Die Lebensmittel- und Getränkeindustrie steht vor einer Reihe wichtiger Herausforderungen im Produktionsbetrieb. Die Lebensmittel- und Getränkeherstellung besteht in der Regel aus komplexen Prozessen, wie z. B. Clean-in-Place, Rückverfolgbarkeit, Erfassung falsch etikettierter Produkte und Serialisierung. Die Branche muss die größtmögliche Konsistenz der Marken- und Produktqualität, des Geschmacks und der Sicherheit gewährleisten und gleichzeitig die Produktions- und Verpackungskosten senken, um die steigenden Kosten für Inhaltsstoffe und Vorschriften auszugleichen. Darüber hinaus muss die Industrie die staatlichen Vorschriften für Lebensmittelsicherheit, Rückverfolgbarkeit, Ernährung und Gesundheit sowie Nachhaltigkeit einhalten, agil sein und auf die sich schnell ändernden Anforderungen und Möglichkeiten der Verbraucher reagieren. Die Lebensmittel- und Getränkeindustrie muss sich nicht nur den Herausforderungen der Herstellung, sondern auch den Herausforderungen der Lieferkette stellen. All dies erfordert von den Lebensmittel- und Getränkeherstellern, dass sie neue IIoT- und digitale Technologien einsetzen, um kontinuierlich Prozessverbesserungen und Möglichkeiten zur Produktionserweiterung anzugehen.
Viele der Fertigungsherausforderungen der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sind das Ergebnis sich ändernder Marktanforderungen. Mit einer rasch wachsenden Bevölkerung in den aufstrebenden Volkswirtschaften, die sowohl wohlhabender als auch urbaner ist, sind neue Methoden und die Einbeziehung digitaler Technologien erforderlich, damit die Branche die Anforderungen ihrer Kunden erfüllen kann. Die Werke müssen bereit sein, eine digitale, rückverfolgbare Lieferkette zu übernehmen und eine digitale Fabrik zu ermöglichen, die diese Intelligenz nutzt, um einen Wettbewerbsvorteil zu erlangen. Die Werke müssen intelligente Fertigungslösungen einsetzen, die eine Echtzeit-Sichtbarkeit der Leistung, die Fähigkeit zur Vorhersage zukünftiger Nachfrage und Anlagenausfälle sowie die Messung der Auswirkungen aktueller Entscheidungen auf zukünftige Betriebsergebnisse bieten.
Der Schwerpunktder intelligenten Fertigung im Werk liegt auf der Beschaffung von Informationen aus der Lieferkette, z. B. Produktionsprognosen, sowie auf der vollständigen Rückverfolgbarkeit der Vorgänge. Die Betriebe müssen jedoch auch in der Lage sein, moderne Arbeitskräfte zu gewinnen, die in der Lage sind, die neuesten Smart-Manufacturing-Technologien einzusetzen, und diese Technologien ihren Mitarbeitern zur Verfügung zu stellen. Derzeit werden viele dieser Prozesse von erfahrenen Babyboomern durchgeführt, die etwa 50 Prozent der Gesamtbelegschaft ausmachen, sich aber dem Rentenalter nähern. Die Lebensmittel- und Getränkeindustrie ist ein komplexer Betrieb, in dem der Verlust an Erfahrung durch das Ausscheiden von Mitarbeitern aus dem Berufsleben durch Wissenserfassung und -management sowie die Einführung neuer Arbeitsabläufe kompensiert werden muss. Um dies zu kompensieren, müssen die Lebensmittel- und Getränkehersteller Wissen erfassen und verwalten und neue Arbeitsabläufe einführen. Eine neue Belegschaft, die zumeist aus Millennials besteht, benötigt neue Werkzeuge und Arbeitsabläufe, um die Herausforderungen einer flexiblen, agilen Produktion zu meistern. Workflows leiten die Nutzer bei ihren täglichen Aufgaben, erleichtern die Zusammenarbeit und reduzieren den Papierkram, was die digitale Transformation dieser Betriebe ermöglicht. So ermöglicht beispielsweise die Mobilität einen gesicherten Zugriff auf alle Informationen von jedem Ort aus. Zentrale Betriebszentren ermöglichen die Beteiligung von Experten aus der Ferne an der Problemlösung. Das Ergebnis ist eine höhere Effizienz bei Betriebs- und Wartungsaufgaben sowie verbesserte Arbeitsbedingungen für eine neue dynamische Belegschaft.
Die digitale Transformation ermöglicht eine Vielzahl von Technologien, die für die intelligente Lebensmittel- und Getränkeherstellung erforderlich sind. Zum Beispiel kann die Prozesskomplexität ein Hindernis sein, um Sicherheits- und Qualitätsziele zu erreichen. Um die Sicherheit und Qualität zu verbessern, kann die Simulationstechnologie bei der Gestaltung, Steuerung und Bedienung komplexer Prozesse helfen. Die Simulationstechnologie ermöglicht die effiziente Erstellung von Modellen komplexer Prozesse. Konzentratoren und Trockner sind gute Beispiele in der Lebensmittel- und Getränkeherstellung, die zur Validierung der Konstruktionsleistung, zur Bedienerschulung und für fortgeschrittene Verfahren eingesetzt werden können. Das Ergebnis ist eine geringere Produktvariabilität, eine verbesserte Leistung und geringere Produktionsrisiken und Ausfallzeiten.
