背景
当今的工厂每天将产生海量的数据，为从生产过程的开始到结束都提供了深入分析的条件。PepsiAmericas公司对于工厂车间中信息的力量并不陌生。PepsiAmericas公司最近正致力于在它的饮料生产过程中采集关键的生产数据并将这些数据以一种能够有助于做出更好决定的格式呈现出来。而结果就是--PepsiAmericas公司增加了信息的访问并获得了关于工厂车间更清晰的描述，公司通过这些使制造业和商业的过程获得了改进。
PepsiAmericas有限公司是百事国际集团旗下第二大的罐装和瓶装饮料公司。PepsiAmericas公司在9个国家拥有生产厂，负责生产百事可乐?产品并将其销往全球范围内超过1亿2千2百万人的手中，公司还占据美国百事可乐总产量的21%。与所有的饮料生产商相同，PepsiAmericas的Austin工厂一直在努力追求稳定的品质、气味和口感，而这些也正是消费者希望百事可乐品牌能够做到的。与此同时，零售商、政府调节和不断变化的消费者喜好也对公司能力提出了更高的要求，使公司需要保持住灵活、能够迅速做出反应并具有成本效益的特点。
PepsiAmericas公司
Des Moines工厂的生产线一般每周运行120个小时。为了与这个要求苛刻的时间安排保持一致，工厂对自动控制非常依赖。自动控制的核心是罗克韦尔自动化的控制系统，它对自动化的生产进行着管理，从原材料的混合一直到包装。系统连接到了公司所有的关键性能指示器（KPI）上，其中包括产量、质量和服务级别。它帮助PepsiAmericas发现不足并解决生产问题--而这也是公司不断改进和降低费用策略的关键部分之一。
由于工厂有着大量关于操作效率的记录，因此它经历过莫名其妙的灌装生产线中断并因此造成下面生产步骤出现一连串的瓶颈反应。这造成了大量的停工时间，致使人力费用上涨并使PepsiAmericas 公司无法满足其高产量的目标。一小时的停工将会造成300美元人力损失和10，000美元产品损失，在这种环境下，几小时的生产空闲所造成的总损失将达数万美元。
为减少损失、优化性能，并满足日益增长的工业压力，PepsiAmericas公司认识到公司需要关于工厂车间生产工程从开始到结束的清晰描绘。
将气体加入到软饮料中
与大部分的饮料生产案例相同，工厂的生产开始于原材料接收区域。一台卸货机将十英尺高的8，000个饮料罐一层一层地拖到空中传送机上。饮料罐在空中单行移动，一直传送到工厂的另一端。每个饮料罐都将在它经过离子清洁器时得到清洁并翻滚着以过山车的形式进入到填充室中。
在工厂的另一部分，大型的聚集混合系统批处理箱混合风味糖浆和苏打水来生产软饮料。清洁后的饮料罐抵达填充室之后将经过一个72阀的填充站，这里的操作速度最高可达每分钟1200罐。在这里，每个罐子都将被填充并压入氮气，同时一系列的滚动用铝盖将罐子封口，非常像打开饮料的人所做的相反动作。饮料罐离开填充室的上部然后从下方回到仓库，在仓库中他们将会被保温，以防止表面出现水而破坏纸制的包装。接下来日期和产品信息将会通过激光打印到罐底。
在此之后，罐子被送到包装区域，在包装区域他们将会有三种包装选择--6罐装塑料包装、12罐装冰箱伴侣矩形包装或24罐装立方体包装。最终，这些6罐装、12罐装或24罐装的包装进入托盘堆垛站来进行堆垛、包装并准备发货。而整个的这套过程--从饮料罐的卸载到货盘的包装--只需不到20分钟。
"生产线性能解决方案提供了我们所寻找的所有东西，实用的功能、强大的数据采集能力和易于使用的特性。"
PepsiAmericas 公司产品经理Dave Bramow说道。
基于纸张的技术
PepsiAmericas公司以前使用的是基于人工使用纸笔记录方式的系统来从灌装生产线上采集性能数据。操作员对生产线上的运行情况进行监控并记录每个班次中的产量和停工事件。然后这些信息将被手工输入到公司的企业级财务系统中，系统将记录每天生产了多少种口味、发生的事件以及包装尺寸这些信息。管理人员也会对数据进行检查来寻找停工事件并尝试解决这些问题。
