Virtuele inbedrijfname met digital twin

Avercon automatiseert verpakkingslijn Vandemoortele

Vandemoortele Eeklo ging onlangs op zoek naar een machinebouwer die het ontvangen, behandelen en stapelen van hun bevroren deegplakken kon automatiseren. Avercon - ook al uit Eeklo - kwam niet alleen met de strafste beloftes op de proppen, maar kon die ook waarmaken. Door gebruik te maken van een digital twin, won het bedrijf het vertrouwen van de eindgebruiker en mocht het uiteindelijk zelfs de hele verpakkingslijn op punt stellen. 

TUSSENVELLEN OP Plakken deeg

Op haar site in Eeklo maakt Vandemoortele onder meer bladerdegen voor bijvoorbeeld croissants en pizza’s, onder het huismerk BANQUET D’OR®. Om de 'brand promise' van hoogstaande kwaliteit waar te maken, is het niet alleen belangrijk om topproducten af te leveren, maar evenzeer om een handige verpakking te voorzien voor de eindgebruikers van deze degen. Daarom wordt een papiervel geplaatst tussen alle plakken die uit de spiraalvriezer komen en die vervolgens gestapeld worden verpakt. Voorheen was het leggen van deze tussenvellen en het stapelen van de plakken een manuele taak. Dit wilde het bedrijf gaan automatiseren, om zo de efficiëntie te verhogen. Machinebouwer Avercon bood de beste oplossing voor deze 'interleaver-stacker', op maat van de behoeften van de bakkerijproducent.

"Afhankelijk van het soort deeg worden de plakken enkelvoudig of per twee aangevoerd vanuit de vriezer. Na de ontvangst hiervan, worden de vellen met de overeenkomstige breedte van een rol afgewikkeld en op de juiste maat afgesneden. Daarna worden de passende stapels gevormd en tot slot worden die met de voorgedefinieerde kant naar de achterliggende folieverpakkingsmachine gevoerd", overloopt site manager Nick Clauwaert de verschillende stappen van de combimachine.

Vandemoortele Eeklo in een notendop
- Het Belgische familiebedrijf Vandemoortele heeft twee divisies; één in bakkerijproducten en de andere in margarines, culinaire oliën en vetten. Vandemoortele Eeklo maakt deel uit van de businessline bakkerijproducten en is gespecialiseerd in het vervaardigen van viennoiserie; zowel puff als danish pastry.
- Momenteel worden hier op vier productielijnen meer dan 125 verschillende producten geproduceerd voor bakkerijen, food service en retailers in heel Europa.
- In totaal stelt Vandemoortele Eeklo 220 mensen te werk.

Technische uitdagingen

Uitdagingen daarbij waren vooreerst de vele variabelen, want de plakken bevroren deeg verschillen in rekbaarheid, gewicht en formaat, en de snelheid van de transportbanden moest hierop worden afgestemd. Bovendien moest de hele klus - van de demontage van de bestaande lijn tot het operationeel krijgen van de vernieuwde lijn - worden geklaard op slechts twee weken tijd, zodat de bevoorrading van de b2b-klanten niet in het gedrang kwam. Tot slot moest de nieuwe machine dus geïntegreerd worden in een bestaande lijn, zowel qua lay-out als qua werking.

"We stelden scherpe eisen, maar onze verwachtingen zijn zelfs overtroffen"

"Toch slaagden we erin om aan deze strenge eisen te voldoen en de verwachtingen zelfs te overtreffen, door als OEM-partner gebruik te maken van de nieuwste technologieën van Siemens", zegt David Provoost, salesmanager bij Avercon, die de machine dieper in detail bespreekt.

