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FALL: MOLKEREIINDUSTRIE
Hitachi Vision Systems sorgt mit sicheren Produktinformationen für Erfolg
Auf einen Blick
KUNDEN
Hochwald Foods GmbH, Standort Mechernich
INDUSTRIE
Lebensmittel- und Molkereiindustrie
HITACHI-PRODUKT
MC20 Bildverarbeitungssystem
FÜLLSYSTEMHERSTELLER
SIG 17 Linien, Elopak 1 Linie
"Wer? Wo? Wann? Wie lange?"
Das sind die Fragen, wenn es um die präzise Produktkennzeichnung in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie geht. In jeder Produktionsstätte müssen die Daten über die Produktionslinien oder Produkte zuverlässig abrufbar sein. Das ist nicht nur gesetzlich vorgeschrieben, sondern liegt auch im Interesse der Lebensmittelhersteller.
Neu ist, dass jetzt die Frage "Wie gut?" gestellt wird: nach der Code-Lesbarkeit.
Ungenaue Bedruckung oder fragwürdige Lesbarkeit der Produktkennzeichnung führen in einigen Zielmärkten weltweit zu Reklamationen und Palettenrückgaben.
Die Anbieter von Druck- und Steuerungssystemen stehen mit ihrem Produktportfolio im Mittelpunkt dieser Anforderungen - natürlich auch beim Neubauprojekt der Unternehmensgruppe Hochwald Foods GmbH im nordrhein-westfälischen Mechernich, Deutschland.
Mit einer Verarbeitungskapazität von bis zu 800 Millionen Kilogramm/Jahr auf derzeit 17 Abfülllinien mit einer Leistung von bis zu 24.000 Kartons pro Stunde ist dieses Projekt eines der wegweisenden Projekte der europäischen Milchwirtschaft in jüngster Zeit. Seit Januar 2022 produziert Hochwald an diesem Standort Molkereiprodukte wie H-Milch, H-Sahne, H-Milchmischprodukte und Kondensmilch. Mit dabei sind: Die hochpräzisen Kameralösungen von Hitachi. Sie kontrollieren und speichern die Produktkennzeichnung für einen Zeitraum von fünf Jahren in 15 SIG-Kartonverpackungslinien und einer Elopak-Verpackungsmaschine. Das zu kontrollierende Verpackungsportfolio umfasst 200ml-, 500ml-, 1000ml- und 1500ml-Kartons mit mehr als 400 Designs.
Nur OK-Codes für Kunden
Hitachi konnte bei Hochwald von Anfang an auf ein erfolgreiches Pilotprojekt und Testsysteme bei SIG-Kunden zurückgreifen, in denen die Lesbarkeit des Codeaufdrucks geprüft wurde. Bei der Qualitätssicherung der Produkte steht die OCV-Erkennung (Optical Character Verification) im Vordergrund.
Hitachi gehört zu den wenigen Anbietern auf dem Markt, die auf OCV-Erkennungssysteme setzen. Diese Technik prüft die DOT-Matrix-Schriften von Endlos-Tintenstrahldruckern und erkennt die relative Zeichenform sowie die DOT-Größe und -Form. Anhand von kundenspezifischen Schwellenwerten kann kontrolliert festgestellt werden, ob eine Markierung gut oder schlecht ist. Mögliche Fehlinterpretationen aus Sicht des Verbrauchers können ebenfalls einbezogen werden. Dieses hochpräzise Inspektionssystem minimiert die Ausschussrate von Paletten, Produktverluste und Ausschuss deutlich.
Ein zweiter wichtiger Aspekt für die sichere Produktverfolgung ist die Überprüfung der Daten. Auf dem zugewiesenen NAS-Server (Network Attached Storage) speichert das System zwei Terabyte an Daten: Auf diese Weise kann jeder Code aus der Produktion
wird nachvollziehbar gespeichert. Das Speichervolumen umfasst einen Produktionszeitraum von fünf Jahren, bevor die ältesten Daten durch neue Kamerabilder überschrieben werden.
Was geschieht, wenn der Code nicht oder nicht gut genug lesbar ist?
Produkte mit schlechter Druckqualität werden - wie alle anderen Produkte auch - zunächst im Lager erfasst und dann ausgeschleust. Zu diesem Zweck wird von der Kameraeinheit ein Auswerfer angesteuert, der Milchpackungen mit fehlerhaften Codes in eine Sammelstelle auswirft. Mit Hilfe der kontinuierlichen Datenspeicherung im NAS-Server kann die Produktionsleitung auch nachträglich feststellen, ob alle fehlerhaft bedruckten Packungen tatsächlich aus der Linie ausgeschleust worden sind. IO- und N/IO-Lesungen werden aufgezeichnet und bleiben im geräteinternen Speicher dauerhaft verfügbar. Auch Kundenreklamationen können nachvollzogen werden, so dass zum Zeitpunkt der Auslieferung nur Produkte mit korrektem Aufdruck auf der Palette waren.
