DE102021116735A1

DE102021116735A1 - Verfahren zum Betreiben einer Produktionslinie

Info

Publication number: DE102021116735A1
Application number: DE102021116735.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Knauf; Christian Baumeister; Marcel Koppelmann
Original assignee: Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach
Current assignee: Weber Food Technology De GmbH
Priority date: 2021-06-29
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2022-12-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer mehrere Module umfassenden Produktionslinie, in der Lebensmittelprodukte in Scheiben geschnitten, jeweils aus einer oder mehreren Scheiben Portionen gebildet, und die Portionen verpackt werden, und die zumindest eine Aufschneidevorrichtung, insbesondere einen Hochleistungsslicer, zum Aufschneiden der Produkte und zum Bilden der Portionen, eine Verpackungsmaschine zum Verpacken der Portionen, zwischen Aufschneidevorrichtung und Verpackungsmaschine eine Transportstrecke zur Handhabung der Portionen, sowie eine Steuereinrichtung umfasst, wobei zumindest einige Module wenigstens einen Leistungsparameter aufweisen, für den ein zulässiger Leistungswertebereich vorgesehen ist, in welchem sich der Leistungsparameter während des Betriebs zulässigerweise bewegen kann, und wobei die Steuereinrichtung eine Regelung des Betriebs der Produktionslinie durchführt und dabei in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Produktionslinie die Leistungsparameter der Module innerhalb der jeweiligen zulässigen Leistungswertebereiche verändert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer mehrere Module umfassenden Produktionslinie, in der Lebensmittelprodukte in Scheiben geschnitten, jeweils aus einer oder mehreren Scheiben Portionen gebildet und die Portionen verpackt werden, und die zumindest eine Aufschneidevorrichtung, insbesondere einen Hochleistungsslicer, zum Aufschneiden der Produkte und zum Bilden der Portionen, eine Verpackungsmaschine, insbesondere eine Tiefziehverpackungsmaschine, zum Verpacken der Portionen, zwischen Aufschneidevorrichtung und Verpackungsmaschine eine Transportstrecke zur Handhabung der Portionen, sowie eine Steuereinrichtung umfasst. Die Erfindung betrifft außerdem eine solche Produktionslinie.
Derartige Produktionslinien sind grundsätzlich bekannt. Wichtige Kriterien für den Betrieb einer solchen Produktionslinie sind Leistung, Qualität und Belastung.
Die Leistung der gesamten Produktionslinie soll möglichst hoch sein. Verpackungsmaschinen werden typischerweise getaktet betrieben, und die Leistung der Verpackungsmaschine und damit der gesamten Produktionslinie kann dann beispielsweise als Anzahl von Arbeitstakten pro Zeiteinheit definiert werden. Unabhängig davon, ob die Verpackungsmaschine getaktet betrieben wird oder nicht, kann die Leistung der Verpackungsmaschine bzw. der Produktionslinie auch als Anzahl der produzierten Packungen pro Zeiteinheit definiert werden.
Es versteht sich von selbst, dass die Qualität der produzierten Packungen jeweils vorgegebenen Kriterien entsprechen muss und diese Kriterien eingehalten werden müssen. Wichtig für den Betrieb einer Produktionslinie ist, dass die Packungen dabei in einer möglichst konstanten Qualität produziert werden. Wenn hier von der Qualität der Packungen die Rede ist, dann schließt dies selbstverständlich die Qualität der verpackten Portionen mit ein, zu der die Aufschneidevorrichtung entscheidend beiträgt, wobei aber auch die Handhabung der mittels der Aufschneidevorrichtung erzeugten Portionen entlang der Transportstrecke zwischen Aufschneidevorrichtung und Verpackungsmaschine Einfluss auf die Portionsqualität und damit die Packungsqualität hat. Die Handhabung der Portionen entlang der Transportstrecke umfasst insbesondere Förder-, Sortier-, Puffer- und Einlegeeinrichtungen. Dabei steht insbesondere ein möglichst schonender Produkttransport im Vordergrund.
Ferner soll die Belastung der einzelnen Module der Produktionslinie möglichst gering sein, damit die Module möglichst lange störungsfrei betrieben werden können. Auch wenn einzelne Module beispielsweise mit einer höheren Standardgeschwindigkeit betrieben werden könnten, um so für eine hohe Leistung dieses Moduls zu sorgen, kann dies erstens zu einem höheren Verschleiß und zu einem häufigeren Auftreten von Störungen führen, wobei es zweitens beim Betrieb einer Produktionslinie in erster Linie nicht um die Maximierung der Leistung einzelner Module, sondern um eine möglichst hohe Leistung der Produktionslinie insgesamt geht, und wobei drittes die Leistung der Produktionslinie möglichst kontinuierlich erbracht werden und nicht großen Schwankungen unterworfen sein soll.
