Cuando Keurig Dr Pepper Cuando la empresa puso la primera piedra de su planta de producción y centro de distribución regional en Allentown (Pensilvania), quiso que el nuevo emplazamiento fuera la encarnación de su compromiso con la seguridad, la productividad y la sostenibilidad.
Formada hace sólo tres años a partir de la fusión de Keurig Green Mountain y Dr Pepper Snapple Group, la potente cartera de más de 125 marcas de Keurig Dr Pepper incluye Keurig®, Dr Pepper®, Green Mountain Coffee Roasters®, Canada Dry®, Snapple®, Bai®, Mott's®, CORE® y The Original Donut Shop®.
2021 Planta del Año: Keurig Dr Pepper
Poco después de completarse la fusión, la empresa comenzó a invertir en toda su cadena de suministro para aumentar la capacidad y las aptitudes en todos sus procesos de fabricación de bebidas y suministro de materiales. Además de la nueva planta de fabricación de bebidas frías de Allentown, la empresa estaba terminando la construcción de una moderna planta de tostado y envasado en cápsulas en el condado de Spartanburg (Carolina del Sur) y una planta de fabricación de concentrados de bebidas en Newbridge (Irlanda).
En Allentown, el plan consistía en terminar todas las obras de construcción y renovación necesarias para adaptar el emplazamiento a sus necesidades en 14 meses. Es un plazo agresivo para un proyecto de esta envergadura, sin duda. Pero el proyecto se ajustó a la fecha de finalización prevista hasta el 20 de marzo de 2020, cuando todo cambió debido a la pandemia COVID-19.
En esa fecha, el gobernador de Pensilvania ordenó un cierre en todo el estado que incluía proyectos de construcción, con lo que el proyecto Keurig Dr Pepper se paralizó durante seis semanas. Durante seis semanas, no se hizo ningún trabajo in situ. No hubo movimiento de tierras. No se vertió hormigón. No se instalaron servicios públicos. Ni instalaciones de equipos ni puesta en marcha. Nada de nada.
La naturaleza de los proyectos de construcción hace que un retraso de seis semanas no sólo signifique un retraso de seis semanas. Ello provoca un caos en los calendarios cuidadosamente calibrados, retrasos en cascada en la entrega de materiales, limita la disponibilidad de un personal ya de por sí escaso y obliga a una loca carrera para averiguar cuándo se puede entregar el equipo o qué se puede hacer con el que ya está en camino.
"Creo que cualquiera que esté en el negocio sabe que todos los planes son estupendos hasta que vuela la primera bala, pero esto va mucho más allá", afirma Trent Moore, director de programas de Dennis Group, que fue el diseño y construcción empresa para el proyecto. "Es decir, hacíamos ajustes al plan a diario por lo comprimido que estaba".
Para Keurig Dr Pepper y Dennis Group, esas seis semanas supusieron un duro golpe para sus planes mejor trazados. Pero también resultó ser algo más: una oportunidad. Les dio la oportunidad de dar un paso atrás, hacerse una idea del reto al que se enfrentarían mientras la pandemia recorría el mundo y desarrollar planes para seguir adelante a pesar de una situación sin precedentes en la historia reciente.
COVID-19 forma parte de esta historia, sin duda. Pero no es toda la historia. A pesar de los desafíos, a pesar de la nueva normalidad, a pesar de las enormes interrupciones en literalmente todos los aspectos de la vida de las personas que trabajan en el proyecto, todavía se las arreglaron para poner en marcha la producción en enero de 2021, con líneas adicionales en marzo y abril.
Los tiempos difíciles exigen soluciones innovadoras. Las soluciones -tanto las relacionadas con COVID-19 como las no relacionadas con la pandemia- son evidentes en cada centímetro de las instalaciones de 1,5 millones de pies cuadrados, y son la razón por la que Keurig Dr Pepper ganó el premio 2021 a la innovación. Premio a la Planta de Ingeniería Alimentaria del Año.
Encontrar y adaptar el sitio adecuado
1,5 millones de metros cuadrados no se encuentran en cualquier sitio. El equipo sabía que necesitaba un emplazamiento que cumpliera una serie de criterios específicos, y la búsqueda fue amplia, en un radio de más de 240 km en Nueva York, Nueva Jersey, Pensilvania, Delaware y Maryland para cumplir el objetivo de Keurig Dr Pepper de servir a su base de clientes del noreste. El emplazamiento también debía satisfacer las necesidades de agua, servicios públicos, acceso ferroviario y mano de obra cualificada.
