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Der 4. Verpackungstag – Digitalisierung erobert die Verpackungstechnik

Der Verpackungstag hat sich zum vierten Mal als die Plattform für Networking in der Verpackungstechnik bewährt. Inhaltlich hat er an zahlreichen Beispielen gezeigt, wie die Digitalisierung und vor allem die Simulation und der Digitale Zwilling die Entwicklung von Verpackungsmaschinen beflügeln. Rund 70 Besucher sind am 6. November der Einladung der [me] nach Marktheidenfeld gefolgt. Gastgeber war diesmal Schneider Electric. „Eine gelungene Veranstaltung“, so lautete das einhellige Besucherecho.
Der Verpackungstag wird auch in seiner vierten Auflage immer besser. „Die Vorträge haben mir ausgesprochen gut gefallen, und sie waren sehr praxisorientiert“, beurteilt Ralf Diekmann von der August Storck KG aus Anwendersicht. Maschinenbauer, Automatisierer und Komponentenhersteller haben an diesem Tag über ihre Konzepte, Ideen und Erfahrungen zur Digitalisierung in der Verpackungstechnik referiert und diskutiert.

https://www.packaging-valley.com/

Von der Datenschnittstelle Mensch bis zur vernetzten Produktion

In Sachen Smart Factory gaben namhafte Maschinenbauer tiefe Einblicke in ihre selbst oder mit Partnern entwickelten Digitalisierungskonzepte: Luise Räuchle stellte auf dem Verpackungstag sehr lebendig dar, wie die Harro Höfliger Verpackungsmaschinen GmbH für die Pharmaindustrie Verpackungslösungen entwickelt, die von der Datenschnittstelle ‚Mensch‘ bis hin zur digital vernetzten Produktion reichen. Was treibt die Digitalisierung in der pharmazeutischen Industrie eigentlich voran? Luise Räuchle nennt viele Auslöser: höhere Entwicklungskosten auf einem komplexen Markt mit sinkenden Gewinnmargen. Neue Mitspieler mischen sich am Markt ein. Dazu zählen branchenfremde Unternehmen, Technologieriesen aber auch Start-ups. Außerdem beschleunige eine steigende Zahl an Medikamenten bei gleichbleibendem Marktpotenzial, immer häufigere Kleinstchargen sowie vor allem die personalisierte Medizin die Digitalisierung. Harro Höfliger habe deshalb eine Plattformlösung mit zentraler Data Lake, Anbindung von Maschinen und Systemen sowie Single Point of Information zum Beispiel für die Benutzerverwaltung. Diese ermögliche bidirektionalen Datenaustausch und schließe Anwendungsmöglichkeiten wie Condition Monitoring, Quality Monitoring, Tracability sowie Warehouse Management ein.

Entscheidend für den Erfolg sind vor allem die Anlagenflexibilität sowie neue Maschinenkonzepte, auf die Harro Höfligers Digitalisierungsstrategie basiere, sagt Luise Räuchle: „Wo viele kleine Chargen in möglichst kurzer Zeit statt einer großen zum Tragen kommen, setzen wir auf minimale Rüstzeiten. Ziel ist der Verzicht aufwendiger Umbauten bei einer neuen Produktion, also Changeover by Software.“

www.hoefliger.com

Digitaler Zwilling im Food Bereich - Modellbasierte Entwicklung

Wie modellbasierte Entwicklung von Verpackungsmaschinen sehr praktisch funktioniert, hat Udo Hallenberger von Weber Maschinenbau an ganz konkreten Beispielen gezeigt. Jedem Zuhörer wurde dabei sehr schnell deutlich, dass diese flexiblen, mit Hilfe von digitalen Zwillingen entwickelten Maschinenkonzepte, mit dafür verantwortlich sind, warum Weber Maschinenbau weltweit in der Champions League in der Spitzenposition der Verpackungsmaschinen im Food-Bereich den Takt vorgibt.

