Molkereien profitieren von der Prozessautomatisierung

Roboter-Hubwagen eignen sich gut für die Bewältigung sich wiederholender Aufgaben und langer Fahrten und sind mittlerweile in der Lage, eine Reihe horizontaler Transport- und vertikaler Lageraufgaben in vielen Umgebungen zu bewältigen.Foto mit freundlicher Genehmigung von Yale Lift Truck Technologies.

Wie ein Auto, das in einem Automobilmontagewerk hergestellt wird, haben sich die Technologie und Ausrüstung, die zur Erfassung und Verfolgung von Milchdaten in Echtzeit verwendet wird, im Laufe der Zeit enorm verbessert. Da die heutigen Molkereien große Mengen an Milch, Käse, Butter, Eiscreme und Joghurt produzieren, sind viele auf automatisierte Materialtransportgeräte und Lagerverwaltungssysteme (WMS) angewiesen, um Produktivität, Effizienz und Genauigkeit zu verbessern.

Angesichts des Arbeitskräftemangels ist Produktivität der Schlüssel zum Erfolg, betont Mark Koffarnus, Leiter für Großkunden im Lebensmittel- und Getränkebereich bei Yale Lift Truck Technologies. „Die Lagerumgebung muss maximiert werden, um die Leistung zu ermöglichen und nicht zu behindern. Dazu gehört auch, dass Arbeitsbereiche und Geräte ordnungsgemäß für die Produktivität ausgestattet sind. Eine breite Kategorie von Tools, sogenannte Bedienerassistenzlösungen, kann dabei helfen, Gabelstaplerfahrern zu helfen“, erklärt er.

Das in Greenville, NC, ansässige Unternehmen bietet traditionelle Tools zur Sensibilisierung für Gabelstapler an, darunter Lichter und Alarme, sowie Technologiesysteme, die unterschiedliche Unterstützungsniveaus bieten. Dazu gehören Stabilitätskontrollsysteme und eine noch fortschrittlichere Lösung: Fahrerassistenztechnologie.

Während das Stabilitätskontrollsystem Eingaben von wartungsfreien Sensoren erhält, die Hubhöhe, Hydrauliklast, Mastneigung, Staplergeschwindigkeit und Lenkwinkel überwachen, um automatische Eingriffe in Echtzeit durchzuführen, geht die Fahrerassistenztechnologie noch einen Schritt weiter und erhöht die Sicherheit von Fahrer und Fußgänger oberste Priorität.

„In der Praxis kann diese Technologie dazu dienen, Gabelstapler automatisch zu verlangsamen, wenn sie Fußgänger, andere Geräte oder andere Hindernisse in dem überwachten Bereich erkennt“, erklärt Koffarnus. „Es kann auch verwendet werden, um die Geschwindigkeit in bestimmten Zonen zu begrenzen, den Zugang zu Fußgängerbereichen zu verhindern, die Geschwindigkeit beim Fahren um Kurven proaktiv zu reduzieren, um eine Beeinträchtigung der Stabilität zu vermeiden, und durch hydraulische Sperre zu verhindern, dass Lastkraftwagen Lasten bewegen, die die Gewichtsschwelle überschreiten.“

Während Gabelstapler die Ergonomie in Molkereien aller Formen und Größen verbessern, gibt es laut Exactitude Consultancy mit Sitz in Pune, Indien, eine Vielzahl von Maschinen und Werkzeugen, die bei der Produktion, Verarbeitung, Verpackung und dem Transport von Milchprodukten eingesetzt werden. Zunächst stellt das Forschungsunternehmen fest, dass der weltweite Marktwert für Molkereiverarbeitungsgeräte bis 2029 voraussichtlich 15,5 Milliarden US-Dollar erreichen und zwischen 2023 und 2029 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 6,2 % wachsen wird.

Zweitens sind Fortschritte in der Technologie und effizientere, automatisierte Milchverarbeitungsanlagen erforderlich, da die Nachfrage nach nahrhaften Milchprodukten insbesondere in Entwicklungsländern weiter steigt.

