Robotik in der Lebensmittelindustrie: Lösung von Produktionsproblemen durch Automatisierung

1. Arbeitskräftemangel und Zuverlässigkeit: 

Eines der dringendsten Probleme ist die Suche nach einer fähigen und zuverlässigen Belegschaft. Die Pandemie hob die Anfälligkeit der menschlichen Arbeit hervor, da Lockdowns und gesundheitliche Bedenken es schwierig machten, eine konstante Personalstärke aufrechtzuerhalten. Schon vor der Pandemie hatte die Lebensmittel- und Getränkeindustrie mit hohen Fluktuationsraten und den physischen Belastungen der Arbeiter durch repetitive Aufgaben zu kämpfen.

2. Anpassungsfähigkeit an Marktveränderungen: 

Der Lebensmittel- und Getränkesektor ist hochdynamisch, mit ständigen Veränderungen bei Produktverpackungen und Marketingstrategien. Die Vorlieben der Verbraucher können sich schnell ändern und erfordern häufige Anpassungen an den Produktionslinien. Dies erfordert ein Maß an Flexibilität, das traditionelle Fertigungsprozesse nur schwer erreichen können.

3. Sicherheit und Präzision: 

Die Gewährleistung der Lebensmittelsicherheit und die Einhaltung hoher Präzision bei der Verarbeitung und Verpackung sind von größter Bedeutung. Menschliches Versagen kann zu Kontamination oder Inkonsistenz führen, was in einer Branche, in der die Sicherheitsstandards streng geregelt sind, inakzeptabel ist.
 

Robotik und Automatisierung bieten bedeutende Vorteile bei der Bewältigung dieser Schmerzpunkte in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie:

1. Konstante und zuverlässige Belegschaft
Roboter bieten eine zuverlässige Alternative zur menschlichen Arbeitskraft, die rund um die Uhr ohne Ermüdung arbeiten kann. Dies gewährleistet eine konstante Produktivität und reduziert das Risiko von Arbeitsunfällen, die mit sich wiederholenden Aufgaben verbunden sind.

2. Erhöhte Präzision und Sicherheit
Automatisierte Systeme können Aufgaben mit hoher Präzision und Konsistenz ausführen, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Fehlern, die die Lebensmittelsicherheit beeinträchtigen könnten, verringert wird. Dies ist entscheidend, um die strengen Hygienevorschriften in der Lebensmittelverarbeitung einzuhalten.

3. Flexibilität und Anpassungsfähigkeit
Während Roboter traditionell Schwierigkeiten bei der Anpassungsfähigkeit im Vergleich zu menschlichen Arbeitern hatten, schließen technologische Fortschritte diese Lücke. Adaptive Fertigungs- und Steuerungssysteme ermöglichen es Robotern, schnell zwischen verschiedenen Aufgaben zu wechseln und verschiedene Verpackungsformate zu bewältigen. Diese Flexibilität wird durch die Integration von Künstlicher Intelligenz (KI) und cloudbasiertem maschinellem Lernen weiter verbessert, wodurch Systeme im Laufe der Zeit lernen und sich anpassen können.

Trotz der vielen Vorteile dieser neuen Technologie gibt es bemerkenswerte Bedenken hinsichtlich der Einführung von Automatisierung und Robotik in der Lebensmittelindustrie. Ein großes Anliegen ist die Verdrängung menschlicher Arbeiter; neue Technologien erfordern jedoch immer noch eine Umschulung statt eines vollständigen Arbeitsplatzverlustes, da qualifizierte Arbeitskräfte benötigt werden, um diese fortschrittlichen Maschinen zu bedienen, zu überwachen und zu warten. 

Darüber hinaus können die anfänglichen Investitionen, die zur Automatisierung einer Produktionslinie erforderlich sind, erheblich sein und eine bedeutende finanzielle Hürde für viele Unternehmen darstellen. Schließlich gibt es die Herausforderung, diese Maschinen zu warten. Während Roboter und automatisierte Systeme darauf ausgelegt sind, anpassungsfähig zu sein, erfordert die kontinuierliche Anpassung an neue Aufgaben und Produkte eine ausgeklügelte Technik und laufende Unterstützung, was Fragen zur langfristigen Machbarkeit und Flexibilität solcher Technologien aufwirft.

Das Aufkommen neuer 3D-Drucktechnologie hat viele dieser Bedenken für Unternehmen, die bereit sind, moderne Ansätze zu übernehmen, beseitigt. 
 

Der 3D-Druck, auch bekannt als additive Fertigung, wird zu einem wichtigen Werkzeug zur Verbesserung der Fähigkeiten von Robotik und Automatisierung in der Lebensmittelindustrie und kann einige der großen Herausforderungen bei der Automatisierung der Lebensmittel- und Getränkeproduktion angehen. 