El emplazamiento de Allentown cumplía todos los requisitos, pero no era un emplazamiento abierto. Había dos almacenes en proceso de construcción, uno de ellos con 801 TTP3T terminadas y el otro en una fase anterior, con sólo 301 TTP3T de movimiento de tierras. Los planes de construcción podían modificarse para satisfacer las necesidades de KDP sin salirse de los parámetros de los permisos.
El almacén en bruto que ya estaba en construcción se reconvirtió en el centro de distribución regional, mientras que la obra en la que sólo se había completado parte del movimiento de tierras se modificó para convertirla en la planta de producción. Hubo que hacer varias modificaciones, como ampliar las puertas de los muelles y el espacio de oficinas.
"Este edificio estaba sustancialmente diseñado cuando empezamos. Así que básicamente reajustamos todo el programa para modificar bastante drásticamente el diseño con el fin de apoyar un uso previsto completamente diferente."
-Trent Moore, director de programas, Dennis Group
El emplazamiento en sí también necesitó algunos trabajos adicionales debido al terreno de Pensilvania, que se asienta sobre roca que puede debilitarse y ceder, creando socavones. Hubo que realizar análisis geotécnicos y solucionar posibles problemas, y verter el hormigón durante el invierno.
El emplazamiento y los edificios no sólo debían satisfacer las necesidades actuales, sino también la futura expansión y la demanda de los consumidores. Con más de 125 marcas en la cartera de la empresa y la posibilidad de que las tendencias de consumo cambien en poco tiempo, las instalaciones tenían que ser flexibles y adaptables para satisfacer los cambiantes requisitos de producción.
"Lo tuvimos en mente desde el primer día, cuando nos encargaron buscar unas instalaciones", dice David Arnold, director sénior de ingeniería de fabricación de Keurig Dr Pepper. "No se trataba solo de alcanzar nuestros objetivos actuales a corto plazo, sino también de crecer en el futuro. Así que esa fue una gran parte del diseño y el establecimiento de lo que el futuro se vería como a lo mejor que sabemos, y lo que pensamos que nuestras futuras necesidades de negocio sería."
Prepararse para las necesidades futuras no es una decisión que se toma una sola vez. Es un proceso continuo, que exige evaluar los parámetros de funcionamiento actuales de las instalaciones, lo que se necesita para satisfacer las necesidades futuras y cómo colmar las lagunas que puedan existir. Arnold, su equipo y la dirección del centro están en constante comunicación sobre lo que el centro necesita ahora y en el futuro para satisfacer las necesidades actuales y planificar el futuro.
"Actualmente estamos evaluando cómo funciona el sistema en comparación con el diseño y cuáles eran nuestras expectativas", dice Arnold. "Asegurándonos de que nos acomodamos a cualquiera de nuestros planes futuros cuando dijimos: 'oye, esto es lo que haremos en el futuro'. Queremos asegurarnos de que eso sigue siendo cierto".
Ese proceso de evaluación y el hecho de no perder de vista el futuro forman parte integrante de las operaciones cotidianas, afirma Brian Group, jefe de planta de Keurig Dr Pepper.
"Se trata de seguir desarrollando y haciendo crecer a nuestro personal para que ofrezca resultados óptimos a la empresa", afirma Group. "Aún estamos en una fase muy temprana, pero estamos decididos a continuar. Queremos que ésta sea una de las mejores fábricas de la red KDP. Así que vamos a seguir creciendo".
Establecer una conexión
El corazón de la operación son las líneas asépticas Sidel que, según el Grupo, "hacen de Allentown una de las plantas asépticas más capaces y rápidas del país, con una producción de 60.000 botellas/hora o 1.000 botellas/minuto". En la actualidad, las líneas producen la marca Snapple de la empresa, que recientemente se ha sometido a una renovación de marca que incluye la fabricación de su botella de 16 oz con plástico reciclable 100%.
