Nouveau système de contrôle des procédés de fabrication par lots pour les usines de margarine

Siemens et Actemium pilotent la production chez Vandemoortele

Pour la production de ses émulsions, l’entreprise Vandemoortele à Izegem cherchait un nouveau contrôleur batch intégré en remplacement de son ancien système, une solution autonome customisée. Siemens et Actemium ont réalisé le système de contrôle souhaité sur la base de solutions standard, ce qui permet de l’installer aussi avec un minimum d’adaptations dans les usines de margarine du groupe à Barcelone et à Dresde. « Nous disposons à présent d’un système pérenne et avantageux notamment en termes de flexibilité, d’efficacité et de facilité d’emploi », constate Christian Debusschere, Group Automation Manager.

Margarine

Fondée en 1899, Vandemoortele est restée une entreprise familiale. Le site principal d’Izegem, considéré comme la plus grande usine de margarine d’Europe, fabrique et conditionne des margarines depuis le milieu du siècle dernier. L’entreprise mène aujourd’hui deux types d’activités : les margarines, huiles culinaires et graisses (MCOF) et les produits de boulangerie. Elle possède une trentaine d’unités de production en Europe de l’Ouest, qui réalisent ensemble 1,3 milliard de chiffre d’affaires.

Une étape de processus complexe

Le processus de production se déroule en trois grandes étapes. La phase de préparation consiste à réaliser une émulsion liquide à partir de différents ingrédients. Elle est suivie d’une phase de cristallisation, qui permet de stabiliser la structure du produit, lequel est ensuite conditionné en blocs, briques ou barquettes suivant sa destination. Vandemoortele fabrique aussi bien pour l’horeca que pour l’industrie et la vente de détail. Le groupe commercialise plusieurs marques propres mais la majeure partie de sa production est vendue comme produit blanc à la grande distribution.

La phase de préparation est le cœur de notre usine, qui possède 14 lignes de remplissage. C’est une étape de processus complexe, car nous avons plusieurs centaines de recettes différentes. Nous utilisons une grande variété de matières premières et une multitude de systèmes de collecte et de dosage.
Christian Debusschere, group automation manager Vandemoortele

Contrôleur batch

Le département préparation était déjà automatisé, mais il fonctionnait avec un logiciel sur mesure dépassé. « Il avait été développé il y a plus de vingt ans et, après plusieurs mises à jour successives, il était temps de le remplacer. D’autant qu’en l’absence d’intégration avec nos systèmes ERP et MES, il fallait introduire les données manuellement », poursuit Christian Debusschere.

L’entreprise s’est donc mise en quête d’un nouveau système de contrôle des procédés de fabrication par lots capable d’assurer le pilotage automatique des dosages et des mélanges, mais aussi d’autres fonctionnalités comme les nettoyages intermédiaires ou les processus CIP lors des changements de produits.

Exigences

La première exigence portait sur l’intégration verticale. Le cahier des charges imposait également un traçage automatique dans les deux directions, un meilleur contrôle qualité à l’atelier, un suivi plus précis et en temps réel des quantités de matières premières consommées et une vue plus claire sur les différences phases du processus pour les opérateurs.

Solution

« Nous avons sollicité plusieurs fournisseurs, mais ce sont Siemens et Actemium qui répondaient le mieux à nos souhaits avec leur contrôleur batch conforme à la norme ISA-88 », souligne Christian Debusschere.

« Concrètement, Siemens a livré ses solutions standard Simatic Batch et PCS 7 pour le déroulement des étapes des recettes, la programmation du PLC et la visualisation. Actemium est intervenu en tant qu’intégrateur pour réaliser la customisation demandée en fonction de notre installation. En plus des solutions logicielles, nous disposons aussi aujourd’hui d’une vingtaine de nouveaux PLC de Siemens, d’une puissance supérieure. »

Alors que notre ancien système était une ‘île’, le nouveau contrôleur batch est intégré
Christian Debusschere, group automation manager Vandemoortele

Comment cette nouvelle solution répond-elle aux exigences stipulées ? « Les master data – aussi bien la définition des ingrédients que les recettes – proviennent de notre système ERP SAP. Les ordres de production sont aussi introduits automatiquement à partir de l’ERP dans notre contrôleur batch, ce qui évite une saisie manuelle. Lors de l’exécution de ces ordres, le système enregistre tous les mouvements de réservoir et les dosages manuels sont scannés et contrôlés avec une identification par codes-barres pour assurer la traçabilité. Des informations de confirmation sont également renvoyées vers les systèmes MES et ERP. Par ailleurs, nous mesurons le pH après l’ajout d’acide, par exemple, et cette valeur est directement enregistrée sur le batch à l’aide d’un appareil mobile. Nous avons aussi une vue en temps réel sur les consommations et le déroulement du processus, grâce à un organigramme qui fournit une représentation visuelle des étapes de la recette ».

Approche

La procédure de sélection a été suivie par des workshops et par une longue phase d’ingénierie, qui a servi à définir tous les détails et à réaliser la programmation d’Actemium. Ensuite, la solution a été testée offline lors de tests d’acceptation, avant le démarrage proprement dit dans l’usine d’Izegem. « Nous avons installé le nouveau système ligne par ligne, de sorte que les deux solutions ont fonctionné en parallèle pendant un certain temps. Il fallait donc qu’elles puissent communiquer entre elles. Un fameux défi technique ! », s’exclame Christian Debusscher.

L’autre difficulté consistait à orchestrer la communication entre toutes les parties concernées – non seulement à l’extérieur, entre Vandemoortele, Siemens et Actemium, mais aussi entre les équipes internes du fabricant de margarine : ingénierie centrale, master data, qualité, R&D, IT, gestion de la production… « Nous avons impliqué directement tous les départements dans la sélection et l’élaboration de la solution, pour être sûrs d’être sur la même longueur d’onde. Avec le recul, ce fut certainement une des clés du succès. Il a fallu aussi organiser le transfert de connaissances des key users vers toutes les équipes d’opérateurs, ce qui s’est déroulé sans problème grâce à notre travail préparatoire de change management. »

Dès le début, il y a eu une collaboration intensive dans un ‘triangle d’or’
Christian Debusschere, group automation manager Vandemoortele

Évaluation

Après la phase pilote à Izegem, la même solution a pu être déployée quasiment à l’identique dans l’usine de margarine de Barcelone. L’opération s’est déroulée en une seule étape pendant la pause hivernale. L’usine de Dresde suivra dès cet été. «Le fait de travailler avec des solutions standard est avantageux en termes de rapidité et de coût », assure Christian Debusschere.

« Autre avantage : nous disposons aujourd’hui d’un contrôleur batch intégré et pérenne, qui nous permettra par exemple d’adapter plus facilement la programmation. Cela nous offre donc une plus grande flexibilité de production, tant au niveau des recettes que de l’installation physique. De plus, le système actuel est plus convivial pour nos opérateurs et il leur fait gagner du temps. Ils peuvent donc assumer un rôle plus flexible à l’intérieur de l’usine. Enfin, le reporting automatique nous donne une vue en temps réel sur le processus de production, la consommation et la traçabilité, de manière simple et rapide », conclut le Group Automation Manager.

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02.06.2022