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Digitalisierung in der Backwarenindustrie

Modulares System für die Optimierung von Prozessen
Digitalisierung in der Backwarenindustrie

Zeppelin hat eine umfassende Digitalisierungsstrategie angestoßen. Sie berücksichtigt Diagnosekonzepte, Skalierbarkeit und Ansätze zur Vernetzung. Selbst Komponenten, die bisher rein mechanisch waren wie Schleusen und Weichen, lassen sich mithilfe einer App digitalisieren. Damit eröffnen sich für Backwarenhersteller und andere Anwender Chancen für die Optimierung ihrer Prozesse.

Der Anlagenbauer Zeppelin widmet sich umfassend dem Thema Digitalisierung. Dabei berücksichtigt er Diagnosekonzepte, Skalierbarkeit und Ansätze zur Vernetzung. Selbst Komponenten, die bisher rein mechanisch waren wie Schleusen oder Weichen, lassen sich mithilfe einer App digitalisieren. Für Backwarenhersteller und andere Anwender eröffnen sich dadurch Chancen für die Optimierung ihrer Prozesse.

Wie bringt man solides Handwerk und Digitalisierung zusammen? Vor dieser anspruchsvollen Aufgabe stehen derzeit viele Betriebe in der Lebensmittelindustrie. Verbraucher wollen immer tiefer gehende Informationen über das Produkt und dessen Fertigung. Gefragt sind längst nicht mehr nur Herkunft und Inhaltsstoffe. Auch der Prozess selbst und die dort eingesetzten Komponenten stehen unter genauer Beobachtung. Betreiber müssen Antworten auf Fragen haben wie „Wann wurde die letzte Wartung durchgeführt?“ oder „Welches Schmiermittel wurde eingesetzt?“

In der Backwarenindustrie kommt hinzu, dass man dort einen prinzipiellen Wandel in den Produktionsansätzen spürt. So suchen Hersteller nach Lösungen in Bezug auf die Steuerung von Prozessen. Gründe sind neben steigenden Qualitätsansprüchen und der Forderung nach mehr Wirtschaftlichkeit vor allem Anforderungen an standortübergreifende Vernetzung sowie an die Einbindung neuerer diagnostischer Konzepte.

App für die Digitalisierung von Weichen

Ein wichtiger Schritt, um für zukünftige Anforderungen in der Digitalisierung gerüstet zu sein, war für den Anlagenbauer Zeppelin die Überarbeitung des Weichen- und Schleusenprogramms im Nieder- und Mitteldrucksegment. Schließlich geben Schleusen und Weichen den Takt im Produktionsprozess vor und sind damit Schlüsselkomponenten auf dem Weg zum digitalen Prozess. Die Weiche DVV war eine der ersten Komponenten, die das Unternehmen mit der App Connect ausgestattet hat. Die Weiche verteilt und sammelt Schüttgüter in pneumatischen Druck- und Saugförderungen. Die fünf verschiedenen Größen können in einem Bereich bis zu 3,5 bar und von -20 bis +120 °C eingesetzt werden.

Serviceblick auf die Produktion

Die App kümmert sich um die Identifikation der Komponenten in einer Anlage, entweder über einen NFC (Near Field Communication)-Chip oder über einen Bluetooth-Sender. Mit diesem Werkzeug sind mithilfe der App eine Vielzahl von Informationen über eine Weiche oder Schleuse etwa Spezifikationen, Ersatzteillisten, Anweisungen zur Inbetriebnahme, Bedienung oder Wartung in elektronischer Form erhältlich.

Die App ist damit eine Art Typenschild, allerdings in moderner Form, sodass die Informationen nicht nur ausgelesen, sondern auch ergänzt oder geändert werden können. Jeder Anwender kann sie – unabhängig von seiner IT-Erfahrung – innerhalb von 30 s bedienen. Über einen Service-Chat können Anwender außerdem in Echtzeit mit Experten kommunizieren und sogar Bilder und Videos übertragen.

Über den NFC-Chip oder Bluetooth-Sender lässt sich jede Komponente, auch die anderer Hersteller, integrieren. Somit können Anwender Service, Wartung und Instandhaltung auf einen Blick managen.

Digitalisierungsplattform

Zeppelin hat nicht nur die einzelnen Komponenten im Blick, sondern auch eine Automatisierungs- und Digitalisierungsplattform entwickelt. Die offene Plattform ist sozusagen ein gemeinsames Dach, in dem zahlreiche Bausteine angedockt werden können. Die Möglichkeiten reichen von der Prozess- und Rezeptursteuerung, über die Chargenrückverfolgbarkeit und das Lagermanagement. Die Plattform ist modular aufgebaut und kann von der einfachen Automatisierung einer einzelnen verfahrenstechnischen Komponente bis zur Gesamtautomatisierung eines Werkes viele Aufgaben abdecken. Dabei wurde auf eine schlanke Architektur geachtet, die letztendlich zu niedrigen Kosten führt.

Schließlich gibt es auch aus Automatisierungssicht neue Herausforderungen. So werden zukünftig gerätebezogene Funktionalitäten auf Feldebene zur Verfügung stehen, deren Informationen auf mehrere kleinere aber leistungsfähige lokale Steuerungssysteme übertragen werden, die miteinander kommunizieren. Hierfür sind Systeme notwendig, die eine bessere Skalierbarkeit ermöglichen und sich damit sowohl für kleine als auch große Anlagen eignen. Für die Umsetzung neuer Diagnosekonzepte sind außerdem die Themen Konnektivität und Vernetzung von Bedeutung.

Intelligente Module

Um den Anschluss zum Beispiel an Steuerungen oder die MES-Ebene zu bewerkstelligen, hat Zeppelin zwei weitere Module entwickelt – Control und Process. Das Modul Control steuert die einzelnen Komponenten und Teile der Anlage an. Control ist modular, offen und HTML-basiert. Damit lässt sich dieser Baustein in jedes bestehende Kundensystem integrieren. Er basiert zudem auf Standards wie ISA S 88/ISA 95 und verfügt über standardisierte Schnittstellen wie Profibus oder Modbus. Um den Anschluss an die MES-Ebene oder auch Cloud-Anwendungen zu ermöglichen, wurde der Baustein Process entwickelt. Dieser stellt Funktionalitäten bereit, die über reine Steuerungsaufgaben hinausgehen. Hierüber lässt sich zum Beispiel die gesamte Prozesskette abbilden. Damit lassen sich nicht nur Rezepturen lückenlos nachverfolgen, sondern auch spezielle Tools etwa zur Optimierung der Anlagenperformance einsetzen.

Alle beschriebenen Funktionen können auch aus der Ferne für befugte Personen aktiviert werden, sodass nicht nur eine einzige Produktion, sondern auch geografisch verteilte Produktionsstätten im Blick behalten werden können. Darüber hinaus ist mithilfe eines digitalen Zwillings eine Software- und Prozesssimulation möglich, mit der eine Anlage schneller und sicherer in Betrieb gehen kann.

Mit den bisher entwickelten Bausteinen erhält die Lebensmittelbranche ein modulares und offenes System an die Hand. Obwohl das System weiterhin optimiert und weiterentwickelt wird, ist bereits heute der schrittweise Einstieg in die digitale Produktion möglich.

Zeppelin Systems GmbH, Rödermark


Autor: Dietmar Diening

Vertriebsleiter Komponenten,

Zepplin Systems

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