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Nov 23, 2023

Gardez un œil sur les produits du début à la fin dans l'usine

En février, nous avons examiné les outils disponibles pour suivre et tracer les produits

En février, nous avons examiné les outils disponibles pour suivre et retracer les produits tout au long de la chaîne d'approvisionnement ; c'est-à-dire ce qui se passe à l'extérieur d'une usine de fabrication. Mais qu'en est-il du suivi des produits dans les limites de l'usine ? C'est-à-dire : les ingrédients qui entrent dans la porte, sont combinés dans une recette et sortent des quais de chargement. Ce qui se passe dans une installation est facile à suivre, n'est-ce pas ? Eh bien, si tel était le cas, pourquoi 47 % des rappels de la FDA et 24 % des rappels de l'USDA en 2021 ont-ils été causés par des allergènes non déclarés sur l'étiquette, selon le FMI ?1

Bien entendu, ces chiffres ne tiennent pas compte des rappels dus au métal, au plastique ou à d'autres fragments contenus dans les aliments, ni aux problèmes récents tels que les produits chimiques CIP/détergents contenus dans les boissons en raison de procédures CIP/nettoyage inappropriées.2 Chacun de ces incidents peut endommager la marque. (Pour en savoir plus sur le CIP, consultez l'article de ce mois-ci, "Faites du CIP une partie intégrante de votre processus".)

L'équipement d'inspection interne, les étiqueteuses, l'équipement RFID, les systèmes de localisation en temps réel, les systèmes de lecture de code optique et les logiciels aident à réduire les dommages causés par les rappels en permettant de suivre le produit en plus petits numéros de lot. Ainsi, lorsqu'un rappel est nécessaire, moins de produit doit être rappelé, comme ce fut le cas avec la boisson contaminée par des produits chimiques de nettoyage mentionnés ci-dessus.

"La technologie de fabrication intelligente fait du suivi et de la traçabilité une véritable opération de bout en bout, offrant une visibilité sur l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement et des opérations de production", déclare Jim Bresler, directeur de la gestion des produits, de l'alimentation et des boissons chez Plex Systems. Les solutions de fabrication intelligentes permettent aujourd'hui aux transformateurs de suivre le produit dans les quatre murs d'une usine de fabrication à tous les niveaux de WIP, des réceptions des fournisseurs aux expéditions des clients.

Selon Bresler, les systèmes de gestion de la qualité (QMS) offrent des capacités de suivi et de traçabilité des lots, qui peuvent rapidement retracer les lots de la source à la destination ou vice versa. Les QMS s'intègrent généralement aux ERP et aux MES, reliant les données de toutes les opérations de l'entreprise.

La plupart des matériels de l'usine, des systèmes d'inspection et de vision aux systèmes de contrôle de processus et d'impression d'étiquettes à code de date, incluent leur propre logiciel ou fonctionnent avec un logiciel fourni par l'utilisateur pour étendre les capacités de traçabilité des produits dans l'usine. Certains fabricants d'équipements d'inspection, y compris Fortress Technology, intègrent une journalisation sécurisée et automatique de toutes ces informations dans leurs systèmes.

Pour aider les processeurs à collecter des données en temps réel, les détecteurs de métaux à convoyeur, à gravité, à pipeline et combinés Fortress sont équipés de capteurs de machine en option pour fournir des signaux permettant de tout contrôler, de la confirmation du rejet aux portes des bacs, en passant par la pression d'air, l'alimentation et plus encore, explique Eric Garr, directeur régional des ventes. Les données de performance reflétant ces capteurs peuvent être consultées dans les rapports générés par Contact Reporter, un outil logiciel propriétaire qui donne aux utilisateurs un accès rapide aux détecteurs de métaux.

Lorsque j'ai visité de nouvelles usines, il n'était pas rare de voir des équipements d'impression d'étiquettes Videojet appliquer des codes de lot et de date aux produits lors de leur passage sur les lignes d'emballage à grande vitesse. Selon John Nobers, directeur du suivi et de la traçabilité pharmaceutique, médical et industriel, Videojet fournit des technologies, des services et une assistance pour l'intégration complète d'imprimantes, de lasers, de logiciels et de systèmes de vision pour imprimer et vérifier des données variables, notamment des numéros de lot et de lot, des codes promotionnels et sérialisés. "Nous offrons également notre expertise aux transformateurs alimentaires qui cherchent à gérer et à retracer les stocks, les promotions ou les rappels", déclare Nobers.

