Fabrikautomatisierung: Vier Tipps für die Zukunft der Lebensmittel- und Getränkeherstellung
Veröffentlicht am 16. Juli 2020 in Operational Excellence
Die Coronavirus-Pandemie hat Unternehmen jeder Art und Größe vor große Herausforderungen gestellt. In der Lebensmittel- und Rohstoffindustrie sehen sich Unternehmen eines deutlichen Rückgangs des Verbrauchs und einer Unterbrechung der Lieferketten gegenübergestellt, während der Verbrauch zu Hause zugenommen hat und der Verbrauch außer Haus fast zum Stillstand kam. Aber wie können Hersteller ihre Geschäftsstrategien und Produktionsprozesse aktuell und langfristig anpassen? Die Pandemie kann eine Chance sein, veraltete Prozesse und Verfahren zu überdenken und sie mit Konzepten wie innovativer Robotik, Sensortechnologie und ganzheitlichen Automatisierungsstrategien zu erweitern.
Unternehmen müssen auf eine Zukunft hinarbeiten, in der sie Automatisierung vermehrt zur Steigerung ihrer Wettbewerbsfähigkeit und Produktivität einsetzen. Dies umfasst Bereiche wie feste, kollaborative und mobile Robotik sowie ergänzende Überwachungs- und Steuerungs-, Sensor- und Bildverarbeitungstechnologien, die auf spezifische Produktionsanforderungen zugeschnitten sind. Lebensmittel-, Getränke- und Rohstoffhersteller sollten ihre Bemühungen auf vier wichtige Perspektiven konzentrieren: Optimierung der Personalressourcen, Produktqualität und Rückverfolgbarkeit, Flexibilität und Anpassung sowie Nachhaltigkeit und Innovation.
1. Optimierung der Personalressourcen
Millionen von Menschen sind im Lebensmittel- und Getränkesektor beschäftigt und werden eine wichtige Rolle in der Fabrik der Zukunft spielen. Die Pandemie hat neue Herausforderungen mit sich gebracht, z. B. Abstandsregeln und strengere Sicherheitsvorschriften. Automatisierung kann bei der Bewältigung dieser Herausforderungen helfen sowie gleichzeitig die langfristige Sicherheit und Effizienz verbessern. So kann beispielsweise ein kollaborativer Roboter (Cobot) bzw. ein mobiler Roboter anspruchsvolle und sich wiederholende Aufgaben ausführen, sodass sich Mitarbeiter auf wertschöpfende Rollen konzentrieren können.
Zusammenarbeit ist ein entscheidender Faktor in dieser Mischung aus Menschen, Maschinen, Robotern und künstlicher Intelligenz (KI). Roboter können die Geschwindigkeit und Genauigkeit von Prozessen erhöhen, während Mitarbeiter geschäftskritische Angelegenheiten, die Kommunikation mit dem Kunden und wertschöpfende Aufgaben übernehmen. Cobots und mobile Roboter können mit Menschen zusammenarbeiten, um beim Heben oder Transportieren von Gütern und Materialien zu helfen, sowie bei Aufgaben, die Mitarbeiter aufgrund von Abstands- oder Sicherheitsregeln nicht ausführen können.
Ein Praxisbeispiel: Einer der Partner von Omron setzte ein Projekt um, bei dem manuelle Arbeit durch ein vollautomatisches System für das Bewegen schwerer Rollen mit einem Gewicht von bis zu 30 kg ersetzt wurde. Durch die Automatisierung dieser anstrengenden Aufgabe war es dem Unternehmen möglich, seine Mitarbeiter zu unterstützen und gleichzeitig die Effizienz und Produktivität zu steigern.
2. Produktqualität und Rückverfolgbarkeit
Qualität und Rückverfolgbarkeit werden für Hersteller und Kunden immer wichtiger. Barcodes beispielsweise werden in vielen verschiedenen Anwendungen verwendet, müssen jedoch von höchstmöglicher Qualität sein. Internationale Vorschriften und detaillierte Projektspezifikationen sorgen für zuverlässigere Systeme und Werkzeuge, die sicherstellen, dass Barcodes korrekt und lesbar sind.
Diese Systeme lassen sich anpassen, um zusätzliche Aspekte des Verpackungsdesigns und der Integrität zu prüfen. Die neuesten Lösungen können die Qualitätsstufe erkennen und eine aktive Warnung ausgeben, wenn sie abnimmt. Dadurch werden präventive Wartungsmaßnahmen ermöglicht, die potenziell kostspielige Fehler vermeiden.
