Möglichst viele Informationen zu sammeln, zu verknüpfen, in Zusammenhang zu bringen und praktisch nutzbar zu machen, ist der Kernaspekt von Industrie 4.0. Eine Evolution in vielen kleinen Schritten ist zu beobachten, die vor allem von Kundenanforderungen getrieben ist, denen die Lebensmittelindustrie gerecht werden muss.
Geht es um die Umsetzung und Adaption neuer Technologien und Prozesse im Zuge von Industrie 4.0, schauen viele Branchen mit einem eifersüchtigen Auge auf die Automobilindustrie. Dort haben sowohl Hersteller als auch Zulieferer ihre Prozesse in den vergangenen Jahren runderneuert – und zwar radikal. Daraus resultierend lässt sich die Fertigung effizienter planen, kontrollieren und auch steuern. Ein integraler Bestandteil dieser Entwicklung sind moderne Softwarelösungen, die in allen Unternehmensbereichen zum Einsatz kommen. Die Lebensmittelindustrie muss aufholen und sich vorhandene Potenziale zunutze machen.
Wie in vielen anderen Branchen sind diese auch in der Lebensmittelindustrie in einem steten Wandel. Diversität ist gefragt. Bio-Lebensmittel für umweltbewusste Verbraucher, gesündere Diätprodukte für sportlich Veranlagte, spezielle Produkte für Allergiker – die Liste, die es von den Herstellern zu berücksichtigen gilt, ist lang.
Ohne hochtechnisierte und optimierte Prozesse ist es Herstellern schlicht nicht möglich, eine solche Produktvielfalt wirtschaftlich anzubieten. Dabei müssen Produktionshardware und -software eng miteinander verzahnt sein. Auch ist es unerlässlich, dass sich Prozesse lückenlos einsehen, steuern und analysieren lassen. Lückenlose Dokumentation sowie Reports und Statistiken sind unabdingbar und tragen zur Transparenz und Rückverfolgbarkeit bei. Das steht speziell in der lebensmittelverarbeitenden Branche ganz oben auf der Prioritätenliste. Gewährleistet wird das durch den Einsatz modernster Maschinen, die im Zusammenspiel mit der richtigen Software Daten aller Art erheben können.
Overall Equipment Effectiveness
Fakt ist: Soft- und hardwarebasiertes Datenmanagement und eine entsprechende Datenanalyse steigern die Produktivität. Nichtsdestotrotz behandeln viele Unternehmen in der fleischverarbeitenden Industrie Kennzahlen eher stiefmütterlich. Overall Equipment Effectiveness (OEE) setzt genau hier an und ermöglicht es, Produktionsdaten zu analysieren, Verbesserungsmaßnahmen einzuleiten und deren Wirkung zu messen. Das Ziel von OEE ist letztlich eine Performancesteigerung durch Kennzahlmessung.
Üblicherweise bestimmen drei zentrale Komponenten den OEE-Wert einer Maschine: Der Verfügbarkeitsfaktor bezeichnet das Verhältnis zwischen der ungeplanten Stillstandszeit und der theoretisch möglichen Produktionszeit. Der Leistungsfaktor wiederum bezeichnet die theoretisch mögliche Leistung der Maschine im Vergleich zu ihrer tatsächlichen, während der Qualitätsfaktor schließlich ausdrückt, wie viele Teile in der gewünschten Qualität produziert wurden. Letzterer ist speziell in der Lebensmittelindustrie von besonderer Bedeutung, wenn es beispielsweise darum geht, Fremdkörper wie Metall- oder Plastikteile in Nahrungsmitteln aufzuspüren oder fehlerhafte Verpackungen zu erkennen.
