Südkoreas Lebensmittelhersteller im Fokus der DLG

Der Weg zur Industrie 4.0

Vom 25. bis 28. November veranstaltet die DLG gemeinsam mit Koreas führender Messegesellschaft Coex erstmals die Food Industry Technology Show Korea. Die Premiere der neuen Plattform findet im Coex Center in der südkoreanischen Hauptstadt Seoul statt. Das neue Messe- und Konferenzformat fokussiert Entwicklungen und Angebote der internationalen Lebensmitteltechnologie und deren Relevanz für die Märkte in Nord- und Ostasien.

Südkoreas internationaler Lebensmittelknotenpunkt befindet sich mitten im Herzen von Asien. Hier in Iksan, rund 180 Kilometer von Seoul entfernt, liegt der Standort von Foodpolis. Der führende Food Cluster des Landes bietet 160 Unternehmen und zehn F&E-Zentren ein Zuhause. Das ehrgeizige Projekt widmet sich der Erforschung, Entwicklung und Verarbeitung von Lebensmitteln. Ziel ist es, die gesamte Asien-Pazifik-Region zu versorgen, die rund ein Drittel des globalen Verbrauchermarkts umfasst.

Dezentrale Intelligenz für modulare Anlagen

Angesichts hoher Lohnkosten sowie zunehmendem Wettbewerb in den Nachbarländern sucht die Branche nach Wachstumsmotoren. Deutschland mit seiner Industrie 4.0-Strategie gilt in diesem Zusammenhang als Benchmark. Durch den Bau von intelligenten Fabriken will man auch auf der koreanischen Halbinsel die vierte industrielle Revolution umsetzen – flankiert durch die Smart Manufacturing Innovation Strategy, mit der die Regierung die Qualifizierung von 50.000 Mitarbeitern bis zum Jahr 2022 forciert. „Für die koreanische Lebensmittelindustrie spielen Themen wie Digitalisierung, Vernetzung und Automatisierung eine zunehmend wichtige Rolle. In der gesamten Region benötigen die Hersteller vollautomatisierte Prozess- und Verpackungstechnik, um ihre Produktivität zu erhöhen und mit der Nachfrage der Verbraucher Schritt halten zu können“, betont Simone Schiller, Geschäftsführerin des DLG-Fachzentrums Lebensmittel.

Zugang zur Automatisierung und Digitalisierung finden Lebensmittelhersteller vom 25. bis 28. November 2020 in Seoul auf der Food Industry Technology Show Korea. © Clipdealer

Gefragt sind effiziente Prozesse, die einen höheren Convenience-Grad als noch vor wenigen Jahren und eine steigende Lebensmittelqualität ermöglichen. Zugang zur Automatisierung und Digitalisierung finden Lebensmittelhersteller vom 25. bis 28. November 2020 in Seoul auf der Food Industry Technology Show Korea. Zusammen mit der parallel stattfindenden Coex Food Week, dem etablierten Treffpunkt für Lebensmittelproduzenten und Händler, bildet die Fachmesse die gesamte Wertschöpfungskette ab.

Mit der Verfügbarkeit marktreifer Lösungen lassen sich mittlerweile erste modulare Konzepte realisieren, die Produktivitätsschübe in allen Phasen des Lebenszyklus der Anlagen versprechen. Der Trend geht weg von einem zentralen Prozessleitsystem hin zu Modulen mit eigenen Automatisierungsfunktionen und Steuerungen – eine Umstellung, die auch den Übergang von der Batch- zur kontinuierlichen Produktion ermöglicht. Ziel ist die direkte Kommunikation der einzelnen Anlagenmodule in Echtzeit: die Machine-to-Machine- Kommunikation (M2M). Sie lebt von der engen Verknüpfung und Durchgängigkeit der verfügbaren Daten.

Smarte Sensoren als Wegbereiter

Statische IT-Lösungen stoßen hier schnell an ihre Grenzen, denn die intelligente Fabrik besteht aus dezentralen Produktionsumgebungen mit unterschiedlichen Komponenten mit jeweils eigenen Datenquellen. Ohne Cloud-Computing lassen sich die wachsenden Datenmengen kaum mehr verarbeiten und ad-hoc auswerten. Künftig kommen die Datenwolken nicht nur auf der Managementebene zum Einsatz, sondern auch im Shopfloor. Die Herausforderung dabei: Die virtuelle Produktion abzubilden und mit der realen zu synchronisieren.

