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Etikettenprüfung mit digitaler Bildverarbeitung

So lassen sich Etikettierungsfehler vermeiden
Etikettenprüfung mit digitaler Bildverarbeitung

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Etikettierungsfehler können verheerende Folgen haben, etwa wenn Allergene irrtümlich nicht ausgewiesen werden. Doch eine rein visuelle stichprobenartige Etikettenprüfung ist zeit- und kostenintensiv und nicht absolut verlässlich. Das System Safe-Ident Label von Strelen basiert auf digitaler Bildverarbeitung in Kombination mit künstlicher Intelligenz. Mithilfe eines Scanners und einer intelligenten Software macht es das Aufspüren fehlerhafter Etiketten vor Produktionsbeginn kinderleicht.

Etiketten kommen in nahezu allen Industriezweigen zur Anwendung und man muss sich hundertprozentig auf die Anwesenheit und Korrektheit der dort aufgebrachten Daten verlassen können, gleich welche Güter produziert, verpackt oder verschickt werden. Denn landet während der Produktion die falsche Etikettenrolle in der Maschine sind Probleme vorprogrammiert. Die Deklaration der Inhaltsstoffe, das Mindesthaltbarkeitsdatum, die Artikelnummer, der EAN- Code oder auch die Sprache des Etiketts müssen exakt zum jeweiligen Produkt passen, sonst drohen Neuproduktionen, Rückrufaktionen oder sogar Konventionalstrafen. Rückrufaktionen sind nicht nur teuer, sondern schaden auch dem Image. Etikettierungsfehler können schnell zu solch einem Problem führen, vor allem, wenn Allergene irrtümlich nicht ausgewiesen werden. Das Produkt kann dann bei Personen mit Unverträglichkeiten zu einer allergischen Reaktion führen – oder im Extremfall zu einem lebensbedrohlichen anaphylaktischen Schock.

Irren ist menschlich

Routiniert greift Herr Clausen, ein fiktiver Mitarbeiter eines fiktiven Unternehmens, ins Regal, um die Etikettenrollen für die nächste Produktion zu holen. Nach kurzem Zögern nimmt er die Rolle mit den Etiketten für Dinkel-Kringel. Die Rolle wird in die Verpackungsmaschine eingelegt, die Verpackungen werden etikettiert und anschließend befüllt. Die Charge ist bereits in den Versandkartons, als eine Kollegin von Herrn Clausen feststellt, dass sich in den Packungen Butter-Mandel-Herzen befinden – die falschen Etiketten wurden aufgeklebt. Besonders verheerend: Die Dinkel-Kringel enthalten keine Allergene und dementsprechend finden sich keine Hinweise darauf auf dem Etikett. Dagegen sind in den Butter-Mandel-Herzen neben Mandeln auch Ei-, Weizen- und Milchprodukte enthalten, also deklarationspflichtige Zutaten. Zum Glück wurde der Fehler diesmal bereits im Werk entdeckt und eine Rückrufaktion oder gar gesundheitliche Schäden bei Konsumenten konnten vermieden werden. Doch wie lassen sich solche Verwechslungen in Zukunft vermeiden?

Komplexe Anforderungen

Bisher bestehen Lösungen für die Etikettenprüfung entweder im Vier-Augen-Prinzip, in intelligenten Sensoren oder in der Inline-Kontrolle jedes einzelnen Produkts. Doch bei Ersterem ist man nicht vor Flüchtigkeitsfehlern, Zahlendrehern oder Fehleinschätzungen gefeit – außerdem braucht man viel Personal. Intelligente Sensoren haben den Nachteil, dass sie nicht mehrere Druckfelder gleichzeitig kontrollieren können – EAN-Code, QR-Code und MHD zum Beispiel – und die eingelesenen Daten auch nicht mit einer Datenbank abgeglichen werden. Außerdem ist die Qualität der Schriftlesung bei den meisten intelligenten Sensoren nicht ausreichend für eine zuverlässige Kontrolle. Bei der optimal scheinenden Inline-Kontrolle ergeben sich große Herausforderungen, da Verpackungen meist in vielen verschiedenen Varianten vorliegen: Stretchfolien, Kartonagen, Schlauchbeutel, Konservendosen, Papierverbundmaterialien, Vakuumverpackungen oder Gläser. Soll sich ein System auf all diese Varianten einstellen können, steigen Aufwand und Kosten unverhältnismäßig stark an. All diese Lösungen sind also teuer, aufwendig und lösen nur einen Teil der Aufgaben zufriedenstellend.

