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Produktwechsel auf den Anlagen müssen optimal abgestimmt sein. Die Materialwirtschaft ist ebenso in die Automatisierung integriert wie die Erfassung der Betriebsdaten.

Digitalisierung voll im Saft

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13. März 2019
Spitz produziert Getränke und Lebensmittel künftig noch flexibler, effizienter und qualitativ hochwertiger.
Heute verlassen täglich rund 1,2 Millionen Produkte das Spitz-Werk in Attnang-Puchheim. Nahrungsmittel aus dem Hause Spitz sind sowohl im Lebensmitteleinzelhandel als auch in der Gastronomie erhältlich. Wie kaum ein anderer Lebensmittelproduzent vereint Spitz  unterschiedlichste Produkt- und Produktionsbereiche unter einem Dach. Die Spitz-Unternehmensgruppe ist seit über 160 Jahren ein traditionsbewusster Entwickler, Erzeuger, Veredler und Vermarkter von Nahrungsmitteln und Getränken. Die Produktpalette reicht von Bränden, Säften und Eistee über Waffeln und Toastbrot bis hin zu Konfitüren und Saucen. Die enorme Breite der Produktpalette, die auf 30 Prozesslinien und 35 Abfüll- und Verpackungsanlagen erzeugt wird, sowie die Kleinteiligkeit und -chargigkeit der Produktion sind große Herausforderungen für den Produktionsprozess bei Spitz. So muss jeder Produktwechsel und damit die Produktionsplanung optimal abgestimmt sein, damit möglichst wenig Schwund und keine zeitlichen Verzögerungen entstehen. „Automatisierung und Digitalisierung sind für Spitz mit Blick auf die Weiterentwicklung des Unternehmens von großer Bedeutung. Das Ziel ist es, künftig neue Produkte noch schneller herzustellen. Dabei setzen wir auch auf die eigene Rezepturentwicklung als entscheidenden Wettbewerbsvorteil“, so Walter Scherb jun., CEO der Spitz-Gruppe. Um möglichst effizient und wirtschaftlich produzieren zu können, setzt Spitz auf Digitalisierungstechnik von Siemens. „Unser bestehendes System zur Produktionssteuerung war den Anforderungen der Digitalisierung nicht mehr gewachsen. Wir wollten ein neues, zukunftsfähiges und langfristig erweiterbares System implementieren. Für uns war wichtig, dass wir alle Produktionsprozesse mittels eines Systems steuern und in Echtzeit verarbeiten können“, erklärt Spitz-CEO Scherb jun. Die durchgängigen, integrierten Lösungen von Siemens steigern nicht nur Prozessstabilität und Produktqualität, sondern minimieren gleichzeitig auch potenzielle Fehlerquellen. Zum Einsatz kommen bei Spitz Manufacturing-Execution-System-Lösungen mit Simatic IT Production Suite. Dadurch können Produktion und Fertigungssysteme gesteuert, die Fertigungsprozesse auf die Lieferkette abgestimmt und die Lücke zwischen betriebswirtschaftlichen Systemen und Prozessleitsystemen geschlossen werden. Die Materialwirtschaft ist ebenso in die Automatisierung integriert wie die Erfassung der Betriebsdaten.
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Produktwechsel auf Knopfdruck

Praktisch auf Knopfdruck kann auf einer Fertigungslinie von einem auf ein anderes Produkt gewechselt werden. Die Prozesssteuerung, das Abrufen der für das jeweilige Produkt nötigen Rohstoffe in vorgegebenen Mengen sowie die erforderlichen Materialien für die abschließende Verpackung erfolgen vollautomatisch. Auftragsdaten werden auf direktem Weg mit dem laufenden Prozess verknüpft, zeitgleich Produktions- und Verbrauchsdaten ins übergeordnete System geliefert. „Ein derartiger Datenaustausch erfolgte früher oft auf Papier“, berichtet Siemens-Projektleiter Wilfried Bäuchler, „verbunden mit hoher Zeitverzögerung und Fehleranfälligkeit“. Mittels Digitalisierung wird dieser Prozess automatisiert und läuft auf allen Anlagen gleich ab, die Daten aller Produktionsbereiche sind konsistent und vergleichbar. Um die Qualität zu jeder Zeit des Prozesses sicherstellen zu können, werden an unterschiedlichen Stellen der Produktion Proben entnommen. Die Testergebnisse werden als Qualitätsdaten in das Manufacturing Executi-on System (MES) Simatic IT eingespeist und auf Abweichungen hinsichtlich des Toleranzbereiches überprüft. Sämtliche Silo-Füllstände werden im neuen Produktionssystem manuell chargenbezogen erfasst, daneben aber auch Art und Qualität der Rohstoffe. Nach Entnahme eines bestimmten Rohstoffs aus dem Silo bzw. von der Palette werden die Menge und der weitere Weg in den einzelnen Produktionslinien genau dokumentiert.

Gleichbleibende Qualität

Ausgehend vom Zentrallager gelangen die einzelnen Rohstoffe in dezentral innerhalb der Produktion liegende „Supermärkte“. Sobald ein Auftrag eine Produktionslinie erreicht, wird die für die Erstellung des entsprechenden Produkts nötige Rohstoffmenge vom Bestand des Supermarkts abgebucht. Zudem initiiert das System über automatisierte Verbrauchsbuchungen ein „Nachfüllen“ des Supermarkts aus dem Zentrallager. Spitz behält daher stets den Überblick über verbrauchte Rohstoffe. Simatic IT sorgt für die Korrektheit der Daten, Verbrauchsbuchungen werden durchgängig erfasst und auf Plausibilität geprüft. Basierend auf dem im Herbst 2018 abgeschlossenen Digitalisierungsprojekt könnten künftig sämtliche Silo-Füllstände automatisiert erfasst werden. In einem weiteren Schritt wird es möglich sein, die einzelnen Rezepturen abhängig von den Eigenschaften der Rohstoffe anzupassen. Bei der Zuführung zum Verarbeitungsprozess wird beispielsweise der Zuckergehalt eines bestimmten Rohstoffs gemessen. Abhängig vom Ergebnis der Messung wird automatisch die Rezeptur neu berechnet und wenn erforderlich abgeändert, um ein Endprodukt zu erhalten, das in Geschmack, Textur und Aussehen immer gleichbleibt. Die Basisdaten der Rohstoffe beeinflussen also direkt das Rezept. Willkommener Nebeneffekt: Eine Rohstoffverwechslung ist ausgeschlossen. „Das System verifiziert, ob der zugeführte Rohstoff auch wirklich zum Auftrag gehört“, erläutert Bäuchler. Tritt ein Fehler auf, schlägt das System umgehend Alarm. Um den Prozess nicht nur im Ablauf, sondern auch energetisch zu optimieren, nutzt Spitz auch das Energiemanagement von Siemens. Damit wird deutlich, wo wieviel Energie verbraucht wird und ob irgendwo beispielsweise Leckagen vorliegen. In Zukunft könnte für Spitz mit Blick auf die Digitalisierungsstrategie das Thema Condition Monitoring eine wichtige Rolle spielen. Dabei überwachen Sensoren jeden einzelnen Motor hinsichtlich Temperatur, Akustik und Schwingungen. Der so ermittelte Motorzustand erleichtert die Planung von Wartungszyklen und sichert die hohe Verfügbarkeit der Maschinen.