Der Einsatz kollaborierender Robotik, so genannter Cobots, bei der Herstellung von Lebensmitteln und Getränken kann viele Vorteile mit sich bringen. Dazu gehören Kosteneinsparungen und Effizienzsteigerungen sowohl für große als auch für kleine Hersteller. Durch die Rationalisierung und Automatisierung manueller und veralteter Prozesse in den Fabriken werden Abfälle und Fehler reduziert. Dies wiederum führt zu einer Verbesserung der Produktqualität. Ein gutes Beispiel ist Cleca, ein bekannter italienischer Hersteller von Lebensmitteln, Backwaren, Desserts und Fertiggerichten. Das Unternehmen hat kürzlich einige seiner Fabrikprozesse mit Cobots von Omron automatisiert. Dadurch konnte die Produktivität in der Verpackungsabteilung gesteigert werden.
Cleca wurde 1939 in Italien gegründet und hat seitdem viele kreative kulinarische Lösungen entwickelt. Einige Produktbeispiele sind Backzutaten, Dessertmischungen oder Suppengranulat. Dank der hohen Qualität seiner Produkte gehört Cleca heute zu den wichtigsten italienischen Akteuren im F&B-Bereich. Der Schlüssel zum Erfolg des Unternehmens ist die Mischung aus innovativen Produkten und Klassikern wie dem Pudding S. Martino. Vor kurzem entschied sich das Unternehmen, seine Wartungs- und Versandprozesse durch eine produktivere und effizientere Verpackungsabteilung im Hauptwerk in San Martino dall'Argine zu verbessern. Die Einführung von zwei kollaborativen Robotern von Omron war dabei ein wesentlicher Faktor.
Wichtige Entwicklungsschritte in der Automatisierung
Um die Bedeutung einer verbesserten Interaktion zwischen Menschen und Maschinen im Produktionsumfeld zu verstehen, lohnt sich ein Blick auf wichtige Entwicklungsschritte in der Fabrikautomation. Denn die Prozesse in der Lebensmittelproduktion sind heute genauso wichtig wie das Produkt selbst. Denn Abläufe in der Lebensmittelproduktion sind heutzutage genauso wichtig wie das Produkt selbst.
Woher stammen die Rohstoffe für ein Produkt? Wie viel Wasser oder Energie wird bei der Herstellung verbraucht? Moderne Kunden stellen immer mehr Fragen zur Lieferkette. Dabei geht es um die Ressourcen, die die Industrie einsetzt, aber auch um die Arbeitsbedingungen und die Sicherheit der Arbeiter. Es gibt also ein wachsendes Bewusstsein der Verbraucher für Themen wie Nachhaltigkeit, Sicherheit, Wohlbefinden und Qualität (zu fairen Preisen). Auf der anderen Seite muss die Lebensmittelindustrie die Art und Weise, wie Mensch und Maschine interagieren und zusammenarbeiten, immer wieder in Frage stellen und neu definieren. Möglicherweise verstehen die Beschäftigten die Auswirkungen und Möglichkeiten der neuen Robotertechnik nicht vollständig. Cobots können Unternehmen dabei helfen, ihre Prozesse an veränderte Produktionsumgebungen anzupassen. Immer mehr Unternehmen fragen sich, welche technologischen und kulturellen Anpassungen sie vornehmen müssen, um auf die fünfte industrielle Revolution zu reagieren. Cobots sind eine Option.
Zusammenarbeit durch Cobots führt zu Produktivitätssteigerungen
In heutigen Fabriken werden bereits Robotik, IoT und künstliche Intelligenz kombiniert, um Daten aus einer Produktionsanlage effizient zu erfassen. Dies ermöglicht es Robotern, effektiv mit Menschen zusammenzuarbeiten. Waren die Tätigkeiten von Menschen und Maschinen bisher strikt voneinander getrennt, entstehen nun neue und effizientere Automatisierungsszenarien. Die harmonische Zusammenarbeit von Menschen und Robotern kann hier zu signifikanten Produktivitätssteigerungen führen.
Cobots sind wichtige Begleiter einer effizienten Automatisierung
Um dieses reibungslose Zusammenspiel zu ermöglichen, muss die Automatisierung bestimmte Anforderungen hinsichtlich Sicherheit, Ergonomie, Benutzerfreundlichkeit und schneller Implementierung erfüllen. Herkömmliche Robotik ist nicht immer in der Lage, alle diese Anforderungen zu erfüllen. Dies wiederum hat zu einer Entwicklung geführt, die über den aktuellen Stand der Technik hinausgeht. Cobots sind maßgeblich an diesem Paradigmenwechsel beteiligt, indem sie Menschen mit Maschinen in automatisierten Prozessen verbinden. Das Motto des Omron-Gründers Dr. Kazuma Tateisi beschreibt dies: „Der Maschine gehört die Arbeit der Maschinen, dem Menschen jedoch der Reiz der weiteren Schöpfung". Durch Cobots sind Mensch und Maschine näher, sicherer und effizienter zusammengerückt. Sie unterstützen das Ziel einer erfolgreichen Automatisierung. Darüber hinaus entlasten sie das Bedienpersonal von anstrengenden, sich wiederholenden Tätigkeiten und produzieren gleichzeitig Produkte von höchster Qualität.