1. Schnelle Produktion maßgeschneiderter MRO-/Ersatzteile
Der 3D-Druck ermöglicht die schnelle Produktion maßgeschneiderter Teile und Werkzeuge, die für spezifische Aufgaben in der Produktionslinie angepasst werden können. Dies ist besonders nützlich für die Herstellung von Komponenten wie Greifern, Schiebern und Teilern, die an verschiedene Produktgrößen und -formen angepasst werden müssen. Die Australian Meat Process Corporation (AMPC) nutzt die 3D-Drucktechnologie zur Herstellung von Ersatzscharniere für Etikettendrucker, die ein wesentlicher Bestandteil der Produktionslinie waren und so Tausende von Ersatzkosten sparen. Die Verkürzung der Produktionszeit für Teile durch additive Fertigung hilft, die anfängliche finanzielle Belastung beim Kauf und der Nachrüstung einer Linie für die Automatisierung zu verringern. 
 

2. Kostengünstige Lösungen
Die Möglichkeit, Teile auf Abruf zu drucken, reduziert die Notwendigkeit großer Ersatzteillager. Dieses digitale Inventar spart Platz und senkt die Kosten, die mit der Lagerung seltener verwendeter Komponenten verbunden sind. Darüber hinaus können 3D-gedruckte Teile zu einem Bruchteil der Kosten und Zeit hergestellt werden, die für traditionelle Fertigungsmethoden erforderlich sind. 3D-gedruckte Schubplatten helfen, die Effizienz bei kritischen Elementen von Verpackungslinien zu verbessern, die häufig repariert und ersetzt werden müssen. 

3. Materialfortschritte
Moderne 3D-Druckmaterialien wie kohlefaserverstärkte Kunststoffe bieten die für Verpackungsanwendungen erforderliche Festigkeit und Haltbarkeit. Während einige Materialien möglicherweise noch nicht für den direkten Lebensmittelkontakt geeignet sind, erweitern kontinuierliche Fortschritte die Palette sicherer, lebensmitteltauglicher Materialien, die in Produktionsumgebungen verwendet werden können. Die Materialien haben die Genauigkeit und Zuverlässigkeit, die erforderlich sind, um starke Komponenten zu erstellen, die in fortschrittlichen Robotersystemen funktionieren.  

Unternehmen wie Danone haben erfolgreich 3D-gedruckte Vakuumgreifer in ihren Molkereien eingesetzt, was zu erheblichen Kosteneinsparungen und einer erhöhten Effizienz führte. Diese Anwendungen zeigen, wie der 3D-Druck praktische, realitätsnahe Lösungen bieten kann, die die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit automatisierter Systeme verbessern.
 

Erfahren Sie mehr über die entscheidende Rolle des 3D-Drucks in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion 

Da sich die Materialfähigkeiten und die 3D-Drucktechnologien weiterentwickeln, wird ihre Integration mit Robotik und Automatisierung nahtloser werden. Wir können uns eine Zukunft vorstellen, in der ein bedeutender Teil der Produktionslinienkomponenten 3D-gedruckt wird, wodurch die Gesamtanpassungsfähigkeit und Effizienz des Fertigungsprozesses verbessert wird.

Digitale Transformation
Der Übergang zu digitalen Beständen und cloudbasierter Konnektivität wird die Abläufe weiter optimieren und eine Fernverwaltung und schnelle Bereitstellung von Teilen ermöglichen. Dies wird es den Herstellern ermöglichen, eine hohe Betriebszeit aufrechtzuerhalten und schnell auf auftretende Probleme zu reagieren. Es kann schwierig sein, neue Teile zu entwerfen, wenn die Produktionslinie weit entfernt von den Ingenieur- und Designteams ist, die das Teil erstellen würden. Mit Technologien wie dem Digital Source können Sie jedoch Teile von überall aus in die Produktion senden. Das Designteam kann in Frankfurt sein und Teileinformationen an die Fabrik in Boston senden. 

 
KI-gesteuerte Innovation
Die Integration von KI wird additive Fertigungssysteme intelligenter und effizienter machen. Drucker, die mit KI ausgestattet sind, können den Druckprozess optimieren und die beste Qualität und Leistung der produzierten Teile sicherstellen. Diese kontinuierliche Verbesserungsschleife wird weitere Fortschritte sowohl in der Robotik als auch im 3D-Druck vorantreiben. Intelligente Systeme mit cloudbasierter Datensammlung werden in der Lage sein, die Druckerleistung und die Teileproduktion zu optimieren. 
 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Konvergenz von Robotik, Automatisierung und 3D-Druck die Lebensmittel- und Getränkeindustrie revolutionieren wird. Indem sie wichtige Herausforderungen wie Arbeitszuverlässigkeit, Sicherheit und Anpassungsfähigkeit ansprechen, ebnen diese Technologien den Weg für eine effizientere und widerstandsfähigere Zukunft in der Lebensmittelproduktion. Da diese Werkzeuge fortschrittlicher und zugänglicher werden, wird sich die Frage nicht stellen, ob sie übernommen werden, sondern wie umfassend sie eingesetzt werden, um die Branche zu transformieren.