Internet der Dinge

Die Fabrik der Zukunft: Mensch, Maschine, IoT

Die Automatisierungstechnik hat sich in den vergangenen Jahrzehnten stark weiterentwickelt. Nicht zuletzt in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie ging das mit weitreichenden Veränderungen einher. Neue, leitungsfähigere Maschinen zu niedrigeren Anschaffungskosten haben für viele europäische Branchenvertreter Wachstum und wirtschaftlichen Erfolg ermöglicht. Insbesondere automatisierte Kommissionier- und Verpackungsmaschinen bilden heute eine Grundvoraussetzung für Wettbewerbsfähigkeit – gerade, wenn es darum geht, Produktionsleistung und -qualität zu verbessern.

Insofern ist klar: Automatisierung und Digitalisierung sind die bestimmenden Themen für die Zukunft der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie. Zu groß sind die Vorteile, die sich für Maschinenbauer und Endkunden ergeben. So ist es mithilfe fortschrittlich automatisierter und digitalisierter Anlagen zum Beispiel möglich, flexibler und schneller auf individuelle Kundenwünsche zu reagieren. Umstellungen auf neue Produkte, Verpackungsformate oder -materialien lassen sich ohne großen Aufwand umsetzen. Außerdem haben immer besser automatisierte Prozessabläufe zur Folge, dass manuelle Eingriffe durch menschliche Bearbeiter auf ein Minimum reduziert werden können. Für kürzere Durchsatzzeiten, mehr Ausfallsicherheit und optimierte Wartungsvorgänge ein großes Plus. Dennoch verschwindet der Mensch natürlich nicht aus der Gleichung. In modernen, durchdigitalisierten Produktionsumgebungen tritt er zunehmend per Software mit den Maschinen in Interaktion.

Eines ist jedenfalls sicher: Nur mit der richtigen Mischung aus Automatisierung, Robotik und IIoT lässt sich das nötige Maß an Effizienz und Widerstandsfähigkeit erreichen, das für das Bestehen in einem hochkompetitiven Markt notwendig ist.

Das Ende der SPS und das Aufkommen der Robotik

Für die industrielle Kommissionierung und Verpackung von Lebensmitteln wurde in den vergangenen 20 Jahren zumeist auf ein bewährtes Set-Up zurückgegriffen: ein, zwei Robotik-Komponenten, die von einer klassischen speicherprogrammierbaren Steuerung gesteuert werden. Heute allerdings reicht das nicht mehr aus. Um unter gegenwärtigen Marktbedingungen wettbewerbsfähig zu bleiben, braucht es ein komplexes und feingliedriges Zusammenspiel von einer Vielzahl an Robotern, die mit hochgradig flexiblen Fördersystemen synchronisiert werden können. Herkömmliche speicherprogrammierbare Steuerungen stoßen hier an ihre Grenzen. In zunehmendem Maß setzen Anwender deshalb auf eine neue Generation an hoch performanten Motion- und Robotik-Controllern, wie sie zum Beispiel Teil der Automatisierungsplattform PacDrive 3 von Schneider Electric sind.

Die neuen Controller sind nicht nur kompakter und flexibler. Mithilfe von vorgefertigten Softwarebausteinen lassen sie sich auch unkompliziert programmieren und in Betrieb nehmen. Für komplexe Maschinenanwendungen bieten sie eine sehr hohe Performance und haben sich meist im Handumdrehen amortisiert. Hinzu kommt, dass moderne Motioncontroller nahtlos in IIoT-Architekturen eingebunden werden können und den Anwender somit auch von digitalen Tools für Remotemanagement, Condition Monitoring, vorausschauende Wartung oder Augmented Reality-Services profitieren lassen.

Bei der industriellen Verarbeitung von Lebensmitteln hat ein Großteil der maschinellen Betriebsabläufe mit Verpackungsaufgaben zu tun. Um dies möglichst effizient und hochwertig zu erledigen, braucht es in vielen Anwendungsfällen perfekt orchestrierte Bewegungsabläufe, die durch unzählige einzelne elektrische Antriebe realisiert werden. Durch den Einsatz zeitgemäßer Automatisierungs- und Robotertechnik lässt sich hier großes Einsparpotenzial nutzen, viele repetitive Arbeitsschritte können zum Beispiel komplett an die Maschine übergeben werden. In einem hochkompetitiven Wettbewerbsumfeld wie der Lebemsmittelindustrie ist das ein entscheidendes Kriterium.

IIoT und Augmented Reality

Aber nicht nur hoch performante Motioncontroller haben die Maschinen und Anlagen in der Lebensmittelwirtschaft verändert. Am IIoT kommt heute niemand mehr vorbei. Zu groß sind die Vorteile, die sich durch Technologielösungen für vorausschauende Wartung, Condition Monitoring, Analysen oder künstliche Intelligenz in puncto Verfügbarkeit und Produktivität ergeben. Gerade Augmented Reality-basierte Applikationen bieten für die Wartung einen Mehrwert, der kaum hoch genug einzuschätzen ist. Mit einem virtuellen Blick in Schaltschrank und Maschine lassen sich Fehler und Schwachstellen gezielt und schnell lokalisieren. Außerdem können AR-basierte Wartungsvorgänge durch einfach verfügbare Daten, Zusatzinfos, Dokumente oder Anleitungen unterstützt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die operative Effektivität des technischen Personals erheblich zu verbessern – auch, wenn es etwa darum geht, AR-unterstützt durch Inbetriebnahme-Prozesse oder Sicherheitschecks zu führen. Insgesamt profitieren Anwender von AR-Technologie von kürzen Ausfallzeiten und einer gesteigerten Gesamtanlageneffektivität.

Was die Zukunft bereithält

Gemeinsam mit dem technologischen Fortschritt in puncto Automatisierungstechnik hat sich auch die Lebensmittelindustrie gewandelt – und wandelt sich weiter. An IIoT und hoch performanten Motioncontrollern kommt heute kein Branchenvertreter mehr vorbei. Künftige Wettbewerbsfähigkeit wird sich auch daran messen lassen müssen, wie sinnvoll und effektiv die neuen Technologien in Betriebsabläufe integriert werden konnten und wie gut es gelungen ist, von den enormen Potenzialen der Industrie 4.0 zu profitieren.


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