par Javier Lozano, Product Management Automation & Digital Services Milling Solutions, Bühler, Suisse
L’introduction de la technologie numérique dans l’industrie de la minoterie s’est jusqu’à présent concentrée sur l’automatisation des paramètres de production et l’analyse des données historiques de performance. Avec le lancement du système de gestion de la qualité, Bühler fait entrer l’industrie du broyage et de la meunerie dans une nouvelle ère de numérisation et d’automatisation avancée.
Les mesures de qualité obtenues en laboratoire, par des capteurs en ligne ou par toute autre source sont désormais automatiquement numérisées et associées au processus de production. Cela permet de prendre des décisions fondées sur des données à partir d’une source unique combinant toutes les données de base et de les utiliser pour déclencher des réactions automatiques aux processus, ce qui nous rapproche de l’usine entièrement autonome.
Ces dernières années, les meuniers se sont adaptés aux avancées technologiques numériques qui améliorent l’efficacité de leur secteur. L’objectif de ces innovations numériques est de développer un moulin entièrement autonome ou, en d’autres termes, de créer un moulin auto-adaptatif capable de calculer et d’exécuter ses propres paramètres de production prédéterminés au sein d’un système en boucle fermée sans intervention humaine.
C’est une ambition audacieuse, et l’industrie est encore loin d’avoir atteint son objectif. Mais des progrès réguliers sont réalisés, et le plus grand mouvement est à venir avec le changement d’état d’esprit des entreprises de meunerie et des meuniers, qui doivent adapter leurs opérations quotidiennes pour améliorer l’efficacité de l’impact qu’ils ont sur le bénéfice final de l’entreprise. L”autre grand domaine d’investigation jusqu’à présent a été le big data. Une fois que vous disposez d’une masse de données de production, vous pouvez les explorer à l’aide d’algorithmes pour évaluer les tendances et déterminer la meilleure façon de définir vos paramètres de production afin de réduire les déchets, d’augmenter le rendement, de réduire les coûts et d’optimiser les performances.
Focus sur le laboratoire
Cependant, au cours des derniers mois, l’accent numérique s’est déplacé vers le laboratoire, un secteur de l’usine qui, jusqu’à présent, a été partiellement négligé dans la révolution numérique de l’usine. Si vous entrez dans le laboratoire d’une usine moyenne, n’importe où dans le monde, vous trouverez une abondance de documents papier et de feuilles de calcul Excel. Considérez votre laboratoire typique comme un terminus et un entrepôt de données numériques. Les données proviennent heure par heure de nombreuses sources différentes, en fonction de la sophistication de l’usine, laissant au personnel du laboratoire le soin d’effectuer et de saisir manuellement une grande partie de l’analyse des données.
Des échantillons de produits physiques sont apportés au laboratoire pour être analysés sur différents appareils qui mesurent la teneur en eau, les taux d’absorption, la teneur en protéines, les enzymes, la couleur, la teneur en cendres, etc. Les données de production sont également transmises au laboratoire, fournissant les numéros de lot, les délais, les données de recette, les caractéristiques du produit et les paramètres de production. Certains laboratoires reçoivent également des données de qualité en temps réel provenant de capteurs installés sur leurs lignes de production par le biais du MiltiNIR. Quelques-unes des usines les plus grandes et les plus sophistiqués peuvent également utiliser un système de gestion de l’information de laboratoire (LIMS) pour automatiser les flux de travail et gérer les échantillons. Mais même ainsi, ils travaillent toujours avec des données désagrégées qui doivent être distribuées au sein de l’entreprise : bureau, laboratoire, salle de contrôles, clients.
Saisie manuelle
Mais c’est surtout le personnel de laboratoire qui doit, à des degrés divers, enregistrer, regrouper, stocker et retrouver toutes ces données lorsqu’il en a besoin. Le personnel recueille des données provenant de différentes sources afin de produire le certificat d’analyse essentiel attestant que chaque lot de production a atteint la qualité convenue et spécifiée par le client. Le stockage et la récupération de toutes ces données, souvent sur papier, doivent ensuite être gérés à des fins d’audit et de traçabilité.
Au cours de l’année écoulée, l’équipe de recherche et de développement de Bühler a étudié comment rationaliser le processus de laboratoire pour l’aligner sur les autres progrès numériques réalisés dans le secteur de la meunerie. “Nous avons réalisé que nous avions la possibilité d’apporter de grandes améliorations et, pour la première fois, nous avons commencé à voir comment nous pouvions relier numériquement les données relatives à la qualité et à la production pour nous débarrasser de nombreux processus manuels existants. Nous avons donc commencé à développer le système de gestion de la qualité pour rendre le processus plus rapide, plus précis et plus efficace”, explique Javier Lozano Diaz, chef de produit Bühler Automation & Digital Services, Milling Solutions.
Données de qualité et production rassemblés
En septembre 2023, Bühler a annoncé le lancement de son système de gestion de la qualité (QMS). “Rassembler les données de production et de qualité et les gérer dans un système unique, à tout moment et en tout lieu, signifie qu’il est possible d’accéder aux données, et donc aux connaissances, beaucoup plus rapidement, d’obtenir des analyses plus rapides et de permettre une prise de décision plus rapide et fondée sur les données. Cela signifie également que nous pouvons accélérer la vitesse à laquelle un processus automatisé peut réagir à un écart de qualité, ce qui, à notre avis, est le plus grand pas que nous ayons fait récemment vers notre objectif de créer le SmartMill”, explique M. Lozano Diaz.