Snelheid

"Zo konden we via het SIMOTION-controlesysteem de motion control integreren in het automatisatieplatform en op een vlotte manier de mechanische functies van de machineonderdelen verwezenlijken. Op de HMI selecteert de operator de deegreceptuur met de bijhorende aanvoercapaciteit en snijlengte, waarna de hele machine traploos wordt bijgeregeld. De operator moet de rollen met de juiste breedte zelf aanbrengen, maar door ineens twee rollen te voorzien met een volautomatische wissel hiertussen, zijn er langlopende batches mogelijk. De machine haalt overigens snelheden van bijna 1 tussenvel per seconde, afhankelijk van het soort deeg. Dat leek aanvankelijk nogal ambitieus, maar met behulp van een digital twin hebben we de verschillende bewegingen en programma's op voorhand kunnen simuleren. Door die visualisatie waren we in staat om aan te tonen dat de beloofde capaciteiten gehaald zouden worden, nog voor de machine opgestart werd", stelt Provoost.

Timing

Door op deze manier te werken, is er ook veel tijd gewonnen die typisch gepaard gaat met het bouwen en testen in de eigen productiehal van de machinebouwer, en de FAT-fase bij de eindgebruiker. De machine is namelijk conceptueel gevalideerd, wat mogelijk gemaakt werd dankzij de MCD-tool (Mechatronic Concept Design) van Siemens. "Dankzij de digital twin waren we in staat om de complexe stukken van de machine virtueel te laten lopen en daarbij konden afwijkingen in het productieproces van de klant gesimuleerd en gevalideerd worden. Dit deden we in de virtuele machine op basis van de 3D-tekeningen en de reëel geschreven software. Zo konden we dus volop testen, feedback inwinnen en finetunen, en hebben we de werkelijke machine pas opgestart nadat het softwareprogramma vrijwel op punt stond. Bij de opstart in onze montagehal kwamen we dan ook niet meer voor grote verrassingen te staan en konden we na een paar dagen al effectief beginnen stapelen. Door parallel in plaats van serieel aan de mechanica en elektronica te werken, bekwamen we dus een veel kortere doorlooptijd", legt de salesmanager uit.

"Korte doorlooptijd en hoge klantentevredenheid door conceptuele validatie"

Totaalproject

De nieuwe machine kwam dus terecht in een bestaande lijn, met daarnaast bijvoorbeeld nog een metaaldetector, checkweger en etiketteermachine van derden. "Daarbij hebben wij de volledige projectleiding op ons genomen, om Vandemoortele zo maximaal te ontzorgen. We hebben de besturing van de complete verpakkingslijn overgenomen en bij het integreren van onze machine hadden we aandacht voor de logische en zo compact mogelijke flow, alsook voor de ergonomie van de operatoren voor de rolwissels", aldus nog Provoost.

Veiligheid en bereikbaarheid

Bijkomende aandachtspunten waren bijvoorbeeld nog de reinigbaarheid van de machine en de bereikbaarheid voor servicewerkzaamheden, waarvoor er een open structuur voorzien is. De machine is bovendien vervaardigd uit geparelstraalde rvs en onderliggende buizen zijn opgesteld in diamantvorm. Moet er een mes vervangen worden, dan presenteert dit zich buiten de machine aan de technicus, zodat die de wissel op een eenvoudige, veilige en ergonomische manier kan uitvoeren. 

"Een groot voordeel was ook dat Avercon gecertificeerd is om de risico- en safety-analyse van hun machine en de complete lijn zelf uit te voeren, en dit zowel voor de fysieke componenten als voor de programmeercode. Ook dit heeft geholpen om het project binnen de gevraagde timing tot een goed einde te brengen", weet Clauwaert. 

TEVREDEN PLANT MANAGER 

De sitemanager is vol lof over de samenwerking met de machinebouwer en over de geleverde installatie. "Wij kenden onze buren van Avercon alleen van hun verpakkingsmachines en gingen oorspronkelijk bij hen aankloppen voor een nieuwe dozenopzetmachine. Zij wezen ons erop dat ze tot meer in staat zijn en dat bleek zeker een terechte opmerking. Zowel het ontwikkeltraject, de testen bij hen als de opstart zijn heel goed verlopen. Door het aanwenden van de juiste technologie zijn we erin geslaagd om deze verpakkingslijn op te starten binnen de gevraagde timing en met een kwalitatief topresultaat. Het manufacturing process is nooit in gevaar gekomen, en daar kan ik als plant manager alleen maar gelukkig van worden!"