这套系统除了并不可靠而且非常麻烦之外，它也并未给管理人员带来多少关于真正发生了什么的深入分析。尽管操作员们小心翼翼地记录着停工事件，然后他们只记录到了一些明显的故障--10或15分钟的停工--这可以非常容易的被视为出现了故障。而他们没有发现的是那些短时间的停工--几秒钟、一分钟或两分钟--而这些停工在一整天的运行中也将会 累积成为非常大的损失。另外，只对停工事件做出记录并不能帮助管理人员明白停工事件为何发生，这就使PepsiAmericas公司对如何改进灌装生产线这个问题玩着一个永无休止的猜迷游戏。
"在使用旧的系统时，我们每天依靠人来采集和记录数据然后将数据输入到我们的商业系统中，并希望他们不出现错误，" PepsiAmericas 公司产品经理Dave Bramow说道。"这是一个乏味而且容易出错的过程，并且它最终并不能够为我们带来我们所需的信息，使我们无法对造成停工的故障做出修正。"
抛弃旧系统
PepsiAmericas公司知道要避免瓶颈和中断，他们需要对于灌装过程有准确的了解。这就意味着要对实时信息进行快速的访问，从而帮助管理人员发现那些无法解释的短时间停工。为了实现这个要求，公司需要一套经得住考验的数据获取系统来从整个生产线上采集信息并将这些数据以一种能够有助于做出更好决定的格式呈现给管理人员。
在2004年的夏天，PepsiAmericas公司聚集了一组工程师来寻找并实施这样一套解决方案。这个小组由Bramow带领，他们要寻找一个自动化供应商，这个自动化供应商要有工业方面
PepsiAmericas公司对五家技术供应商的方案进行了评估。公司认为重要的是要找到一家公司不仅仅能够提供正确的技术，而且还要能够在安装之后提供可靠的服务。简单是另一个关键因素。小组要求的解决方案要能够易于操作并要能够方便而且无损地进行数据采集和报告。最后，PepsiAmericas公司选择了罗克韦尔自动化作为它的自动化合作伙伴。
"我们与罗克韦尔自动化有着长期的合作关系并且我们的大部分应用都是基于他们的控制系统来构建的，"Bramow说道。"罗克韦尔自动化在了解了我们的问题之后提供了一套解决方案，这套解决方案能够进行剪裁，使其能够帮助我们克服我们所面临的独特挑战。我们还对在安装期间以及安装之后都将会享受到本地支持服务这点非常放心。而我们从其他的供应商处就无法获得这样的保证。"
PepsiAmericas这家饮料生产企业的数据获取背板选择的是罗克韦尔自动化?生产线性能解决方案--这套预集成的软件和服务基于的是罗克韦尔软件 ? FactoryTalk?生产和性能软件套件。这套解决方案提供了对于生产线操作过程更深层次的观察，这种更深层次的观察是通过聚集并理顺关键性能数据来使影响总体设备效率（OEE）的许多个变量产生关联来实现的。这套系统为操作员和管理人员提供的功能有在需要时对停工进行监测和报警、生产性能分析和设备运转规律的访问。大量的报告显示运转规律与时间、班次、操作员、工作次序和产品有关。
"生产线性能解决方案提供了我们所寻找的所有东西，实用的功能、强大的数据采集能力和易于使用的特性。"Bramow说道。"最重要的它提升了总体可视性、跟踪和生产线性能的控制能力，因此我们能够使产量最大化并同时确保产品质量。这套解决方案还以最佳的格式将信息呈现给使用者，无论是对于操作员级别还是管理级别来说。"
严峻的形势
PepsiAmericas公司想要找出所有十种不同工作单元的中断来为管理人员描绘出一幅清晰的图画，而不是只给他们大量的信息。小组更明确地想要将事件发生的次数、每次停工的持续时间以及是如何造成的这些数据以一种易于阅读的格式呈现出来。新的系统还需要能够生成产量、浪费和效率数据并拥有灵活的报告选项，从而让管理人员能够按班次、操作员、小时、分钟或者秒来进行查看。
最后，PepsiAmericas还想让它的科技投资最大化。在安装了以罗克韦尔自动化控制系统硬件和软件为基础的系统之后，其中罗克韦尔自动化控制系统硬件和软件占到了几乎95%，PepsiAmericas公司想要发挥它现有自动化架构的作用来获得最大的效果和投资汇报。
"由于我们的网络是不完善的，因此我们所有的系统都只是松散地连接在一起，"Bramow说道。"我们想要升级出一条中心数据高速通道来使整个工厂的集成和信息交换有所提升。"
