So machen Sie Ihre Fabrik intelligenter. Schritt für Schritt Richtung Industrie 4.0 - prozesstechnik online

Schritt für Schritt Richtung Industrie 4.0

So machen Sie Ihre Fabrik intelligenter

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Die Lebensmittel- und Getränkebranche verändert sich rasant. Abfüllanlagen und Fabriken arbeiten auf einem nie dagewesenen Leistungsniveau. Produktionslinien werden flexibler, individueller und agiler als je zuvor. Dafür ist eine langfristig optimale Infrastruktur nötig. Im Interview teilt Dr. Daryoush Sangi, Head of Production Engineering & Strategic Partnerships bei SIG, seine Erkenntnisse über den Aufbau einer intelligenteren Fabrik im Zeitalter von Industrie 4.0.

Was sind Ihrer Meinung nach heute die größten Herausforderungen für Lebensmittel- und Getränkehersteller?

Dr. Daryoush Sangi: Die Zukunft wird für Lebensmittel- und Getränkehersteller darauf ausgerichtet sein, der steigenden Nachfrage nach gesunden und gleichermaßen praktischen Produkten gerecht zu werden, die sicher, nachhaltig, erschwinglich und differenziert sind. Unternehmen stehen unter wachsendem Druck, die Produktion zu steigern, die Margen zu verbessern und die Anlagen zu optimieren. Werke müssen intelligenter und automatisierter werden, sodass die Produktion mit hoher Effizienz und Transparenz läuft. Es wird immer wichtiger, das Beste aus den Abfüllanlagen herauszuholen, das Risiko von Stillstandszeiten zu reduzieren und Füllanlagen miteinander zu verbinden, weiter zu automatisieren und zu überwachen. Und das alles bei gleichzeitiger Senkung der Kosten.

Das Set-up für eine Smart Factory wird nicht über Nacht erstellt. Konkret: Wie können die Hersteller das Thema schrittweise angehen?

Dr. Sangi: In einem Bericht von The Manufacturer heißt es, dass 67 % der britischen Hersteller Industry 4.0 als Chance sehen, aber nur 25 % glauben, dass sie das notwenige Wissen über die Auswirkungen haben. Deshalb entwickeln wir bei SIG neue Technologien und Verfahren, um sicherzustellen, dass Hersteller für Industry 4.0 gerüstet sind. Der erste Schritt könnte ein Upgrade bestehender Lösungen sein. Ein Produktionswerk zu managen ist ein Balanceakt zwischen Produktqualität, Maschinenverfügbarkeit und Leistung. Um das Beste aus den einzelnen Abfülllinien herauszuholen, könnten Lebensmittel- und Getränkehersteller eine integrierte Lösung in Betracht ziehen, die die Auslastung erhöht und die Gesamtkosten senkt. Gleichermaßen kann ein maßgeschneiderter Servicevertrag dafür sorgen, dass jeder dieser Bereiche die nötige Aufmerksamkeit erhält. Auf diese Weise können Hersteller Mehrwert erzielen und die Leistungsperformance auf ein Maximum erhöhen.

Wenn diese Möglichkeiten ausgeschöpft sind – was wäre der nächste logische Schritt?

Dr. Sangi: Der nächste logische Schritt wäre die Umgestaltung oder Transformation der Automatisierungstechnik. Die Optimierung einer oder mehrerer bestehender Abfülllinien kann deren verborgenes Potenzial freisetzen. Robotik und künstliche Intelligenz haben beispielsweise das Potenzial, die Art und Weise wie produziert wird, radikal zu verändern. Das SIG Robotic Magazine – genannt R-CAM – ist ein gutes Beispiel dafür. Das R-CAM ermöglicht es Getränkeherstellern, effizientere Arbeitsabläufe zu schaffen und Arbeitszeiten für manuelle Tätigkeiten zu reduzieren. Ein weiterer Schritt beim Aufbau vollautomatischer Fülllinien ist der Einsatz von vollautomatischen Transportsystemen, die Verpackungspaletten und -materialien von einem Zentrallager zum R-CAM transportieren können. Lernende Controller passen sich den betrieblichen, logistischen und individuellen Bedürfnissen der Hersteller an und reduzieren die Komplexität der Fabrik deutlich.

Können Sie kurz beschreiben, was hinter dem Robotic Magazine von SIG steckt?

Dr. Sangi: Das Robotic Magazine bietet den Kunden eine entscheidende Komponente auf dem Weg hin zu mehr Automatisierung. Das R-CAM kann Hochgeschwindigkeits-Füllmaschinen, die bis zu 24 000 Packungen pro Stunde befüllen, vollautomatisch mit Packungsmänteln bestücken – ein echter Gewinn, was die Effizienz der Arbeitsabläufe und die Reduktion des manuellen Arbeitsaufwandes anbelangt. Lebensmittel- und Getränkehersteller, die Füllmaschinen von SIG im Einsatz haben, erhalten die Packungsmäntel in Umkartons auf Paletten. Ohne ein R-CAM muss ein Mitarbeiter die Umkartons von der Palette nehmen und in das Magazin der Füllmaschine laden. Mit dem Robotic Magazine werden die Umkartons von der Palette genommen, geöffnet und die Füllmaschine wird mit Packungsmänteln bestückt. Dies erfolgt vollautomatisch – es ist kein manuelles Eingreifen seitens des Personals nötig. Durch das Robotic Magazine werden die Arbeitsabläufe effizienter und somit Arbeitszeit und Kosten gespart. Implementierte Sensoren und Scanner stellen sicher, dass die Sleeves auf die jeweilige Rezeptur abgestimmt sind, um Produktionsfehler zu vermeiden.

Wie funktioniert das?