In der Praxis kann es während des Betriebs einer Produktionslinie zu Störungen kommen, die in manchen Fällen zu einem Totalausfall eines oder mehrerer Module führen können, die in vielen Fällen aber zunächst weniger drastische Auswirkungen haben und betriebsbedingt auftreten können und somit unvermeidbar sind. Die letztgenannten Störungen können gleichwohl zu einer geringeren Leistung an dem betreffenden Modul oder auch an anderen Modulen führen, was insgesamt zur Folge haben kann, dass einzelne Module nicht mehr mit der fest vorgegebenen Leistung arbeiten können und gestoppt werden müssen, so dass auch aufgrund dieser „natürlichen“ Leistungsschwankungen der Module, also ohne Totalausfälle, ein Zwangsstopp der gesamten Produktionslinie auftreten kann. Dies verringert nicht nur die Leistung der gesamten Produktionslinie, sondern kann auch einen erheblich nachteiligen Einfluss auf die Qualität der produzierten Packungen haben.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer mehrere Module umfassenden Produktionslinie zu schaffen, mit dem eine möglichst hohe Leistung der gesamten Produktionslinie sowie eine konstant hohe Qualität der damit produzierten Packungen erreicht und dabei eine übermäßige Belastung der einzelnen Module vermieden werden kann. Es soll außerdem eine Produktionslinie der eingangs genannten Art geschaffen werden, die so betrieben werden kann, dass die genannten Ziele erreicht werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist insbesondere vorgesehen, dass zumindest einige Module wenigstens einen Leistungsparameter aufweisen, für den ein zulässiger Leistungswertebereich vorgesehen ist, in welchem sich der Leistungsparameter während des Betriebs zulässigerweise bewegen kann, und dass die Steuereinrichtung eine Regelung des Betriebs der Produktionslinie durchführt und dabei in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Produktionslinie die Leistungsparameter der Module innerhalb der jeweiligen zulässigen Leistungswertebereiche verändert.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass nicht nur Totalausfälle einzelner Module, sondern bereits die vorstehend schon genannten „natürlichen“ Leistungsschwankungen der Module entweder zu einem unerwünschten Zwangsstopp der gesamten Produktionslinie führen können, zumindest aber erhebliche Leistungs- und Qualitätseinbußen zur Folge haben können. Die Erfindung beruht ferner auf der Erkenntnis, dass zumindest in vielen Fällen die Ursache für dieses Problem ein „starr“ vorgegebener, also unflexibler Betrieb der einzelnen Module ist.
Hier setzt die Erfindung an, indem sie den Umstand ausnutzt, dass die Leistungsfähigkeit zumindest einiger Module ohne Nachteile innerhalb bestimmter Grenzen sehr wohl zumindest vorübergehend erhöht oder verringert werden kann. Dies wird durch die erfindungsgemäßen zulässigen Leistungswertebereiche erreicht, innerhalb welcher sich die jeweiligen Leistungsparameter bewegen können, ohne dass diese Leistungsbandbreite der Module zu Qualitätseinbußen insbesondere bei den Portionen oder den Verpackungen oder zu einer übermäßigen Modulbelastung führt.
Diese durch die Erfindung geschaffene Flexibilität für den Betrieb der betreffenden Module ermöglicht es der Steuereinrichtung der Produktionslinie, eine intelligente dynamische Regelung des Betriebs dieser einzelnen Module und damit der gesamten Produktionslinie durchzuführen.
Die erfindungsgemäßen Leistungswertebereiche (im Folgenden auch einfach als Wertebereiche bezeichnet) können auch als Toleranzen für die Leistungsparameter verstanden werden. Die Wertebereiche bzw. Toleranzen schaffen für die betreffenden Module eine Flexibilität, die anders als bisher keinen Zwangsstopp an einem der Module mehr zur Folge haben muss, sondern einen Weiterbetrieb der gesamten Produktionslinie auch dann ermöglicht, wenn an einem Modul ein Problem auftritt.
Mit anderen Worten und bildlich gesprochen: tritt ein Problem auf, dann „hilft jedes Modul so gut es kann, ohne sich selbst oder seine innerhalb der Produktionslinie erfüllende Aufgabe zu gefährden“. Erkannt werden kann ein Problem durch die Steuereinrichtung beispielsweise anhand abnormer Werte der Leistungsparameter und/oder zusätzlich erfasster Messgrößen, und/oder anhand von an den Modulen eintretenden Ereignissen, die sich auf andere Module auswirken können.
Konkrete Beispiele für eine erfindungsgemäße Regelung des Betriebs der Produktionslinie werden an anderer Stelle näher erläutert.
Wenn im Rahmen der vorliegenden Offenbarung von dem Betriebszustand der Produktionslinie oder von einer Regelung des Betriebs der Produktionslinie die Rede ist, dann ist darunter auch der Betriebszustand bzw. die Regelung des Betriebs einzelner, einiger oder aller Module zu verstehen.
Bei den Modulen der Produktionslinie kann es sich um die folgenden Einrichtungen handeln:

- Bearbeitungsvorrichtung, z.B. eine Presse oder ein Käseteiler
- Abtastvorrichtung, beispielsweise in Form eines Scanners
- Beladeeinrichtung, z.B. in Form einer sogenannten Beladeschwinge, einer Eintaktvorrichtung für Produktriegel oder eines Belademagazins
- Aufschneidevorrichtung, insbesondere mit
- - angetriebenem Schneidmesser,
- - verstellbarem Schneidkopf mit Schneidmesser und Antrieb für das Schneidmesser
- - verstellbarer Schneidkante zur Schneidspalteinstellung
- - Interleaver
- - höhen- und/oder seitenverstellbarer Portioniereinheit
- - Produktgreifer, insbesondere mit einstellbarer Haltekraft, beispielsweise Vakuumgreifer
- Waage
- Underleaver
- Transportstrecke mit Förder-, Sortier-, Puffer- und Einlegevorrichtungen, letztere beispielsweise in Form von Einlegerobotern (insbesondere Pickern)
- Verpackungsmaschine mit
- - Tiefziehstation
- - Einlegebereich (arbeitet mit Einlegevorrichtungen der Transportstrecke zusammen, um Portionen in Vertiefungen/Trays einzulegen)
- - Siegelstation
- - Trenneinrichtungen, insbesondere Längs- und Quertrennvorrichtungen zum Vereinzeln der Packungen

Bei den möglichen Leistungsparametern kann es sich beispielsweise um Arbeitsgeschwindigkeiten, Stellgrößen, Wege, Drücke und Temperaturen handeln.
Eine Arbeitsgeschwindigkeit kann beispielsweise die Schnittleistung an der Aufschneidevorrichtung, die Transportgeschwindigkeit an einer oder mehreren Stellen der Transportstrecke oder die Fördergeschwindigkeit und damit die Blattlänge an einem Interleaver oder Underleaver sein.
Bei einer Stellgröße kann es sich beispielsweise um den Schneidspalt, eine oder mehrere Positionen des Messerkopfes oder die Fallhöhe einer Portion auf die Portioniereinheit handeln.
Bei einem Weg kann es sich beispielsweise um einen Abtransportweg einer Portion oder um eine Pufferposition von Formatsätzen handeln.