Während das digitale Mockup bereits seit 20 Jahren in der Maschinenkonstruktion genutzt wird und seit 15 Jahren im Maschinenbau die digitale Fertigung läuft, geht es nun darum, die Abläufe und Produktionen zu verzahnen. Udo Hallenberger, Entwickler bei Weber Maschinenbau, berichtete, wie sein Unternehmen dabei vorgeht. Die Entwicklung läuft in einem Citrix System auf eine virtuelle Maschine hinaus, an der alle relevanten Bereiche wie CAD Konstruktion, Schaltplanerstellung, Simulation, Softwareprogrammierung, Service und Vertrieb direkt mitarbeiten. Heraus kommt bei diesem Prozess ein digitaler Prototyp, der ohne weitere Modellierung auch in einen digitalen Zwilling überführt werden kann. Zudem ergeben sich Vorteile für die eigene Fertigungsplanung sowie für die Schulung des Bedienpersonals, denn ein solcher digitaler Prototyp kann beispielsweise auch über eine Hololens detailreich visualisiert werden.

Vorteile eines digitalen Zwillings sieht Hallenberger in der höheren Qualität der ausgelieferten Maschine, da verschiedene Abteilungen sich in das Modell einbringen konnten, Zeit- und Kostenersparnis aufgrund der Möglichkeit zur Simulation und weil Daten für höhere Wertschöpfung genutzt werden können. Für Weber Maschinenbau ergibt sich daneben auch mehr Kundennähe, denn dem Endanwender kann noch im Konstruktionsprozess jederzeit ein digitales Modell vorgeführt werden.

http://www.weberweb.com

Plattform für effektive Analyse - Plant Monitoring für die digitale Molkerei

Wie effektive Analyse funktioniert, Daten richtig angezeigt und interpretiert werden, hat Gerhard Wolf, Vertriebsleiter bei Schneider Electric am Beispiel eines gemeinsam mit SIG Combibloc entwickelten Analysesystems demonstriert. Daten stehen dabei in einem äußerst komplexen Zusammenhang. Per Knopfdruck werden nicht produzierte Teile gezeigt und letzten Endes über eine Plattform die Optimierung der kompletten Linie ermöglicht. In einer Rekordzeit von nur 16 Monaten wurde ein System zur modernen Analyse der Linien-Performance entwickelt, an das nicht nur Neuanlagen („Greenfield“), die ohnehin mit topaktueller IT-Ausstattung ausgeliefert werden, sondern auch Bestandslinien („Brownfield“) angebunden werden können.

Kern des Ganzen ist ein idealerweise im Schaltschrank installierter IIOT Hub als digitale Plattform (Connector), der einfach nachgerüstet und per Plug & Play in Betrieb genommen werden kann. Das System erfasst die relevanten Rohdaten und wertet sie für Werksleitung und Management modern und smart aus, wobei die Daten über Dashboards vorzugsweise auf handelsüblichen Mobilgeräten dargestellt werden. Angebunden sind nicht nur Abfüllmaschinen, sondern auch die weiteren Sekundärmaschinen (Downstream) wie Puffer, Traypacker und Palettierer. Sogar eine Anbindung an SAP ist als Option möglich, wie Wolf erklärte.

Schneider Electric nutzt für LMS Teile der hauseigenen und in der Milchindustrie weit verbreiteten digitalen Plattform-Software Wonderware, die bereits alle denkbaren Protokollanbindungen in sich trägt, um handelsübliche Schnittstellen, PLCs und Devices nutzen zu können; das System muss quasi vor Ort nur noch online gehen. Integriert in LMS sind ebenso alle Möglichkeiten für MES und Anbindung an die Cloud. LMS läuft im Connector Hub auf Win 10, die Darstellung erfolgt aber unabhängig vom Betriebssystem mit einem herkömmlichen Webbrowser über Netzwerk oder Internet ohne zusätzliche Installation oder Lizenzkosten. Pro Linie installiert Schneider Electric einen PC sowie ein Hub, bis zu drei Millionen Datenpunkte können erfasst werden. Insgesamt können pro Plant oder Halle 10 Linien mit insgesamt 100 Maschinen bewertet und optimiert werden.

