Anuga FoodTec und Industrie 4.0:
Sensoren und Messtechnik gelten als Schlüsseltechnologie
auf demauf demnShopfloor
Bis vor einigen Jahren reichte es aus, wenn Lebensmittelhersteller ihre Produktionsstruktur mehrmals und saisonabhängig im Jahr änderten. Heute haben sich die Anforderungen auf den Shop Floors in der Branche deutlich verändert. Die Vielzahl der individuellen
Verbraucherwünsche erfordert es, jederzeit Maschinen umstellen, Rezepturen anpassen und alternative Verpackungsformen einführen zu können. Diese neue Form der Produktionsteuerung verbindet sensorische Realtime-Daten mit zuverlässigen Vorhersagen über Betriebszustände der Anlagen und kombiniert diese mit wirtschaftlichen Erwägungen. Auch auf der kommenden Anuga FoodTec vom 26. bis 29. April 2022 in Köln sind Lösungsideen zu dieser komplexen Fragestellung ein zentrales Thema.
Digitalisierung beginnt auf der Feldebene
Robotik und Automation sind für die Lebensmittelindustrie unverzichtbar. Viele Prozesse wurden in den zurückliegenden Jahren bereits automatisiert und teilweise schon digitalisiert. Doch in der "Smart Food Factory" von morgen sollen die Anlagen eigenständig miteinander kommunizieren, um ihre Aufgaben zu erledigen. Im Rahmen ihrer Industrie 4.0-Strategie entwickeln die Automatisierungsspezialisten und Messtechnikanbieter dafür konkrete Lösungen, die sich nahtlos auf der Feldebene einfügen und Lebensmittelproduzenten umgehend einen Zusatznutzen bieten. Als ersten Schritt auf dem Weg der digitalen Transformation integrieren sie neue Sensoren in die Bestandsanlagenanlagen und konfigurieren sie so, dass sie Daten in die Cloud übertragen und mit Smartphones kommunizieren können. Im Idealfall gelangen die kritischen Prozessparameter wie Zucker- oder Stickstoffgehalt in Echtzeit und ohne Umwege via Bluetooth aus dem Feld auf das Tablet. Dadurch lässt sich die Effizienz der Linie ermitteln und häufig auch potenzielle Engpässe im Prozess identifizieren, was wiederum weitere Möglichkeiten zur Verbesserung der Overall Equipment Effectiveness (OEE) bietet.
Fehler rechtzeitig erkennen und beheben
Vor allem der Bedarf an Sensoren, die mehr können als eine physikalische Messgröße in 4...20-Milliampere umzuwa
ndeln, wächst. Gefordert sind "smarte" Sensoren mit integriertem Mikroprozessor, die neben der reinen Erfassung von Messgrößen zusätzlich die Aufgaben der Signalaufbereitung und -verarbeitung in einem Gehäuse vereinen. Längst sind die Sensoren nicht mehr nur für die produktionsverantwortlichen Ingenieure interessant.
Denn neben den klassischen Aufgaben wie der Messung von Temperatur, Druck oder pH-Wert, spielen sie bei der kontinuierlichen Überwachung der Motoren und Pumpen eine zentrale Rolle. Sensoren, die Positions- und Beschleunigungsparameter sowie Schwingungen erfassen, machen sichtbar, was erst auffallen würde, wenn es bereits zu spät ist: den Verschleiß mechanischer Komponenten. Das Bedienpersonal hat so jederzeit Zugriff auf alle Informationen, kann fundierte Entscheidungen zur Wartung treffen - und so auftretende Probleme im Prozess schneller beheben. Doch die vernetzte Sensorik verlangt auch nach durchgängigen Informationskanälen, die herstellerunabhängig bis in die unterste Feldebene reichen. Wichtig ist, dass alle Maschinen über Standardprotokolle und gemeinsame Datensätze kommunizieren. Auf Basis der sich abzeichnender zukünftigen Kommunikationsstandards wie Powerlink, Open Safety, OPC Unified Architecture oder IO-Link treiben viele der auf dem Kölner Messegelände ausstellenden Unternehmen die Einwicklung der übergreifenden Spezifikationen voran.
Assistenzsysteme sorgen für mehr Transparenz
Mittelfristig sollen die Tools und Webservices noch um eine weitere Dimension ergänzt werden - um Assistenzsysteme. Ein Thema, das auch auf den zahlreichen Foren und Vortragsbühnen der Anuga FoodTec 2022 im Mittelpunkt stehen dürfte, denn entgegen der vielfach geäußerten Kritik strebt die Lebensmittelproduktion der Zukunft keine menschenleeren Hallen an. Das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Dresden entwickelt mit SAM ein solches selbstlernendes Assistenzsystem, dass die Anlagenbediener in der Lebensmittelindustrie bei der Fehlerbehebung und dem Aufbau von Erfahrungs- und Prozesswissen unterstützt. SAM kann ähnlich schnell wie ein Mensch lernen und Muster bereits nach wenigen Wiederholungen -erkennen. Es unterstützt die kognitiven Fähigkeiten bei der Informationsaufbereitung, dem Treffen von Entscheidungen sowie dem A
usführen und der Kontrolle von Maschinen, Prozessen und Produkten. Durch die Kombination von industrieller Bilderkennung und einer intelligenten Datenbank begleiten Assistenzsysteme die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in Echtzeit während der Produktion.
Lösungen für die industrielle Praxis
IT-Experten erwarten den größten Einsatzzuwachs von Industrie 4.0-Technologien demzufolge in den Bereichen Virtual Reality und Augmented Reality - zwei Visualisierungsverfahren, die bereits heute in vielen Betrieben beim Einlernen und Trainieren zum Einsatz kommen. Gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft soll auch SAM in den kommenden Jahren weiterwachsen und durch solche Module in seinen Funktionen ergänzt werden. Dann können über eine Schnittstelle verschiedene Interaktionsgeräte angeschlossen werden, wie Wearables, Datenbrillen oder Eyetracker. Denkbar sind beispielsweise die Nutzung externer Sensoren sowie Sprach- und Gestenerkennung. Perspektivisch soll sich SAM sowohl für die Bedienung als auch für die Wartung, das Rüsten, die Montage und die Entwicklung von Maschinen einsetzen lassen - allesamt Aspekte, die auf der Anuga FoodTec in Köln aufgegriffen werden und die im Zentrum der Digitalisierungsstrategien für die Lebensmittel- und Getränkeproduktion stehen.
Auch das Leitthema der Anuga FoodTec, "Smart Solutions - Higher Flexibility", beschäftigt sich mit der systematischen Optimierung von Prozessen in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion. Das von der DLG (Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft) organisierte Fachprogramm thematisiert smarte Lösungen für die aktuellen Herausforderungen der Branche. Neben Flexibilität und Effizienz spielen auch umwelt- und klimafreundliche Aspekte eine große Rolle. Vor diesem Hintergrund beleuchten Fachforen eine Vielzahl aktueller Themen der Lebensmitteltechnologie und verknüpfen wissenschaftliche Erkenntnisse mit der unternehmerischen Praxis. Einen kompakten Überblick und Orientierung hinsichtlich wegweisender Innovationen im Bereich der Lebensmitteltechnologie erhalten Besucher der Anuga FoodTec zudem während der Guided Tours auf dem Messegelände.
Bilder: R. Eberhard, messekompakt.de, EBERHARD print & medien agentur gmbh
Quelle: Koelnmesse GmbH
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