Automatisierung, Energiemanagement und Traceability für Industrie 4.0

Die Lebensmittelindustrie hat sich in den vergangenen Jahren rasant verändert. Digitalisierungsanforderungen haben den Arbeitsalltag nachhaltig revolutioniert, längst müssen viele Unternehmen den Schritt in die Zukunft 4.0 wagen, um konkurrenzfähig bleiben zu können.

▶ REINHOLT SCHLECHTER

Neben rein technischen Anforderungen an eine präzise, aufeinander abgestimmte sowie standardisierte und schnelle Lebensmittelherstellung gelten für viele Branchen hohe Qualitätsstandards in puncto Lebensmittelsicherheit – einhergehend mit steigenden Anforderungen an eine lückenlose Dokumentation und Rückverfolgbarkeit, also Traceability, der Produkte. Da sind smarte Lösungen gefragt, möchte man auch angesichts immer grösser werdender Energiebedarfe die Investitions- und Betriebskosten unter Kontrolle halten.

Tadellose Warenqualität schafft Kundenvertrauen. Damit diese Qualität lückenlos dokumentiert und nachgewiesen werden kann, helfen IIoT-Lösungen, die eine End-to-End-Traceability garantieren. Foto: GETTYIMAGES

Mit EcoStruxure die digitale Transformation angehen
Schneider Electric, langjähriger Partner vieler Unternehmen im Lebensmittel- und Getränkesegment, hat mit EcoStruxure eine holistische Lösungsarchitektur entwickelt, die es ermöglicht, herkömmliche Betriebsmodelle in der Industrie neu zu denken. Dazu werden die drei Ebenen vernetzte Produkte, Steuerung sowie Software mit Apps, Analytik und Services dank durchgängiger Kommunikation transparent miteinander verbunden. Vom Sensor über die Maschine bis zur Cloud ist damit im Sinne von IIoT alles miteinander vernetzt. Und das ist auch wichtig. Denn nur so lassen sich hochkomplexe Prozesse und deren Dokumentation synchronisieren, überwachen und steuern. Hinzu kommt, dass mit den in EcoStruxure integrierbaren Messgeräten zum Power Monitoring gewinnbringendes Energiemanagement geleistet werden kann.

Die EcoStruxure-Lösungsarchitektur ermöglicht dank nahtloser Integration vernetzter Produkte, Edge Control und Analyseebene eine durchgängige Kommunikation von Messgeräten, Steuerelementen und Bedienern. Das erleichtert effizientes Energiemanagement und smarte Automatisierung.

Grafik: SCHNEIDER ELECTRIC

Die digitale Vernetzung aller Produktionskomponenten im Sinne von Industrie 4.0 erleichtert nicht nur die Koordination von Automatisierungsprozessen, sondern gestattet dank präziser Datenerhebung zielgenaue Wartung und Reparatur sowie effizientes Energiemanagement. Foto: Schneider Electric

Ganz wichtig: die Implementierung der auf EcoStruxure basierenden Lösungen kann individuell an bestehende infrastrukturelle und wirtschaftliche Gegebenheiten angepasst werden. Die Systeme sind offen, interoperabel und skalierbar. Sie lassen sich problemlos erweitern und optimieren. Neben der Durchgängigkeit von ebenenübergreifender Kommunikation ist diese Ermöglichung der problemlosen Integration neuer Maschinen und Systeme in bestehende Anlagen eine Grundvoraussetzung der EcoStruxure-Architektur.

Die Green Box ist das Schweizer Messer der Automatisierung
Als globaler Spezialist für Automatisierung und Energiemanagement liefert Schneider Electric mit dem «Green Box»-iPC eine zentrale Komponente für eine vollvernetzte und durchdigitalisierte Verpackungsanlage 4.0. Dieser iPC ist an alle industriellen Bedürfnisse anpassbar. Mit umfangreichen installierten Softwarepaketen erlaubt der Alleskönner die standortübergreifende Anbindung unterschiedlichster Maschinen, bietet Datenaufbereitung über Templates und ermöglicht die zielgenaue und leistungsstarke Steuerung und Überwachung von Automatisierungsprozessen – gerade in Anlagen mit hoher Performance.

Hinsichtlich ihrer Software wartet die Green Box mit enormen Konnektivitätsmöglichkeiten auf. Mit ihren mehr als 240 Treibern für verschiedene Kommunikationsprotokolle gestattet sie die Integration heterogener Landschaften. Neue oder bestehende Maschinen können problemlos und herstellerübergreifend vernetzt und zu transparenter Kommunikation befähigt werden. Dieser Schritt hin zu Industrie 4.0 macht eine neue oder bestehende Anlage flexibler und unabhängiger – und verschafft ihr mit den dadurch entstehenden Einspar- und Standardisierungspotenzialen einen spürbaren Wettbewerbsvorteil.

