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Pragmatisch, praktisch, gut

Optisches Erkennungssystem zur automatischen Palettenetikettierung
Pragmatisch, praktisch, gut

In der logistischen Kette, von der Zulieferindustrie über das produzierende Gewerbe und den Handel bis zum Verbraucher, sind täglich Millionen von Versandeinheiten unterwegs. Zum Zwecke der Warenverfolgung und des Routings, für Rückrufaktionen sowie für die Dokumentation in Qualitätssicherungssystemen benötigen Versender, Dienstleister und Empfänger eindeutige Identifikationssysteme, die jedes Gebinde auf dem Weg durch diese logistische Kette identifizieren.

Hubert Flaig

Das Produktsicherheitsgesetz von 1997 verpflichtet alle Hersteller von Gebrauchs- und Verbrauchsgütern dazu, nur sichere Produkte in den Verkehr zu bringen. Um eine Gefährdung der Gesundheit und Sicherheit von Verbrauchern auszuschließen, sind die Behörden sogar ermächtigt, den Rückruf unsicherer Produkte anzuordnen oder selbst durchzuführen.
Besondere Aufmerksamkeit erfährt das Thema Produktrückruf immer wieder dann, wenn es um mangelhafte Produkte aufgrund von Herstellungsfehlern oder gar um Erpressung geht. Dann hilft nur schnelles Handeln, um wirtschaftliche Verluste und Schäden am Firmen- oder Markenimage zu vermeiden. Vor allem Lebensmittel- und Getränkehersteller waren in der Vergangenheit die Hauptbetroffenen und Geschädigten.
Das Hochwald-Konzept
Als zertifiziertes Unternehmen hat man bei der Hochwald Nahrungsmittel-Werke GmbH vorbildlich agiert. Frühzeitig wurden Anstrengungen unternommen, alle Produkte mit einer Codierung zu versehen, die eine lückenlose Produktverfolgung bis ins Regal beim Handel zulassen sollte.
„Der Druck wurde aber nicht nur seitens des Handels bezüglich des Produktrückrufs erzeugt. Es besteht auch eine Auskunftspflicht der Veterinärbehörde gegenüber, die im Krisen- oder Ernstfall wissen will, wohin welche Ware geliefert worden ist“, erklärt Ralf Fuhs, Werksleiter der Hochwald-Werke in Erftstadt und Hillesheim.
Eine manuelle Etikettierung im 3-Schichtbetrieb wurde bei Hochwald von vorne herein ausgeschlossen. Die ersten Überlegungen für eine automatisierte Lösung wurden aus Kostengründen ebenso verworfen.
„Diese ersten Ideen der Produktverfolgung über die einzelnen Linien hin zum Etikettierer wurden aufgrund der Produktvielfalt schnell wieder aufgegeben“, erinnert sich Abteilungsleiter Jürgen Werner, verantwortlich für die Palettieranlage im Werk Erftstadt. „Das hätte bedeutet, jede Produktlinie mit Etikettiersystemen auszurüsten. Bei etwa 350 verschiedenen Produkten ist der Aufwand dabei sehr hoch. Man denke nur an Wartung und Instandhaltung, an Verbrauchsmaterial – Etiketten, Carbonband etc.“
Bei einem täglichen Ausstoß von 1500 Paletten – das sind ca. 100 pro Stunde – verlangt das Chaos in der Palettieranlage, auch hin und wieder ein Eingreifen in das Geschehen. Kondensmilch in vielen Varianten, Sprühsahne in vielen Sorten, Kaffeesahne in Portionspackungen und Kännchen, H-Milch und Milchmischgetränke laufen über die Anlage in Erftstadt. Die Wahrscheinlichkeit, dass Produkte mit einem falschen Label auf falsche Paletten geraten könnten, wollte man daher von vorne herein ausschließen.
Die Lösung entdeckte Jürgen Werner nach fast drei Jahren Recherche auf einer Fachtagung in Form des PalCheck-Identifikationssystems. Entwickelt von der AIT Göhner GmbH – Optische Prüfsysteme, in Stuttgart, wurde gleich ein erstes Palettenerkennungssystem, zunächst mit einer Produktgruppe in der H-Milch-Abteilung im Werk Hillesheim, ausprobiert.
„Wir konnten uns so von der Zuverlässigkeit des Systems überzeugen und waren schon sehr begeistert von der Funktionalität und von der einfachen Bedienung“, schildert Jürgen Werner die ersten Erfahrungen. Nach einer Reihe von Tests wurde beschlossen, die Palettieranlage im Werk Erftstadt mit 3 Pal-Check-Systemen auszurüsten.
„Das AIT-Konzept haben wir schließlich vorgezogen, weil das System nicht von der Codierung in Teilbereichen abhängig ist, sondern erst am Ende des Palettiervorgangs, d. h. beim Verlassen der Palettieranlage, komplett alle relevanten Produktdaten erfasst und die Paletten dann mit dem NVE-Code versehen in die Logistikkette weitergibt“, begründet Ralf Fuhs den Entschluss.
