Smart Manufacturing: Die Produktion im digitalen Takt

Vernetzte Maschinen, intelligente Software und datenbasierte Entscheidungen schaffen neue Möglichkeiten, Produktivität, Flexibilität und Anlagenverfügbarkeit gezielt zu steigern. Smart Manufacturing gehört zu den Hot Topics der interpack, weil es zentrale Herausforderungen der Verpackungsindustrie benennt. Digitale Technologien liefern heute die Datenbasis für effizientere Abläufe und eröffnen neue Spielräume für eine flexible Produktion.

Wer heute Verpackungen produziert, muss deutlich häufiger umrüsten als noch vor wenigen Jahren. Neue Produktvarianten kommen schneller auf den Markt, Losgrößen werden kleiner und Materialkonzepte vielfältiger. Flexibilität entwickelt sich deshalb zu einer zentralen Anforderung für Maschinenhersteller.

In der Folienproduktion setzt etwa Hosokawa Alpine auf möglichst einfache Produktwechsel. Mit dem Softwarepaket ExVis und der Funktion One-Touch-Change lassen sich hinterlegte Parameter automatisch abrufen. „Produktwechsel lassen sich per Knopfdruck vornehmen. Voreingestellte Parameter für Flachlegung und Seitenführungen verkürzen Rüstzeiten, reduzieren Materialverluste und erhöhen die Produktivität bei häufig wechselnden Folienformaten deutlich“, sagt Michael Heinecker, Senior Vice President Blown Film Extrusion.

Brückner Maschinenbau adressiert die wachsende Vielfalt von Verpackungsanwendungen mit leistungsfähigeren Folienproduktionsanlagen. Laut Sales Director Tobias Lanksweirt ermöglichen größere Arbeitsbreiten, höhere Produktionsgeschwindigkeiten und moderne Softwarelösungen mehr Effizienz und Flexibilität, während standardisierte Schnittstellen die Integration in bestehende Produktions- und IT-Systeme erleichtern.

Flexibilität endet nicht beim Wechsel eines Produkts oder Formats. Auch die Kennzeichnung muss sich laufend an veränderte Produktionsbedingungen anpassen können. Dirk Müller von Videojet Technologies beschreibt den Ansatz seines Unternehmens wie folgt: „Unser Ziel ist es, Kennzeichnungs- und Etikettierlösungen so in bestehende Produktionslinien einzubinden, dass sie den Betrieb unterstützen, statt zusätzlichen Aufwand zu verursachen.“  Ein Beispiel ist das neue Etikettenspendesystem Videojet 9310. Das System überwacht Bahnspannung, Ausrichtung und Bewegung der Etiketten kontinuierlich. Verändern sich dem Commercial Manager zufolge Produktionsbedingungen, erfolgt die Anpassung automatisch und in Echtzeit. Fehletikettierungen werden dadurch reduziert, Prozesse laufen stabiler.

Koenig & Bauer setzt früh an: Variable Daten und serialisierte 2D-Codes werden bereits während des Verpackungsdrucks integriert. Zusätzliche Arbeitsschritte an der Linie entfallen. „Außerdem können wir so Rüstzeiten minimieren und den Ausschuss bei hohen Auflagen reduzieren“, sagt CEO Benjamin Zierold. Mit eigenen Kennzeichnungssystemen werden dynamische Daten direkt an der Verpackungslinie aufgebracht. „Dies ermöglicht spontane Anpassungen ohne Unterbrechung des Hauptdruckprozesses.“

In nahezu jeder Anlage entstehen heute große Mengen an Daten. Der Unterschied liegt darin, was die Betriebe daraus machen. „Daten sind die Basis, um Produktionsprozesse transparenter und planbarer zu gestalten“, erklärt Müller von Videojet Technologies aus Limburg an der Lahn. Die Auswertung von Betriebs- und Zustandsdaten macht sichtbar, wie Anlagen tatsächlich arbeiten. Erste Verschleißerscheinungen, wiederkehrende Bedienfehler oder Abweichungen in der Qualität lassen sich früh erkennen. „So können Wartungen geplant werden, bevor Produktionsausfälle entstehen.“

Bei Koenig & Bauer aus dem bayerischen Würzburg rückt künstliche Intelligenz in den Mittelpunkt. Die Plattform Kyana analysiert Maschinendaten in Echtzeit und erkennt Veränderungen im Anlagenverhalten bereits in einer frühen Phase. „Das wahre Potenzial von KI in der Produktion liegt in der Gesamtanlageneffizienz“, sagt Benjamin Zierold. „Werden Maschinendaten in Echtzeit ausgewertet, lernt das System den Normalzustand kennen und warnt vor Abweichungen, bevor ein Bauteil ausfällt. Wir sprechen hier auch von Predictive Maintenance.“ Damit verschiebt sich der Blick weg von einzelnen Maschinen und hin zum gesamten Produktionsprozess.

Je mehr Daten entstehen, desto wichtiger wird ihr Austausch. Für CEO Zierold bildet die Vernetzung von Maschinen und Softwaren „das digitale Rückgrat“ moderner Produktionen. Besonders bei Themen wie GS1 Digital Link, serialisierten 2D-Codes und dem Digitalen Produktpass sind durchgängige Datenstrukturen entscheidend. „Beim Late-Stage-Druck werden Millionen variabler Datensätze in Millisekunden verarbeitet“, erklärt er. „Unsere Plattform AuraVeo garantiert dabei als Schnittstelle einen flexiblen, sicheren Datenaustausch ohne Medienbrüche.“

Auch Videojet Technologies verfolgt diesen Ansatz. Über VideojetConnect CLARiSUITE werden Kennzeichnungssysteme direkt mit ERP- und MES-Umgebungen verbunden. Druckaufträge, Maschinenstatus und Produktionsdaten lassen sich zentral verwalten. Unternehmen erhalten einen deutlich besseren Überblick über ihre Abläufe und können schneller reagieren.

Hohe Produktionsleistung beginnt mit hoher Anlagenverfügbarkeit. „Produktionsstillstände entstehen selten ohne Vorwarnung“, sagt Müller. „Entscheidend ist deshalb, mögliche Probleme frühzeitig zu erkennen, bevor sie sich auf die Produktion auswirken.“ Genau darauf zielen moderne Diagnose- und Überwachungssysteme ab. Sie analysieren kontinuierlich den Zustand von Maschinen und melden kritische Entwicklungen frühzeitig.

Hosokawa Alpine setzt zusätzlich auf konstruktive Lösungen. Die Blasköpfe der Baureihe X ermöglichen besonders kurze Spülzeiten und damit schnelle Produktwechsel. Für MDO-Anlagen wurde außerdem ein Schnellwechselsystem entwickelt, das den Austausch einer Reckwalze innerhalb von nur 15 Minuten ermöglicht, erzählt Heinecker.

Bei Brückner Maschinenbau spielen digitale Werkzeuge eine zentrale Rolle. Mit dem „Downtime Analyzer“ lassen sich Ursachen für Stillstände systematisch untersuchen. Der „Recipe Manager PRO“ unterstützt sichere Produktwechsel, während Condition-Monitoring-Lösungen kritische Maschinenkomponenten kontinuierlich überwachen. „Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit einer Produktionsanlage ist ihre hohe Verfügbarkeit“, betont Tobias Lanksweirt, Sales Director bei Brückner Maschinenbau.