Hochgradige Vernetzung und Industrie-4.0-Konzepte in der Produktionsumgebung eröffnen der Lebensmittelindustrie neue Möglichkeiten, ihre Gesamtanlageneffektivität (GAE) zu steigern und zusätzliche Synergieeffekte zu erzielen. Wer Produktinspektion als holistischen Prozess betrachtet, gestaltet seine Qualitätssicherung durch geschickte Wahl, Positionierung und Vernetzung der Inspektionsgeräte effizienter und erhöht gleichzeitig seine Linienleistung.
Ein einfaches Beispiel zur Detektion metallischer Fremdkörper veranschaulicht dies. Installiert ein Lebensmittelhersteller in einem vielstufigen Produktionsverfahren ein Metallsuchgerät lediglich am Ende der Verpackungslinie und verzichtet er auf jegliche weitere vorgelagerte Metalldetektion, so ist diese Herangehensweise mit hoher Wahrscheinlichkeit wirtschaftlich ineffizient: Alle Metallkontaminationen werden erst zu einem Zeitpunkt detektiert, an dem sämtliche Ressourcen bereits in ein Schlechtprodukt investiert wurden. Mehr noch: Der Hersteller bleibt im Unklaren, an welcher Stelle seines Produktionsprozesses die Metallverunreinigung erfolgte. Als entsprechend schwierig und langwierig erweisen sich Ursachensuche und Fehlerbeseitigung.
Es ist daher wichtig, im Rahmen eines HACCP-Audits in einem ersten Schritt alle kritischen Kontrollpunkte (CCPs) exakt zu identifizieren. Kommt im Produktionsprozess ein Rühr- oder Mahlwerk − beispielsweise bei der Herstellung von Käse oder der Verarbeitung von Nüssen − zum Einsatz, besteht die Gefahr, dass Metallabrieb oder Metallsplitter in das Produkt gelangen. Ein dem Rührwerk unmittelbar nachgeschalteter Metalldetektor ist in diesem Fall vorteilhaft, um von Metallkontaminationen betroffene Produkte frühzeitig ausschleusen zu können. Ähnlich ist das Szenario bei Inline-Füllstandskontrollen. Hier sorgt die Installation dynamischer Kontrollwaagen direkt nach den Abfüllanlagen dafür, dass Unterfüllungen sofort aus der Linie entfernt werden.
Die grundsätzliche Empfehlung lautet daher, innerhalb einer Linie an strategisch günstigen Punkten verschiedene, zueinander komplementäre Inspektionstechnologien zu installieren. Dies verbessert die Qualitätssicherung und spart durch das frühzeitige Ausschleusen von Schlechtprodukten gleichzeitig Ressourcen.
Produktinspektion vernetzen
In der betrieblichen Praxis sind Inspektionsgeräte häufig als Insellösungen anzutreffen. Von den Geräten bereitgestellte Daten zur Detektionsleistung liegen nur separat auf den einzelnen Maschinen vor. Es fehlt die Vogelperspektive, der umfassende 360-Grad-Blick auf die gesamte Inspektionsleistung, um die Liniensteuerung und Gesamtanlageneffektivität über die Grenzen der Einzelgeräte hinaus ganzheitlich zu optimieren.
Abhilfe bringt hier die Implementierung einer Datenmanagement-Lösung, die es dem Lebensmittelhersteller erlaubt, die Daten seiner Inspektionssysteme zentralisiert zu verwalten. Mit einer entsprechenden Softwarelösung, wie sie etwa Mettler-Toledo mit Prod-X anbietet, vernetzt das Unternehmen sämtliche von ihm eingesetzten Inspektionsgeräte in einem Ethernet-Netzwerk. Dank standardisierter OPC-Unified-Architecture-(OPC UA)-Server-Schnittstelle und PackML-Tags kann der Lebensmittelhersteller die Software nahtlos in Netzwerke bestehender Produktionslinien einbinden und Geräte und Schnittstellen von Drittanbietern mit integrieren.
Die Datenmanagement-Software sammelt Daten wie Qualitätskennzahlen, Key Performance Indicators (KPIs), Konfigurationen und Parameteränderungen der einzelnen Systeme, bringt sie in ein Standarddatenformat und stellt die Daten dem Linienführer und seinen Mitarbeitern in einer einheitlichen Benutzeroberfläche zur Verfügung. Bilder nicht konformer Produkteinheiten von visuellen und Röntgeninspektionssystemen werden für eine spätere Fehleranalyse gespeichert. Produktionsleiter und QM-Verantwortliche können Produktionsdaten am PC im Büro oder an jedem anderen Ort per Tablet in Echtzeit verfolgen. Lebensmittelhersteller, die sich für eine Datenmanagement-Software entscheiden, profitieren damit von mehr Flexibilität und einer effizienteren Ressourcennutzung in den Bereichen Dokumentation sowie Produktionsüberwachung und -steuerung. Sie vereinfachen gleichzeitig die Berechnung der Gesamtanlageneffektivität ihres Herstellungsprozesses durch das firmeneigene Kontroll- und MES-System.