En lugar de un sistema tradicional de llenado en caliente, las líneas asépticas utilizadas por Keurig Dr Pepper recuperan 85% del calor empleado llenando a mayor temperatura y aplicando menos refrigeración mediante glicol refrigerado. Las ventajas del llenado a temperatura ambiente frente al llenado en caliente en las líneas asépticas son dobles: ofrece la posibilidad de utilizar una gama más amplia de formas y tamaños de botellas adaptados al consumidor y la posibilidad de reducir la cantidad de plástico utilizado y el peso de las botellas.
Tras el llenado, las botellas se transportan a las líneas de etiquetado y producción, donde se etiquetan, agrupan y envasan en diferentes formas y cantidades en función de la tirada de producción. A continuación, el producto paletizado se traslada al centro de distribución regional situado al lado, donde se almacena todo lo que se fabrica en la planta de producción, así como el producto acabado de otras plantas de producción de KDP. Esto supuso un reto, ya que la empresa quería evitar el uso de camiones para transportar el producto por el aparcamiento desde la planta de producción hasta el centro de distribución.
La solución fue construir un tranvía de 420 pies de largo que conectara los dos edificios. El producto acabado sale del paletizador y se transporta a un elevador, que lo lleva hasta el principio del tranvía. Los palés se transportan automáticamente a través del túnel del tranvía hasta un elevador del centro de distribución, que los baja para que puedan ser transportados con carretillas elevadoras a la zona de almacenamiento adecuada.
Como dice Moore, de Dennis Group, el tranvía fue un ejemplo de la colaboración y la comunicación que ayudaron a que el proyecto fuera un éxito, incluso cuando algunos parámetros cambiaron a lo largo del proceso. La idea original era un solo edificio para albergar la planta de producción y el centro de distribución, pero cuando se pasó a dos edificios, se necesitó una solución para llevar el producto del Punto A al Punto B de forma eficiente y, al mismo tiempo, reducir el impacto ambiental del traslado de palés de un edificio a otro.
Foto 1: El producto acabado se paletiza y se transporta a un elevador, que eleva los palés hasta una cinta transportadora que los lleva por el tranvía hasta el centro de distribución regional. Foto 2: Primer plano del producto paletizado transportado al elevador. Foto 3: Producto paletizado siendo transportado al centro de distribución regional, donde será bajado y trasladado por carretilla elevadora a la zona de almacenamiento correcta. (Haga clic en cada imagen para ampliarla).
"Todo el equipo colaboró para idear cómo podíamos resolver el problema", dice Moore. "Aunque el tranvía no es del todo único, es una forma bastante interesante de resolver parte del problema".
Una vez decidida que el tranvía era la solución, llegó el reto de garantizar que funcionara de la manera deseada. Con cuatro líneas en funcionamiento en este momento, los palés llegan de distintas líneas, y no siempre en el mismo orden ni con el mismo horario. Así que hay que indexar y hacer un seguimiento de los palés para asegurarse de que se gestionan correctamente y se envían a la zona de almacenamiento adecuada. Los elevadores y la cinta transportadora están automatizados, lo que elimina la necesidad de que los operarios suban y bajen los palés y los desplacen por la cinta transportadora. Pero eso también significa que no hay un operario que compruebe los palés cuando entran o salen del sistema de tranvías. La longitud del transportador también añade complejidad a la estructura de control y los parámetros de funcionamiento.
Tener en cuenta la futura ampliación también fue una parte clave del proyecto del tranvía, afirma Patrick Miller, ingeniero de controles de Dennis Group.
"Está dimensionada para la capacidad futura de esta instalación, que duplicará la producción", dice Miller. "Así que también hubo que tener en cuenta muchas cosas, sabiendo que no vamos a duplicar el número de tranvías en los dos edificios".
"Tenemos cuatro líneas que se juntan y producen palés constantemente, y no necesariamente de esta forma perfecta, uno a uno".
-Patrick Miller, ingeniero de control, Dennis Group
Aplicación de estrategias de automatización
El tranvía es sólo un ejemplo de las amplias estrategias de automatización y control que se aplicaron en toda la instalación. KDP y Dennis Group se centraron en identificar soluciones automatizadas siempre que fuera posible, y en implantarlas teniendo en cuenta tanto las necesidades actuales como las futuras.