Zebra Technologies fournit des solutions d'étiquetage, de code-barres et de détection d'identification par radiofréquence (RFID) qui suivent le mouvement des produits tout au long des processus de réception, de fabrication, d'emballage et d'expédition tout au long de la chaîne d'approvisionnement. Selon John Wirthlin, directeur de l'industrie - fabrication, transport et logistique, "Les données que nos solutions capturent sont intégrées aux systèmes de gestion de fabrication et d'entrepôt de planification des ressources d'entreprise (ERP) backend pour fournir une visibilité sur ces flux de travail critiques et répondre aux exigences réglementaires."

Jeff Snyder, spécialiste des ventes d'identification et de localisation, Siemens Digital Industries Process Automation DCP, décompose les technologies de suivi en usine de l'entreprise en trois catégories principales :

La société propose une sélection complète de lecteurs, d'antennes et d'étiquettes dans son portefeuille SIMATIC Ident et RTLS, fournissant des solutions d'identification et d'intégration avec les systèmes d'usine.

Les solutions d'identification et de localisation sont utilisées lorsqu'il s'agit de connaître à tout moment la localisation des produits et des composants. La réponse à la question « Quels ingrédients sont où et quand » peut être résolue rapidement et de manière fiable grâce à des systèmes d'identification lisibles par machine, automatisés et sans contact qui synchronisent les flux de données virtuels dans les systèmes informatiques avec le flux réel de marchandises. Cela permet de garantir une transparence maximale, non seulement dans les processus de production, mais également dans la logistique et l'entreposage, explique Ulli Thornton, responsable du marketing produit pour l'identification et la localisation, Siemens Digital Industries Process Automation DCP.

Pour certains aliments, cela est devenu plus critique que jamais. Dans les récentes règles de la FDA, la FSMA 204 exige que les éléments de données clés (KDE) tels que l'article, le numéro de lot, la date d'expiration et les informations d'origine soient encodés dans un code-barres bidimensionnel (2D), explique Wirthlin de Zebra Technologies. Ces éléments de données peuvent être lus par des lecteurs de codes-barres portables et fixes, des scanners industriels fixes et des équipements RFID. Ces dispositifs consomment ces éléments de données et sont ensuite communiqués de l'expéditeur au destinataire tout au long des multiples transferts et événements de transformation dans la chaîne d'approvisionnement.

Chaque produit et son processus de production auront de nombreux domaines de saisie d'informations et d'entrées sur la collecte de données à intégrer dans la sécurité alimentaire et le suivi et la traçabilité, explique Nobers de Videojet. En utilisant des technologies d'identification, des logiciels et des processus de production plus interopérables, un fournisseur de marquage et de codage peut aider les transformateurs alimentaires à établir une base solide et à s'adapter aux nouveaux besoins des clients et de la sécurité alimentaire. L'équipement et le logiciel de traçabilité de Videojet peuvent être intégrés aux systèmes ERP, MES, WMS ou de planification de la production pour capturer les données sur les ingrédients collectées pour un produit, les informations sur la production en cours et les transactions d'emballage et d'entreposage pendant qu'un produit continue le processus jusqu'au point de vente.

Bien qu'il soit important de disposer de toutes ces données et de ces KDE, Wirthlin affirme que garantir l'état des ingrédients et du produit final l'est encore plus lorsque les produits arrivent à leur destination finale. « Zebra fournit des capteurs environnementaux tels que des étiquettes de détection de température et des enregistreurs de données qui peuvent être ajoutés aux étiquettes et aux expéditions pour aider à garantir que les produits restent dans les paramètres de température pendant le transport et l'inventaire. Ces indicateurs alertent les travailleurs en périphérie avec une indication visuelle lorsqu'il y a une excursion de température. Cela permet aux travailleurs de gérer les excursions en temps quasi réel, contribuant ainsi à éliminer le gaspillage », explique Wirthlin.

En règle générale, les données sont collectées par les travailleurs périphériques pendant le processus de réception et stockées dans les systèmes MES et ERP backend de l'organisation, puis exploitées pendant les processus de fabrication, d'inventaire et d'expédition, explique Wirthlin. Ces données sont ensuite transmises en aval, avec l'expédition physique, afin que l'organisation réceptrice puisse planifier la réception de l'expédition et aider au traitement des actifs entrants. "Les données des fournisseurs en amont et en aval peuvent certainement être exploitées pour améliorer les données de recette, mais l'emplacement physique des différents éléments de données n'est pas pertinent compte tenu de l'adoption généralisée du stockage dans le cloud", déclare Wirthlin.

