Rohstoffausbeute maximieren –
dank intelligenter Datenverteilung

Autor: Hanjo Schlüter, erschienen in Deutsche Milchwirtschaft 14/2009, S. 534–535, PDF 

Die Käserei Holtsee hat in den vergangenen Jahren massiv die Lücken in der elektronischen Datenverarbeitung geschlossen. Von der Visualisierung der Prozessdaten über die Archivierung und Berichtserstellung führt der Weg über die optimierte Versandplanung bis hin zu automatisch ermittelten Vorgaben für die Standardisierung. Erfolg: Deutlich gestiegene Rohstoffausbeute und größere Effizienz der gesamten Produktion.

Im Jahr 1938 wurde die Käserei von 40 Milchbauern als Meiereigenossenschaft Holtsee eG gegründet und hat sich von Beginn an auf die Käseproduktion spezialisiert. Heute liefern 270 Erzeuger aus der Region rund 110 Mio. kg Milch/Jahr nach Holtsee bei Kiel. Der Betrieb verarbeitet die Milch überwiegend zu verschiedenen Tilsiter-Sorten, die sowohl unter eigener Marke als auch über die Gut von Holstein GmbH, einem Zusammenschluss acht schleswig-holsteinischer Meiereien, vermarktet werden.

Das Automatisierungsprojekt mit der inray Industriesoftware GmbH aus dem holsteinischen Schenefeld startete vor drei Jahren. Übergeordnetes Ziel: Den Informationsfluss zwischen den einzelnen Produktionsabschnitten und auch den kaufmännischen Abteilungen so weit wie möglich vom Papier auf elektronische Wege umzuleiten – intelligente, schnelle Datenverteilung, um besser und effizienter zu produzieren (siehe auch Beitrag in Deutsche Milchwirtschaft, Ausgabe 25/07).

Einer der neueren Projektabschnitte ist die automatische Übernahme der Rohmilchanalyse in die Produktionsdatenbank und damit verbunden die Fettgehaltsvorgabe für die Standardisierung. Die Einstellung des Kesselmilch-Fettgehalts zu optimieren, um ihn an die jährlichen Schwankungen im Eiweißgehalt von bis zu 0,3 Prozentpunkten anzupassen, ist das Ziel: „Kein Fett mehr verschenken und im Jahresverlauf eine gleichmäßigere Produktion“, verspricht sich der Technische Leiter der Käserei, Tim Hansen, von der Automatisierung. Natürlich könne man auch einen Zettel aus dem Labor holen und Rahm oder Magermilch manuell zumischen, doch um „von der ganzen Zettelwirtschaft wegzukommen“, hat Hansen sich für eine Erweiterung des Factory Application Servers (FAS) der Firma inray entschieden, den er bereits in anderen Bereichen im Einsatz hat:

Die angelieferte Rohmilch wird verprobt und mit dem FOSS Milko Scan FT 120 automatisch analysiert, die Ergebnisse in die Produktionsdatenbank geschrieben (siehe Infografik). Den Datentransfer erledigt ein kleines, ebenfalls von inray erstelltes Programm.

Das Labor gibt die Sollwerte für den Kesselmilchfettgehalt in Abhängigkeit des Eiweißgehalts für die einzelnen Produkte vor. Die Gehalte bemessen sich beispielsweise nicht nur nach dem Fettgehalt des Endprodukts, sondern differenzierter nach der Rezeptur. So hat die Kesselmilch für einen kellergereiften Tilsiter mit 45 % Fett i. Tr. einen anderen Fettgehalt als für den foliengereiften Käse.

Die Vorgaben für den Fettgehalt sind als Bereiche mit – wieder je nach Produkt – unterschiedlichen Toleranzen (0,02 bis 0,1 Prozentpunkte) den Eiweißgehalten zugeordnet. Auch die Eiweißgehalte besitzen entsprechende Toleranzen (0,1 bis 0,15 Prozentpunkte). Um einzelne Extremwerte herauszurechnen, findet als Grundlage für die Vorgabe der Eiweißmittelwert der letzten sieben Tage Anwendung.

Sobald das Analyseergebnis vorliegt, gibt es keine Zeitverzögerung mehr. Nach Übertragung an die Produktionsdatenbank zeigt die Weboberfläche des FAS umgehend die ermittelten Fettgehaltsvorgaben an. Genauso schnell würden sich übrigens Änderungen durch Labormitarbeiter auswirken, die jederzeit Vorgaben oder Toleranzen ändern können. Jede Änderung wird sofort bei der Vorgabenermittlung berücksichtigt und ist ohne weitere Zwischenschritte im Betriebsraum verfügbar.

Der zuständige Mitarbeiter übernimmt die Vorgaben, gibt sie, dieser Schritt geschieht zurzeit noch manuell, in die Steuerung der Standardisierung ein und startet den Vorgang. Auf elektronischem Wege in die Steuerung zu schreiben, wäre ebenfalls möglich, auch dabei muss aber gewährleistet bleiben, dass der Molkereifachmann die Werte sieht und gegebenenfalls aufgrund seiner Erfahrung korrigieren kann.