Eine Temperatur kann beispielsweise eine Heiztemperatur zum Heizen der Unterfolie an der Tiefziehstation oder eine Heiztemperatur zum Heizen von Unterfolie und Oberfolie an der Siegelstation sein.
Als eine mögliche Messgröße kann die Temperatur der aufzuschneidenden Produkte herangezogen werden.
Ein mögliches Kriterium für die Festlegung von Leistungswertebereichen kann beispielsweise sein, dass die Temperatur an der Tiefziehstation und an der Siegelstation jeweils eine bestimmte Mindesttemperatur nicht unterschreiten oder eine bestimmte Maximaltemperatur nicht überschreiten darf.
Ein weiteres mögliches Kriterium für die Festlegung von Leistungswertebereichen kann sein, dass ein möglichst schonender Portionstransport stattfinden soll. Unter „schonend“ kann dabei beispielsweise festgelegt werden, dass bestimmte Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen, die an Einrichtungen zur Handhabung der Portionen auftreten, nicht überschritten werden dürfen. Die Handhabung der Portionen umfasst zum Beispiel ein Fördern, beispielsweise mittels Endlosförderbändern einschließlich Richtungsänderungen (z.B. durch Querversetzeinrichtungen oder Wippen) und ein Versetzen beispielsweise mit Hilfe von Robotern.
Es versteht sich, dass die vorstehend erwähnten Beispiele eine nicht abschließende Aufzählung von möglichen Ausgestaltungen darstellen, d.h. dass die Module, Leistungsparameter, Messgrößen sowie Kriterien für Leistungswertebereiche auch anders vorgesehen sein können. Dies gilt selbstverständlich auch für die nachstehend erläuterten Regelungsbeispiele.
Erfindungsgemäß kann der Betrieb einer Produktionslinie ein oder mehrere der folgenden Regelungsbeispiele umfassen:

Gemäß einem möglichen Szenario kann z.B. einer von mehreren Einlegerobotern ausfallen, was beim Einlegen der Portionen in Vertiefungen, die in einer Folienbahn ausgebildet worden sind, oder beim Einlegen der Portionen in Trays oder in andere vorgefertigte Packungsbestandteile der Verpackungsmaschine den Portions- bzw. Packungsdurchsatz reduziert. Als Ausgleich hierfür sorgt die erfindungsgemäße Regelung dafür, dass die Verpackungsmaschine die Transportgeschwindigkeit für die Unterfolie bzw. den Transport der Trays bzw. vorgefertigten Packungsbestandteile reduziert oder die Taktzeit verlängert, was aber nur dann möglich ist, wenn gleichzeitig die Tiefziehstation und die Siegelstation der Verpackungsmaschine jeweils die Heiztemperatur reduzieren, da ansonsten aufgrund der höheren Verweilzeit der betreffenden Folie in der Tiefziehstation bzw. der Siegelstation die Folie zu stark thermisch belastet würde. Insgesamt ist in diesem Szenario der beschriebene Weiterbetrieb für die Linie sowie für die zu handhabenden Produkte, Portionen und Packungen deutlich vorteilhafter als ein Stillstand.

Ferner ist es bekannt, dass eine von einem jeweiligen optimalen Wert abweichende Temperatur der aufzuschneidenden Produkte das Ablageverhalten der abgetrennten Scheiben an der Portioniereinheit beeinflussen kann. Wird von der Steuereinrichtung aufgrund des von einem Sensor gelieferten Temperaturwertes eine solche Abweichung festgestellt, kann deren Einfluss auf das Ablageverhalten der abgetrennten Scheiben zum Beispiel durch Anpassen der Schnittgeschwindigkeit der Aufschneidevorrichtung ausgeglichen werden.
Beladevorgänge an der Aufschneidevorrichtung, also das Beladen der Aufschneidevorrichtung mit neuen aufzuschneidenden Produkten, können die durchschnittliche Anzahl von pro Zeiteinheit erzeugten Portionen reduzieren, was durch die Steuereinrichtung der Produktionslinie durch eine vorübergehende Erhöhung der Leistung der Aufschneidevorrichtung bis zu einem jeweils vorgegebenen Höchstwert ausgeglichen werden kann, woraufhin dann aber die Leistung der Aufschneidevorrichtung wieder auf das Notwendige reduziert wird, und zwar insbesondere mit dem Ziel, unnötige, potentiell nachteilige Leerschnitte der Aufschneidevorrichtung zu vermeiden. Eine zu hohe Leistung der Aufschneidevorrichtung kann nämlich von Nachteil sein, wenn die nachgeordneten Einrichtungen „nicht mehr mitkommen“, was durch „Leerlauf“, also durch die Durchführung von Leerschnitten, an der Aufschneidevorrichtung ausgeglichen werden muss, und es ist auf dem hier in Rede stehenden Fachgebiet bekannt, dass Leerschnitte - auch wenn sie in der Praxis in vielen Fällen unvermeidbar sind - Nachteile z.B. hinsichtlich Scheiben- und Portionsqualität haben können.
Beispielsweise dann, wenn ein Wechsel einer Folien- oder Etikettenrolle ansteht oder sich die Verpackungsmaschine bzw. ein Modul der Verpackungsmaschine in einer Aufwärmphase befindet, kann die Aufschneidevorrichtung einen Beladevorgang pausieren und die Drehzahl des Schneidmessers beispielsweise bis auf Null reduzieren.
In einem anderen Szenario kann dann, wenn ein Wechsel einer Folien- oder Etikettenrolle in der Verpackungsmaschine ansteht, an einem Interleaver bzw. Underleaver die Blattlänge angepasst werden, um auf diese Weise an mehreren Modulen gleichzeitig einen Wechsel durchführen zu können und eine zusätzliche Unterbrechung zu vermeiden.