Drittens: „Es gibt einen wachsenden Trend zur Einführung nachhaltiger und umweltfreundlicher Milchverarbeitungspraktiken, was zur Entwicklung innovativer Geräte geführt hat, die den Energieverbrauch und die Abfallerzeugung reduzieren. Der Markt ist hart umkämpft“, erklärt das Forschungsberatungsunternehmen .

Um Kosten und Arbeitskräftemangel in den Griff zu bekommen und vor allem die Verfügbarkeit funktioneller Milchprodukte wie trinkbarem Joghurt sicherzustellen, automatisieren Milchverarbeiter wie nie zuvor, bemerkt Adam Gurga, nationaler Manager für Lebensmittel- und Einzelhandelspartnerschaften bei Cimcorp Automation. Das in Alpharetta, Georgia, ansässige Unternehmen ist auf Lösungen für die Handhabung frischer Lebensmittel spezialisiert.

„Nun, Milchprodukte sind ein wichtiger Teil unserer Lebensmittelversorgungskette. Und da sich die Nachfrage nach Milchprodukten ständig verändert, steigt auch der Anpassungsdruck für Molkereilager“, sagt er. „…Zuallererst gibt es Lagerverwaltungssoftware. Diese Art von Software kann dazu beitragen, Abläufe zu rationalisieren, indem sie Aufgaben wie Bestandsverwaltung, Auftragsabwicklung und Versand automatisiert. Mit der richtigen Software können Molkereilager Fehler minimieren, Verschwendung reduzieren und ihre Arbeitsabläufe optimieren.“ um den Output zu maximieren.

Die RFID-Kennzeichnung (Radio Frequency Identification), die weniger als 1 US-Dollar pro Etikett kostet, ist eine weitere wichtige, einfach zu implementierende Technologie, die es dem Molkereilager ermöglicht, den Bestand in Echtzeit zu verfolgen, Diebstahl und das Risiko menschlicher Fehler zu reduzieren und sogar zu automatisieren bestimmte Prozesse wie Wiederauffüllung und Auftragsabwicklung, fügt Gurga hinzu.

Aber Nummer 1 auf der Must-Have-Liste ist die Automatisierung selbst. Gurga bemerkt: „Von Portalrobotern, die mit unglaublicher Geschwindigkeit und Genauigkeit Aufträge kommissionieren, verpacken und erstellen können, bis hin zu automatisierten Lager- und Bereitstellungssystemen (AS/RS), die den Bestand nahtlos durch das Lager bewegen und auffüllen können, gibt es eine ganz erhebliche Chance.“ für Effizienzgewinne.“

Weitere Vorteile von AS/RS bestehen darin, dass es den Durchsatz erhöht, Platz spart, die Belastung der Teammitglieder verringert, die Produktion maximiert und die Markteinführung beschleunigt, fügt Gurga hinzu.

Durch die Nutzung der Leistungsfähigkeit von Lagerverwaltungssoftware, RFID-Tagging und Automatisierung können Molkereilager sicherstellen, dass sie Produkte schneller, besser und genauer produzieren, so Experten.

In seinem Bericht 2022 über den globalen Markt für Lagerverwaltungssysteme (WMS) prognostiziert das in Dublin, Irland, ansässige Unternehmen Research and Markets, dass der WMS-Markt im Prognosezeitraum 2022–2026 um 1,78 Milliarden US-Dollar wachsen und sich mit einer jährlichen Wachstumsrate von 10,4 % beschleunigen wird.

Auf der Seite der Materialhandhabung – also der Bewegung von Rohwaren von Punkt A nach Punkt B – geht Research and Markets davon aus, dass der Weltmarkt im Jahr 2023 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 9,4 % auf 41,8 Milliarden US-Dollar wachsen und im Jahr 2027 59,9 Milliarden US-Dollar erreichen wird CAGR von 9 %. Der Materialtransportmarkt umfasst automatisch geführte Fahrzeuge (AGVs), automatische Identifikation und Datenerfassung, Rollen und Räder, Steuerungen, Förderbänder, Dockausrüstung und Ergonomie, heißt es weiter.