Die Komplexität der Lieferkette ist eines der Hauptanliegen von Lebensmittel- und Getränkeunternehmen. Die hochvolumige, transaktionsintensive und verderbliche Natur der Lebensmittel- und Getränkelieferkette stellt eine große Herausforderung dar. Dies ist ein Bereich, in dem digitale Technologien eine Rolle bei der Verbesserung der Betriebsabläufe spielen, indem sie eine integrierte Lösung für Planung und Terminierung bieten. Digitale Technologien können z.B. Rohstoffdatenmanagement, Planung, Terminierung und Umschlagoptimierungsaktivitäten zusammenführen. Das Ergebnis ist eine Verringerung des Betriebsrisikos und eine Verringerung der Lücke zwischen Plan- und Ist-Ergebnissen. Das Ergebnis ist ein erhöhter End-to-End-Durchsatz und eine Reduzierung der Logistikkosten.
Die digitale Transformation kann bei Schlüsseloperationen eingesetzt werden, die normalerweise nicht gut gemanagt werden, wie z.B. Clean-In-Place, wo digitale Technologien eine effektive Überwachung und Optimierung dieser Reinigungsoperationen ermöglichen. Digitale Technologien ermöglichen die Sammlung von Informationen, die benötigt werden, um den Nachweis einer ordnungsgemäßen Reinigung zu dokumentieren und die Ursachen für Verschwendung in Wasser, chemischen Produkten oder Energie sowie für Produktionsausfälle aufzudecken. Das Ergebnis ist eine erhöhte Anlagenproduktivität, weniger Wasser-, Energie- und Chemieproduktabfälle und die Möglichkeit, den Nachweis ordnungsgemäßer Reinigungsvorgänge zu dokumentieren.
Wie eine moderne OT/IT-Infrastruktur dazu beiträgt, diesen Herausforderungen der Lebensmittel- und Getränkeherstellung zu begegnen
Keine dieser Herausforderungen der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, die durch digitale Transformation und intelligente Technologien angegangen werden, kann ohne die Konvergenz von Betriebstechnologie (OT) und Informationstechnologie (IT) umgesetzt werden. Dies hat zu einer schnellen Lernkurve sowohl für IT- als auch für OT-Gruppen geführt. In Lebensmittel- und Getränkeherstellern hat die OT/IT-Konvergenz dazu geführt, dass das IT-Personal oft erst lernen muss, was Begriffe wie “Echtzeit”, “Non-Stop” und “deterministisch” im Betriebskontext bedeuten, und das OT-Personal entdeckt schnell die Vorteile der Nutzung der neuesten IT-basierten Ansätze. Diese Konvergenz hilft diesen Anlagen bei der Bewältigung ungeplanter Ausfallzeiten, da legacy Automatisierungsanlagen oft IIoT-Technologie benötigen, um mit dem Internet verbunden zu sein Cloud oder als edge Geräte zu fungieren, oft durch Hinzufügen von intelligenten eingebetteten Geräten zur Anlage. Echtzeit- oder echtzeitnahe Daten, die rund um die Uhr und 365 Tage in der Woche verfügbar sind, sind für jedes Lebensmittel- und Getränkeunternehmen unerlässlich, um im globalen Wettbewerb bestehen zu können. Dieser Trend zur OT/IT-Konvergenz erhöht den Bedarf an einer engeren Integration und mehr Informationen und Analysen von allen Produktionsanlagen, einschließlich legacy Automatisierungssystemen. Er trägt auch zur Einführung von cloud computing und Big Data-Anwendungen bei, die wiederum den Bedarf an hochverfügbaren Systemen erhöhen, um ungeplante Ausfallzeiten zu vermeiden.
DieOT/IT-Konvergenz ist einer der Grundpfeiler von edge controlEs handelt sich dabei um eine konvergente Steuerungsarchitektur, die Lebensmittel- und Getränkeherstellern die Möglichkeit bietet, ihre Anlagen je nach Bedarf sowohl vor Ort als auch über Cloud zu verwalten. Dazu gehören vernetzte Steuerungsplattformen mit Fernzugriff, fortschrittlicher Automatisierung und Übersteuerungsmöglichkeiten für den Bediener. Lokale Steuerung und Firewall-Schutz für die Cybersicherheit sind ebenfalls verfügbar, um die Vorteile zu maximieren, insbesondere für unternehmenskritische Anwendungen. Edge control Die Anwendungen können in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie zur Energieüberwachung, Maschinenautomatisierung und Prozessautomatisierung eingesetzt werden, um die Überwachung, Steuerung und das Sicherheitsmanagement zu gewährleisten.
Lebensmittel- und Getränkehersteller, die eine vereinfachte OT/IT-Infrastruktur einsetzen, können sowohl technische als auch geschäftliche Risiken reduzieren, indem sie Lösungen bereitstellen, die vom Betriebs- und Wartungspersonal leicht zu warten sind. Die OT/IT-Infrastruktur ermöglicht eine sehr zuverlässige Integration unterschiedlicher Geräte und Systeminformationen für eine durchgängige Produktionstransparenz und Rückverfolgbarkeit sowie eine automatisierte Datenerfassung für Effizienz und Analyse. Eine flexible und robuste OT/IT-Infrastruktur ist auch der einfachste Weg, um sowohl bestehende Anwendungsanforderungen zu erfüllen, als auch IIoT- und digitale Transformationsinitiativen zu verwirklichen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine moderne OT/IT-Infrastruktur unerlässlich ist, um Lebensmittel- und Getränkehersteller bei der Bewältigung ihrer Fertigungsherausforderungen zu unterstützen und einen positiven Einfluss auf ihre Produktivität und Rentabilität zu haben.
Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in einem gemeinsamen Webcast von ARC Advisory Group und Stratus Technologies mit dem Titel: “How a Modern OT/IT Infrastructure Can Help Food & Beverage Manufacturing Challenges”. Klicken Sie hier, um die Aufzeichnung anzusehen.
