Quelle: Dr. Guido Böhler

Intelligente Sensoren im Trend

Publiziert

Der Bedarf an Sensoren, die mehr können als eine physikalische Messgrösse in Milliampere umzuwandeln, wächst. Im Trend sind "smarte" Sensoren mit integriertem Mikroprozessor, die neben der reinen Erfassung von Messgrössen zusätzlich die Aufgaben der Signalaufbereitung und -verarbeitung vereinen. Sensoren gelten als moderne Schlüsseltechnologie.

Bis vor einigen Jahren reichte es aus, wenn Lebensmittelhersteller ihre Produktionsstruktur mehrmals und saisonabhängig im Jahr änderten. Heute haben sich die Anforderungen auf den Shop Floors in der Branche deutlich verändert. Die Vielzahl der individuellen Verbraucherwünsche erfordert es, jederzeit Maschinen umstellen, Rezepturen anpassen und alternative Verpackungsformen einführen zu können. Diese neue Form der Produktionsteuerung verbindet sensorische Realtime-Daten mit zuverlässigen Vorhersagen über Betriebszustände der Anlagen und kombiniert diese mit wirtschaftlichen Erwägungen.

Robotik und Automation sind für die Lebensmittelindustrie unverzichtbar. Viele Prozesse wurden in den zurückliegenden Jahren bereits automatisiert und teilweise schon digitalisiert. Doch in der "Smart Food Factory" von morgen sollen die Anlagen eigenständig miteinander kommunizieren, um ihre Aufgaben zu erledigen. Im Rahmen ihrer Industrie 4.0-Strategie entwickeln die Automatisierungsspezialisten und Messtechnikanbieter dafür konkrete Lösungen, die sich nahtlos auf der Feldebene einfügen und Lebensmittelproduzenten umgehend einen Zusatznutzen bieten.

Als ersten Schritt auf dem Weg der digitalen Transformation integrieren sie neue Sensoren in die Bestandsanlagenanlagen und konfigurieren sie so, dass sie Daten in die Cloud übertragen und mit Smartphones kommunizieren können. Im Idealfall gelangen die kritischen Prozessparameter wie Zucker- oder Stickstoffgehalt in Echtzeit und ohne Umwege via Bluetooth aus dem Feld auf das Tablet. Dadurch lässt sich die Effizienz der Linie ermitteln und häufig auch potenzielle Engpässe im Prozess identifizieren, was wiederum weitere Möglichkeiten zur Verbesserung der Overall Equipment Effectiveness (OEE) bietet.

Längst sind die Sensoren nicht mehr nur für die produktionsverantwortlichen Ingenieure interessant. Denn neben den klassischen Aufgaben wie der Messung von Temperatur, Druck oder pH-Wert, spielen sie bei der kontinuierlichen Überwachung der Motoren und Pumpen eine zentrale Rolle. Sensoren, die Positions- und Beschleunigungsparameter sowie Schwingungen erfassen, machen sichtbar, was erst auffallen würde, wenn es bereits zu spät ist: den Verschleiss mechanischer Komponenten. Das Bedienpersonal hat so jederzeit Zugriff auf alle Informationen, kann fundierte Entscheidungen zur Wartung treffen – und so auftretende Probleme im Prozess schneller beheben. Doch die vernetzte Sensorik verlangt auch nach durchgängigen Informationskanälen, die herstellerunabhängig bis in die unterste Feldebene reichen. Wichtig ist, dass alle Maschinen über Standardprotokolle und gemeinsame Datensätze kommunizieren.

Assistenzsysteme sorgen für mehr Transparenz
Mittelfristig sollen die Tools und Webservices noch um eine weitere Dimension ergänzt werden – um Assistenzsysteme. Das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Dresden entwickelt mit SAM ein solches selbstlernendes Assistenzsystem, dass die Anlagenbediener in der Lebensmittelindustrie bei der Fehlerbehebung und dem Aufbau von Erfahrungs- und Prozesswissen unterstützt. SAM kann ähnlich schnell wie ein Mensch lernen und Muster bereits nach wenigen Wiederholungen -erkennen. Es unterstützt die kognitiven Fähigkeiten bei der Informationsaufbereitung, dem Treffen von Entscheidungen sowie dem Ausführen und der Kontrolle von Maschinen, Prozessen und Produkten. Durch die Kombination von industrieller Bilderkennung und einer intelligenten Datenbank begleiten Assistenzsysteme die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in Echtzeit während der Produktion.

Lösungen für die industrielle Praxis
IT-Experten erwarten den grössten Einsatzzuwachs von Industrie 4.0-Technologien demzufolge in den Bereichen Virtual Reality und Augmented Reality – zwei Visualisierungsverfahren, die bereits heute in vielen Betrieben beim Einlernen und Trainieren zum Einsatz kommen. Gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft soll auch SAM in den kommenden Jahren weiterwachsen und durch solche Module in seinen Funktionen ergänzt werden. Dann können über eine Schnittstelle verschiedene Interaktionsgeräte angeschlossen werden, wie Wearables, Datenbrillen oder Eyetracker.

Denkbar sind beispielsweise die Nutzung externer Sensoren sowie Sprach- und Gestenerkennung. Perspektivisch soll sich SAM sowohl für die Bedienung als auch für die Wartung, das Rüsten, die Montage und die Entwicklung von Maschinen einsetzen lassen – allesamt Aspekte, die auf der Anuga FoodTec in Köln aufgegriffen werden und die im Zentrum der Digitalisierungsstrategien für die Lebensmittel- und Getränkeproduktion stehen.

