Intelligente Zukunftsideen
DigiFood
Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert mit dem Projekt DigiFood elf Innovationsprojekte, um die digitale Transformation in der Lebensmittelwirtschaft durch Vernetzung und Wissenstransfer voranzutreiben. Die DLG stellt als Partner des Verbundprojekts alle Innovationsprojekte vor und legt in dieser Ausgabe den Fokus auf die Projekte Smarte Container Services für die Lebensmittelindustrie (smart.CONSERVE) und VersiPack.
smart.CONSERVE
Beim smart.CONSERVE-Projekt arbeiteten das Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen (WZL) und das Institut für Produktionstechnik (PROTECH) der Universität Siegen eng mit der Packwise GmbH, Dresden und der Zentis GmbH & Co. KG, Aachen zusammen.
Besondere Aufmerksamkeit zur Gewährleistung der Qualität und Produktsicherheit in der Lebensmittelindustrie erfordern der Transport und die Lagerung von verderblichen Waren. Dafür werden häufig Intermediate Bulk Container (IBC) aus Edelstahl verwendet. Bisher war es nicht möglich, die Edelstahl-IBC und den Zustand der sich darin befindlichen Produkte durchgehend zu überwachen. Das Forschungsprojekt smart.CONSERVE beschäftigte sich mit der Entwicklung von Geschäftsmodellen und Sensorlösungen, die eine regelmäßige Bestimmung des Containerorts, seines Füllstands, der Außen- und Innentemperatur sowie des Innendrucks ermöglicht. Ziel war es, ein intelligentes Container-System zu schaffen, das die Bedingungen in den Containern überwacht und die beteiligten Parteien bei Abweichungen benachrichtigt. Dadurch steigt die Sicherheit der Lebensmittel und wirtschaftliche Risiken werden vermindert. Insgesamt erhöht ein intelligentes Containersystem die Transparenz in der Lieferkette und reduziert die Verschwendung von Nahrungsmitteln.
Vorteile auf einen Blick:
- Produktionsprozesse und die Überwachung der Einhaltung von Prozessbedingungen werden vereinfacht, indem potenziell mehrere Schritte zur Qualitätsüberwachung durch ein einziges Gerät ersetzt werden – sowohl bei Herstellern als auch deren Kunden.
- Produktionskosten sinken durch datenbasierte Prozessverbesserungen, die Reduzierung von Abfall oder Überproduktion
- Die Nachverfolgbarkeit der IBC verbessert das Inventarmanagement, die Effizienz der Lagerhaltung und die Planbarkeit von Transportrouten. IBC-Flottengrößen und die Zahl notwendiger LKW-Fahrten können so verringert werden.
- Die Überwachung von Temperatur und Druck der abgefüllten Lebensmittel ermöglicht, den Verderb von Lebensmitteln zu vermeiden oder frühzeitig zu erkennen.
Insgesamt erhöht ein intelligentes Containersystem die Transparenz in der Lieferkette. Dafür konnten die Verbundpartner im Rahmen der Förderung des Projekts smart.CONSERVE funktionsfähige und validierte Prototypen entwickeln – sowohl im Sinne eines Geschäftsmodells als auch bezüglich der Sensortechnik. Damit wurden erfolgreich die Grundlagen für die Industrialisierung der Lösung gelegt.
Autor und Kontakt:
Jan Salzwedel, M. Sc. RWTH
Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen University
J.Salzwedel@wzl.rwth-aachen.de
VersiPack
Der Markt für abgefüllte Getränke, speziell Bier und Wein, ist im Wandel und verlangt nach unterschiedlichen Verpackungslösungen. Dies stellt gerade für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) aufgrund der hohen Investitions- und Unterhaltskosten sowie geringer Auslastungsraten eine Herausforderung dar. Um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten, greifen viele KMU auf manuell geprägte Abfüllprozesse zurück. Diese Vorgehensweise ist jedoch auf lange Sicht weder wirtschaftlich tragfähig noch gewährleistet sie eine gleichbleibende Qualität. In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie birgt dies zudem erhebliche Risiken, da Produktionsfehler zu gravierenden wirtschaftlichen Schäden und Imageverlusten führen können.
Ein Schwerpunkt des Projektes ist die bedarfsgerechte Gestaltung der wandlungsfähigen Anlage. Bestehende Ansätze werden gemeinsam mit Maschinenherstellern analysiert, bewertet und angepasst. Die Validierung erfolgt in einem zweistufigen Verfahren. Zunächst wird ein Demonstrator für Abfüllprozesse exemplarisch konzeptioniert und aufgebaut. Anschließend wird das entwickelte Konzept im industriellen Kontext von den Partnern für die Gestaltung der realen Anlage (Flaschen-und Dosenabfüllung) angewendet.
Ziel des Gesamtprojektes VersiPack ist die Schaffung eines neuartigen, wandlungsfähigen Anlagenkonzeptes für die Getränkeabfüllung. Entwicklung, Analyse und Evaluierung erfolgen auf Basis von flexibel und ortsunabhängig einsetzbaren Modulen und einer auf dem Internet of Things (IoT) basierenden Technologieplattform. Angestrebt werden ein Referenzmodell für eine Businessplattform, eine standardisierte Schnittstellengestaltung auf Hardware- und Softwareebene sowie eine selbstorganisierte Konfiguration interoperabler Anlagenmodule in Kombination mit einem digitalen Hygienekonzept. Hierbei verfolgt das Projekt VersiPack die Entwicklung eines wandlungsfähigen cyber-physischen Produktionssystems (CPPS), das eine verteilte und somit effizientere Nutzung der Ressourcen innerhalb der Getränkewertschöpfungskette erlaubt. Zudem verfügt VersiPack über das Potential, innovativen Geschäftsmodellen mit nachhaltigeren Produktionsstrategien den Weg zu bahnen. Somit wird ein für die Abfüll- und Getränketechnik völlig neuartiges, wandlungsfähiges und selbstorganisierendes Konzept zur industriellen Bereitstellung von Getränken entwickelt und VersiPack liefert integrale Lösungsbausteine für das Zukunftskonzept „Packaging as a Service“.
Mit dem auf der vergangenen BrauBeviale vorgestellten Demonstrator der modularen Abfüll- und Verpackungsanlage hat das Projekt einen wichtigen Meilenstein erreicht. Im Demonstrator ist das Konzept von VersiPack – insbesondere das flexible Zusammenspiel der einzelnen Anlagenmodule sowie deren Anbindung an eine digitale Plattform – technisch umgesetzt und seine Machbarkeit somit bewiesen worden. Nächster großer Schritt im Projekt wird sein, den Prototypen der Abfüll- und Verpackungsanlage fertigzustellen und in der Praxis zu erproben.
Das Projekt besteht aus den Forschungsstellen Fraunhofer IGCV, der Technischen Universität München sowie der Software AG.
Vorstellung des Projektkonsortiums und weitere Infos: www.versipack.de