Paletten identifizieren mit PalCheck
PalCheck ist letztendlich ein Identifikationssystem, das mit einer oder auch mehreren CCD-Kameras und verschiedenen Beleuchtungseinheiten ausgerüstet ist. Das System erkennt zunächst mit Hilfe von Lichtschranken die Beladungshöhe der Paletten.
Die Kamera vergleicht gleichzeitig mit Hilfe der Bildverarbeitung geteachte Muster, die eindeutig und unverwechselbar Auskunft über das Produkt auf der Palette geben, unabhängig von der Drehlage in der die Produkte ankommen. Diese Informationen werden in einer Datenbank gespeichert und können so zur Produktionssteuerung (ERP) weitergehender Prozesse genutzt werden.
Nachdem über die Mustererkennung die Produkt- und Mengendaten erfasst sind, durchläuft die Palette den Folienwickler und wird gestretcht. Währenddessen bereitet der Etikettendrucker das CCG-Etikett mit der NVE-Nummer vor und bringt dieses dann 2fach auf die inzwischen versandfertige Palette auf. Ab jetzt ist die Palette eindeutig gekennzeichnet und jederzeit rückverfolgbar.
Die eindeutige Identifikation der Palette bringt aber noch mehr Vorteile. Die Erkennung und Speicherung in die Datenbank erlaubt zeitnah Auskunft über die tatsächlich verfügbaren Produktionsmengen. Durch die Integration des Systems am Ende der Fertigung erfolgt so sogar eine zusätzliche Fertigwarenkontrolle.
„Und“, so Ralf Fuhs, „bei einer Etikettierung in der Produktlinie hätten wir eventuelle Störungen relativ nah bei den betreffenden Trays gehabt. Wir hätten riskiert, dass bei jeder Störung die Produktion unterbrochen worden wäre. Mit der jetzigen Lösung haben wir diese Probleme aus der Produktion verbannt. Am Ende ist die Einheit fix und fertig palettiert.“
Integration in bestehendes Umfeld
Als technische Grundvoraussetzung für die Installation von PalCheck war die Flexibilität bei der Integration in das bestehende ERP-System gefordert. AIT hat sich intensiv mit dieser Problematik beschäftigt und ist in der Lage, problemlos Einbindungen, z. B. über Ethernet, in vorhandene Produktionssteuerungssyteme wie SAP, Charisma, Brain, Baan etc. herzustellen. Dazu gehören auch Lösungen für die Anbindung von Maschinensteuerungen.
Die Auswerteeinheit des PalCheck-Systems besteht aus einem 19“-Industrierechner mit integriertem 15“-TFT-Display, Folientastatur und Touchpad. Die AIT-Datenverarbeitung basiert auf Windows 2000 als Betriebssystem. Die Daten sind so jederzeit auch auf anderen zugelassenen PCs im Betrieb abrufbar und ermöglichen somit zeitnah Eingriffe in die Produktionsplanung.
Die standardisierte Soft- und Hardwaretechnologie ist anwenderfreundlich und vereinfacht sowohl die Handhabung des Verwaltungsprogramms als auch das Einlernen und Verwalten von Dekoren und Mustern. Und sollte es einmal zum Störungsfall kommen, so ist jederzeit eine Fernwartung möglich.
Erste Schnittstelle: das Lager
Nachdem nun die komplette Einheit palettiert, identifiziert, gestretcht und gelabelt ist, läuft sie in die Übergabestation, wo sie von Gabelstaplern abgeholt wird. Vom Fahrersitz aus wird die Palette anhand der NVE-Nummer eingescannt und ins Lager gebracht. Mit dem Erkennungsvorgang sind ja bereits die Daten der Palette von der Produktionsdatenerfassung bei Hochwald gespeichert worden. Durch die Übergabe an das Lager entsteht die erste Schnittstelle. Mit einem Handscanner erfasst der Fahrer vom Stapler aus den Strichcode auf dem Palettenetikett und nun stehen die Daten auch der abgekoppelten Lagerverwaltung zur Verfügung. Dem Etikett wird jetzt ein Lagerplatz zugewiesen, der nun wiederum in der Hochwald-eigenen Datenverwaltung nachvollzogen werden kann.
Wird die Palette letztendlich kommissioniert, so wird sie wieder ausgescannt und damit in der Ladeliste erfasst. Sie ist nun mit allen Daten ausgerüstet, wie man sie heute für eine Rückverfolgung braucht: Produkt, Herstellzeitpunkt und -ort, Haltbarkeit, Lieferzeitpunkt und Lagerdaten.
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