Wenn an einem Modul, das sich im Bereich des Anfangs der Produktionslinie befindet, beispielsweise an einem Underleaver, ein Wechsel der Folien- oder Papierrolle ansteht, dann kann die Aufschneidevorrichtung ihre Schnittgeschwindigkeit erhöhen, und zwar derart, dass die jeweils vorgegebene maximale Leistung des Underleavers abgerufen wird, um so eine sich an den Underleaver anschließende Puffer- bzw. Förderstrecke mit Portionen befüllen zu können. Hierdurch wird verhindert, dass eine einen Teil der Transportstrecke bildende Einlegeeinrichtung sowie die Verpackungsmaschine jeweils leerlaufen. Hierbei kann beispielsweise die Geschwindigkeit der Einlegeeinrichtung bzw. der Verpackungsmaschine an die Anzahl der in der Transportstrecke befindlichen Portionen sowie an die zu erwartende Dauer der Unterbrechung angepasst werden. Die Anzahl der Portionen kann durch eine ohnehin ablaufende Portionsverfolgung in der Produktionslinie bestimmt werden, und die zu erwartende Dauer der Unterbrechung kann beispielsweise aus zuvor vorgenommenen statistischen Erhebungen bekannt sein.
Was die erfindungsgemäßen zulässigen Leistungswertebereiche anbetrifft, innerhalb welcher die Leistungsparameter der Module jeweils bei der von der Steuereinrichtung durchgeführten Regelung des Betriebs verändert werden können, so kann individuell für jeden Leistungsparameter vorgesehen sein, dass dieser entweder - sozusagen im Sinne einer stufenlosen Regelung - jeden Wert innerhalb des jeweiligen Wertebereiches annehmen kann, oder dass nur einige diskrete Werte möglich sind.
Mehrere Leistungsparameter können diesbezüglich auch in einer Wechselbeziehung beispielsweise dahingehend stehen, dass an einem Modul der Verpackungsmaschine, beispielsweise an der Tiefziehstation oder an der Siegelstation, für die beiden Leistungsparameter Heizdauer und Temperatur nur bestimmte Wertepaare zugelassen werden, d.h. dass für eine bestimmte Heizdauer nicht beliebige Heiztemperaturen möglich sind, und umgekehrt.
Mit anderen Worten kann ein jeweiliger zulässiger Leistungswertebereich ein Kontinuum von zulässigen Werten für den Leistungsparameter umfassen oder nur diskrete Werte erlauben.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Produktionslinie sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
Gemäß einigen möglichen Ausführungsbeispielen des Verfahrens ist vorgesehen, dass zumindest einige Module während des Betriebs jeweils wenigstens einen aktuellen Leistungswert zumindest eines Leistungsparameters und/oder einen aktuellen Messwert zumindest einer Messgröße für die Steuereinrichtung bereitstellen, und dass die Steuereinrichtung im Rahmen der Regelung des Betriebs der Produktionslinie die aktuellen Leistungswerte und/oder Messwerte laufend überwacht und an zumindest einem Modul zumindest einen Leistungsparameter innerhalb des zulässigen Leistungswertebereiches verändert, wenn die Steuereinrichtung an wenigstens einem der anderen Module bei zumindest einem aktuellen Leistungsparameter und/oder Messwert eine zumindest eine vorgegebene Bedingung erfüllende Änderung feststellt.
Beispielsweise kann an einer der Siegelstation der Verpackungsmaschine nachgeordneten Trenneinrichtung, beispielsweise zum Querschneiden der Folienbahnen, durch einen optischen Sensor die Qualität der geschnittenen Kanten der Packungen überprüft werden, beispielsweise durch Bestimmen der Materialdicke an der Kante oder eine Überprüfung des Vorhandenseins von Ausfransungen, wobei z.B. dann, wenn die Dicke einen bestimmten Wert überschreitet und grundsätzlich bekannt ist, dass eine zunehmende Dicke der Kante auf eine zu hohe Folientemperatur zurückzuführen ist, die Temperatur an der Siegelstation entsprechend verringert wird. Die Materialdicke an der geschnittenen Kante bildet dann den aktuellen Messwert, und die Heiztemperatur in der Siegelstation ist dann der Leistungsparameter, der von der Steuereinrichtung innerhalb des für diese Heiztemperatur zulässigen Leistungswertebereiches verändert wird.
In einem anderen Beispiel, das weiter oben bereits erwähnt wurde, kann beispielsweise die Ablageportion der einzelnen Scheiben auf der Portioniereinheit als eine Messgröße ermittelt und bei einer zu großen Abweichung der Ablageposition die Schnittgeschwindigkeit der Aufschneidevorrichtung, also die Drehzahl des Schneidmessers, und entsprechend die Zufuhrgeschwindigkeit der Produktzufuhr verändert werden. Die Drehzahl des Schneidmessers und die Zufuhrgeschwindigkeit der Produktzufuhr sind dann Leistungsparameter, die jeweils im Rahmen ihres zulässigen Leistungswertebereiches veränderbar sind, wenn bei der Messgröße „Ablageposition“ eine zu große Abweichung von einem vorgegebenen Wert mittels eines entsprechenden Sensors festgestellt wird.
Die zu erfüllende vorgegebene Bedingung kann beispielsweise darin bestehen, dass die Änderung zu einer Abweichung von einem Sollwert nach oben und/oder nach unten führt. Bei dem Sollwert kann es sich insbesondere um einen bei der Inbetriebnahme eingestellten Wert eines jeweiligen Leistungsparameters handeln, also um einen Wert, der auch als „Standardwert“ dieses Leistungsparameters bezeichnet werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann die zu erfüllende vorgegebene Bedingung darin bestehen, dass die Änderung zu einer Abweichung von einem zeitlichen Mittelwert des betreffenden aktuellen Leistungsparameters bzw. Messwertes führt.
Alternativ oder zusätzlich kann die zu erfüllende vorgegebene Bedingung darin bestehen, dass durch die Änderung ein oberer und/oder unterer Schwellenwert des betreffenden aktuellen Leistungsparameters und/oder Messwerts erreicht wird.
Gemäß weiteren möglichen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung im Rahmen der Regelung des Betriebs der Produktionslinie die Module laufend überwacht und an zumindest einem Modul zumindest einen Leistungsparameter innerhalb des zulässigen Leistungswertebereiches verändert, wenn die Steuereinrichtung an wenigstens einem der anderen Module das Eintreten eines vorgegebenen Ereignisses feststellt.