Weltweit wurden bereits in Großmolkereien über 100 Hub-Connectoren als digitale Plattform installiert, um mit dem LMS online gehen zu können. Zur Analyse der Daten hat Schneider Electric die wesentlichen KPI neu bewertet. Angezeigt werden unter anderem OEE, Performance, Top 10 Fehler, Fehler/Wochentag, Alarm- und Fehlerlogs, Reaktions- und Wartezeiten bei Störungen und der Maschinen State Recorder. All dies erfolgt mit einer sehr hochwertigen graphischen Widget-Lösung auf dunklem Grund, die Normalzustände in weißer Farbe, „Achtung“ in rot und sehr gute Zustände in türkis-grün visualisiert. Selbstredend lassen sich die Datenanalysen für den jeweiligen Zweck konfigurieren und per Filtermatrix mit „Wisch-Technik“ bedienen. Verschiedene Filterdimensionen können als Highlight die Produktsicht und Produktperformance bewerten, was besonders für die Molkereien interessant ist, die mit höherer Produktvielfalt und hohen Rüstzeiten unterwegs sind.

Im kommenden Jahr will Schneider Electric im LMS digitale Zwillinge als Basis vorbeugender Wartung von mechatronischen Einheiten integrieren, um SOLL-IST-Vergleiche und Algorithmen für Condition Monitoring anzeigen zu können. Ebenfalls folgen soll ein Energiemanagement, das unter anderem die Energiekosten je Produkt, Maschine und Linie darstellt und analysiert.

www.schneider-electric.com

KI trifft auf Verpackung

Die Frage, wie Smart Machine beim Endkunden ankommt und wie Künstliche Intelligenz in solche smarten Lösungen einfließt, dieser Frage ist Arndt Neues von Omron anhand zahlreicher Beispiele nachgegangen. Ein mehr als nur schöner Nebeneffekt für ihn war, dass dadurch Digitalisierung noch mehr Nachhaltigkeit in der Verpackung ermögliche. Künstliche Intelligenz ist nicht ganz neu und seit den späten 50er Jahren ein Thema der Wissenschaft. Doch die Algorithmen können erst durch die uns heute zur Verfügung stehenden Daten und Steuerungstechnik richtig genutzt werden. Bei den heute verwirklichten industriellen Lösungen gehe es vor allem um kognitive Funktionen wie Sprachgenerierung oder Bilderkennung, sagt Neues. Omron hat 2018 einen Machine Controller mit KI auf den Markt gebracht, der bei Verpackungsmaschinen einige Vorteile erschließt. So kann z.B. der Siegelungsprozess auch neues, dünnes und nachhaltigeres Verpackungsmaterial ohne Probleme bewältigen, indem die Temperaturen adaptiv geregelt werden, um kleinere Temperaturfenster realisieren zu können. Die Steuerung übernimmt dabei eine prädiktive Rolle. Laut Neues arbeitet der Controller ohne Cloud, kann abnormale Zustände komplex detektieren und Prozessfehler identifizieren. Durch die Verwendung von KI werden Prozesse stabiler, die Produktivität steigt und die Wartung wird optimiert.

http://industrial.omron.eu

Wenn Zwillinge das Laufen lernen

Der digitale Zwilling stand immer wieder im Mittelpunkt der Diskussion und war einer der Dreh- und Angelpunkte auf dem Verpackungstag. Wie diese Zwillinge im übertragenen Sinne das Laufen Lernen und wie Simulation im Zusammenhang mit dem digitalen Zwilling funktioniert, das hat Dr. Georg Wünsch von machineering verdeutlicht.

Unter einem digitalen Zwilling versteht Wünsch ein 3D Modell einer Maschine oder eines Prozesses mit online-Verbindung zur Maschinensteuerung. Dies erlaubt, auch remote, eine Live-Darstellung der Abläufe und eine Vorausberechnung, um Fehler zu erkennen oder zu vermeiden. Reibungslose Abläufe, schnelle Umsetzung und zeitnahe Ergebnisse sind nur einige der vielen Anforderungen für Anbieter als auch für die Betreiber in der Verpackungsindustrie. „Um diese Herausforderungen zu meistern, haben sich viele Unternehmen dazu entschieden, eine mechatronische Simulationssoftware von der Planungsphase bis hin zur operativen Phase zu integrieren“ erklärt Wünsch. „Der digitale Zwilling gehört in vielen Unternehmen inzwischen zur Infrastruktur. Das spart Zeit, Geld und optimiert die Qualität der einzelnen Anlagen.“