Dr. Sangi: Das Robotic Magazine besteht im Wesentlichen aus zwei Modulen: dem Palettenmagazin und der Auspackstation. Das Palettenmagazin bietet Platz für eine Europalette, Industriepalette oder Australische Palette. Sobald sich die Palette im Magazin befindet, erfasst ein Scanner die Anordnung der Umkartons auf der Palette. Der Greifarm transportiert den Umkarton zur Auspackstation. Das Robotic Magazine verfügt über einen internen Zwischenspeicher, der sicherstellt, dass die Produktion auch beim Beladen des Palettenmagazins mit einer neuen Palette störungsfrei weiterläuft. Dieser Puffer kann bis zu 20 Umkartons mit Packungsmänteln fassen. Das Magazin kann bis zu 2,5 Stunden laufen, ohne dass eine neue Palette nachgefüllt werden muss. In der Auspackstation werden die Umkartons vorne geöffnet und die Mäntel herausgenommen. Die Mäntel werden automatisch in die entsprechende Bahn der Füllmaschine gefüllt, die Umkartons flach zusammengefaltet und in einem dafür bereitgestellten Container für die spätere Entsorgung gesammelt.

Und was wäre die Königsklasse der Transformation?

Dr. Sangi: Königsklasse wäre es, schlüsselfertige Lösungen zu nutzen. Die Internet-of-Things-Technologie (IoT) wie Sensoren, Software und Connectivity-Lösungen können helfen, die Produktivität einer Abfüllanlage zu überwachen und zu analysieren. Mit diesen Technologien können beispielsweise SIG-Ingenieure komplette End-to-End-Anlagen konzipieren und konstruieren, die intelligent, automatisiert und voll integriert sind. Unser Monitoring-System Combilink bietet beispielsweise eine neue Möglichkeit, eine Fülllinie zu tracken, bei Bedarf einzugreifen und den Betrieb zu optimieren.

Was sind die wesentlichen Vorzüge, die Combilink bietet?

Dr. Sangi: Combilink ist ein Monitoring-System, das die Effizienz und Produktivität der gesamten Abfülllinie analysiert und vollständige Konnektivität bietet. Es kann nahtlos mit übergreifender Unternehmenssoftware kommunizieren und so die Informationslücke zwischen Geschäfts- und Produktionsebene schließen. Combilink bietet einen umfassenden Einblick in die gesamte Fülllinie – inklusive Füllmaschine, Puffer, Applikator, Schrumpffolien-Verpackungsmaschine und allen anderen Komponenten der Linie. Mit der gleichen Konnektivität, die bei IoT-Anwendungen verwendet wird, verbindet Combilink jede Maschine der Linie und gibt unseren Kunden einen Einblick in aktuelle und frühere Effizienz- und Leistungsniveaus – und es zeigt, wo Verbesserungen von Vorteil sind.

Wie funktioniert Combilink genau?

Dr. Sangi: Combilink ist in einer offenen Architektur aufgebaut und damit zukunftssicher. Mit anderen Worten: Wir werden auch in Zukunft neue Anwendungen hinzufügen und Kunden können mit dem mitgelieferten Software-Development-Kit auch ihre eigenen, maßgeschneiderten Plug-ins erstellen. Das System beinhaltet leistungsfähige Analyse- und Reporting-Tools, die die Daten aufschlüsseln und grafisch visualisieren, um Entscheidungen des Kunden zu beschleunigen. Die Anbindung von Combilink basiert auf den neuesten industriellen Kommunikationsstandards wie beispielsweise PackML, Omac oder OPC UA. So kann das System Informationen von jeder Maschine in der Linie sammeln und sicher speichern. Combilink kann auch Daten an andere Unternehmens-Applikationen versenden. Die offene Architektur und die standardbasierten Schnittstellen ermöglichen auch die Anbindung an andere Drittsysteme, wie z. B. Supply-Chain-, Lager- und Logistiksysteme.

Das bedeutet, dass der Kunde viel Flexibilität hat, wenn es um seine eigenen Bedürfnisse geht?

Dr. Sangi: Absolut! Der Kunde kann die Daten der Abfülllinie in einer Vielzahl von vorkonfigurierten Berichten visualisieren oder für bestimmte Ansichten eigene erstellen. Kunden können sich sofort Charts über die OEE, die technische und organisatorische Effizienz sowie über Ausfallzeiten anzeigen lassen. Diese Berichte lassen sich sowohl auf einem Desktop, Tablet oder Smartphone ansehen – auch wenn der Kunde am anderen Ende der Welt ist. Intelligente Nachrichten alarmieren das Team bei Vorfällen oder Problemen und helfen, Engpässe und Ausfallzeiten zu vermeiden, bevor sie entstehen. Combilink schützt Daten während der Übertragung zwischen den Maschinen und dem Server sowie während der Speicherung. Es bietet ein Benutzerberechtigungssystem, mit dem der Kunde genau festlegen kann, wer auf welche Daten zugreifen darf.

Welche weiteren Schritte unternimmt SIG Richtung Industrie 4.0?

Dr. Sangi: Wir arbeiten mit führenden Anbietern von Automatisierungs- und Prozessleitsystemen zusammen, um weitere Produktionslösungen (MES) für Lebensmittel-, Getränke- und Milchproduzenten zu entwickeln. Durch derlei Partnerschaften können wir fortschrittliche Produktionstechnologie und integrierte Softwarelösungen kreieren. Die Partnerschaften ermöglichen es uns, Kompetenzen für die Entwicklung von MES-Produkten zu bündeln und integrierte Lösungen für intelligente und automatisierte Fabriken in aller Welt anzubieten.

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„Combilink ist ein Monitoring-System, das die Effizienz und Produktivität der gesamten Abfülllinie analysiert und vollständige Konnektivität bietet.“

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