Rückverfolgung in der Lebensmittelindustrie

Klaus Delventhal

Spätestens am 1.1.2005 wird das Thema Rückverfolgbarkeit der Herstellungsbedingungen mit dem Inkrafttreten der EU-Verordnung 178/2002 zum Pflichtthema der europäischen Ernährungsindustrie. Im Interesse der EU liegt es, mit dieser Verordnung die Lebensmittelsicherheit zu erhöhen und das durch Lebensmittelskandale gestörte Verbrauchervertrauen zurückzugewinnen. Doch auch große Handelsunternehmen fordern internationale Sicherheitsstandards für Unternehmen, die den Handel mit Eigenmarken beliefern. So muss beispielsweise ein Unternehmen den Weg eines Erzeugnisses – sowohl entgegen des Produktstroms zurück bis zum Rohstofflieferanten als auch entlang des Produktionsstromes in den Markt hinein – nachweisen können. Um diese Anforderungen erfüllen zu können, müssen die Arbeitsabläufe in der Produktions- und der Qualitätssteuerung lückenlos ausgewertet werden. Neben einem Chargier- und Rezeptursystem mit Lagerverwaltung bedarf es hier auch einer Anbindung an Manufacturing-Execution-Systeme (MES) und Enterprise-Resource-Management-Systeme (ERP) wie SAP/R3. Die MES bilden dabei die Schnittstelle zwischen den historisch gewachsenen Informationsinseln im Produktionsprozess und in der gesamten Wertschöpfungskette wie beispielsweise Logistik, Rezepturverwaltung, Betriebsplanung und Anlagenüberwachung. Doch bisher steuern immer noch einzelne Sys-temlösungen die vorhandenen Anlagen. An den Schnittstellen kommt es immer wieder zu Störungen, die den Ablauf beeinträchtigten und damit zu Produktionsverzögerungen führen.

Siemens bietet jetzt mit Simatic IT eine durchgängige MES-Lösung, die neben der eigentlichen Produktionsplanung und -steuerung von Batches auch Materialmanagement und Tracking & Tracing mit hundertprozentiger Chargenrückverfolgung umfasst. Schon bei der Anlieferung der Rohwaren und Vorprodukte werden die Anlieferungen kontrolliert und papierlos erfasst. Sofern der Lieferant nicht bereits die entsprechenden Garantien und Daten beigelegt hat, werden entsprechende Proben gezogen und die Ergebnisse gespeichert. Bei der Produktion müssen umfangreiche Spezifikationen – in Bezug auf Produktionsverfahren und Produktionsschritte – dokumentiert und verfügbar gemacht werden. Bei der Bearbeitung eines Batch sind eine Vielzahl vorhandener und neu entstehender Daten zu dokumentieren und zusammenzuführen. Dies beginnt bei Soll-Ist-Vergleichen der Rezepturen.

Simatic IT Interspec verwaltet Spezifikationen, Normen und Methoden in einer Datenbank. Dabei sichert die integrierte Versionskontrolle die Konsistenz der Daten über die gesamte Wertschöpfungskette. Notwendige Änderungen können so zentral vorgenommen werden. Historische und zukünftige Daten lassen sich berechnen. Durch die automatische Aktualisierung stehen allen beteiligten Stellen im Unternehmen die gleichen Informationen zeitnah zur Verfügung. Änderungen lassen sich über den gesamten Lebenszyklus der Spezifikation verfolgen.

Simatic Batch definiert auf Basis des Batch-Standards ISA S88 alle relevanten Prozessparameter, vom Materialeingang über die Produktion bis zur Abfüllung gleichermaßen, steuert die Chargenbearbeitung und die Produktion nach unterschiedlichen Rezepten. Automatisierungstechnik und Batchsystem greifen auf dieselbe Datenquelle zurück. Während des Batch-Prozesses selbst zeigt das System alle aktiven Batches in einer übersichtlichen Baumstruktur an und übernimmt dabei auch die gesamte Prozessabwicklung. Während der Produktionsprozesse werden die verwendeten Materialien und ein Querverweis auf die Herkunft erfasst, weiterhin die Produktionsdaten, das beteiligte Personal und die Qualitäts- und Fertigungsdaten. Diese Daten werden durch die Daten ergänzt, die bei der Verpackung anfallen, wie beispielsweise Verpackungslinie, Datum der Verpackung und Haltbarkeit, etc.. Es setzt sich fort bei unmittelbar aus dem Prozess generierten Informationen wie Prozessparameter, der Auslastung der Komponenten, der Nutzung von Materialien, Zeitangaben sowie manuellen Eingaben und mehr und erstreckt sich hin bis zu elektronischen Signaturen, Anmerkungen der Anlagenfahrer und Fragen der Compliance. Alle zur Produktion gehörenden Daten werden sicher archiviert und schnell zugänglich gemacht. Die Erstellung eines Chargenpasses der Herstellung gem. GMP zur Chargenrückverfolgung ist ebenso wie die Führung eines Fertigungslogbuches jederzeit möglich. Jeder Versand- oder Entnahmevorgang wird mit Barcode-Scan nach Standard EAN 128 erfasst, Chargen-gesteuert freigegeben, gesperrt oder in Quarantäne gesetzt. Dazwischen liegende Entnahmevorgänge wie z. B. die Zusammenstellung von Paletten mit unterschiedlichen Marken und Artikeln oder ein kundenspezifisches Palettenformat werden unterstützt. Eine vollständige Integration in SAP vereinfacht die Produktionsplanung und die Verwaltung von Versandaufträgen in Echtzeit.