Bei dem weiter oben bereits beschriebenen Beispiel kann der Umstand, dass ein Modul sich in einer Aufwärmphase befindet, oder kann ein anstehender Wechsel einer Folien- oder Etikettenrolle ein vorgegebenes Ereignis darstellen, dessen Eintreten von der Steuereinrichtung festgestellt wird, und die Reduzierung der Drehzahl des Schneidmessers der Aufschneidevorrichtung ist dann eine Veränderung, welche die Steuereinrichtung an der hierbei den Leistungsparameter bildenden Messerdrehzahl vornimmt. Eine untere Grenze des zulässigen Wertebereiches für die Drehzahl kann Null sein, es kann aber alternativ auch eine von Null verschiedene Mindestdrehzahl für den Wertebereich vorgegeben sein. Die maximal zulässige Drehzahl kann im Bereich der zulässigen Belastungsgrenze liegen, alternativ aber auch darunter, um die Lebensdauer des Messers bzw. der Messerlagerung zu erhöhen oder um mit sehr hohen Drehzahlen des Messers möglicherweise verbundene Vibrationen grundsätzlich zu vermeiden.
Wenn zumindest einige Module während des Betriebs jeweils wenigstens einen aktuellen Leistungswert zumindest eines Leistungsparameters bereitstellen, dann kann es sich bei diesem aktuellen Leistungswert um einen Momentanwert oder um einen zeitlichen Durchschnittswert handeln.
So können einige Module beispielsweise betriebsbedingte Pausen haben, beispielsweise ein Slicer während des Beladens, so dass ein Durchschnittswert des Leistungsparameters (beispielsweise Anzahl der Leerschnitte pro Zeiteinheit) betrachtet wird, da ein vorübergehend niedriger Momentanwert des Leistungsparameters bestimmungsgemäß ist und daher tatsächlich kein Problem und somit auch keine Störung darstellt, die einen Regelungseingriff der Steuereinrichtung erfordern würde.
Des Weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass für zumindest ein Modul wenigstens ein Leistungsparameter gleichzeitig eine Messgröße ist, deren Messwerte für die Steuereinrichtung bereitgestellt werden.
Beispielsweise kann die Temperatur an einer Tiefziehstation der Verpackungsmaschine als eine Messgröße überwacht werden und gleichzeitig einen Leistungsparameter darstellen, der bei der erfindungsgemäßen Regelung innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches zulässigerweise variiert werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein jeweils zulässiger Leistungswertebereich durch einen absoluten Mindestwert für den Leistungsparameter und/oder durch einen absoluten Höchstwert für den Leistungsparameter definiert ist, oder dass ein jeweils zulässiger Leistungswertebereich durch einen Abstand von einem zeitlichen Mittelwert für den Leistungsparameter nach oben und/oder nach unten definiert ist.
Es ist erfindungsgemäß also möglich, aber nicht zwingend, dass der Wertebereich durch statische, absolute Werte nach oben und nach unten begrenzt wird, wobei die den Leistungswertebereich nach oben und nach unten begrenzenden Abstände sowohl absolut als auch relativ bezogen auf diesen Mittelwert festgelegt werden können.
Es kann vorgesehen sein, dass zwischen diesen beiden Definitionen für den zulässigen Leistungswertebereich während des Betriebs gewechselt wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein jeweils zulässiger Leistungswertebereich vor Beginn des Betriebs von einem Benutzer eingegeben werden. Diese Eingabe kann in Abhängigkeit von oder bei der Auswahl von verschiedenen Maschinenparametern erfolgen, beispielsweise von der jeweiligen Charge der aufzuschneidenden Produkte, von einer oder mehreren Eigenschaften der Produkte selbst oder von einem an der jeweiligen Produktionslinie, insbesondere deren Aufschneidevorrichtung, vorgegebenen und damit auswählbaren Schneidprogramm.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass ein jeweils zulässiger Leistungswertebereich vor Beginn des Betriebs von der Steuereinrichtung automatisch erkannt wird. Auch diese Erkennung kann insbesondere in Abhängigkeit von oder bei der insbesondere durch einen Benutzer, alternativ aber auch automatisch erfolgenden Auswahl verschiedener Maschinenparameter stattfinden, wobei es sich bei diesen Maschinenparametern wiederum um die jeweilige Charge, um eine oder mehrere jeweilige Produkteigenschaften und/oder das jeweilige Schneidprogramm handeln kann.
Gemäß weiteren möglichen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein jeweils zulässiger Leistungswertebereich vor Beginn des Betriebs oder während des Betriebs von der Steuereinrichtung automatisch verändert wird. Dies kann insbesondere zur Anpassung an das jeweilige Produkt, an eine jeweilige Rezeptur, an einen jeweiligen Schneidplan und/oder an jeweilige Umgebungsbedingungen erfolgen.
Des Weiteren kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung vorgesehen sein, dass ein jeweils zulässiger Leistungswertebereich zur Anpassung an den jeweiligen Betriebszustand, insbesondere an die momentane oder durchschnittliche Leistung des betreffenden Moduls, während des Betriebs von der Steuereinrichtung automatisch verändert wird. Dies kann insbesondere anhand von während des Betriebs ermittelten Leistungskennzahlen oder eintretenden Ereignissen erfolgen.
Insbesondere kann dies beispielsweise anhand der durchschnittlichen Anzahl von pro Produkt erzielten Gut-Portionen, also verwertbaren Portionen, erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich kann die automatische Veränderung des Leistungswertebereiches anhand der zu erwartenden Anzahl von pro Produkt erzielbaren Gut-Portionen erfolgen, wobei diese zu erwartende Anzahl beispielsweise auf der Basis von mittels einer Abtastvorrichtung, beispielsweise eines Produktscanners, gewonnenen Informationen bestimmt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann die Veränderung anhand von Statusmeldungen von Modulen erfolgen, die Einfluss auf den Betrieb zumindest eines anderen Moduls haben können, wie beispielsweise eine an einem Modul gerade stattfindende Aufwärmphase.
