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18.05.2017

Sensoren, Etikettierkameras & Co. – Industrie 4.0 in der Waschmittelproduktion

Smarte Prozesse, bessere Entscheidungen

Die vierte industrielle Revolution krempelt die Produktion um. Henkel hat den Wandel früh eingeleitet. Automatisierte Anlagen, Roboter und vernetzte Daten machen die Arbeitsabläufe des Unternehmens schlauer, schneller und stabiler.

Fast lautlos rollt der automatische Gabelstapler im Schritttempo durch die Produktionshalle. Am Palettenlager hält er, lädt einen Stapel Holzpaletten auf, fährt sie den Weg zurück und rechts um die Ecke zum Magazin der Palettierer, wo sie mit Waschmittelpaketen beladen und selbstständig zum automatischen Hochregallager weitertransportiert werden. Geht der Vorrat zur Neige, sendet das Palettenmagazin ein digitales Signal und das Fahrzeug setzt sich erneut in Bewegung. Bis dahin lädt sein Akku über ein im Boden integriertes System auf. Es ist eine kurze Strecke, gut 50 Meter liegen zwischen den beiden Punkten. Für einen erfahrenen Gabelstaplerfahrer wäre die Arbeit auf der kurzen Distanz monoton und ermüdend. An seiner statt steuern Datenströme und Sensoren das Paletten-Shuttle. Seit 2013 ist das selbstfahrende AGV, Automated Guided Vehicle, also das „automatisch geleitete Fahrzeug“, bei Henkel in der Flüssigwaschmittelproduktion in Düsseldorf im Einsatz.

„Von der ersten Idee an hat es eine Weile gedauert, bis wir das Shuttle in den Betrieb einbinden konnten“, sagt Andreas Nover. Er ist als Betriebsingenieur für Investitionsprojekte und die technische Betreuung der Flüssigproduktion in Düsseldorf zuständig. Viele Tests waren nötig, damit der fahrerlose Stapler die Sicherheitsstandards erfüllt und weder Mensch noch Maschinen gefährdet. Jetzt pendelt er kontinuierlich zwischen den Stationen, auch am Wochenende und in der Nacht. Über mindestens drei lokale „Satellitenpunkte“ navigiert er durch die Halle. Sensoren nehmen Hindernisse frühzeitig wahr und sorgen dafür, dass sich das Shuttle innerhalb des vorgegebenen Bereichs und mit ausreichend Abstand zum Menschen bewegt.

Maschinen stellen sich aufeinander ein

Nover ist stolz darauf, dass Henkel Technologien wie das Paletten-Shuttle einsetzt. „Industrie 4.0 macht das Leben der Menschen einfacher. In der Produktion vor allem in ergonomischer Hinsicht und bei den Schnittstellen von Mensch und Maschine. Die Maschinen entlasten uns, indem sie schwere oder monotone Arbeiten verrichten oder eben rund um die Uhr die gleiche kurze Strecke fahren können.“ Als Nover 1992 seine Ausbildung zum Elektriker bei Henkel aufnahm, konnten Maschinen einzelne einfache Vorgänge ausführen, zum Beispiel einen Schraubverschluss auf eine Flasche drehen. Intelligent waren sie nicht. Nover hat sich bereits in den 90er-Jahren auf die Automatisierung spezialisiert und den Wandel hautnah erlebt. „Der Durchbruch kam vor gut 15 Jahren mit der Einführung von intelligent gesteuerter Robotertechnologie im großen Stil und ersten Signalverknüpfungen zwischen verschiedenen Anlagenteilen einer Abfülllinie. Seitdem sind unsere Anlagen immer besser miteinander vernetzt. Heute können sie sich untereinander verständigen. Eine weiß, wie schnell die andere arbeitet und kann sich darauf einstellen“, so Nover.

Im Unternehmensbereich Laundry & Home Care sind die Aggregate und Prozesse der 30 Produktionsstandorte weltweit verbunden – alle Informationen werden in Echtzeit zentral gesammelt. Die digitale Plattform „Wonderware“ ist das Rückgrat der Industrie 4.0, der „digital backbone“. Hier laufen seit 2013 die Daten des Online Metering Systems aus allen Waschmittelstandorten zusammen. Es erfasst, wie viel Energie oder Wasser jede Anlage verbraucht und stellt die Daten auch visuell dar – zum Beispiel als Balkendiagramm und Ampelsystem. In der Analyse erkennt das System Muster und identifiziert Optimierungspotenziale. Im nächsten Schritt werden seit 2016 Effizienzdaten der Produktionslinien ins System übermittelt und ausgewertet. An jedem Standort der Welt können Nover und seine Kollegen die Informationen einsehen und notwendige Maßnahmen einleiten, um die Produktion zu verbessern. Sie sehen beispielsweise, wo sich im Stand-by-Betrieb Ressourcen einsparen lassen oder welche Aggregate verantwortlich sind, wenn eine Linie stockt.