Bessere Arbeitsbedingungen in Fabriken mit Cobots
Nach einer Überprüfung der Verpackungsprozesse entschied sich Cleca für den Einsatz von „Omron TM12“-Cobots am Ende der Verpackungslinie als Teil einer Palettieranwendung. Diese Entscheidung wurde von den Bedienern sehr positiv aufgenommen, die schnell eine deutliche Verbesserung ihrer Arbeitsbedingungen feststellten. Sie freuten sich über weniger Routinetätigkeiten (da diese an die Maschine delegiert wurden) und kürzere Umrüstzeiten.
Leistungsstarkes Vision-System
Der „Omron TM12"-Cobot verfügt über ein integriertes Bildverarbeitungssystem. Die eingebaute Kamera lokalisiert Objekte in einem breiten Sichtfeld, während die Beleuchtung zur Bildverbesserung eine präzise Bilderkennung unter nahezu allen Bedingungen sicherstellt. Das Bildverarbeitungssystem optimiert die Zuverlässigkeit, Gleichmäßigkeit und Genauigkeit der Objektpositionierung. Es umfasst auch Funktionen wie Mustervergleich, Barcodelesung und Farberkennung, so dass Cleca Inspektions-, Mess- und Sortiertätigkeiten ohne zusätzliche Kosten oder Aufwand durchführen kann. Gleichzeitig können die Cobots Seite an Seite mit den menschlichen Mitarbeitern in der italienischen Fabrik arbeiten und müssen dabei hohe Sicherheitsstandards erfüllen. Der Omron Cobot erfüllt diese Anforderungen an eine sichere Arbeitsumgebung optimal.
Kein Schutzzaun für Cobots erforderlich
Die Sicherheitsvorschriften verlangen von den Maschinenherstellern eine projektbezogene Risikobeurteilung in der Entwurfs- und Konstruktionsphase, auch wenn die Maschine für den internen Gebrauch hergestellt wird. Diese Risikobeurteilung hilft Cleca, die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG sowie die Sicherheitsanforderungen der technischen Norm ISO 10218 und der technischen Spezifikation ISO/TS 15066 zu erfüllen. Die Omron Cobots benötigen aufgrund ihrer integrierten Sicherheitsfunktionen keinen Schutzzaun und können ohne aufwändige (und teure) Investitionen in Hard- und Software installiert werden. Die auf Flussdiagrammen (Flowcharts) basierende Programmierumgebung „TMflow“ ermöglicht eine hohe Anwendungsflexibilität, so dass Produktionsprozesse schnell umkonfiguriert werden können.
Langwierige Anwenderschulungen entfallen
Da jede Ausfallzeit kostspielig sein kann, mussten die Cobots von Omron schnell einsatzbereit sein, um die Geschäftskontinuität zu gewährleisten. Da sie mit Plug-and-Play-Software ausgestattet sind, ist eine schnelle Inbetriebnahme kein Problem. Es handelt sich um einen intuitiven Prozess, der es den Bedienern ermöglicht, die Programmierung während der Inbetriebnahme und bei Produktionsänderungen schnell durchzuführen, wodurch die Produktionskontinuität so schnell wie möglich sichergestellt wird. Die Bediener bei Cleca arbeiten mit intelligenten Systemen, mit denen sie interagieren und die sie ohne lange Einarbeitungszeit leicht bedienen können. Die Programmierung ist einfach und erfordert keine zusätzliche Tastatur oder Druckknöpfe.
Implementierung von Industrie-4.0-Automatisierungslösungen
Die Einführung der Cobots bei Cleca ging Hand in Hand mit der Implementierung wichtiger Industrie-4.0-Automatisierungslösungen, einschließlich der Vernetzung mit dem Manufacturing Execution System (MES) des Unternehmens. Die Integration der kollaborativen Zelle und der bereits im Werk vorhandenen Maschinen wurde durch die Ethernet-Kommunikation zwischen verschiedenen speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) von Omron im Cleca-Werk in San Martino dall'Argine ermöglicht. Durch den Einsatz der Cobots profitiert Cleca nicht nur von einer verbesserten Produktivität und optimierten Prozessen. Gleichzeitig konnten die indirekten Kosten gesenkt werden. Dadurch kann der Lebensmittelkonzern die Investitionskosten in weniger als einem Jahr wieder hereinholen.