Alternativ oder zusätzlich kann die automatische Veränderung anhand von vorhersagbaren Betriebsunterbrechungen von Modulen erfolgen, insbesondere aufgrund von Wartung, wie beispielsweise das Nachfüllen von Betriebsmitteln, z.B. das Einlegen neuer Folien- oder Etikettenrollen, oder das Wechseln von Werkzeugen, z.B. Messern, oder das Zwischenreinigen von Bändern, die im Laufe der Zeit verschmutzen.
Gemäß dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch 1 ist erfindungsgemäß eine Produktionslinie vorgesehen, in der Lebensmittelprodukte in Scheiben geschnitten, jeweils aus einer oder mehreren Scheiben Portionen gebildet, und die Portionen verpackt werden, und die zumindest eine Aufschneidevorrichtung, insbesondere einen Hochleistungsslicer, zum Aufschneiden der Produkte und zum Bilden der Portionen, eine Verpackungsmaschine, insbesondere eine Tiefziehverpackungsmaschine, zum Verpacken der Portionen, zwischen Aufschneidevorrichtung und Verpackungsmaschine eine Transportstrecke zur Handhabung der Portionen, sowie eine Steuereinrichtung umfasst, wobei zumindest einige Module wenigstens einen Leistungsparameter aufweisen, für den ein zulässiger Leistungswertebereich vorgesehen ist, in welchem sich der Leistungsparameter während des Betriebs zulässigerweise bewegen kann, und wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Regelung des Betriebs der Produktionslinie durchzuführen und dabei in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Produktionslinie die Leistungsparameter der Module innerhalb der jeweiligen zulässigen Leistungswertebereiche zu verändern.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen dieser Produktionslinie kann vorgesehen sein, dass zumindest einige Module dazu ausgebildet sind, während des Betriebs jeweils wenigstens einen aktuellen Leistungswert zumindest eines Leistungsparameters und/oder einen aktuellen Messwert zumindest einer Messgröße für die Steuereinrichtung bereitzustellen, und dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, im Rahmen der Regelung des Betriebs der Produktionslinie die aktuellen Leistungswerte und/oder Messwerte laufend zu überwachen und an zumindest einem Modul zumindest einen Leistungsparameter innerhalb des zulässigen Leistungswertebereiches zu verändern, wenn die Steuereinrichtung an wenigstens einem der anderen Module bei zumindest einem aktuellen Leistungsparameter und/oder Messwert eine zumindest eine vorgegebene Bedingung erfüllende Änderung feststellt.
Bei einigen Ausführungsformen der Produktionslinie kann die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, im Rahmen der Regelung des Betriebs der Produktionslinie die Module laufend zu überwachen und an zumindest einem Modul zumindest einen Leistungsparameter innerhalb des zulässigen Leistungswertebereiches zu verändern, wenn die Steuereinrichtung an wenigstens einem der anderen Module das Eintreten eines vorgegebenen Ereignisses feststellt.
Hinsichtlich möglicher Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Produktionslinie wird auch auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen, wo konkrete Ausgestaltungen der einzelnen Module der Produktionslinie sowie mögliche Leistungsparameter, mögliche Messgrößen und mögliche Kriterien für Leistungswertebereiche genannt worden sind.
Die vorstehend erwähnten möglichen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Produktionslinie bilden, d.h. die Steuereinrichtung der Produktionslinie und die Module können derart ausgebildet sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren und seine Weiterbildungen einzeln oder in beliebiger Kombination ausgeführt werden können.
Über die vorstehend erläuterten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Produktionslinie hinaus bietet die Erfindung vielfältige Möglichkeiten zu zahlreichen Verbesserungen und Optimierungen, und zwar sowohl für den Hersteller der Produktionslinie als auch für den Betreiber vor Ort.
So können beispielsweise Statistikfunktionen implementiert bzw. genutzt werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zumindest bestimmte Störungen oder Häufungen von Störungen im Hintergrund, also automatisch während des Betriebs der Produktionslinie oder auch in Betriebspausen, automatisch zu Optimierungen oder Optimierungsvorschlägen einzelner Leistungsparameter oder auch Maschinenparameter führen, die entweder nach bestimmten Kriterien automatisch vorgenommen werden oder von einem Benutzer quittiert werden müssen.
Daten, die durch die Erfindung zusätzlich gewonnen werden können, können ausgelesen und dazu benutzt werden, bestimmte Abläufe zu optimieren. Zudem können Wartungshinweise und Servicealarme generiert werden.
Wenn eine Produktionslinie und deren Betrieb durch die Erfindung optimiert werden, können die Dank der Erfindung gefundenen optimalen Einstellungen für die einzelnen Module und gegebenenfalls weiteren Einrichtungen der Produktionslinie auf baugleiche oder zumindest ähnliche Produktionslinien übertragen werden, um so auch dort die Einstellungen auf Basis der an der einen Produktionslinie gewonnenen Erkenntnisse zu optimieren. Dies kann für die gesamte Produktionslinie bzw. den gesamten Betrieb vorgenommen werden, oder auch nur für bestimmte Bereiche und/oder Betriebszustände.
Generell gilt im Rahmen dieser Offenbarung, dass unter einem optimalen Betriebszustand ein Zustand zu verstehen ist, bei dem die jeweils gewünschte Packungsqualität noch erreicht wird und die Leistung der Produktionslinie maximal ist oder einer jeweils gewünschten Leistung entspricht.
Des Weiteren ermöglicht es die Erfindung, für die unterschiedlichsten Einstellungen Vorschläge an einen Benutzer zu unterbreiten. Für die Änderung eines Leistungsparameters oder auch eines Maschinenparameters kann dann die Freigabe eines jeweiligen Vorschlags durch den Benutzer erforderlich sein, um die vorgeschlagene Einstellung umzusetzen.