Había dos retos de automatización distintos: la producción y el propio edificio. Son retos habituales en el sector de la alimentación y las bebidas, pero lo que KDP y Dennis Group querían era unirlos para poder tener una visión completa de lo que ocurre en las instalaciones en todo momento y reaccionar según sea necesario.
"Nunca se va a llegar a una instalación sin luz a menos que se puedan tomar los datos agregados que utiliza el sistema de gestión del edificio", dice Chris Bryant, director de ingeniería de Dennis Group. "¿Dónde están los puntos calientes de la instalación? ¿Dónde está el tráfico peatonal? ¿A qué temperatura deben funcionar los climatizadores de esta sala? ¿Va a cambiar la cantidad real de agua que necesitamos en esta receta y utilizar todos esos datos para modelar controles predictivos e incorporar aplicaciones de inteligencia artificial y todo lo demás? Pero para ello, la información tiene que estar consolidada. Esos sistemas tienen que estar juntos".
Foto 1: Transportadores automatizados de alta velocidad trasladan el producto a lo largo del proceso de producción. Foto 2: Una de las llenadoras asépticas de la planta. (Haga clic en cada imagen para ampliarla).
Para ello, los sistemas deben comunicarse entre sí, lo que implica implantar una estructura de control que permita que los controles BACnet del edificio se comuniquen con el sistema SCADA y viceversa. A continuación, todos esos datos deben gestionarse y recopilarse de forma que los operarios e ingenieros puedan utilizarlos para tomar decisiones con conocimiento de causa, en lugar de ahogarse en un flujo abrumador de información.
Para ello, el equipo utilizó una pasarela que facilita la comunicación entre los dos sistemas. El sistema de gestión de edificios puede enviar alarmas no sólo por un problema en el funcionamiento del edificio, sino también por alarmas de proceso. Esto permite a los operarios e ingenieros responder rápidamente a una alarma de cualquier aspecto de las operaciones, en lugar de recibir únicamente alarmas de proceso o alarmas del edificio, o tener que supervisar sistemas distintos para cada una de ellas.
Pero el sistema tiene que ser seguro, lo que supuso un reto para la integración de las comunicaciones, dice Bryant.
"Una de las victorias de este proyecto fue poder converger y aplanar realmente la red para hacerla totalmente accesible hasta los dispositivos de nivel cero".
-Patrick Miller, ingeniero de control, Dennis Group
"Esa interrelación no fue fácil, sencillamente porque la empresa y la fabricación están separadas como tienen que estar", dice Bryant. Así que conseguir esa comunicación de ida y vuelta no fue necesariamente un gran reto, pero sí un camino crítico para conseguir la funcionalidad final que buscábamos."
Impulsado por las personas
Aunque las instalaciones están muy automatizadas, las personas son la clave de las operaciones. Permitir que esas personas realicen su trabajo de forma segura y eficiente es una prioridad máxima para KDP, y eso se nota en todo el diseño y el funcionamiento del proceso de producción.
Las plantas de bebidas tienen tradicionalmente las líneas de producción en forma de herradura, pero no es el caso de esta instalación. El equipo aprovechó el espacio disponible para estirar las líneas de producción y las diseñó por parejas, de modo que los paneles de control de los equipos de una línea estuvieran orientados hacia los equipos de la línea compañera. Esto permite a un solo operario manejar dos líneas, simplemente cruzando un pasillo para recargar los materiales de etiquetado o extraer muestras para los controles de calidad.
Pero no querían que la gente tuviera que cruzar esos pasillos innecesariamente. Así que construyeron un paso de peatones al principio de las líneas de producción que permite a los empleados acceder a cada línea sin tener que cruzar los pasillos mientras vigilan el tráfico de carretillas elevadoras. El paso peatonal tiene otra función: es donde se instala la infraestructura eléctrica de cada línea, lo que facilita el acceso para el mantenimiento o las reparaciones.
"Es escuchar a la gente que hace el trabajo e intentar que su trabajo sea lo más seguro y eficiente posible".