"Les étiquettes RFID apposées sur n'importe quel conteneur, actif ou composant fabriqué peuvent contenir n'importe quel type de données complexes dans des régions de mémoire structurées", déclare Snyder de Siemens. Les RFID et les RTLS sont de puissants mécanismes de collecte de données décisionnelles, en particulier les décisions d'amélioration des travaux en cours (WIP).

Selon le matériel et les logiciels utilisés, les données peuvent être stockées dans un emplacement central où elles sont accessibles par les différents systèmes susceptibles de les utiliser, par exemple un système de niveau supérieur tel qu'un MES, un ERP, des systèmes de gestion de recettes JIT, un LIMS ou tout autre système d'optimisation opérationnelle, ajoute Snyder. Les données peuvent être stockées sur site ou dans le cloud, selon les préférences et les politiques de l'utilisateur.

Différentes approches de stockage de données sont utilisées et peuvent inclure de simples bases de données partagées, des serveurs d'usine locaux et des systèmes basés sur le cloud, explique Nobers de Videojet. "Comprenant les besoins des clients en matière de processus et de gestion des données, nous travaillons avec eux pour utiliser notre logiciel de ligne de production de base, Videojet CLARiSUITE ou notre logiciel de contrôle de ligne avancé, Videojet IMprints, pour communiquer et/ou surveiller ces systèmes."

Les partenaires de Videojet, comme Loftware, proposent également des solutions logicielles qui peuvent aider au contrôle des stocks dans l'espace d'entrepôt (intégration WMS) et gérer la production d'étiquettes, explique Eric Davis, responsable de compte national chez Videojet.

De nombreux produits alimentaires ont une "date de péremption" (DLC) pour indiquer une date de péremption, explique Thornton de Siemens. Tous les produits n'ont pas de date de péremption, donc tous les produits ne nécessitent pas un tampon sur l'emballage. Lorsque des DLC sont requis, ils doivent figurer sur l'emballage reçu par les consommateurs finaux.

Les codes de lot sont également utilisés pour assurer la traçabilité des produits, ajoute Thornton. Les codes de lot sont particulièrement utiles pour regrouper certains lots de production en cas de rappel de produit. Les rappels sont généralement limités à des codes de lot distincts, et si ces codes ne sont pas utilisés, il n'y a aucun moyen de rappeler des lots de produits spécifiques. Dans ce cas, un rappel très large est nécessaire, ce qui peut être extrêmement coûteux et préjudiciable à une marque.

Le suivi des lots à l'intérieur d'une installation de production varie d'une entreprise à l'autre. Beaucoup utilisent encore des voyageurs en papier, certains utilisent des codes-barres 1D ou 2D, tandis que d'autres utilisent les technologies RFID et/ou RTLS, explique Snyder.

Quand appliquer les codes dépend du type d'emballage et du processus, dit Nobers. Un produit est le plus souvent identifié par un code de date, une date de péremption, une date de traitement, etc. lorsqu'il se trouve dans son emballage final vendable. "Le processus de codage peut être basé sur des codes alphanumériques ou à barres (1D/2D/QR), utiliser un contenu statique ou variable, et être activé pour effectuer un suivi interne ou externe tel que défini par le fabricant de produits alimentaires ou le produit", ajoute Nobers.

« Les codes alphanumériques sont toujours les plus courants, mais les clients avertis commencent à utiliser des codes 2D pour mieux suivre leurs produits tout au long du processus de fabrication et pour les aider à confirmer que la bonne version de l'emballage est utilisée », déclare Davis de Videojet.

"Les éléments de données tels que le numéro de lot, les dates d'expiration, etc. sont capturés pendant les cycles de production, mais le moment de ces événements capturés peut varier en fonction du flux de travail, des exigences réglementaires et des facteurs environnementaux", explique Zebra's Wirthlin. "Le règlement FSMA 204 ne couvre pas tous les produits alimentaires et boissons et ne dicte pas les normes d'étiquetage."

De nombreuses industries utilisent des formats d'encodage et d'étiquettes de données hérités, ajoute Wirthlin. Ceux-ci sont exclusifs et fonctionnent bien au sein de l'écosystème de cette organisation. Cependant, l'adoption de normes mondiales en matière de données et d'étiquetage est nécessaire pour que les partenaires commerciaux puissent communiquer efficacement. L'organisation GS1 est responsable de l'établissement des normes d'étiquetage et de données, et ces normes doivent être conformes aux réglementations de la FDA. En outre, une transaction de données standard, Electronic Product Code Information Services (EPCIS), a été établie pour fournir un moyen cohérent de saisir les éléments de données de chaque transaction entre partenaires commerciaux.