除了要将工厂分散的应用连接到一起之外，小组还希望网络的改进能够帮助他们使用装载在罗克韦尔自动化控制系统中的信息--这套系统中集合了Allen- Bradley? PLC-5?和SLC? 500控制器--来监测效率并发现停工事件。在PepsiAmericas 公司高峰季节来临之季，所有的这些，包括安装在内，都需要在很短的时间内完成，而且要保证对生产的影 响尽可能地小。
实例学习
巧合的是，Des Moines 工厂在Indianapolis的姊妹工厂也应用了一套生产线性能解决方案。由于Indianapolis 工厂的安装过程已经开展了几个月，因此Bramow的小组能够利用他们姊妹工厂的经验。
"我们从我们的姊妹工厂发现的一件事就是他们尝试用自己人做了太多的事情，包括新解决方案中所有的布线、编程和升级，"Bramow说道。"我们要避免这些耗时的过程，我们依靠罗克韦尔自动化服务团队来处理这些站点的准备和安装。"
PepsiAmericas小组所面临的挑战还有要确保能够将从罗克韦尔自动化控制器中提取出来的所有数据都能够传输到服务器中去。为了实现这点，PepsiAmericas公司安装了EtherNet/IP网络，它使生产线性能解决方案能够采集装在每个工作单元控制器中的信息并将它们迅速地传回到系统的中央服务器中。在安装了网络之后，这套解决方案就无缝集成到了工厂现有的架构中。另外，EtherNet/IP网络来让小组能够使过程的每个部分连接起来，从饮料罐的卸载到用托盘装运，创建了一个更加集成化的生产系统。
由于Bramow和他的小组借
接下来小组对FactoryTalk? Metrics进行了配置，这是一种基于Microsoft? Windows?的应用软件，用于在生产服务器上对关键生产资产的性能做出评估。另外，小组还安装了FactoryTalk? Historian软件来进行生产数据的采集、分析并生成基于网页的报告。FactoryTalk? Integrator事务管理软件作为一种传输机制，提供了控制器和服务器之间高效的数据传输功能。通过与另一个软件以及罗克韦尔自动化控制系统之间的无缝联合工作，这些工具提炼出生产数据，使PepsiAmericas公司能够查看当前和历史的性能信息。
"为了确保解决方案的快速实施，一个罗克韦尔自动化项目经理每周都会来Des Moines工厂，"Bramow说道。"在罗克韦尔自动化安装服务的帮助下，我们工厂以比我们在Indianapolis的姊妹工厂早六个月的速度完成了安装。"
"在罗克韦尔自动化安装服务的帮助下，我们工厂以比我们在Indianapolis的姊妹工厂早六个月的速度完成了安装。"
PepsiAmericas 公司产品经理Dave Bramow说道。
更好理解
在安装了生产线性能解决方案之后，小组进行了一次对罗克韦尔自动化系统的接受程度的测试，并以此训练员工来掌握新的技术。Bramow和他的小组能够在使用系统的同时对其进行测试。这帮助操作员学习了所有采集到的数据都从哪里得到的、数据是如何聚集的以及更重要的，就是这些信息意味着什么。
"培训对于任何项目来说都是非常关键的因素，而在处理关键工厂车间信息时，工人对于系统的理解就变得非常重要了，"Bramow说道。"罗克韦尔自动化确保了我们的系统很准确并且工作正常。同时他们还帮助我们知道了这些信息意味着什么，这也是这套系统真正有效的原因。"
PepsiAmericas公司希望通过对这些信息进行收集并根据这些信息做出相应动作可以使生产线的性能提升二到三个百分点。要做到这点，首先需要以当前的生产情况为基准，这就意味着确定了生产线的OEE和其他性能变量。
"罗克韦尔自动化真正提供给我们的另外一处价值就是帮助我们明确了OEE的含义，"Bramow说道。"我们的理解是OEE只是单纯地意味着一台设备启动并运行了多久。然而我们却忘记了产品，现在我们认识到了我们需要考虑实际产量和产品质量的因素并将他们转换为等效的效率从而获得更全面的OEE度量。"
信息流动
当PepsiAmericas确定了生产基准之后，解决方案也准备就绪并开始运行，它开始采集、储存并分析生产信息。这套生产线性能解决方案开始发掘生产数据中的隐藏信息。这些来自工厂车间的信息以一种易于阅读的图形显示在一台标准个人电脑（PC）上，以用户定制的形式做出报告。只需点击几次鼠标，管理人员就可以浏览全面的OEE情况，这种浏览可以根据工作单元、每台设备的停工时间、质量数据、转换次数以及造成生产线阻塞的特殊事件，例如一次饮料罐堵塞或产品溢出。而陈旧的基于纸笔的系统已经被抛弃了。
