Getränkeproduktion : Flexibilität in der Produktion durch Automatisierungsmix

Linienumstellungen in der Getränkeproduktion sind teuer – sie schlagen sich auf die Overall Equipment Efficiency (OEE) nieder und kosten neben Geld auch Zeit. Die Regulierungen bezüglich der Vermeidung von Plastikmüll, dem Recycling von Behältern und Sekundärverpackungen oder der Reduzierung des CO₂-Ausstoßes nehmen zu. Gleichzeitig wächst der wirtschaftliche Druck. Es gilt effizient zu sein - und das bedeutet Betriebs- und Personalkosten zu senken. „Sinnvolle Automatisierung“ heißt das Zauberwort, automatisiert wird, wo es möglich ist, die manuelle Bedienung bleibt, wenn nötig. Der Fokus liegt auf der Zeitersparnis in der Produktion. KHS, Hersteller von Abfüll- und Verpackungsanlagen, arbeitet fortwährend an der Optimierung von Verpackungsprozessen. Zeit gespart wird mittels Erhöhung des Automatisierungsgrades mittels Robotik und Erweiterung der Softwarelösungen.

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„Mit der iflex-Option von KHS werden bis zu 80 Prozent ­aller manuellen Tätigkeiten im Zusammenhang mit der Linienumrüstung überflüssig“, erklärt Timo Koert, Entwicklungsleiter bei KHG. Einige Tätigkeiten bleiben wie bisher manuell, bei manche erfolgen halbautomatisch, andere werden vollautomatisiert. Mit dieser Strategie ist es möglich, 3,5 Bedienerstunden pro Formatwechsel einzusparen. Der Erfolgsmix dafür beinhaltet aufeinander abgestimmte Maschinenoptionen, deren Automatisierung speziell auf kürzere Umrüstzeiten hin optimiert wurden und unterstützende Softwarelösungen. Sie sorgen für exakt reproduzierbare Wechselroutinen in Echtzeit. So lässt sich die Flexibilität hinsichtlich kleinerer Chargen oder Just-in-time-Produktion erhöhen.

Zeitersparnis gibt es auch beim Formentausch. Er ist nötig, wenn eine neue Charge einen Wechsel der PET-Flaschengröße oder -form erfordert. Die Flaschen werden in einem Streckblasmodul hergestellt. Umgerüstet wird mithilfe eines Roboters, der die beiden Seitenschalen und die Bodenform vollautomatisch bei laufender Produk­tion austauscht. Er legt die bisherigen Formen im Formensatzmagazin ab, entnimmt die neuen und setzt sie ohne Bedienereingriff in den Stationen ein. Der Vorgang ist exakt reproduzierbar und dauert pro Station nur 41 Sekunden. „Damit können wir die manuelle Bedienzeit von bisher 95 auf nur noch 8 Minuten verkürzen“, sagt der Entwicklungsleiter, „der Bediener muss nur noch den Start der Format­umstellung und später den Start der neuen Produktion manuell bestätigen“.

Der mit manuellen Eingriffen verbundene Aufwand reduziert sich auch im Etikettiermodul. Die Anpassung an die Klebehöhe des Etiketts und den Flaschendurchmesser erfolgt automatisch. Das werkzeuglose Umstellen von Vakuumtrommel, Bürsten und Flaschenführungsteilen wird dennoch weiterhin vom Bediener durchgeführt. Insgesamt kann das Umrüstung von zwei Etikettierstationen innerhalb von 20 Minuten erfolgen.

Die Umrüstung im Füllermodul findet vollautomatisch statt. Die Schaumreinigung, die ein Betreten des Hygienebereichs erforderlich macht, kann dadurch vermieden werden. Das alleine spart schon 30 Minuten. Für die automatischen Führungen vom Füllereinlauf bis zum Verschließerauslauf werden konisch geformte Bodenführungen oder Flaschentaschen genutzt, in denen die Behälter durch einfache Höhenverstellung wie in einem Trichter fixiert werden. Ein Servomotor ersetzt das manuelle Kurbeln des Abtransporteurs. Ebenfalls automatisiert wurde der Kappenwechsel, der nötig ist, wenn beispielsweise das neue Getränk eine andere Verschlussfarbe erhält.

Die Reduktion in der manuellen Bedienung und die Umstellung auf halb- bzw. vollautomatisiert schafft durch die große Zeitersparnis Raum für Flexibilität, die nötig ist, um der veränderten Nachfrage nachzukommen.

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