Sensoren innerhalb der Smart-Factory
? Die Schoko-Keksfabrik ?
Am fiktiven Beispiel des «Schokoladenkeks ?» zeigen wir in diesem Blogbeitrag wie ein Produktionsablauf in einer mit Smart-Factory als automatisierter Produktionsprozess abläuft und welche Sensoren zum Einsatz kommen und welchen Vorteil sie in den einzelnen Schritten bringen. Die Produktionsschritte der Keksproduktion sind:
- Teig mischen und portionieren
- Teig backen
- Rohkeks mit Schokolade überziehen
- Schokoladenkeks abkühlen und verpacken
1) Teig mischen und portionieren
Die Rohmaterialen sind in mit RFID ausgestatteten Behältern gelagert. Ein Mischautomat sucht die richtigen Zutaten mittels RFID Sensor und misst mit integriertem Waage-Sensor die genaue Menge in einem Arbeitsschritt aus und mischt die Zutaten der Reihe nach zu einem Teig. Anschliessend wird mittels einem Durchflusssensor immer gleiche Portionen auf das Backblech gespritzt.
| RFID-Sensor | Ermöglicht die automatische Lagerhaltung und eindeutige Identifizierung von Zutaten. |
| Waage-Sensor | Die im Greifarm integrierte Waage ermöglich ein genaues abwiegen, ausserdem kann genau nachvollzogen werden wie viel Zutaten verbraucht wurden. In diesem Zusammenhang können |
| Fluss-Sensor
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Ermöglicht die Ausgabe von genau gleichbleibenden Mengen, welche beim Backen für eine einheitliches Backen sorgt. |
2) Teig backen
Der Teig läuft in den Industrie-Backofen welcher über mehrer Thermostatgesteuerte Backzonen verfügt um den knusprigen Keks zu optimal zu backen. Infrarot Thermometer kontrollieren die Temperatur des Kekses nach dem Backvorgang, um die Qualität zu sichern. Optische Sensoren kontrollieren die Kekse auf Risse und lassen diese gezielt aussortieren.
| Thermostate | Ermöglicht die genaue Messung der Temperatur, aufgrund dieser können Heizelemente gesteuert werden um immer die Optimale Temperatur zu halten. |
| Infrarot-Thermometer | Die Oberfläche der Kekse wird abgefragt. Als Smart-Sensor ausgelegt werden jeweils die durchschnittlichen Temperaturen zurück ist Produktionsleitsystem geschrieben. |
| Optische Sensoren
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Niemand will kaputte Kekse, mittels optischen Sensoren werden Risse erkannt und direkt aussortiert. Auch hier hilft die Integration in die Smart Factory Systeme frühzeitig zu bemerken, wenn die Ausschussrate unnormal steigt. |
3) Roh-Keks mit Schokolade überziehen
Der frisch gebackene Keks läuft über ein Fliessband zur Schokoladenübergussmaschine. Mittels des digitalen Prozesses weiss diese welche Charge als nächstes dran ist und wie viel Schokolade dafür gebraucht wird. Sobald die ersten Kekse ankommen wird mittels einer Lichtschranke ein Schokovorhang aktiviert.
| Lichtschranke | Erkennt wenn sich ein Objekt dazwischen befindet (Keks) und weiss so das der Schokoladenvorhang aktiviert werden kann. |
4) Schokoladenkeks abkühlen und verpacken
Die fertigen Kekse werden abgekühlt und dabei immer wieder durch Infrarotthermometer abgescannt. Sobald eine genügend tiefe Temperatur erreicht ist werden die Kekse verpackt. Dazu werden verschiedenste Schalter, Schall und Drücksensoren verwendet, um zu kontrollieren ob die Kekse komplett in der Verpackung sind. Mittels optischen Sensors wird nochmals überprüft ob die fertige Verpackung dem Optimum entspricht. Die Erkennung passiert dabei über eine visuelle künstliche Intelligenz, welche mit Positiv- und Negativbeispielen trainiert wurde. So erkennt Sie korrekte Verpackungen obwohl jede etwas anders aussieht.
| Schalter, Druck und Schallsensoren | Ermöglichen die Erkennung ob ein Objekt am zu erwartendem Ort ist und |
Integration in Smart-Factory
Mit der Verpackung ist der Produktionsprozess vorerst abgeschlossen. Die Kekse gehen in die Lagerung. Die grösste Komponente innerhalb dieses Produktionsprozesses ist aber die im Hintergrund ineinander integrierte Produktions-Management Plattform welche als Backend alle Prozesse und Prozessschritte Smart-Factory weit kontrolliert und die Übersicht hat. Nur durch diese Integration ist es möglich die einzelnen Schritte zu verketten und Wechselwirkungen untereinander zu identifizieren wie zum Beispiel eine zu hohe Ausschussrate in Kombination mit zu hoher Austrittstemperatur (ggf. ist der Ofen zu heiss… 🙂 )
Wir hoffen am obigen Beispiel das Thema Sensoren innerhalb einer Smart Factory etwas greifbarer gemacht zu haben. Weiterführende Beiträge finden Sie in dem Sie einen der Tags in diesem Beitrag anklicken.