Codes auf Verpackungen werden für den Verbraucher am Verkaufsort immer nützlicher. Sie können Informationen über Allergene oder bestimmte Zutaten (z. B. Gluten) oder das Herkunftsland bereitstellen. Automatisierung und Nachverfolgbarkeit sind eng miteinander verknüpft und tragen letztendlich dazu bei, Kosten zu senken und den Ruf des Herstellers zu schützen.
Ein Praxisbeispiel: Mit einem Barcode-Prüfgerät, das in einen Drucker integriert ist, können Etiketten während des Drucks geprüft werden. Dadurch wird sichergestellt, dass Kunden Produkte mit den richtigen Informationen, Etiketten und Barcodes erhalten, sodass der Händler keine Waren zurücksenden oder dem Lieferanten eine Geldstrafe anrechnen muss. Ein weiteres Beispiel ist eine Verifizierungslösung, die Bildverarbeitungssysteme oder RFID verwendet und mit Software für das Produktionsmanagement verknüpft ist, um Probleme im Zusammenhang mit falschen Codes oder Etiketten zu reduzieren.
3. Flexibilität und Anpassung
In vielen anderen Branchen ist die „Chargengröße 1“ (bzw. Losgröße 1) ein wichtiges Ziel für Hersteller. Auch wenn der Lebensmittel- und Getränkesektor immer noch sehr stark von Volumen abhängig ist, sollten eine höhere Flexibilität und Agilität weiterhin Priorität hinsichtlich der Erfüllung wachsender Kundenanforderungen und sich verändernder Vorschriften haben.
Ein wichtiges Automatisierungselement, das ein Hersteller bei Produktionslinien berücksichtigen sollte, sind mobile Roboter. Viele Lösungen sind nach wie vor auf unflexible Fördersysteme angewiesen, während mobile Roboter die erforderliche Flexibilität bieten, um Bestände und Verbrauchsmaterialien zur richtigen Zeit an die richtigen Stellen zu bringen.
Ein Praxisbeispiel: Mobile Roboter und kollaborative Roboter ermöglichen es Unternehmen, Anforderungsschwankungen zu bewältigen und eine flexiblere Produktionsumgebung zu entwickeln. Diese Fähigkeit zur Anpassung und Weiterentwicklung wird in Zukunft noch wichtiger werden. Cobots sind leicht bereitzustellen und innerhalb des gesamten Produktionsbereichs zu transportieren, was die Flexibilität erhöht. Mobile Roboter können Routen schnell ändern, Hindernisse dynamisch umgehen oder an verschiedenen Schwerpunkten arbeiten. Sie lassen sich mit speziellem Zubehör anpassen, das noch mehr Vielseitigkeit bietet. Vor Kurzem hat Omron eine mobile Manipulatorlösung (MoMa) entwickelt, die Cobot- und mobile Technologie vereint.
4. Nachhaltigkeit und Innovation
Nachhaltigkeit ist für die Mehrheit der Verbraucher wichtig, die Produkte mit möglichst wenig Verpackung kaufen möchten. Die Verpackung schützt jedoch den Artikel und bietet nützliche Informationen. Hersteller müssen ein Gleichgewicht zwischen diesen verschiedenen Faktoren finden sowie die verwendeten Verpackungsmaterialien sorgfältig abwägen.
Automatisierung ist eng mit Nachhaltigkeit verknüpft. Beispielsweise wird durch die genaue Kontrolle der Temperatur und des Drucks beim Verschließen eines Artikels in einer Verpackung sichergestellt, dass das Produkt korrekt und sicher verpackt ist sowie Ausschuss und Nacharbeit vermieden werden. Ebenso müssen Hersteller viele verschiedene Variablen berücksichtigen, wie z. B. Verpackungsdicke, Umgebungstemperatur und Geschwindigkeit für Verpackungsfolien. Daher benötigen sie ein System, das mit der Funktionalität ausgestattet ist, Daten in Echtzeit zu erfassen und zu analysieren. Dadurch können sie effektiver arbeiten und in Zukunft nachhaltiger handeln.
Ein Praxisbeispiel: Ein Beispiel für innovative Technologien ist der Sysmac AI Controller von Omron, eine intelligente Lösung, die Daten ganz nah an ihrem Entstehungsort erfasst, analysiert und verwendet, um Anomalien zu erkennen, Ausfälle zu verhindern und die Lebensdauer der Geräte zu verlängern. Sie kombiniert die Steuerungsfunktionen für Fertigungslinien und -anlagen mit KI-Verarbeitung.