Das Labor-Informations-Management-System (LIMS) Simatic IT Unilab gestaltet den kompletten qualitätsdatenbezogenen Workflow im Labor und in den Produktionsbereichen, verwaltet die Analysen aus mehreren Laborbereichen und unterstützt Standards wie z. B. ISO 9000, GLP, GAMP, 21 CFR Part 11. Neue Qualitätsstandards, die durchgängige Konzepte erfordern, können problemlos realisiert und nach internationalen Standards validiert werden. Die Arbeit des Laborpersonals wird beispielsweise durch Probenmanagement, Alarmhandling oder Arbeitslisten unterstützt. Proben werden durch Zusatzinformationen aus der Produktion direkt mit Chargen- oder Batch-Informationen versorgt. Dadurch ist ein direkter Bezug von Produktionsdaten mit den dazugehörigen Daten aus der Qualitätssicherung gewährleistet.

Das Traceability-System verknüpft den Warenfluss mit dem Informationsfluss und wertet die Arbeitsabläufe in der Produktions- und der Qualitätssteuerung lückenlos aus. Deshalb kommunizieren in einer optimal integrierten Systemumgebung alle an der Herstellung beteiligten Systeme vom ERP-System über Spezifikationsmanagement, Qualitätsmanagement bis hin zur Logistik miteinander. Durch die Verbindung des Chargier- und Rezeptursystems mit der Lagerverwaltung und dem ERP-System lassen sich die Rohwaren sowohl im Nass-als auch im Verpackungsbereich verfolgen. Auf diese Weise kann das System Auskunft über den aktuellen Status einer Warensendung und über die gesamte Historie der versandten Produkte geben.

Die MES-Lösungen von Siemens I&S kommen mit wenigen flexiblen Standard-Komponenten als Basisfunktionen aus und können auf Grundlage offener Plattformen einfach an die individuelle Anlage angepasst werden. Alle Komponenten erfüllen die ISA-S95-Norm, basieren auf relationalen Datenbanksystemen und können über die komplette und standardmäßige COM-/DCOM-Schnittstelle problemlos mit Anwendungen fremder Hersteller kommunizieren. Dabei verwaltet das Simatic-IT-Framework die Umgebung, in der das Anlagenmodell in Form physikalischer Objekte (Geräte und Anlagen) und logischer Objekte (Softwarepakete und Applikationen) dargestellt wird. Der Modellierungsvorgang wird typischerweise innerhalb der Simatic-IT-Bibliotheken durchgeführt – dabei entstehen Objektklassen. Klassen können anhand einer komplett grafischen objektorientierten Umgebung leicht vererbt und spezifiziert werden. Bibliotheken abstrahieren die Regeln von der eigentlichen Anwendung, die in der Fertigung genutzt wird. Dies ermöglicht eine vollständige Wiederverwendung der definierten Objektklassen und einen leichten Roll-out verschiedener Projekte. Bereits im Werk bestehende Applikationen werden in die Simatic IT Production Suite integriert, um von der definierten Logik koordiniert und aufgerufen zu werden. Auf diese Weise werden Fremdkomponenten und Legacy-Applikationen als Simatic-IT-Komponenten betrachtet und ebenso behandelt. Die Anbindung an ERP-Systeme erfolgt über standardisierte Schnittstellen.

MES-Lösungen berühren das Kern-Know-how des Unternehmens – die Produktion. Deshalb ist ein gutes Requirement-Engineering äußerst wichtig für ein erfolgreiches Projekt, in dessen Ergebnis ein vollständiges und widerspruchsfreies Lastenheft die Basis einer Ausschreibung bildet. Sobald alle Messgrößen definiert sind, muss man sich anschließend die Maschinen und Anlagen anschauen, ob sie die nötigen Informationen liefern können. Nicht jede Maschine hat die passende Schnittstelle; häufig findet man alle möglichen proprietären Schnittstellen, angefangen von einfachen digitalen I/Os, mit denen man nur An/Aus-Zustände ablesen kann, über serielle Interfaces bis zu vorkonfigurierten Maschinen. Und schließlich muss auch die MES-Applikation entsprechend der Kundenanforderungen angepasst werden. Weiterhin sind wichtige IT-Kriterien wie Performance und Verfügbarkeit des Systems, Datendurchsatz, Größe der Datenbanken, Wartungsfenster etc. zu beachten. Aus all diesen Informationen entwickelt Siemens ein Gesamtkonzept und eine Konfiguration, die es erlaubt, die Maschinen und Anlagen mit den passenden Interfaces auszustatten und die Anforderung zu erfüllen. Nur so kann ein MES-Tool für die entsprechende Transparenz und Qualität sorgen.

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