Comme l'impression de livres aujourd'hui, le processus est passé de grands systèmes offset et flexographiques à quatre couleurs à des systèmes d'impression à la demande uniques. "La lithographie offset est souvent utilisée pour les articles volumineux ou plats, tels que les emballages irréguliers, les cartons pliants et les grandes étiquettes", explique Snyder. Pendant de nombreuses années, la méthode d'impression de référence pour les matériaux d'emballage flexibles et les étiquettes à grand volume était l'étiquetage flexographique ou "flexo", mais la lithographie offset est maintenant plus techniquement et plus rentable pour ces applications. L'impression numérique est relativement nouvelle et est souvent utilisée dans les emballages de produits à court, moyen et long tirages. La gravure et la sérigraphie sont également parfois utilisées dans l'industrie de l'emballage, ajoute Snyder.

"Il existe une grande variété d'options d'impression d'étiquettes pour s'adapter à toutes les tailles d'emballages", explique Wirthlin. L'imprimante la plus courante et la plus efficace utilisée sur les lignes de production est un système d'impression et d'application. Ces systèmes impriment et encodent des étiquettes de produits, de caisses et de palettes et les appliquent directement sur un actif lorsqu'il se déplace le long d'une chaîne de montage ou d'un système de convoyage sans intervention humaine. Il existe également des imprimantes industrielles et de bureau qui peuvent imprimer des étiquettes qui doivent être appliquées manuellement sur un poste de travail fixe. Aujourd'hui, les imprimantes d'étiquettes mobiles permettent aux travailleurs d'apposer des étiquettes là où elles sont nécessaires.

Nobers décrit les types d'imprimantes disponibles aujourd'hui pour appliquer la date et les codes de produit :

Les agences de réglementation telles que la FDA exigent que les DLC et les codes de lot soient lisibles par les consommateurs finaux, explique Snyder. « Alors que les sociétés pharmaceutiques prennent cette exigence très au sérieux en utilisant la technologie de vision artificielle, telle que la vérification optique des caractères, pour garantir des codes de date et de lot lisibles et précis, les fabricants de produits alimentaires peuvent ne pas appliquer les mêmes normes strictes. Quoi qu'il en soit, les codes de date et de lot doivent être placés dans une zone où les systèmes de vision artificielle et les consommateurs peuvent lire le code.

"La vérification optimale a lieu juste après l'impression d'un code pour garantir la qualité du code et réduire le gaspillage ou les erreurs", explique Nobers. En fonction des exigences spécifiques au produit, les systèmes de numérisation et de vision ont la capacité de vérifier la présence de code ou la lisibilité du texte, ou d'effectuer une inspection OCR/OCV. Cette capacité est utilisée pour les codes à barres 1D et 2D, les codes lisibles par l'homme, les codes QR et l'inspection du contenu des étiquettes. Les systèmes Laetus Vision de Videojet peuvent être configurés et positionnés pour inspecter différents aspects de l'impression, de l'étiquette ou du produit lui-même. Si nécessaire, plusieurs systèmes de vision peuvent être déployés pour fournir une inspection à 360 degrés, ajoute Nobers.

« Un lecteur de code-barres peut être utilisé pour sélectionner facilement le code à imprimer sur le produit lors du passage à un nouveau film/matériau d'emballage. Ce code peut être lié aux calendriers de production et de production pour des lignes spécifiques », explique Carl Chaplin, chef de produit Videojet.

Enfin, les scanners industriels fixes qui exploitent le dernier logiciel de vision artificielle peuvent interpréter des données lisibles par l'homme qui ne sont pas encodées dans un code-barres, explique Wirthlin. "Les logiciels de vision industrielle apprennent à interpréter ces éléments de données en formant le logiciel où chercher et quoi chercher. Cela se fait en prenant plusieurs images que l'algorithme du logiciel utilise pour interpréter avec précision les données requises. L'intelligence artificielle et l'apprentissage en profondeur sont également utilisés pour comprendre comment traiter les problèmes de qualité et autres anomalies."

[1] « Naviguer dans les exigences d'étiquetage des allergènes alimentaires », Adam Friedlander, MS, CFS, directeur, Sécurité alimentaire et services techniques, FMI ; 10 FÉV 2022.

[2] "Kraft Heinz annonce un rappel volontaire des boissons au mélange de jus aromatisé à la cerise sauvage Capri Sun en raison du potentiel de contaminants chimiques", site Web de la FDA (FDA.gov), publié le 16 août 2022.