-Brian Group, jefe de planta de Keurig Dr Pepper
El diseño y la distribución fueron otro éxito impulsado por la colaboración y la comunicación, afirma Rod Walker, director de proyectos de Dennis Group. Dennis Group tiene experiencia en diseño y construcción; Keurig Dr Pepper tiene experiencia operativa. Así, cuando Dennis Group presentaba una estrategia para diseñar una línea que cumpliera los objetivos de producción, Keurig Dr Pepper podía examinarla desde el punto de vista operativo y hacer cambios en función de las necesidades de los operarios. Esto también funcionaba a la inversa; Keurig Dr Pepper podía proporcionar parámetros basados en su conocimiento de los requisitos operativos para ofrecer más contexto a las decisiones de diseño. De este modo se tomaban decisiones finales que funcionaban tanto desde el punto de vista del diseño como desde el punto de vista operativo.
"A veces esas cosas están en violento desacuerdo", dice Walker. "Ayudamos a luchar contra ellas y a averiguar cuál será el mejor diseño".
Foto 1: Las etiquetadoras automáticas etiquetan las botellas a medida que pasan por ellas. Las máquinas están preparadas para que un operario pueda cubrir dos líneas para cargar el film, extraer muestras para los controles de calidad y responder a las alarmas. Foto 2: Un operario carga película en una etiquetadora. (Haga clic en cada imagen para ampliarla).
Seguridad y eficacia
Las instalaciones son grandes. Muy grande. Esto significa que los equipos tenían mucho espacio para trabajar en el diseño y la distribución, pero también tenían que tener en cuenta los retos logísticos que supone mover materiales y personas a lo largo del proceso de producción. Si los operarios tienen que desplazarse constantemente de un extremo a otro de las instalaciones, de repente el tamaño se convierte en una desventaja en lugar de una ventaja.
Esa fue una de las principales preocupaciones durante las fases de diseño, construcción y planificación operativa. Keurig Dr Pepper quería un espacio que facilitara el funcionamiento y el mantenimiento de todos los equipos de las instalaciones, garantizando al mismo tiempo el cumplimiento eficaz de los objetivos de producción. Además, la seguridad de los empleados era primordial, por lo que los equipos se centraron en cómo mover a las personas por las instalaciones de forma que no tuvieran que esquivar carretillas elevadoras u otros posibles peligros.
Foto 1: Botellas llenas y tapadas pasando por el sistema de transporte a la siguiente fase del proceso. Foto 2: Un operario carga ingredientes en la sala de mezclas. Las soluciones ergonómicas, como los elevadores, ayudan a que los empleados no estén constantemente recogiendo y transportando bolsas de ingredientes. Foto 3: En lugar del clásico diseño de "herradura" para una planta de bebidas, Keurig Dr Pepper alargó las líneas para aprovechar el espacio y hacer posible que un operario cubriera dos líneas. (Haga clic en cada imagen para ampliarla).
Muchas de estas decisiones se tomaron en el proceso de diseño, como suele ocurrir. Pero Arnold dice que KDP esperó para tomar ciertas decisiones de diseño clave hasta que pudieron llevar a los empleados a ciertas partes de la planta. Por ejemplo, el equipo llevó a empleados a la sala de lotes y les pidió su opinión antes de tomar algunas decisiones definitivas sobre el diseño y el funcionamiento de la sala.
"Les reunimos, hablamos del trabajo que había que hacer y les preguntamos cómo podíamos facilitarles el trabajo de forma más segura", explica Arnold. La mayor parte de la mezcla está automatizada, pero algunos ingredientes menores se añaden a mano, por lo que uno de los resultados de los comentarios de los empleados fueron las plataformas de mezcla que incluyen elevadores de tijera y descargadores de bidones integrados, lo que permite una mejor ergonomía y una mayor seguridad de los empleados en comparación con tener que levantar y transportar los ingredientes.
"Muchas veces vemos plantas antiguas que funcionan bien, pero es casi imposible realizar el mantenimiento de algunos equipos porque están muy apretados. Así que hicimos un planteamiento muy deliberado para dejar espacio para el mantenimiento y el acceso a todos los equipos".
-Rod Walker, director de proyectos, Dennis Group
Como dice Group, ese mecanismo de retroalimentación y respuesta es una pieza continua del rompecabezas operativo. Los empleados siguen mejora continua y las metodologías Lean, y siempre están evaluando la operación para buscar áreas de mejora potencial o de aumento de la eficiencia.