Research and Markets weist auch auf die Auswirkungen des Russland-Ukraine-Krieges hin, der weiterhin die Chancen einer globalen Wirtschaftserholung beeinträchtigt. „Der Krieg hat zu Wirtschaftssanktionen gegen mehrere Länder, einem Anstieg der Rohstoffpreise und Unterbrechungen der Lieferkette geführt, was zu einer Inflation bei Waren und Dienstleistungen geführt hat, die sich auf viele Märkte auf der ganzen Welt ausgewirkt hat“, heißt es darin.

Laut Experten verzeichnet die Milchindustrie ein Wachstum aufgrund der steigenden Nachfrage nach gesünderen Milchprodukten, die wenig Fett, Cholesterin und Zucker enthalten. Und um diese Produkte für Sie besser zu machen, sind auch spezielle Prozesse wie Ultrafiltration und automatisierte Kontrollsysteme erforderlich. Der Wunsch der Verbraucher nach einer größeren Auswahl an Geschmacksrichtungen drängt auch Milchverarbeiter dazu, innovative Produkte zu entwickeln, die Nährwert, Geschmack und Kosten in Einklang bringen.

Der beste Weg, all diese konvergierenden Anforderungen zu erfüllen, ist laut Gurga von Cimcorp die Automatisierung. „Die einseitige Automatisierung hilft Molkereien, indem sie für mehr Flexibilität in der Produktion sorgt“, stellt er fest. „Mit automatisierten Systemen können Molkereien ihre Produktionspläne problemlos anpassen, um sich ändernden Anforderungen oder unerwarteten Störungen gerecht zu werden. Sie können sogar im Handumdrehen zwischen verschiedenen Produkten oder Rezepten wechseln, in einigen Fällen mit minimalen Ausfallzeiten oder Produktivitätsverlusten.“ Die Automatisierung hilft Molkereien auch dabei, den Durchsatz und ihr Endergebnis zu steigern. „Mit automatisierten Systemen, die alles von der Milchverarbeitung und -verpackung bis hin zur Qualitätskontrolle und Logistik abwickeln, können Molkereien ihre Produktion drastisch steigern und gleichzeitig ein Höchstmaß an Qualität und Sicherheit gewährleisten“, erklärt Gurga.

Koffarnus von Yales stimmt dem zu und weist darauf hin, dass laut dem MHI Annual Industry Report 2022 die Einführung von Robotik und Automatisierung in den nächsten fünf Jahren voraussichtlich fast 80 % erreichen wird. „Roboter-Hubwagen (RLTs) sind inzwischen so weit fortgeschritten, dass sie eine Reihe von horizontalen Transport- und vertikalen Lageraufgaben in vielen Umgebungen bewältigen können“, sagt er. „RLTs eignen sich besonders gut für die Bewältigung sich wiederholender Aufgaben und großer Auflagen, eine wertvolle Eigenschaft, wenn man bedenkt, dass viele Kunden heutzutage aufgrund der hohen Fluktuation in der Lagerhaltung und der Herausforderung, genügend Bewerber für die Besetzung offener Stellen zu finden, so weit wie möglich automatisieren möchten.“

Bei den Roboter-Gabelstaplern von Yale handelt es sich um Standard-Gabelstaplermodelle mit integrierter Robotertechnologie, die es ihnen mithilfe von Navigationslasern mithilfe einer Referenzkarte ermöglichen, ihre Umgebung wahrzunehmen und in Echtzeit mit ihr zu interagieren und autonom Entscheidungen zu treffen. Dennoch können Bediener per Knopfdruck vom autonomen Betrieb zur manuellen Steuerung wechseln.

„RLTs lassen sich problemlos in ein Navigationssystem integrieren, das die vorhandenen physischen Strukturen des Lagers wie Wände, Gebäudesäulen oder Regale abbildet“, erklärt Koffarnus. „Sie können Wege schnell planen und ändern und sich leicht an Veränderungen in der Umgebung anpassen, indem sie den LKW eine neue ‚Gehtour‘ durchführen lassen, um die Anlage neu zu kartieren.“

Wenn es um die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Kartonaufnahme geht, sind die Multipick-Portalroboter von Cimcorp in puncto Geschwindigkeit und Genauigkeit der Kartonaufnahme ein Volltreffer.