PepsiAmericas公司还使用了FactoryTalk Historian模型来记录对操作来说非常重要的趋势信息，例如产量、浪费和生产速度。用户定制的报告提炼出的商业信息帮助管理人员能够以整个企业范围的观点或者单个产品的角度进行查 看。最近增加的根本原因分析工具帮助Bramow和他的小组对填充机进行监测--这相当于监测操作的心跳--来明确生产问题并开始明白他们为何发生。小组可以在一个层叠系统中观察生产过程来查看究竟是什么导致了停工。如果问题出现在填充机后第五个步骤的工作单元中，小组就可以使用这个功能来查清楚。
"对于这些信息的访问帮助我们了解到了生产效率低下的原因并对其进行修正，"Bramow说道。"它确实避免了猜测和人工来寻找问题所在，这也成为了性能提升的一部分。"
一种新观点
由于有了生产线性能解决方案，PepsiAmericas公司能够明确培训问题并通过制定最好的练习来解决这些问题。例如，小组发现第二班次的托盘堆垛站有些问题，经常遗漏整个托盘的空罐。通过对卸货机信息的研究，管理人员发现操作员是以手动模式来运行系统的，而不是让设备自动运行。在一个典型的班次中，托盘堆垛站按标准来说将会转化到手动模式五到八次。然而，第二班次中每班次无论何处都将转换到手动模式150到200次，这个原因如果PepsiAmericas公司使用纸笔系统是永远也发现不了的。
"我们使用这些系统作为一种培训工具来帮助第二班次明白正
PepsiAmericas公司还曾经历过填充站上出现无法解释的停工而且操作员们无法使其正常运行。通过研究生产线性能解决方案中的数据，管理人员认识到填充机控制面板的设计中有许多过程开关彼此之间离得过近。而"卫生模式"开关就紧挨着关闭填充机那个开关。
"在使用生产线性能解决方案之前，我们曾碰到过我们无法使填充机运行并且我们不知道原因是什么，"Bramow说道。"在研究了数据之后，我们意识到是操作员错误地将填充机转换到了卫生模式，造成了每次几个小时的停工。"
智能商业带来价值
自动安装了生产线性能解决方案之后， PepsiAmericas 公司的小组便致力于将工厂车间信息转换为商业智能，从而创造出竞争优势。通过用信息来确定生产线的中断并通过更正操作、最佳练习和培训来使运转情况获得改进，Bramow和他的小组实现了使效率提高6%，相当于每年节省了超过12万美元。
由于有了Des Moines 工厂的成功，美国其他的PepsiAmericas 工厂也将在未来应用生产线性能解决方案。这将帮助PepsiAmericas公司在分析所有工厂的生产情况时进行相似的比较。另外，由于系统能够升级的特性，Des Moines工厂不久将为它的瓶装生产线添加第二套生产线性能解决方案，从而能够提供罐装和瓶装生产线生产情况的完整描绘。
"我们选择罗克韦尔自动化并不是只将它视为短期、一个项目的供应商，而是要作为长期的合作伙伴，"Bramow说道。"这套解决方案帮助我们加强了我们在工业中的竞争力，而且它使我们能够更加提前地实现运转的最优化。"
Bramow说道，但是实际上是人应该真正由于工厂获得期望的性能而获得赞誉。"使这套解决方案成功的原因是因为每天使用它的人，"Bramow说道。"他们才是使生产获得改进以及解决问题的关键。生产实际上是团队的努力结果，从开始到结束，而且我们的员工为能够做到最好而感到自豪。"
在Des Moines 工厂仓库的门口骄傲地悬挂着一面10英尺长的旗帜，这是因为Des Moines 工厂获得了PepsiAmericas 公司2005年度最佳工厂。工厂获得的奖励证明了2005年中工厂的效率和其生产获得的优化成绩胜过了它的18家姊妹工厂 。
"当所有的这些都被说到并做到时，我们的优势就是可以为客户生产高品质饮料，而罗克韦尔自动化是能够提供像生产线性能解决方案这样的系统来帮助公司改进操作情况，"Bramow说道。"通过相互合作并将精力集中到这些目标上，我们都获得了成功。"
通过更正操作、最佳练习和培训来使运转情况获得改进，公司实现了使效率提高6%--相当于每年节省超过12万美元。