Während eine virtuelle Inbetriebnahme der Simulation dient, erfülle der digitale Zwilling Überwachungsaufgaben. Kann eine virtuelle Inbetriebnahme durchgeführt werden, bildet sie die optimale Basis für das Erstellen eines digitalen Zwillings, zu dem man in mehreren Stufen kommt: Visualisierung, gefolgt von Echtzeit-Beobachtung, am Ende steht die selbstprogrammierende „intelligente“ Maschine. Sinnvollerweise wird der digitale Zwilling direkt in der Fertigung, ggf. im Schaltschrank untergebracht.

Bei Cloudlösungen stelle sich immer die Frage, wem die Daten wirklich gehören, findet Georg Wünsch: „dem Betrieb, dem Maschinenhersteller oder der Firma, die die Steuerung installiert hat. Außerdem bietet nahezu jeder Techniklieferant seine eigene Cloudlösung, in der Vielzahl der evtl. verwendeten Clouds kann der Anlagenbetreiber schnell die Übersicht verlieren.“

www.machineering.de

Digitale Produktentwicklung für die Industrie der Zukunft

Jost Litzen ist bei Festo der Mann für die digitale Produktentwicklung und Geschäftsmodelle. Er hat auf dem Verpackungstag ein praktisches Beispiel vorgestellt und gezeigt wie aus der Idee eines digitalen Wartungsmanagers ein konkretes Produkt wird, das im Festo-Jargon jetzt „Smartenance“ heißt. Dabei war so ein Wartungshelfer eigentlich nicht die Zielmarkierung der digitalen Produktentwicklung: „Wir haben völlig frei über digitale Lösungen in der Automation von der Kundenseite aus gedacht“, berichtet Litzen und beschreibt, wie es dazu kam: „Begonnen haben wir mit einem interdisziplinären Team. In einem Design-Thinking-Workshop wurde ein Zielbild entwickelt, das schon nach relativ kurzer Zeit auf den Bereich Instandhaltung fokussierte.“

Hier habe sich schnell herauskristallisiert, „wo die tatsächlichen Probleme unserer Kunden liegen. Ganz oben auf der Liste stand die analoge Instandhaltungsplanung, bei der nach wie vor fehleranfällige Wartungspläne auf Papier benutzt werden.“ Deshalb kamen Litzen und sein Team schnell zu den Kernfragen, und die lauten: Wie lässt sich Instandhaltung digital verbessern und wie kann die Instandhaltung der Zukunft aussehen? „Hierzu haben wir mittels Fotostory den Tag eines Instandhalters der Zukunft beschrieben“, beschreibt Jost Litzen das Procedere: „Aus dieser Story wurde ein MVP entwickelt – ein Minimum Viable Product. Also eine erste funktionsfähige Version eines Produkts – ein Prototyp, der mit minimalem Aufwand in kürzester Zeit seriell herstellbar ist und den grundlegenden Kundenbedarf deckt.“

Entscheidend für die Entwicklung war vor allem die Feststellung des Kundenbedarfs: „Wir sind bei Smartenance aus Sicht bisheriger, klassischer Entwicklungsmethoden unkonventionelle Wege gegangen.“ Die Herangehensweise sei iterativer Art gewesen und habe schnelleres Kundenfeedback mit einbezogen. Festo habe auf dem Weg zu Smartenance „auch von der kleinen, agilen Welt der Startups gelernt. So haben wir im Zuge der Entwicklung des MVP Wissen gesammelt, etwa über neue Geschäftsmodelle und neue Formen des Online-Vertriebs und digitalen Marketings in App-Stores.“ Der Praxistest ist bereits bestanden. Der Smartenance-Funktionsprototyp hat das digitale Wartungsmanagement erfolgreich in der „digitalen Fabrik“ von Festo in Scharnhausen an einer DMG-Fräse übernommen. Am Ende seiner Präsentation hat Litzen die Besucher des Verpackungstags eingeladen, Smartenance jetzt kostenlos zu testen unter:

http://getdigitalnow.com/smartenance

Von der Digitalisierung zur Hardware: Hygiene rettet Leben

Auch die Hardware darf nicht fehlen auf einem Verpackungstag. Quasi im Quervermerk zum Hygienic Design Day hat Corinna Ulherr von SKF sich das Thema der Food-Produktion und -Verpackung aus der Sicht eines Herstellers von Wälzlagern vorgenommen. Aus gegebenem Anlass, denn wie aktuelle Fälle aus der Wurstherstellung zeigen, machen sich in Lebensmittelproduktionsanlagen immer wieder gefährliche Keime breit – obwohl die Anlagen regelmäßig gereinigt werden. „Denn selbst der übliche Hochdruck-Wasserstrahl kann zur „Bakterien-Schleuder werden“, erklärte Corinna Ulherr. In Lebensmittelproduktionsanlagen stellen das traditionelle Nachschmieren der Maschinen sowie die üblichen Nass- und Trockenreinigungen der darin verbauten Lager ein Risiko dar: Wie SKF in Zusammenarbeit mit den Mikrobiologie- und Hygieneexperten des schwedischen RISE-Instituts herausgefunden hat, können sich an handelsüblichen Lagern u. a. Listerien ansammeln, die dann durch Reinigungsvorgänge im ganzen Betrieb verteilt werden – durch feinste Tröpfchen in der Luft, durch die abfließenden Abwässer oder auch durch kontaminierte Schmierstoffreste. Um diese Infektionsherde einzudämmen, hat SKF einen neuartigen Hygienic-Design-Ansatz realisiert – Komponente für Komponente. „So verfügt die neue Blue Range der SKF Food Line-Kugellagereinheiten über ein innovatives Dichtungssystem, das die Reinigungsflüssigkeiten quasi ableitet und dadurch nicht ins Lager eindringen lässt.“ Da diese Lagereinheiten nicht nachgeschmiert werden müssen, wird ein weiteres Kontaminationsrisiko minimiert. Außerdem sorgen ihre extrem glatten Oberflächen, die abgerundeten Ecken und der ausgefüllte Gehäusefuß dafür, dass Bakterien kaum noch einen Nistplatz finden – selbst in schwer zugänglichen Anlagenbereichen. Die Applikationsingenieurin hat hier auch den Nachhaltigkeitsgedanken hervorgehoben: „Weil kein überschüssiges Lagerfett mehr die Abwässer verunreinigt und keine verschmutzten Putzmittel mehr anfallen, kann die Lebensmittel- und Getränkeindustrie außerdem von einer entsorgungsorientierten Umweltschutzstrategie zu einem eher präventiven Konzept übergehen – und dies bei einer verbesserten Lebensmittelsicherheit.“

Wie Wälzlager in Lebensmittelproduktionsanlagen zu Brutstätten für Bakterien werden können, erklärt dieses Video: https://youtu.be/uvblSr-kqR8.

Rundgang durchs Herz der „Machine Solutions"

Beim Verpackungstag im globalen Headquarter für Machine Solutions von Schneider Electric in Marktheidenfeld hat sich alles um High-Performance-Automatisierungslösungen für den Maschinenbau gedreht. Deshalb gab es auch in den Pausen zwischen den Referaten auf dem Verpackungstag viel zu erfahren und zu sehen. Wie die Maschinenbau-Lösungen von Schneider Electric aussehen, und wo sie entstehen, das hat Reinholt Schlechter den Besuchern bei den Rundgängen in den Pausen gezeigt. Der OEM Segment Manager Material Handling & Packaging war im Übrigen auch der Cheforganisator des Verpackungstags im Hause Schneider Electric. Den Besuchern blieb zwar relativ wenig Zeit für die gemütliche Tasse Kaffee, aber die „Erfahrungsdichte“ war unerreicht hoch: „Die Zeit fürs Networking blieb, denn das ist und bleibt die DNA des Verpackungstags“, sagt Peter Schäfer von der [me]. Mit seinen beiden Medienpartnern der Molkerei Industrie und dem SPS-Magazin wird er auch den nächsten Verpackungstag bestreiten. „Wo und wann, dieses „Geheimnis“ wird demnächst gelüftet“, kündigt Schäfer an.