Ferner ist es aufgrund der Erfindung möglich, bestimmte Schwachpunkte der Produktionslinie festzustellen, wobei hier vorgesehen sein kann, dass derartige Erkenntnisse nicht für den Betreiber der Produktionslinie, sondern nur für den Hersteller ersichtlich, beispielsweise vor Ort oder per Ferndiagnose auslesbar, sind, um so dem Hersteller Vorschläge für mechanische und softwareseitige Einstellungen, Umbauten oder andere Modifizierungen zu unterbreiten.
Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren bzw. können die durch dieses Verfahren ermöglichten Abläufe grafisch für einen Benutzer dargestellt werden, beispielsweise in Form von Fließschemata in Liniendarstellung insbesondere mit Anzeige von Einstellwerten und Messwerten und insbesondere von Grenzwerten für die Leistungswertebereiche.
Werden Einstellungen vorgenommen bzw. Leistungsparameter oder auch Maschinenparameter sowie andere Werte von einem Benutzer geändert, dann kann die Steuereinrichtung basierend auf den daraus resultierenden Parametersätzen und Einstellungen eine Vorkalkulation im Sinne einer Vorausberechnung durchführen, um so dem Benutzer den dadurch neu eingestellten Betriebsablauf zu visualisieren und gegebenenfalls auch Warnungen auszugeben. Dabei kann vorgesehen sein, dass vom Benutzer vorgenommenen Einstellungen bzw. Änderungen erst dann „scharf gestellt“, d.h. in die eigentliche Verarbeitung eingespielt werden, wenn der Benutzer dies entsprechend quittiert und damit freigibt.
Die Einstellungen und Änderungen können über eine grafische Benutzeroberfläche vorgenommen werden. Im Hintergrund werden dann die Leistungsparameter und gegebenenfalls auch weitere Maschinenparameter automatisch geändert.
Des Weiteren ermöglicht die Erfindung eine zentrale Schwerpunktsetzung sowie eine Festlegung eines „führenden Moduls“ in einer jeweiligen Produktionslinie, d.h. ein bestimmtes Modul kann im Hinblick auf bestimmte Gegebenheiten priorisiert werden. Die Steuereinrichtung kann dabei selbst einen Regelungsvorschlag oder mehrere Regelungsvorschläge unterbreiten bzw. dem Benutzer entsprechende Vorgaben machen. Beispielsweise kann von einem Benutzer vorgegeben oder von der Steuereinrichtung vorgeschlagen werden, dass die Verpackungsmaschine der Produktionslinie führend sein soll, wenn gerade besonders empfindliche Folien verarbeitet werden oder ein bestimmter Typ oder eine bestimmte Betriebsart eines Underleavers zum Einsatz kommen soll, bei dem bzw. bei der in der Vergangenheit häufig Fehler aufgetaucht sind, beispielsweise durch einen Rollenverschleiß.
Generell können also durch Erfahrung erkannte typische Fehlerquellen dafür sorgen, dass der Betrieb der Produktionslinie zwar weiterhin ermöglicht, aber so angepasst wird, dass entsprechende Module derart priorisiert werden, dass ein optimaler Betrieb des betreffenden Moduls Vorrang hat und die anderen Module hinsichtlich ihres Betriebs angepasst werden müssen, indem deren Leistungsparameter innerhalb des jeweils zulässigen Leistungswertebereiches verändert werden.
Ohne die erfindungsgemäße Flexibilität für den Betrieb der einzelnen Module gäbe es die vorstehend erläuterten Möglichkeiten nicht.
Wie vorstehend bereits angedeutet, kann das sich durch die Erfindung ergebende Betriebsverhalten einer Produktionslinie zum Einstellen anderer Produktionslinien dienen. Dies ermöglicht Vergleiche von Produktionslinien und damit eine Betriebsoptimierung insbesondere durch den Hersteller. Ferner wird hierdurch eine Fernwartung für einzelne Produktionslinien ermöglicht, was neue Dienstleistungen für den Hersteller generieren kann.
Generell hat die Erfindung also eine Vielzahl von Vorteilen, die insbesondere in der Schonung der Portionen und in einem schonenden Betrieb der einzelnen Bauteile der Module und der weiteren Einrichtungen der Produktionslinie zu sehen sind.
Zu nennen ist auch eine spürbare Entlastung des Bedienpersonals. Die Erfindung ermöglicht eine Vergleichmäßigung des Betriebs der Produktionslinie, so dass Spitzenleistungen des Personals, wie sie bislang zum Beispiel bei der Beladung mit Produkten abgerufen werden mussten, nicht mehr notwendig sind. Außerdem sinkt der Aufwand für manuelle Kontrollen und das Nacharbeiten.
Ferner sorgt die Erfindung für eine Verschleiß- und Wartungsoptimierung. Auch die Betriebssicherheit wird erhöht, da sich die Häufigkeit von Störungen einschließlich Zwangsunterbrechungen erheblich reduzieren lässt. Auch sorgt die Erfindung für mehr Transparenz für den Bediener der Produktionslinie und damit für die Kunden des Herstellers.
Als ein ganz wesentlicher Vorteil der Erfindung ist zu nennen, dass sich neben den vorstehend genannten positiven Effekten auch und vor allem die Qualität der erzeugten und verpackten Portionen insbesondere hinsichtlich Schnitt, Ablage und Gewichtsgenauigkeit deutlich verbessert.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

1 schematisch in einer Seitenansicht ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Verpackungsmaschine, die einen Bestandteil einer erfindungsgemäßen Produktionslinie bilden und die als Bestandteil der Produktionslinie in erfindungsgemäßer Weise betrieben werden kann, und
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Produktionslinie zur Erläuterung der Erfindung einschließlich des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die in 1 dargestellte, in einer Transportrichtung T arbeitende Verpackungsmaschine umfasst ein Maschinengestell 47. An einem linken Seitenrahmen und an einem rechten Seitenrahmen des Maschinengestells 47 ist jeweils eine hier nur schematisch am stromaufwärts gelegenen Ende der Maschine dargestellte Transportkette 27 geführt. Die beiden Transportketten 27 bilden gemeinsam eine Transporteinrichtung für eine von einer Vorratsrolle 23a abgezogene Unterfolie 23.