Während der Standardisierung schreibt ein weiteres inray-Werkzeug, der OPC Router, sämtliche Prozessdaten aus der Steuerung in die Produktionsdatenbank: Zugemischte Mengen, verwendete Chargen, Rührvorgänge, usw. Diese Daten stellen nicht nur Basisinformationen für die anschließende Kontrollprobe dar, sondern auch eine Wissensbasis für künftige Vorgänge, von ihrer Bedeutung für die Rückverfolgbarkeit einmal abgesehen.

Die eingestellte Kesselmilch wird also ebenfalls verprobt, wieder mit dem FT 120 analysiert und das Ergebnis an den FAS übermittelt. Nach Barcode-Scan des Probenetiketts ordnet der FAS die Analyse automatisch den entsprechenden Prozesswerten und Sollvorgaben zu und errechnet bei Abweichung einen Korrekturfaktor. Der OPC Router schreibt diesen Korrekturfaktor zurück in die Steuerung, die diesen Wert zunächst als Vorschlag entgegennimmt. Soweit notwendig, kann der Bediener dann Rahm, dessen Analysewerte ebenfalls bekannt sind, oder Magermilch zumischen, um die Sollvorgaben einzuhalten. Der Korrekturfaktor kann dann auch weiteren Standardisierungsvorgängen des Tages zugrunde liegen.

Damit die Vorgänge später nachzuvollziehen sind, erstellt das Reporting-Modul des FAS Berichte über die Entwicklung des Eiweißgehalts und die zugehörigen Vorgaben. Der FAS verteilt die PDF-Dateien dann automatisch per E-Mail an einen definierten Empfängerkreis.

Nachdem das System fünf Monate im Einsatz ist, vom Winter bis zum Frühsommer, kann Tim Hansen bereits eine erste Bilanz ziehen: „Die Qualität der Käse ist gleichmäßiger – und wir haben in den ersten fünf Monaten bereits ungefähr 200.000 Euro eingespart.“

Wie das gesamte Automatisierungsprojekt auch, setzt die Fettgehaltsvorgabe auf zwei Software-Komponenten der inray Industriesoftware:

Der OPC Router transferiert Daten zwischen Steuerungen und beliebigen Datenbanken, zum Beispiel zeitgesteuert, bei Eintreten bestimmter Werte oder bei komplexeren Vorgängen scriptgesteuert. Er kann damit zum einen Prozesswerte bis in die letzten Winkel der Büros direkt verfügbar machen, oder umgekehrt etwa Rezepturen in die Steuerungen schreiben. Der Zugriff auf die Steuerungen erfolgt über die standardisierte OPC-Schnittstelle und entsprechend einen OPC-Server, die Konfiguration der Datentransfers kann auch der Bediener über eine einfache grafische Oberfläche vornehmen: Datenpunkte in den Steuerungen und Datenbankfelder werden einfach mit der Maus verbunden. Die Softwarelizenz erlaubt eine unbegrenzte Zahl von Verbindungen.

Der Factory Application Server (FAS) ist ein auf der Ebene der Produktionsplanung angelegter Entwicklungsrahmen für beliebige Projekte: Standardmodule stehen für Standardanforderungen bereit, individuelle Module lassen sich schnell realisieren. Über Stored Procedures, also in der Datenbank hinterlegte Handlungsanweisungen, lassen sich ganze Geschäftslogiken abbilden, die übrigens auch vom OPC Router aufgerufen werden können. „Der FAS ist nicht auf eine bestimmte Branche beschränkt“, so Diplom-Ingenieur Sören Rose, Leiter der Software-Entwicklung bei inray, „im Gegenteil: mit dem Blick über Branchengrenzen hinaus können wir oft neue Lösungsansätze aufzeigen.“

Auch die Lizenzen für die einzelnen FAS-Module gestatten eine unbegrenzte Zahl von Bedienplätzen – Client-Software ist der Internet Explorer – und Verbindungen.

Holtsee nutzt den FAS unter anderem auch für eine detaillierte Versandplanung: Versandaufträge werden angelegt und mit eindeutiger Ladenummer als Auftrag zur Waage geleitet. Verknüpft sind damit auch die Analysewerte (Fett/ TM). Der gesamte Datensatz mit Wiegedaten dient dann als Grundlage für die Fakturierung im Büro. Weitere Module sind die Anlagenwartung (Terminierung, Erinnerung, Dokumentation) oder die Dokumentation der CIP-Prozesse. Über alle Bereiche erstellt das Reporting Modul detaillierte Berichte, ein weiteres Modul steuert die termingerechte Zustellung an die entsprechenden Mitarbeiter.

Das FAS Reporting greift ebenfalls auf die Datenbank von inrays Visualisierungssoftware inMove zu, die übergeordnet den gesamten Produktionsprozess abbildet und auch den Energieverbrauch erfasst. Mit den Fettgehaltsvorgaben ist das Automatisierungsprojekt in Holtsee noch längst nicht am Ende. Die Käserei wird gerade umgebaut, Produktions- und Lagerkapazitäten werden deutlich erweitert, und Tim Hansen hat bestimmt weitere Ideen, die mit inray verwirklicht werden können.

Aufnahme in den Pressespiegel mit Genehmigung der Redaktion.