Mithilfe passender Software lässt sich anhand dieser Faktoren der OEE-Wert berechnen und für die Analyse der Produktionsdaten nutzen. Einen genauen Einblick in die Leistungsfähigkeit der Produktionslinie geben beispielsweise Informationen über Tagesperformance oder Monatsübersichten. Auch andere Darstellungsformen sind möglich. Lebensmittelverarbeitende Unternehmen können analysieren, wie sie qualitativ hochwertigere Produkte herstellen und parallel den Ausschuss reduzieren. Die Folge sind geringere Kosten durch einen reduzierten Materialverbrauch, gesteigerte Verfügbarkeit und Performance von Maschinen sowie geringere Stromkosten durch optimierte Laufzeiten. Voraussetzungen sind jedoch der effiziente Einsatz des OEE-Wertes, eine umfassende Planung sowie Akzeptanz auf allen Betriebsebenen.
Predictive Maintenance
Eine regelmäßige Kontrolle der Verfügbarkeit und der Performance von Maschinen sowie der Austausch von anfälligen Teilen reduzieren Störfälle und sind bereits heute gängige Praxis in produzierenden Unternehmen. Gänzlich vermeiden lassen sich plötzlich auftretende Schäden und daraus resultierende Stillstände jedoch nicht. Die Lösung: Predictive Maintenance – Probleme erkennen, bevor sie entstehen.
Zustandsdaten von Maschinen, wie zum Beispiel zur Betriebstemperatur und Laufzeit, werden von intelligenten Systemen gesammelt und anschließend ausgewertet. Die gesammelten Informationen lassen sich anhand von Wahrscheinlichkeitsrechnungen und verschiedenen Prüfparametern in Korrelation stellen und geben so Aufschluss über die wahrscheinliche Lebensdauer der Maschinen. Steht eventuell ein Ausfall bevor, warnt das System den Betreiber und weist auf eine benötigte Wartung hin. So lassen sich unverzüglich Gegenmaßnahmen einleiten, falls nötig. Das kann entweder durch die installierte Software, einen Servicetechniker sowie die Maschine oder den Kunden selbst geschehen.
Darüber hinaus lässt sich mithilfe eines Gerätepasses auch ohne direkten Kontakt mit der Maschine ermitteln, welche Gerätekomponenten von einem Schaden betroffen sein könnten oder welche Software das System aktuell verwendet. Sind die Daten zudem in einer Cloud gespeichert, können Gegenmaßnahmen dank des schnellen und einfachen Zugriffs jederzeit eingeleitet werden. Die Daten in der Cloud sind dabei durch zyklisch gesendete Messwerte immer auf dem neuesten Stand. Ferner passt sich der konfigurierbare Datenaustausch an die individuellen Sicherheitsanforderungen und das Datenmanagement der Unternehmen an.
Formel- und Rezepturverwaltung
Prozess- und Kostenmanagement sind jedoch nicht die einzigen Unternehmensbereiche, die vom Einsatz moderner Softwarelösungen profitieren. Speziell beim Qualitätsmanagement von Nahrungsmitteln ist der Einsatz von adäquater Software unerlässlich. So kann schon eine einzige über- oder unterdosierte Zutat ausreichen, um das Produkt wertlos oder für den Verbraucher schädlich zu machen. Die richtige Software gewährleistet, dass Zutaten bis aufs Milligramm genau dosiert werden können, und verhindert mit den nötigen Informationen und Daten dergleichen Probleme.
Um die exakte Steuerung von Produktionsabläufen, angefangen beim einzelnen Rezeptur-Arbeitsplatz bis hin zu umfassenden Client-Server-Lösungen, zu ermöglichen, muss die Software Stammdaten mit Materialinformationen, Basisrezepten, Bedienvorschriften und Instruktionen zentral verwalten und Änderungen über Audit-Trail nachverfolgen. Diese Funktion ermöglicht das Aufzeichnen aller Produktionsdetails – beispielsweise, wer zu welchem Zeitpunkt an welchem Terminal eine Änderung vorgenommen hat – und ist in der Lage, vollständige Chargen zurückzuverfolgen. Im Reklamationsfall sind so die einzelnen Schritte leicht nachvollziehbar. Nicht zuletzt ermöglichen solche Daten auch die Erfüllung der Füllmengenkontrollen verschiedener Marktregionen – wie USDA in den Vereinigten Staaten oder FPV in der Europäischen Union.