Die smarte Green Box hilft aber nicht nur beim entscheidenden Schritt in das IoT-Zeitalter, sondern gewährleistet langfristig Zukunftssicherheit. Für wartungs- und reparaturkostenschonende Massnahmen wie Predictive Maintenance oder Teleservice lassen sich innovative Softwarepakete, wie beispielsweise der Augmented Operater Advisor oder der Machine Advisor, installieren. Hinzu kommen vorbereitete Bibliotheken mit Bausteinen und Anzeigeelementen sowie erklärende Videos mit hinterlegten Dokumentationen und Animationen. Eine Einbindung in die Cloud ist ebenso möglich wie die Nutzung von AR-Applikationen zur Optimierung von Einrichtungs-, Bedienungs- und Wartungsvorgängen von Maschinen.

Power Monitoring und Energiemanagement spüren Einsparpotenziale auf
Industrie 4.0 – das bedeutet nicht nur clevere Automatisierung und Vernetzung, sondern ebenso effizientes Energiemanagement dank digitalem Datenaustausch aller Betriebskomponenten. In den Bereichen saubere Netzqualität und zielgenaue Energieversorgung ergeben sich – mit den nötigen Informationen – grosse Einsparpotenziale. Und diese Informationen kann ein intelligentes Power Monitoring liefern. Power-Logic-Netzmessgeräte oder mit digitalen Modulen ausgestattete Leistungsschalter wie der Masterpact MTZ lassen sich nicht nur einfach installieren und schützen die Anlage, sondern erheben nonstop Daten über Energieverbräuche und Betriebseffizienz. Darauf basierend lassen sich beispielsweise Oberschwingungen wirksam ausfiltern oder Blindleistung kompensieren. Während Energiemanagement- und Automatisierungslösungen für nahezu jedes Unternehmen interessant sind, ergeben sich für die Lebensmittelindustrie noch zusätzliche Anforderungen im Bereich Produktqualität und Rückverfolgbarkeit.
Doch auch hier hilft digitale Vernetzung.

Der Green Box iPC erlaubt mit seinen mehr als 240 Treibern die standortübergreifende Vernetzung und Kommunikation von Maschinen unterschiedlicher Hersteller in der industriellen Produktion. Foto: Schneider Electric

Traceability schafft Vertrauen
Ein wettbewerbsfähiger Lebensmittelproduzent muss selbstverständlich tadellose Ware herstellen – und sollte das auch dokumentieren können. Kundenvertrauen wird dadurch geschaffen, dass jederzeit rückverfolgbar ist, woher eine Ware kommt und wie sie produziert wurde. End-to-End Traceability, also lückenlose Rückverfolgbarkeit, macht jeden Schritt der Produktions- und Distributionskette transparent und die Angaben auf der Lebensmittelverpackung nachvollziehbar. Um dies zu gewährleisten, hilft die Verwendung eines effizienten Produkt-Informations-Managements, dessen Möglichkeiten gerade durch ganzheitliche Vernetzung und Digitalisierung deutlich optimiert wurden. Softwarelösungen für Smart/Safe Food, wie Serialization, Label Assurance und Clean-In-Place, gestatten eine lückenlose Dokumentation und Rückverfolgbarkeit von Lebensmitteln. Dazu werden alle Daten vom Erzeuger über die Produktion bis zum Verbraucher erfasst und zur Auswertung bereitgestellt. So hilft smarte IoT-Vernetzung dabei, ohne grossen Aufwand wichtiges Kundenvertrauen in die angebotenen Lebensmittel sicherzustellen.

Fazit
Automatisierung, Energiemanagement und Traceability verlangen heutzutage nach IoT-fähigen Systemen, die sich skalierbar in bestehende Landschaften einbetten lassen. Rückgrat aller optimierenden Massnahmen sollte daher die Integration der Produktions- und Distributionselemente in eine holistische Lösungsarchitektur sein. EcoStruxure etwa basiert auf einer vollständigen Digitalisierung aller Komponenten und der Ermöglichung ihrer wechselseitigen Kommunikation. Auf der Basis kontinuierlicher und umfänglicher Datenerhebung lassen sich Produktionsprozesse präzise aufeinander abstimmen, die Betriebseffizienz messen und optimieren sowie Massnahmen zur Stärkung von Kundenvertrauen ergreifen.

Reinholt Schlechter ist OEM Segment Manager bei Schneider Electric.



Community Führer Maschinen-, Metall-, Elektro- und Elektronikindustrie (KMEM) 2019