少ない投資と人件費でプロセス制御を行う方法

ニュージーランドに拠点を置くFOSS Pacific キーアカウントマネージャーのCampbell McCrackenは、乳製品製造工場でフーリエ変換赤外線（FTIR）ソリューションの導入における 20年以上の経験があります。McCrackenは、プロセス制御のための FTIR 試験の開発を間近で見ており、ここ数ヶ月で、最新のProcesScan™ 2が液体乳のプロセス制御をよりスムーズで効率的かつ費用対効果の高いものにする方法を体験しています（図1）。プロセスコントロールのために最新のFTIRプラットフォームへの移行を検討している乳業工場に関連するいくつかの重要な質問についてMcCrackenにインタビューしました。

図1

FTIRによるプロセス制御の歴史を長年にわたって追求してきました。液体乳に関して、この製造に適した技術としてFTIRに焦点が当てられている理由を簡単に説明していただけますか？

生乳標準化アプリケーションで近赤外（NIR）とFTIRの両方の技術を使った経験がありますが、特に標準化された生乳中のタンパク質分析では、FTIRがNIRより優れていることは明らかです。FTIRアプリケーションでは、中赤外スペクトル内の明確な情報にアクセスできるため、信頼性が高く堅牢なグローバル予測モデルをより少ないサンプルで開発することがはるかに簡単です。これにより、安定した正確な検量線モデルが得られ、頻繁なスロープ / インターセプト調整の必要性を最小限に抑えられます。私の経験では、NIRとは異なります。検量線の開発には、はるかに大きいデータセットと機器の性能の定期的なモニタリング、および機器の精度を最適化するための頻繁なバイアス調整が必要です。

FOSS ProcesScan 2を新しいマイルストーンと説明できますか？その理由は何ですか？

例えば、10秒ごとに結果が出るという事実がありますが、これは10秒のうち8秒間、実際に採取された生乳サンプルをモニタリングした結果に基づいています。つまり、前世代の装置と比較して、はるかに母集団を代表する標本が得られます。もうひとつ特筆すべきは、分析装置が常に標準化されていることです。FOSS MilkoScan™ FT3で開発されたのと同じ原理に従い、装置は常に（全てのゼロ設定において）標準化されています。つまり、ドリフトがゼロになります。これにより安定した予測が可能となり、ProcesScan 2のユーザーは最大限の歩留まり機会を得ることができます。

ProcesScan 2 ソリューションの新規ユーザーからの報告によると、最短2日で稼働を開始できるそうですが、これは本当に可能なのでしょうか？

可能です。私自身、何度か設置したことがありますが、現場で準備さえしておけば、かなり可能です。これには装置スタンドの製作、電源とイーサネットケーブルの引き回し、給水、プロセスパイプに溶接されたFOSS提供の溶接配管が含まれます。適切な準備をすれば、設置は1日で完了します。FOSSエンジニアが現場に到着する前にオートメーションプログラミングを済ませておけば、2日目はOPC UA経由のオートメーションが機能するかテストすることができます。文字通り、ProcesScan 2 は2日目の終わりには製品を標準化しているかもしれません。

所有コストの削減とは具体的にどのようなもので、どこから来るのでしょうか？

初期購入価格が低く、予防保守は大幅に安く、お客様が試薬を購入する必要はありません。ProcesScan FTとProcesScan 2の所有コストを比較すると、所有コストはProcesScanFTの約半分になると推定されています。

制御システムへのインターフェイスにいくつかの進展が見られますが、説明していただけますか？

ProcesScan FTはDDE経由で外部と通信しますが、このような状況からの脱却を、市場は以前から強く望んでいました。良いニュースは、次世代の ProcesScan 2 で DDE から OPC UA に移行し、これにより通信の将来性を確保したことです。また、必要に応じてkepware経由の通信も提供できます。

実際の機器はIP規格のボックスに含まれており、 LinuxベースのPCが内蔵されています。このPCは3つのイーサネット接続のうちの1つを経由して外部と通信し、PLC/SCADA、IXQ（FOSS次世代デジタルサービス製品）、そしてサービスエンジニアや検量線担当者のためのローカル接続をノートPC経由で直接可能にします。

機器ソフトウェアへのアクセスはウェブブラウザで行うため、非常にシンプルです。

同様に、いわゆる FOSS デジタルソリューションでも多くの進歩がありました。これらがどのように付加価値をもたらすか説明してください。

FOSS IQX™によるデジタルサービスの互換性により、インターネットに接続可能なPCから、複数台の設置が可能な装置のリモート管理が可能になります。つまり、マネージャー、サービスエンジニア、または校正担当者が校正データを評価し、チェックサンプルデータをモニターし、エラーや警告がないかチェックする間、装置が実際に使用され、貴重な液体ミルクの流れを標準化することができるのです。

データは自動的にクラウドにバックアップされるため、パソコンが故障してもデータが失われず、機器の設定をすばやく復元できます。

より効率的で無駄の少ない自動化されたプロセスなど、この新しいソリューションは持続可能な生産にどのように貢献していますか？

標準化されたミルクの流れをモニターする正確な手段を提供することで、規格内で一貫した高品質の製品を生産しながら、貴重な原料を可能な限り最大限に活用するお手伝いをしています。同時に、データは再加工を必要とする規格外製品を最小限に抑えるのに役立ち、より多くの生産者が入荷する原材料からより多くを得ることを効果的に可能にします。

乳製品工場における熟練した人材の確保は大きな問題になっていますが、このソリューションはどのように問題を緩和するのに役立つでしょうか？

工場のオペレーターに関して言えば、ProcesScan 2 は工場の床に置かれたステンレス鋼の一片に過ぎません。実際、将来、オペレーターがHMIに表示される合成結果を生成する機器がどのようなものなのかすら知らなくても、驚かないでしょう！オペレーションスタッフに必要な対応はこのようなものです。

新しいプロセス制御ソリューションを導入することは、ある意味、信頼に基づく賭けです。この新しいソリューションは本当に信頼できるのでしょうか？

標準化された生乳のオンライン分析ソリューションの提供はFOSSにとって初めての試みではありません。80年代後半に牛乳の脂肪標準化に使用され、90年代に固定フィルター技術が採用されたソリューションを思い出します。最初のFTIRオプションであるProcesScan FTは、大成功を収めたMilkoScan™ FT120を大幅に改良して1999年に発売されました。

ProcesScan 2の作成は、オリジナルのProcesScan FTと似たようなストーリーであり、私たちは非常に成功したMilkoScan FT3からアイデアを、実際にハードウェアを取り出し、それを中心にプロセス互換性のある装置を作りました。

多くの顧客がProcesScan FTで生乳の標準化に成功していることから、この新世代の製品でも同じようなことが、より幅広い用途で行われると期待しています。  この新しい機器は、購入価格が低く、所有コストが低いと予想されるため、より良いビジネスケースがあります。これらを組み合わせることで、魅力的なソリューションになります。

まとめると、 ProcesScan と ProcesScan 2 の主な違いは何だと思いますか？

忘れることのできるソリューションだということです。こう言うとネガティブに聞こえるかもしれませんが、今日の乳製品処理の状況には当てはまりません。初代のProcesScan FTは、例えば、クリーン/ゼロ溶液を定期的にチェックし、ゼロ設定をモニターし、洗浄手順などを実行するために、オペレーターからのより多くの注意を必要とします。

ProcesScan 2では、その多くが解消されているため、オペレーターはProcesScan 2がどのような機械であるかさえ忘れてしまうかもしれません。