Die Anuga FoodTec vom 26. bis 29. April 2022 in Köln (www.anugafoodtec.de) fokussiert auf diese Themen. (Kölnmesse)

EVENTS

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 13.-17. Mai 2024

Ort: München (D)

VITAFOODS EUROPE

Messe für Nutraceuticals, Functional Food & Drinks

Datum: 14.-16. Mai 2024

Ort: Genf (CH)

drupa

Weltweit führende Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 28. Mai-07.Juni 2024

Ort: Düsseldorf (D)

ArbeitsSicherheit Schweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 05.-06. Juni 2024

Ort: Zürich (CH)

Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 10.-14. Juni 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

SENSOR + TEST

Internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik

Datum: 11.-13. Juni 2024

Ort: Nürnberg (D)

Swiss Green Economy Symposium

Das Swiss Green Economy Symposium ist die umfassendste Konferenz zu Wirtschaft und Nachhaltigkeit mit zunehmend internationaler Ausstrahlung. Seit 2013.

Datum: 27.-29. August 2024

Ort: Winterthur (CH)

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 18.-19. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 24.-26. September 2024

Ort: Nürnberg (D)

W3+ Fair Jena

Europas führende Plattform für Forschung und Innovationskraft

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Jena (D)

SÜFFA

Die Fachmesse für die Fleischbranche

Datum: 28. - 30. September 2024

Ort: Stuttgart (D)

IN.STAND

Die Messe für Instandhaltung und Services

Datum: 08.-09. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

Chillventa

Weltleitmesse der Kältetechnik

Datum: 08.-10. Oktober 2024

Ort: Nürnberg (D)

SIAL

Fachmesse für Nahrungsmittel-Innovationen

Datum: 19.-23 Oktober 2024

Ort: Paris (F)

ZAGG

DER BRANCHENTREFFPUNKT MIT RELEVANTEN GASTRO-TRENDS

Datum: 20.-23. Oktober 2024

Ort: Luzern (CH)

Südback

Fachmesse für das Bäcker- und Konditorenhandwerk

Datum: 26.-29. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

ALL4PACK EMBALLAGE

The global marketplace for Packaging Processing Printing Handling

Datum: 04.-07. November 2024

Ort: Paris (F)

Brennpunkt Nahrung

Fachkonferenz über Trends, Märkte und Management

Datum: 5. November 2024

Ort: Luzern (CH)

5. Future Food Symposium

 «Made in Switzerland - Gute Partnerschaften für mehr Ernährungssouveränität»

Datum: 8. Februar 2024

Ort: Online-Event (CH)

electronica

Weltleitmesse und Konferenz der Elektronik

Datum: 12.-15. November 2024

Ort: München (D)

Fi Europe

Internationale Fachmesse für Lebensmittelzusatzstoffe

Datum: 19.-21. November 2024

Ort: Frankfurt (D)

BrauBeviale

Europäische Fachmesse für die Getränkewirtschaft

Datum: 26.-28. November 2024

Ort: Nürnberg (D)

BioFach

Weltleitmesse für Bio-Lebensmittel

Datum: 11.-14. Februar 2025

Ort: Nürnberg (D)

CCE International

Europas wichtigster Branchenevent für die Wellpappen- und Faltschachtelindustrie.

Datum: 11.-13. März 2025

Ort: München (D)

IFFA

Internationale Leitmesse – Technology for Meat and Alternative Proteins

Datum: 03.-08. Mai 2025

Ort: Frankfurt (D)

TUTTOFOOD

Internationale B2B-Messe für Food & Beverage

Datum: 05.-08. Mai 2025

Ort: Mailand (I)

iba

Die führende Weltmesse für Bäckerei, Konditorei und Snacks

Datum: 18.-22. Mai 2025

Ort: München (D)

LABVOLUTION

Europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflows

Datum: 20.-22. Mai 2025

Ort: Hannover (D)

Automatica

Die Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 24.-27. Juni 2025

Ort: München (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 02.-04. September 2025

Ort: Bern (CH)

Drinktec Deutschland

Auf der Weltleitmesse der Getränke- und Liquid-Food-Industrie

Datum: 15.-19. September 2025

Ort: München (D)

Oils + fats

Leitmesse der Öl- und Fettindustrie in Europa.

Datum: 15.-19. September 2025

Ort: München (D)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 16.-18. September 2025

Ort: Basel (CH)

AM Expo

Fachmesse und Symposium: Inspiration, Weiterbildung und Netzwerk

Datum: 16.-17. September 2025

Ort: Luzern (CH)

CMS Berlin

Internationale Leitmesse für Reinigung und Hygiene

Datum: 23.-26. September 2025

Ort: Berlin (D)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 23. - 25. September 2025

Ort: Nürnberg (D)

Anuga

Weltweite Ernährungsmesse für Handel und Gastronomie/Ausser-Haus-Markt

Datum: 04.-08. Oktober 2025

Ort: Köln (D)

A + A

Messe und Kongress für Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit

Datum: 04.-07. November 2025

Ort: Düsseldorf (D)

igeho

Internationale Branchenplattform für Hotellerie, Gastronomie, Take-away und Care

Datum: 15.-19. November 2025

Ort: Basel (CH)

AQUA Suisse

Die Schweizer Fachmesse für kommunales und industrielles Wassermanagement.

Datum: 26.-27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Die Fachmesse für industrielle Pumpen, Armaturen & Prozesse

Datum: 26. - 27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

EuroShop

Fachmesse für den Investitionsbedarf des Handels

Datum: 22.-26. Februar 2026

Ort: Düsseldorf (D)

index

Weltleitmesse für Vliesen

Datum: 21.-24. April 2026

Ort: Genf (CH)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 07.-13. Mai 2026

Ort: Düsseldorf (D)

Bezugsquellenverzeichnis