Mit wenig Aufwand dokumentieren
Inspektionssysteme sichern eine gleichbleibend hohe Produktqualität des Lebensmittels und schleusen fehlerhafte, für den Konsumenten potenziell gefährliche Produkte aus dem weiteren Warenfluss aus. Die Hersteller sind damit in der Lage, nationale und internationale Gesetzesvorgaben einzuhalten und nach Branchenstandards wie IFS Food oder BRC zu produzieren.
Die Erweiterung um eine Datenmanagement-Software sichert die Compliance mit einer Vielzahl internationaler, durch die Global Food Safety Initiative (GFSI) zertifizierter Lebensmittelstandards. Hersteller können ihre CCPs überwachen und Statistiken, Leistungstests, Parameteränderungen, Warnungen und Alarme automatisiert dokumentieren. Das direkte und automatische Auslesen der Inspektionsdaten macht die Dokumentation per Software effizient und manipulationssicher. Lebensmittelproduzenten können die Einhaltung der Sorgfaltspflicht (Due Diligence) so jederzeit nachweisen und mit geringem Personalaufwand dokumentieren.
Datenmanagement-Software wie die Prod-X-Lösung deckt dabei insbesondere die HARPC-Anforderungen des FSMA hinsichtlich eines risikobasierten Ansatzes zur Implementierung von Produktsicherheitskontrollen ab – wichtig für Hersteller, die in die USA exportieren möchten. HARPC verpflichtet Hersteller, die Punkte in ihrer Produktionslinie, an denen Risiken für die Lebensmittelsicherheit am wahrscheinlichsten auftreten, aktiv zu steuern, indem sie diese zur Vermeidung künftiger Risiken regelmäßig prüfen und ihre Prozesse optimieren. Für Lebensmittelproduzenten ist es wichtig, diese Schritte zu dokumentieren, um für den Zugang zum US-Markt gegenüber den zuständigen Behörden die Einhaltung der Sorgfaltspflicht belegen zu können.
In Echtzeit überwachen
Eine Datenmanagement-Software wertet QS-Daten in Echtzeit aus. Gegenüber einer zyklischen Kontrolle und Auswertung, etwa jeweils am Ende einer Schicht, kann der Linienverantwortliche Normabweichungen und Negativtrends schon im Frühstadium erkennen. So ist er in der Lage, Prozessunstimmigkeiten entgegenzuwirken, bevor tief greifende wirtschaftliche Schäden entstehen. Ein Blick auf das Dashboard der Software genügt, um einen holistischen Eindruck der laufenden Prozesse zu erhalten. Steigt etwa die Anzahl an Ausschleusungen aufgrund von Unterfüllungen, erkennt die Software diesen Trend und schlägt frühzeitig Alarm, damit die angeschlossene Kontrollwaage die Konfiguration der Abfüllanlage automatisch anpassen kann. Fortschrittliche Lösungen unterstützen zudem ein proaktives Gerätemanagement. Sie bündeln hierzu die Statusmeldungen aller angeschlossenen Prüfsysteme und melden anstehende Wartungen frühzeitig. Der Anwender kann so Wartungsarbeiten in geplanten Stillstandzeiten ansetzen.
Flexible Produktionssteuerungen
Lebensmittelbetriebe erhalten über das Datenmanagement die Möglichkeit, Produktkonfigurationen für Inspektionssysteme und Kontrollwaagen zentral zu speichern, zu bearbeiten und zu verwalten. Ist die perfekte Einstellung für ein Produkt oder eine Verpackungsgröße im System hinterlegt, lässt sich diese mühelos auf andere Inspektionssysteme übertragen oder sogar in eine andere Produktionsstätte spiegeln. Linienverantwortliche tun sich dadurch leichter, Produktionspläne flexibel zu gestalten, mehrere Produktionsstätten zu überwachen und zu benchmarken sowie rollenbasierte Berechtigungen zu steuern – wer welche, von der Software selbstverständlich dokumentierten, Einstellungen in der kritischen Prozessumgebung vornehmen darf.
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Miriam Krechlok
Head of Marketing,
Mettler-Toledo Produktinspektion Deutschland
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