Mit oder ohne!
Ein System für Codedruck und Steuerung aus einer Hand minimiert die Schnittstellen in der Koordination und im Datenkonzept. Mit dem Kamerasystem MC20, den Hitachi-Drucksystemen, dem HX-Controller und dem HMI ist Hitachi für diese Anforderung bestens aufgestellt. Das integrierte 5-Stufen-Verfahren zur Matrixanalyse ermöglicht die Bildverarbeitung inklusive Farb-Graustufen-Filterung und Zeichenkontrast in einer Segmentanalyse und eine zuverlässige Auswertung des Codes durch die Software.
Die Hochwald-Gruppe ist an insgesamt neun Produktionsstandorten tätig. Für das neue Molkereiwerk in Mechernich war es daher wichtig, dass die neuen Kartonlinien dem Unternehmensstandard entsprechen und das bestehende Drucksystem integrieren. Kein Problem für Hitachi: Bestehende Kundenvorgaben erfordern die Integration eines alternativen Drucksystems in die Anlage. Das Vision-System von Hitachi ist hier flexibel und kann auch mit anderen Drucksystemen kommunizieren.
Kompakt, hygienisch, einfach zu bedienen
Die Bildverarbeitungssysteme müssen nahtlos ineinandergreifen. Was bedeutet das im Einzelnen? Als Anlagen- und OEM-Lieferant muss SIG die Systeme in seine Anlagenkonzepte integrieren: Dazu sind 3D-Entwicklungszeichnungen mit allen Halterungen und Spezialprofilen erforderlich, die von Hitachi standardmäßig zur Verfügung gestellt werden.
Die Integration und einheitliche Darstellung der Systeme ist somit komfortabel und schnell zu realisieren.
Darüber hinaus müssen bei der Integration in das Gesamtkonzept alle Vorgaben des Hygienic Design eingehalten werden - eine Standardanforderung in der Lebensmittelindustrie.
Auch die platzsparende Installation der Systeme in der Linie passt in dieses Konzept: Die Hitachi-Module, die oberhalb des Förderbandes installiert sind, benötigen keinen zusätzlichen Platz - die Milchpackungen laufen unter dem Vision-System durch.
Gerade in Produktionsbetrieben mit einer Vielzahl unterschiedlicher Verpackungsgrößen von 0,2 bis 1,5 Litern - wie bei Hochwald - müssen sich die Systeme exakt auf verschiedene Verpackungsformate einstellen lassen. Bei der Hitachi-Lösung lassen sich Drucksystem und Kameraeinheit über Spindelschrauben und Kontermechanismen justieren: Die Spindelanordnung für Druckkopf und Kamera ermöglicht eine sehr präzise und parallele Positionierung. Übersichtliche Anzeigeskalen erleichtern dem Bediener das Einstellen der richtigen Position.
Das Ergebnis: Schnelles, präzises und reproduzierbares Aufbringen und Lesen der Codes.
Verknüpfung von Systemen
Die Integration von Ausrüstungen in komplette Linien ist eine Frage der detaillierten Abstimmung zwischen Linien- und Systemlieferanten und dem Kunden, insbesondere bei Großprojekten wie bei Hochwald.
Dies wird besonders wichtig, wenn Daten aus der Anlage in einer hochautomatisierten Linie - wie in Mechernich - verarbeitet werden sollen und eine kontinuierliche Signal- und Datennutzung erforderlich ist. Das Hitachi-System ist an die auf dem OPC-UA-Protokoll basierende Datenübertragungslösung von SIG angeschlossen und damit mit der Steuerung der MES-Lösung verknüpft.
Durch diese enge Verbindung ist die Datenanbindung des Kamerasystems damit auch für andere Anwendungen in den SIG-Linien vollständig standardisiert. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil, so Thomas Otte, Technical Manager bei Hitachi.
"Unser Bildverarbeitungssystem ist mit einer vordefinierten Anbindung an die Kartonabfüllmaschine ausgestattet, so dass sich die Kunden auf einen funktionierenden Signalaustausch ohne aufwändige Schnittstellendefinition verlassen können."
Thomas Otte, Technischer Leiter bei Hitachi