"Se trata de escuchar a las personas que hacen el trabajo e intentar que su trabajo sea lo más seguro y eficiente posible", afirma el Grupo. "Eso es continuo, y basándonos en nuestra forma de operar, seguiremos haciéndolo, y buscaremos cualquier oportunidad que se nos presente y tomaremos medidas en consecuencia".
Confiar en el proceso
Aunque el centro se desarrolló, diseñó y construyó para cumplir determinados parámetros operativos, esos parámetros no son nuevos para Keurig Dr Pepper. La empresa cuenta con extensas operaciones de fabricación, y el compromiso de toda la empresa con la mejora continua significa que el equipo de Allentown dispone de recursos a los que recurrir cuando se trata de superar retos operativos.
"¿Hay una forma mejor? ¿Podemos ir y simplificar esto, podemos hacerlo más eficiente, eliminar pasos, eliminar variaciones, para seguir creciendo y avanzando?".
-Brian Group, jefe de planta de Keurig Dr Pepper
Pero las instalaciones de Allentown son también un paso adelante en muchos aspectos, lo que significa que el equipo evalúa continuamente el proceso y busca áreas de mejora potencial. Es una combinación de buenas prácticas fundamentales desarrolladas en toda la empresa y nuevas formas de hacer las cosas.
Un ejemplo es la atención que se presta en las instalaciones a los elementos de diseño sostenible, incluida la eficiencia energética. Un elemento de diseño único es que, cuando la temperatura ambiente alcanza los 42 grados -algo frecuente en el invierno de Pensilvania-, los refrigeradores de glicol se apagan y las tuberías se desvían automáticamente para utilizar la refrigeración mecánica de las torres de refrigeración a fin de templar el agua fría para los usuarios del proceso, lo que reduce enormemente el consumo de energía.
Foto 1: Las botellas llegan a la planta como moldes preformados, que se calientan y expanden antes del llenado. Foto 2: Un operario carga tapones en tolvas, desde las que se transportarán a la sala de llenado. Foto 3: Una mirada al interior de uno de los rellenos. (Haga clic en cada imagen para ampliarla).
Panorama general
"Tenemos una oportunidad única con el espacio, la ubicación, el liderazgo en el sitio, y especialmente la gente".
-David Arnold, director senior de ingeniería de fabricación de Keurig Dr Pepper
Un proyecto de construcción de esta magnitud es difícil en el mejor de los casos, y también lo es llevarlo a cabo con eficacia y eficiencia. Requiere una planificación cuidadosa, atención a cada detalle, por pequeño que sea, y el compromiso de evaluar y mejorar constantemente todos los aspectos del proceso.
Esos eran los retos a los que se enfrentaban Dennis Group y Keurig Dr Pepper incluso antes de que la pandemia de COVID-19 se convirtiera en una preocupación. Si añadimos esos retos a la mezcla, todo se magnifica.
Foto 1: Una vez que las botellas están llenas, tapadas, etiquetadas y envasadas, se transportan al paletizado. Foto 2: Un operario actualiza los totales de producción. Foto 3: Vista de las líneas de producción. El paso de peatones del fondo de la foto permite a los empleados pasar de una línea a otra sin tener que cruzar pasillos; también alberga la infraestructura eléctrica de cada línea. (Haga clic en cada imagen para ampliarla).
Pero esos retos se superaron gracias a la colaboración y la comunicación, y las instalaciones son un brillante ejemplo de cómo una empresa de diseño y construcción y un fabricante de alimentos y bebidas pueden trabajar juntos para crear unas instalaciones que satisfagan las necesidades actuales y, al mismo tiempo, estén preparadas para el futuro.
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No fue una tarea fácil. Pero los equipos implicados consiguieron llevarla a cabo con estilo, a pesar de ser una empresa colosal.
"En muchos de los proyectos en los que trabajamos, tocamos a muchos grupos empresariales distintos", dice Arnold. "Pero con este proyecto en particular, no sé si hay algún grupo con el que no hayamos trabajado. El equipo es lo primero" es uno de los valores de nuestra empresa, y lo hemos aprovechado para hacer un gran proyecto y construir una gran planta aquí". FE
Publicado en
Ingeniería alimentaria, agosto de 2021
Autor
Casey Laughman
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