响生产计划库存状况以及与供应链相关的预测产品质量的有效性由于生产计划正逐渐成为高效客户服务模式的一部分而不是一个孤立的生产单元, 基于 IT 系统的生产计划生产结构和生产灵活性越来越具有战略性的重要地位生产过程必须以最小的变化生产可靠的可预测的符合配方要求的产品 Roddy Martin AMRresearch 年 5 月运行的 Pavilion 公司的软件提高了工厂的产出和转化率, 通过减少产品质量波动及降低运营成本获得了效益经验收 Pavilion APC 项目在控制器运行几个月后就可以收回项目投资 Max Parkin-Fonterra 合作集团公司生产和鲜奶供应主管 Pavilion 公司 APC 案例 :Fonterra Kauri K2 奶粉工厂 Fonterra Kauri K2 奶粉工厂坐落在新西兰的 Northland, 生产蛋白质粉全脂和脱脂奶粉工厂拥有两台蒸发器和一台 Niro 喷雾干燥器, 该喷雾干燥器由两台降膜蒸发器供料, 处理能力为吨 / 小时蒸发器将鲜奶固含量 (TS) 浓缩至 50%, 为双效蒸发器有, 第一段为机械蒸发再压缩 (MVR), 第二段为热蒸发再压缩 (TVR) 经过蒸发器后, 浓缩液在干燥室内干燥, 然后进入固定式流化床 (SFB) 和两台振动式流化床 (VFB's) 最终产品湿度控制在 % 先进过程控制方法 Pavilion 和 Fonterra 团队进行项目可行性研究, 研究结果表明在 Kauri K2 干燥器上实施 Pavilion 公司的先进过程控制 (APC) 解决方案可以使企业获得可观的效益 APC 项目分为两个阶段实施第一阶段,Fonterra 安装了在线分析系统, 以进行在线测试 IPT 并报告在线分析结果这使得操作可以观察到与产品技术规格和预期目标相关的产品成分在线分析系统还提供了将控制器应用与 IPT 结果结合的接口第二阶段, 开发 Pavilion APC 应用模型以通过干扰补偿建立绩效目标减小过

4 程波动使用 Pavilion 的 Process Perfecter APC 软件开发预测性控制解决方案模型在新西兰产奶旺季, 从功能设计到项目结束,Pavilion 与 Fonterra 的工程师团队一同为 APC 项目的实施而努力工作蒸发器控制效控制效果我们为 Kauri K2 Dryer 每台蒸发器都开发了 Process Perfecter 应用, 目标是将总固含量 (TS) 波动降低 50% 2003 年 4 月的项目验收表明 APC 解决方案超额完成项目最初制定的控制目标,1 号蒸发器波动降低了近 73%,2 号蒸发器波动降低了 68% ( 见表 1) 表 1- 蒸发器验收结果平均值偏差 (%T.S.) 均方差 (%T.S.) 1 号蒸发器基准波动号蒸发器目标号蒸发器 APC 运行后波动号蒸发器基准波动号蒸发器目标号蒸发器 APC 运行后波动图 1 显示 1 号蒸发器 APC 控制前后最终总固含量的波动 APC 控制器运行时波动有明显的减少图 1. 1 号蒸发器密度控制改进情况图 2. 软仪表 (VOA) 的性能蒸发器总固含量均方差的降低可以使装置操作在固含量的目标值附近, 而不必冒粘度超标的风险这增加了水分蒸发的热效率固含量的提高也可以增加干燥器总产能, 根据经验蒸发器固含量提高 0.5% 可使干燥器产量增加 2% 干燥器效果 APC 干燥器解决方案的目标是将筛粉机的水分波动降低 50% 作为项目实施的

5 一部分,Pavilion Property Predictor 将水分预测作为一个软仪表 (VOA) 连续控制产品的湿度 Kauri K2 干燥器生产的产品范围相当广, 该装置丰富的历史数据保证了建立的模型能够准确的反应众多产品的水分控制情况在线分析系统的 IPT 数据每小时校正预测值, 这使得 VOA 的功能获得提升 2003 年 4 月的验收显示 APC 控制器超额完成控制目标, 干燥室出口温度波动降低了 43%, 筛粉机水分降低了 52%( 见表 2) 表 2- 干燥器验收结果平均偏差 (0 C) 均方差 (0 C) 出口温度基准出口温度目标 APC 运行后出口温度与最大值间的平均偏差 (%) 目标值的均方均方差 (%) 筛粉机湿度基准筛粉机湿度目标 APC 运行后筛粉机湿度图 3.APC 安装前水分控制图 4. APC 安装后水分控制水分波动的降低增加了操作工的信心, 让他们能够将水分目标值设置的更接近其产品质量控制的上限, 从而提高产品收率图 1 2 显示出以相同的进料量达到的产量增加每天都创造效益 Fonterra Kauri K2 奶粉厂的两台蒸发器和一台喷雾干燥器安装了 Pavilion 公司的 APC 解决方案后,Fonterra 成功地提高了高蛋白粉全脂和脱脂奶粉的产量和产品质量 Pavilion 的 Process Perfecter 解决方案使得 Fonterra 超额实现了蒸发和干燥工艺质量波动降低 50% 的预期目标 Fonterra 在 2003 年 4 月的最终验收表明,APC 蒸发器解决方案成功的将 1 号蒸发器总固含量波动降低了 73%, 将 2 号降低了 68% APC 干燥器解决方案将筛粉机水分波动降低了 52%

6 由于安装了 Pavilion 公司的 APC 解决方案,Fonterra Kauri K2 奶粉工厂降低了操作成本提高了产量和产品质量这使得 Fonterra 在 APC 实施后很快见到了效益

2006 3,,,, 4,,,,, 5,,,,,,,,,,,, :,,,, ;,,,, 6 ;,,,,,, ;,,,,, 7,, 4 [ ] :, 2001, 26,, :( ) [ ] :, :, 1998, 81 5,, :, : ( ), 1984, , 3

3 :,,,,,?,,?,?, 20 50,,, 1,,, 2, 3,, 3 2005 (: 05SFB2057) 1 :,1990, 261 2,,,,,, :, 2003 2 3,,, ( [ ] :, ),,:,,,,,, ( [ ] : ),,, 1 2006 3,,,, 4,,,,, 5,,,,,,,,,,,, :,,,, ;,,,, 6 ;,,,,,, ;,,,,, 7,, 4 [ ]