Les clients de Bühler ont actuellement accès à deux solutions distinctes de meunerie numérique dans lesquelles se trouve la fonctionnalité numérique de Bühler. Mercury MES s’occupe des processus de production, en fournissant un système d’exploitation central dans lequel un flux continu de données en temps réel est utilisé pour fournir un contrôle automatisé de l’usine. Bühler Insights se charge de l’analyse des données en utilisant le stockage des données à long terme pour évaluer les tendances afin de mieux optimiser les performances, évaluer les paramètres de production et fournir une visualisation des principaux indicateurs clés de performance de l’usine à partir d’un ou de plusieurs sites sous la forme d’une vue d’ensemble unique. “Le système de gestion de la qualité Bühler est un concept global comprenant tous les produits liés à la qualité qui aident nos clients à contrôler la qualité de traitement qui optimise leur produit final”, explique Lozano Diaz.
Certificat d’analyse
Outre l’amélioration de la précision et de la stabilité de la qualité du produit, qui permet d’optimiser les efforts et les coûts, cette solution prend en charge la création du certificat d’analyse à fournir aux clients finaux. Dans le passé, le personnel du laboratoire devait marier les données de production et de qualité provenant de différents rapports, ce qui pouvait prendre beaucoup de temps et entraîner des erreurs de saisie. Le système de gestion de la qualité peut désormais produire numériquement les données requises sur le certificat. Un autre avantage clé est l’évitement des erreurs de saisie des données. Le fait de devoir saisir manuellement les données provenant des machines d’analyse en laboratoire impliquait toujours la possibilité d’erreurs de saisie, ce qui pouvait entraîner l’arrêt erroné d’une ligne de production.
Temps de réaction
Le SGQ permet également de gagner du temps en améliorant l’efficacité de la gestion. Les données numériques sont accessibles depuis tous les postes de travail du laboratoire, ce qui facilite la répartition du travail au sein du laboratoire.Une fois l’échantillon prélevé et l’analyse terminée, les données circulent désormais de manière transparente dans le système, générant une alarme instantanée sur l’écran de l’opérateur de l’usine si un paramètre de production sort de la plage. Si nécessaire une ligne de production peut être arrêtée automatiquement par le système de gestion de la qualité. Cela garantit que la qualité du produit reste toujours précise et minimise donc les coûts. Il garantit également que les données de production critiques relatives à la qualité sont désormais accessibles à tous ceux qui en ont besoin au sein de l’équipe d’exploitation de l’usine, y compris ceux qui travaillent à distance.
“Lorsque nous avons testé le QMS, nous avons constaté que les opérateurs de l’usine préféraient la fonction d’avertissement, car ils reçoivent immédiatement une notification lorsque la quantité de farine endommagée est élevée, par exemple, de sorte qu’ils peuvent immédiatement se rendre à la machine et la réajuster avant que la boulangerie ne se plaigne que la qualité de la farine n’était pas suffisante”, a déclaré David Krause, chef d’équipe de la numérisation technologique, qui a dirigé l’un des principaux sites d’essai du QMS.
Audit et traçabilité
Le stockage et la récupération sont également rationalisés par le SGQ. Comme toutes les données relatives aux lots sont conservées sous forme numérique dans le QMS, il est possible de se passer de l’enregistrement physique. Il n’est plus nécessaire de chercher dans des dossiers papier ou des feuilles de calcul Excel interminables pour trouver les données de laboratoire liées à un lot particulier. Le QMS permet une récupération instantanée, permettant au personnel d’appliquer une série de filtres de recherche différents pour trouver les données numériques pertinentes du lot. Enfin, les mesures relatives à la qualité du produit générées par le laboratoire, telles que l’humidité, les cendres, les protéines, l’absorption d’eau et les dommages causés par l’amidon, peuvent désormais être introduites dans des outils analytiques tels que Bühler Insights afin d’évaluer les tendances et d’améliorer ainsi l’optimisation du produit. Ces données peuvent également être utilisées pour l’analyse comparative de plusieurs usines, de sorte que les performances de qualité de différentes usines peuvent être directement comparées.
M. Lozano Diaz estime que les éléments constitutifs sont désormais en place pour faire de l’usine automatisée une réalité. “C’est une étape importante, nous passons maintenant du concept à la réalité. Le cerveau du moulin autonome est un système d’automatisation avancé, conçu spécifiquement pour l’industrie de la meunerie, et un système d’assistance qui vous aide à utiliser les données et qui agit même à votre place. Si le cerveau dispose désormais de toutes les données relatives à la qualité et de toutes les spécifications de production, il lui sera possible de prendre des décisions de plus en plus intelligentes sur la manière d’optimiser la production avec moins d’intervention humaine. C’est pourquoi nous apportons Mercury MES et Bühler Insights à l’industrie de la meunerie”, déclare Lozano Diaz.