In der Backwarenindustrie ist Effizienz entlang der gesamten Wertschöpfungskette ein essenzieller Wettbewerbsfaktor. Eine zuverlässige Automatisierung von Fertigungs- und Qualitätssicherungsprozessen ist entscheidend für einen modernen und leistungsfähigen Betrieb. Gerade bei der Verarbeitung großer Mengen rentiert es sich, neben Metalldetektoren und Röntgengeräten auch intelligente Technologien wie die der Künstlichen Intelligenz einzusetzen.
Bei Produzenten von Backwaren herrscht Hochbetrieb. Immer mehr Brote, Brötchen, Kekse, Kuchen und Torten werden hierzulande hergestellt. Die Zahlen vom Gfk-Consumer-Index bestätigen das: Demnach ist das Segment fortlaufend auf Wachstumskurs. Unter den Brotsorten sticht vor allem das Toastbrot mit plus 16 Prozent im Umsatz hervor und auch die feinen Backwaren verzeichnen im ersten Halbjahr 2020 ein Plus von 23 Prozent im Umsatz – im Monatsvergleich Juni 2020/19 ist der Anstieg mit 34 Prozent sogar noch deutlicher. Um trotz der zunehmenden Mengen gewährleisten zu können, dass nur einwandfreie Ware die Produktion verlässt, brauchen die Hersteller ein entsprechendes Know-how in der Qualitätssicherung und Flexibilität hinsichtlich der Produktionsanlagen und -abläufe. Eine wichtige Rolle spielen dabei intelligente Technologien, die den Prozess maßgeblich unterstützen – allen voran die industrielle Bildverarbeitung. Damit lassen sich Objekte entlang des gesamten Workflows – von der Produktion über die Qualitätssicherung bis hin zur Logistik – zielsicher und automatisiert erkennen. Produzenten profitieren dadurch von durchgängigen Prozessen, höherer Produktivität und Kosteneinsparungen.
Qualitätssicherung mit Künstlicher Intelligenz
Doch klassische Bildverarbeitung muss aufwendig von Grund auf programmiert werden. Hierbei werden Algorithmen von Experten von Hand entwickelt, das erfordert oftmals viel Zeit. Hinzu kommt: Klassische Lösungen können komplexe Aufgaben, wie unterschiedliche oder schwierige Fehlerbilder, nicht oder nur schwer abbilden. Das Berliner Unternehmen Data Spree setzt deswegen auf Künstliche Intelligenz (KI), mit der die Softwareentwickler die Qualitätsinspektion von Keksen mittels Bildverarbeitung optimiert haben. Das Prinzip: Im ersten Schritt werden zunächst Bilder von guten und fehlerhaften Produkten aufgenommen. Dann erfolgt die Zuordnung der Bilder in „Ok“ und „Nicht Ok“, auch Annotation oder Labeling genannt. Data Spree unterstützt hier aktiv mit Tools und Services. Schließlich trainiert die KI schrittweise die Erkennung und korrekte Zuordnung der „Ok“- und „Nicht Ok“-Beispiele. Hierbei lernt sie selbstständig, gute von schlechten Produkten anhand von Bilddaten zu unterscheiden. Wie beim menschlichen Gehirn verbessert sich ihre Genauigkeit kontinuierlich. So ist sie in der Lage, unterschiedliche und komplexe Fehlerbilder schnell zu erkennen, beispielsweise verschiedene Oberflächenfehler, Risse, Brüche und Farbfehler. Die schnellen KI-Modelle der Berliner Firma sorgen zudem für eine gute Echtzeitfähigkeit im hochfrequenten Produktionsbetrieb. Ein weiterer Vorteil ist die Flexibilität des lernenden Systems. Falls sich Produkte, Eigenschaften oder Fehlerbilder aufgrund von Produktionsumstellungen ändern, trainiert die KI mit neuen Bildern. So lässt sich auf Änderungen in der Produktion reagieren, ohne wieder von vorne anfangen oder in eine neue Lösung investieren zu müssen.
Sicheres Brot und Gebäck aus dem Waldviertel
Nicht nur Risse, Brüche oder Farbfehler muss die Qualitätssicherung sofort erkennen. Auch Fremdkörper gilt es unmittelbar festzustellen, bevor die Backwaren in die Verpackung gelangen. Wie das gelingt, zeigt die Firma Backwelt Pilz, die seit Generationen im niederösterreichischen Waldviertel angesiedelt ist, wo sie hochwertige tiefgekühlte Backwaren herstellt. 2002 wurde Backwelt Pilz in Weiterentwicklung der seit 1904 bestehenden Gmünder Traditionsbäckerei Pilz als eigenständiges Unternehmen gegründet. Um sicherzustellen, dass Brot und Gebäck absolut frei von Fremdkörpern sind, hat sich der Betrieb entschieden, zusätzlich zu den vorhandenen Metalldetektoren die Röntgeninspektionsgeräte Raycon D+ von Sesotec für verpackte Produkte zu installieren. Die Metallsuchgeräte detektieren Eisen-, Edelstahl- und Nicht-Eisenpartikel. Das Röntgengerät entdeckt neben noch kleineren und schwer detektierbaren metallischen Verunreinigungen auch Steine und andere Materialien.
Unverpackte Brote untersuchen
Eine Besonderheit an dem Projekt war, dass gemeinsam mit dem Kunden eine Sonderlösung erarbeitet wurde, die es möglich macht, auch unverpackte Brote zu untersuchen. Der Kunde muss in diesem Fall in regelmäßigen Abständen die Brotbrösel aus dem Gerät entfernen. Ein Arbeitsschritt, der in das ausgefeilte Hygienekonzept eingebunden ist. Die Fremdkörperdetektoren sind am Ende des Produktionsprozesses integriert, bevor die Backwaren in Kartons verpackt werden. Verunreinigte Produkte werden in einen IFS-konformen abschließbaren Auffangbehälter ausgeschleust. Alles läuft automatisch, kontinuierlich und ohne Unterbrechung ab.
Metalldetektor und Röntgengerät clever kombiniert
Mit der Kombinationslösung von Metalldetektion plus Röntgentechnologie wird eine Vielzahl von Fremdkörpern entdeckt und entfernt. Auf diese Weise ist die Sicherheit der Produktionsprozesse und die Reinheit der Produkte in maximaler Ausprägung gewährleistet. „Die Detektion von Fremdkörpern läuft sehr gut! Seit Inbetriebnahme haben wir uns viele Fremdkörperreklamationen erspart, da auch kleinste Verunreinigungen wie etwa Steine aussortiert werden. Es wurde gemeinsam mit Sesotec eine passende Lösung erarbeitet, mit welcher wir sehr zufrieden sind. Das ist unser Vorteil: Mehr Sicherheit für uns als Unternehmen und für unsere Kunden“, sagt Johannes Pilz, Geschäftsführer der Backwelt Pilz, und ergänzt: „Wenn wir weitere Produktionsanlagen errichten, werden wir mit Sicherheit die Kombinationslösung von Sesotec einsetzen.“