„In der Industrie 4.0 haben wir erst einmal mehr Daten und nicht automatisch mehr Informationen“, sagt Dirk Holbach, Corporate Senior Vice President Supply Chain für Laundry & Home Care. Henkel hat früh begonnen, Prozesse zu automatisieren und den Datenstrom zu organisieren. Im internationalen Wettbewerb steht das Unternehmen gut da. „Technologien wie AGV sind schon lange möglich und auch nutzbar. Aber erst wenn sie wirtschaftlich und auch vom Menschen akzeptiert sind, können wir sie einsetzen. Uns ist es wichtig, Chancen zu erkennen und zu ergreifen“, so Holbach.

Testen, lernen, optimieren

Dafür erprobt Henkel stets neue Ideen in Pilotprojekten. Als Versuchsballon sind auch die Etikettierkameras 2013 in der Düsseldorfer Waschmittelproduktion gestartet. Andreas Novers Team hat ausprobiert, wie sich mit digitalen Aufnahmen die Applikation der Etiketten auf Waschmittelflaschen verbessern lässt. Die Kameras fotografieren das Vorder- und Rückseitenetikett jeder Flasche. Anhand eines vorgegebenen Standards prüft das System, ob die Etiketten an der richtigen Stelle, ohne Blasen oder Falten zu werfen, aufgebracht sind. Liegt eins außerhalb der tolerierten Abweichungen, sortiert das System die Flasche automatisch aus. Und das bis zu 250 Mal in der Minute, so schnell laufen die Linien. Am Bildschirm kann der Mitarbeiter an der Linie verfolgen, ob an einer Station besonders häufig Fehler erfasst werden und entsprechend nachbessern. Und das System hat sich bewährt, die Mitarbeiter können eventuelle Probleme bei der Etikettierung schneller und einfacher erkennen. Inzwischen sind international mehr als 50 Produktionslinien bei Wasch- und Reinigungsmittel mit den Kameras ausgestattet. Auch diese Daten laufen in Echtzeit auf der zentralen Plattform zusammen.

Welche Ansätze Henkel verfolgt und als Pilotprojekt umsetzt, entscheiden Dirk Holbach und sein Team in Amsterdam. Dort tauschen sich die Supply Chain-Experten der drei Unternehmensbereiche aus und entwickeln gemeinsam mit Kollegen aus dem IT- und Finanzbereich die Konzernagenda für die Industrie 4.0. „Mit lokalen Tests in kleinem Maßstab erreichen wir in kürzerer Zeit bessere Ergebnisse. Wenn etwas nicht funktioniert, können wir sofort reagieren.“, so Holbach. Aktuell steuert Laundry & Home Care an zehn Standorten mehr als 20 solcher Versuche, die jeweils in weniger als zwölf Monaten umgesetzt werden. „Try small, fail small, scale-up fast“ – so das Motto für die agilen Prozesse.

Henkel hat Fokusthemen für den Ausbau der Industrie 4.0 definiert, die in Amsterdam über alle Unternehmensbereiche hinweg vorangetrieben werden. Eines von vielen Beispielen sind neue Wegen für Demand Planning und Forecasting, damit der Konzern Bedarfe künftige noch besser vorhersagen und einplanen kann. Durch die Verbindung von künstlicher Intelligenz und Big Data sind Prognosen möglich, wo Kunden welche Produkte verstärkt nachfragen werden.

Sobald sich eine Technik bewährt hat und an anderen Standorten eingesetzt werden soll, wird Andreas Nover informiert. Seit Henkel die Planung für die globalen Lieferketten in Amsterdam bündelt, gibt es viel zu besprechen. Nover tauscht sich mehrmals in der Woche mit seinen Kollegen in den Niederlanden und in aller Welt aus. Das System erhöht die Transparenz. Wenn Nover beispielsweise feststellt, dass der Energiebedarf seiner Produktionslinie die Durchschnittswerte überschreitet, vergleicht er die Daten mit denen anderer Standorte. „Dann erkundige ich mich bei Kollegen, die ähnliche Erfahrungen gemacht haben. So können wir das Problem gemeinsam lösen. Und wenn an einem anderen Standort eine neue Technologie zum Einsatz kommen soll, die sich bei uns bewährt hat, berate ich natürlich gern“, ergänzt Nover.