„Es ist uns gelungen, ein System bereitzustellen, das es Molkereien ermöglicht, ihre vorhandene Bodenfläche für eine dichte kubische Lagerung zu nutzen und gleichzeitig eine sanitäre Option zu schaffen, bei der man für die regelmäßige Reinigung immer noch auf den Boden zugreifen kann, was absolut entscheidend ist.“ der Milchindustrie", erklärt Gurga. „Bei herkömmlichen Rack-Pick-Systemen ist es sehr schwierig, Undichtigkeiten und andere Probleme zu beseitigen. Beim Multipick bewegen die Roboter Kisten und schaffen Platz auf dem Boden für den Zugriff.“

„Aus Effizienzgründen können Portalroboter ganze Kartonstapel direkt aus der Produktion in den Lagerbereich befördern und dann individuell gemischte SKU-Stapel aufbauen, um ausgehende Bestellungen mit 100 % Effizienz abzuwickeln“, fährt er fort. „Das ist ein großer Vorteil für Molkereien, in denen traditionell viel manuell gestapelt wird.“

Während größere Molkereiunternehmen im Allgemeinen über mehr Ressourcen verfügen, um in Automatisierungstechnologie zu investieren, könnten kleinere Betriebe mit begrenzteren Budgets, die nicht von Grund auf eine neue Anlage bauen können, von Cimcorps Portal-Multipick profitieren. „Sein modularer Aufbau ermöglicht die Installation in älteren Gebäuden mit geringen Deckenanforderungen“, bemerkt Gurga. „Letztendlich sollte die Entscheidung, in Automatisierungstechnik zu investieren, auf einer sorgfältigen Analyse der spezifischen Bedürfnisse und Ziele des Unternehmens basieren, und hier können wir helfen.“

Investitionen in Lieferkettenlogistik und Lagertechnologien erfordern eine nahtlose Integration von Softwaresystemen, Technologie und Ausrüstung – alles mit dem Schwerpunkt auf einem kundenorientierten Design – basierend auf der spezifischen Umgebung, in der sie verwendet werden.

„Dieser Schwerpunkt auf der durchdachten Integration von Technologie auf der Grundlage intelligenter Gabelstapler erstreckt sich auf alle unsere Lösungen, einschließlich Lagerinnovationen wie Bedienerassistenzsysteme, und bietet eine umfassendere Lösung für Einrichtungen“, erklärt Koffarnus von Yale. „Entscheidungsträger in Lagerhäusern und Fabriken sollten sich nach einem Gerätehersteller umsehen, dessen Produktdesignprozess sich auf die Bewältigung betrieblicher Herausforderungen konzentriert, von Arbeitsproduktivität und Sicherheit bis hin zu Nachhaltigkeit.“

Gurga äußert ähnliche Gefühle. „Ich glaube, dass Robotik und Automatisierung weiterhin eine wichtige Rolle in der Lagerbranche spielen werden, mit Fortschritten bei autonomen mobilen Robotern, automatisierten Lager- und Bereitstellungssystemen und Roboter-Kommissioniersystemen, ganz sicher“, schließt er. „Aber ich sehe, dass künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen die Lagerbranche verändern werden, indem sie genauere Bedarfsprognosen ermöglichen, die Bestandsverwaltung optimieren und die Gesamteffizienz verbessern. Datengesteuerte Entscheidungsfindung und die Zusammenarbeit mit dem richtigen Automatisierungsunternehmen, das zuhört und die Molkerei versteht.“ Die Bedürfnisse der Industrie sind entscheidend für den Erfolg.“

Barbara Harfmann, Chefredakteurin von Dairy Foods, verfügt über 30 Jahre Erfahrung im Fachjournalismus, im Non-Profit-Bereich und in anderen professionellen Bereichen. Sie schreibt für das E-Magazin und die Website von Dairy Foods und liefert wichtige Informationen für Milchverarbeiter. Barbara moderiert außerdem branchenbezogene Podcasts und vertritt das Magazin auf Messen und Veranstaltungen. Sie erwarb einen Bachelor of Science in Massenkommunikation und Öffentlichkeitsarbeit an der Illinois State University.