www.me-magazin.com

Lesen Sie im zweiten Teil:

Die Sicht der Markenartikler und Anwender
Ralf Diekmann von Storck gibt ein Feedback zum 4. Verpackungstag in Marktheidenfeld

Augmented & Virtual Reality: Wie weit in die Physik der Verpackungsmaschine reicht die Digitalisierung – und was hat der Anwender davon?
Moritz von Bock, Meurer Verpackungssysteme GmbH

Smarte Maschinen und Services: Maschinen in der Cloud-Digitaler Service gefragt!
Thomas Schragen, Schneider Electric


News von Heitec, Schlegel und Omron zur Microfair des 4. Verpackungstags

Impressionen

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3. Verpackungstag 2018 - Rückblick

Smart Packaging aus Sicht der Anwender

Netzwerken, Gespräche führen – nie war menschliches Know-How wichtiger als in Zeiten der Digitalisierung. Daher sind branchenspezifische Veranstaltungen wie der Verpackungstag so wertvoll und gewinnbringend für die Teilnehmer. Die ausgesucht guten Referate drehten sich beim 3. Verpackungstag um Smart Packaging und das Thema Mensch & Maschine.

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Das geschichtsträchtige Ambiente des Heidelberger Verpackungsmuseum inspirierte zum intensiven Netzwerken und Gesprächen über eine digitalisierte Verpackungszukunft. Dieser Spannungsbogen nahm seinen Anfang schon beim Ankommen: ein kleiner Roboter von Omron hieß jeden Teilnehmer des 3. Verpackungstags herzlich willkommen.

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„Mehr Teilnehmer hätten es hier nicht sein dürfen“, zeigte sich Jörg Fetzer, Geschäftsführer des PEC, vom musealen Ambiente sehr angetan. „Ich freue mich, dass der Verpackungstag so gut besucht ist. Denn neben den Vorträgen sind es die Gespräche, die eine gute Veranstaltung ausmachen.“

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Die spannenden Themen wurden von Maschinenbauern, Anwendern, Technologiepartnern zum Teil partnerschaftlich gemeinsam vorgetragen. Die interessanten Referate boten sehr viel Gesprächsstoff. Viele kleine Räume und Nischen im Verpackungsmuseum sorgten dafür, dass eine sehr angenehme, kommunikative Atmosphäre entstehen konnte.


Souverän und locker führte [me]-Chefredakteur Peter Schäfer durch die Veranstaltung, achtete darauf, dass die obligatorischen „Werbeblöcke“ in den Vorträgen rein orientierenden Charakter hatten und damit zusätzlichen Informationsgehalt.


Wie ein roter Faden zog sich ein Aspekt durch die gesamte Veranstaltung:

Dem Menschen gebührt im effizienten, automatisierten Verpackungsprozess eine wichtige, wenn nicht die wichtigste Rolle. Sein Know-How, sein Erfahrungswissen ist besonders für eine digitalisiert Prozesswelt unverzichtbar.

Organisiert wurde auch der 3. Verpackungstag durch den agt agile technik verlag und vom PEC sowie dem Packaging Valley unterstützt.


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Rückblick 2017

Mehr als nur Verpackung
Digitalisierung revolutioniert die Verpackungstechnik

Gute Referate, Gespräche, Networking und vieles mehr. Last not least: mehr als nur zufriedene Besucher in einem vollen Haus. Der Verpackungstag am 27. September im PEC in Waiblingen hat selbst die höchsten Erwartungen erfüllt. Das lag nicht zuletzt an den spannenden Vorträgen von Maschinenbauern, Anwendern, Technologiepartnern und einem runden Rahmenprogramm mit einem „Packaging Dinner“. Der Clou: Bei vielen Referaten standen die Akteure gemeinsam auf der Bühne. ...

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Mehr zum Verpackungstag 2017 finden Sie hier:[me] Magazin für Mechatronik & Engineering


Rückblick 2016