Digitale Bildverarbeitung als Lösung

Doch die digitale Bildverarbeitung, insbesondere in Verbindung mit künstlicher Intelligenz, bietet effiziente, flexible und dabei kostengünstige Lösungen für die Etikettenprüfung. Die Auswertung von digitalem Bildmaterial spielt in allen Produktionszweigen eine immer größere Rolle. Präzise und zuverlässig können die unterschiedlichsten Abläufe wie Qualitätskontrollen, Verpackungsprozesse und Vollständigkeitsüberprüfungen mithilfe digitaler Technik durchgeführt oder unterstützt werden. Auch das Überprüfen von Etiketten auf Korrektheit ist mit dieser Technologie möglich, und zwar bevor die Produktion gestartet wird. Fehler werden also von vorneherein verhindert und nicht erst im Nachgang behoben. Dabei ermöglicht eine hochentwickelte, leistungsstarke Software auf Basis künstlicher Intelligenz das Erfassen und Verarbeiten komplexer Daten. Im Prüfprozess werden alle Arten von Etiketten, inklusive der Umverpackungslabel, erkannt und sämtliche Kennziffern, Codes, Losnummern und Mindesthaltbarkeitsdaten mit dem gespeicherten Datensatz verglichen. Hierbei werden sowohl statische Daten wie eine Etikettennummer als auch variable Daten, beispielsweise ein Haltbarkeitsdatum oder eine Chargennummer, verglichen. Gleichzeitig wird ein Protokoll mit einer Dokumentation erstellt.

Datenbank mit angelernten Schriftarten

In Herrn Clausens Unternehmen wird dieses System nun für die Etikettenprüfung eingeführt. In der Anlernphase bringt Herr Clausen dem System bei, welche Etiketten, Folien und Daten jeweils zu einer Artikelnummer gehören. Dafür bringt er alle zu einem Produkt gehörenden Etiketten auf einen Musterbogen auf und scannt diese mit einem handelsüblichen Tischscanner ein. In einer übersichtlichen Maske kann er anschließend den Prüfschein einrichten. Dafür definiert Herr Clausen die einzelnen Etiketten wie Frontlabel, Backlabel oder Umverpackungslabel sowie die Etikettendaten, in der Regel sind dies ein EAN-Code, die Etikettennummer, das Mindesthaltbarkeitsdatum, die LOT-Nummer und ein QR-Code. Zum Abschluss wird dieser Prüfschein in der Datenbank hinterlegt.

Steht nun eine neue Produktion an, holt Herr Clausen die entsprechenden Etiketten aus dem Lager, klebt alle dazugehörigen Etiketten auf einen Bogen und scannt diesen nach Eingabe der zu produzierenden Artikelnummer ein. Der QR-Code auf dem Bogen enthält alle variablen Daten des Produkts, mit denen dann die gescannten Etiketten verglichen werden.

Artikel 17349 sind Butter-Mandel-Herzen mit dem EAN-Code 5012345678900, dem MHD 24.12.2020 und der LOS-Nr. 31169. Die aufgeklebten und eingescannten Etiketten entsprechen genau diesen Vorgaben und das System gibt eine positive Rückmeldung. Die Rollen können also eingelegt und die Produktion gestartet werden. Hätte Herr Clausen aus Versehen die falschen Rollen gegriffen und dementsprechend die falschen Etiketten aufgeklebt, hätte das System dies beim Vergleich erkannt und eine Warnung ausgegeben. Der Fehler hätte also behoben werden können, bevor das System startet.

Diese Lösung mit dem Namen Safe-Ident Label wurde von dem im Rhein-Main Gebiet angesiedelten Unternehmen Strelen Control Systems GmbH entwickelt. Das System ist erprobt und kommt bereits erfolgreich in unterschiedlichen Industrien zum Einsatz. Safe-Ident Label enthält im Lieferumfang bereits eine umfangreiche Datenbank mit angelernten Schriftarten, die auf Anhieb identifiziert und gelesen werden können. Hierbei wird für die Schrifterkennung ein neuronales Netz verwendet.

Safe-Ident Label kann mit weiteren Strelen-Produkten kombiniert werden, um mit nur einem System mehrere Prüfaufgaben durchzuführen. So sind Inline-Codeleser häufig überfordert, wenn der Designer den IdentCode einer Verpackung nicht immer an der gleichen Stelle vorsieht. Mit Safe-Ident Code von Strelen wird jeder Code auf einem Produkt lageunabhängig erfasst und gelesen. Safe-Ident OCR kann zusätzlich alle variablen Daten inline überprüfen, selbst bei sehr hohen Produktionsgeschwindigkeiten oder schwierigen Umgebungsbedingungen.

Strelen Control Systems GmbH, Griesheim


Autor: Jochen Naumann

Projektleiter und Senior Software Entwickler Bildverarbeitungssysteme,

Strelen Control Systems

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