Vor diesem Hintergrund erwarten Experten, dass die Zahl sogenannter "smarter" Sensoren, die in der Produktion miteinander kommunizieren, deutlich steigen wird. Lieferten die meisten Sensoren in der Vergangenheit ein binäres oder analoges Ausgangssignal, so ändert sich dies aktuell. Auf dem Vormarsch sind Lösungen mit herstellerunabhängiger IO-Link-Schnittstelle, die eine bidirektionale Kommunikation ermöglichen. Die Sensoren erfassen neben Größen wie Druck, Volumen und Temperatur auch Schwingungen und Vibrationen. Auf Basis dieser Zustandsdaten soll sich die Produktion weitgehend selbst überwachen. Und auch der After-Sales-Service wird von den smarten Sensoren geprägt, indem Wartungsaufgaben nicht mehr zeitbasiert in Intervallen, sondern zustandsbasiert vorgenommen werden.

Edge- und Cloud-Computing im Shopfloor

Um aber die Vorteile der Sensorik im Industrie- 4.0-Umfeld im vollen Umfang nutzen zu können, bedarf es noch mehr: Big Data und Künstlicher Intelligenz (KI) – und damit mathematischer Modelle, die die komplexen Maschinen- und Prozesszustände analysieren. Industrie 4.0-taugliche Sensoren verfügen neben den Ausgängen für die Anlagensteuerung über weitere Schnittstellen. Über sie stehen sie in Verbindung mit den Cloud-Diensten. Die KI muss aber nicht notwendigerweise in der Cloud lokalisiert sein. Dank immer höherer Rechenleistung lassen sich die Daten auch direkt im Shopfloor an der Maschine dezentral per Edge Computing auswerten, um die Leistung und Produktivität zu erhöhen. Der Lebensmittelproduzent behält damit die volle Hoheit über seine Maschinendaten.

Mittlerweile sind in Südkorea eine ganze Reihe an Projekten auf den Weg gebracht worden, die erfolgreich sind. Bei einem idealtypischen Greenfield-Projekt wie im Falle von Foodpolis lässt sich von Beginn an eine moderne Infrastruktur aufsetzen. Bei Brownfield-Werken sieht die Realität hingegen anders aus. Ihr Anlagenpark befindet sich zum Teil seit über 15 Jahren im Einsatz und setzt auf eine andere Infrastruktur, als sie die Smart Factory verlangt. „Die Einbindung bestehender Maschinen mittels moderner Sensoren und Aktoren in smarte Prozesse spielt folglich eine zentrale Rolle auf der Food Industry Technology Show Korea“, gibt Simone Schiller einen Ausblick auf die Veranstaltung.

Mensch und Roboter Seite an Seite

Nicht nur im Bereich der Sensorik stoßen technische Innovationen neue Türen auf. Waren Roboter bislang vor allem in Industrien lohnenswert, die hohe Stückzahlen standardisierter Produkte fertigen, finden sie zunehmend im Lebensmittelsektor ihr Einsatzgebiet – allen voran in Südkorea. Bei der Roboterdichte belegt das Land nach Singapur weltweit den zweiten Platz, wie die Zahlen des jüngsten World Robotics Report ausweisen. Zum Vergleich: Mit 774 Industrierobotern pro 10.000 Mitarbeiter setzt die Republik Korea mehr als doppelt so viele Einheiten ein, wie Deutschland oder Japan.

Noch ist die Anzahl der installierten Einheiten in der Lebensmittelindustrie mit einem Anteil von rund vier Prozent gering und Roboter überwiegen in unkritischen Abschnitten, wie Palettier- und Packstationen. Im Kontakt mit dem offenen Lebensmittel muss die mechatronische Ausstattung der Roboter dagegen höheren Hygiene- Ansprüchen genügen – ein Aspekt, der ganz oben auf der Agenda des begleitenden Fachprogramms der Food Industry Technology Show Korea steht. Klein, leicht, komfortabel und vor allem flexibel vernetzt, so stellen sich Ingenieure die industriellen Roboter der Zukunft vor. Kollaborierende Roboter, die Cobots, sind die Speerspitze dieser Entwicklung. Aufgrund ihrer Drehmomentsensoren in allen Achsen arbeiten sie mit Feingefühl und Präzision. Sie sind flexibler und bieten größere Anwendungsgebiete als klassische Roboter, da sie sich denselben Arbeitsraum mit dem Menschen teilen. Bei unerwartetem Kontakt reduzieren Cobots ihr Arbeitstempo und die kinetische Energie auf ein Maß, das Verletzungen unterbindet – ganz ohne Schutzzäune.


Titel LT

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