Die hier dargestellte Maschine umfasst eine Mehrzahl von in Transportrichtung T aufeinander folgenden Arbeitsstationen, nämlich eine auch als Tiefzieher oder Thermoformer bezeichnete Formstation 11, eine Einbringstation 13 für zu verpackende Produkte 10, eine Zufuhrstation 14 für eine von einer Vorratsrolle 25a abgezogene Oberfolie 25, eine Siegelstation 15, eine Etikettierstation 16, eine Quertrennstation 17 sowie eine Längstrennstation 19.
Bei den zu verpackenden Produkten 10 handelt es sich insbesondere um Lebensmittelprodukte, hier in Form von sogenannten Portionen, die jeweils mehrere Scheiben umfassen, welche zuvor mittels eines Lebensmittelslicers (nicht dargestellt) von einem laib- oder riegelförmigen Lebensmittel, wie z.B. Wurst, Käse, Schinken oder Fleisch, abgetrennt wurden.
Den Betrieb der Verpackungsmaschine einschließlich der erwähnten Arbeitsstationen steuert eine zentrale Steuereinrichtung 41, die außerdem weitere Aufgaben wie beispielsweise eine Regelung bestimmter zusätzlicher Vorgänge an den Arbeitsstationen wahrnehmen kann, worauf an dieser Stelle nicht näher eingegangen wird. Zudem ist die Verpackungsmaschine mit einer Bedieneinrichtung 45 versehen, die z.B. einen Touchscreen umfasst, an welchem einem Bediener alle erforderlichen Informationen angezeigt werden können und der Bediener alle notwendigen Einstellungen vor und während des Betriebs der Maschine vornehmen kann.
Der Aufbau und die Funktionsweise der vorstehend genannten Arbeitsstationen sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt, so dass hierauf nicht im Detail eingegangen wird.
Bei der Verpackungsmaschine gemäß 1 werden an der ein Oberwerkzeug 11 a und ein Unterwerkzeug 11b umfassenden Formstation 11 die jeweils in einem Tiefziehprozess in der Unterfolie 23 auch als Mulden bezeichneten Vertiefungen 29 ausgebildet. In diese Vertiefungen 29 werden an der Einbringstation 13 die erwähnten Portionen 10 eingelegt. Die Einbringstation 13 umfasst hier einen sogenannten Einleger, von dem zwei Endlosförderbänder 13a, 13b dargestellt sind. Alternativ oder zusätzlich kann die Einbringstation 13 einen hier ebenfalls schematisch dargestellten Roboter 50 umfassen, z.B. in Form eines sogenannten „Picker“, der als Delta-Roboter mit einem Greifer 49, der zwei jeweils eine Portion 10 gemeinsam haltende Schaufeln umfasst, ausgebildet sein kann.
Anschließend werden die mit den gefüllten Vertiefungen 29 versehene Unterfolie 23 und die Oberfolie 25 der Siegelstation 15 zugeführt, die ein Oberwerkzeug 15a (Oberteil) und ein Unterwerkzeug 15b (Unterteil) umfasst. Wenn die Produkte 10 nicht in geformte Vertiefungen einer Unterfolie gelegt werden sollen, sondern eine Unterfolie ohne geformte Vertiefungen verwendet werden soll, dann werden die Produkte 10 an der Einbringstation 13 einfach auf die in einer ebenen Konfiguration vorliegende Unterfolie 23 aufgelegt. Nach dem Verschließen der jeweiligen Packungen durch die Siegelstation 15 liegt dann eine sogenannte Einlagenpackung vor. Soll eine Mehrlagenpackung hergestellt werden, wird nach dem Auflegen eines Produktes 10 auf die Unterfolie 23 vor dem Zuführen der Oberfolie 25 noch eine Mittelfolie (nicht dargestellt) aufgebracht, auf die dann jeweils im Bereich eines bereits zwischen Unterfolie 23 und Mittelfolie befindlichen Produktes ein weiteres Produkt gelegt wird, bevor anschließend die Oberfolie 25 zugeführt wird. Auf diese Weise werden dann an der Siegelstation 15 Mehrlagenpackungen jeweils mit Oberfolie, Mittelfolie und Unterfolie verschlossen. Anstatt in einer Folienbahn Vertiefungen auszubilden, können auch zur Aufnahme von Produkten geeignete, vorgefertigte Packungsbestandteile, z.B. sogenannte Trays, verwendet werden, so dass keine Tiefziehstation vorgesehen ist. Auch diese Packungsbestandteile werden nach dem Einlegen der Produkte an einer Siegelstation durch eine Oberfolie verschlossen.
Mittels der Werkzeuge 15a, 15b der Siegelstation 15 werden hier die Oberfolie 25 und die Unterfolie 23, gegebenenfalls außerdem wie erläutert eine oder mehrere Mittelfolien, miteinander verbunden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden hierdurch die Vertiefungen 29 und somit die von Oberfolie 25 und Unterfolie 23 gebildeten Packungen 21 verschlossen. In 1 sind quer zur Transportrichtung T verlaufende, auch als Siegelnähte bezeichnete Siegelstellen 43 schematisch angedeutet, an denen durch Einwirken von Oberwerkzeug 15a und Unterwerkzeug 15b die beiden Folien 23, 25 durch Beaufschlagen mit Wärme und Druck miteinander verbunden worden sind.
Im Anschluss an die Siegelstation 15 hängen die Packungen 21 noch durch die Oberfolie 25 und die Unterfolie 23 zusammen, müssen also noch vereinzelt werden. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Packungen 21 vor dem Vereinzeln an der Etikettierstation 16 mit Etiketten versehen. Alternativ können eine oder mehrere Etikettierstationen 16 stromabwärts der erwähnten Trennstationen 17, 19 positioniert sein. Des Weiteren können eine oder mehrere Arbeitsstationen vorgesehen sein, an denen die Packungen 21 mit einer oder mehreren Bedruckungen versehen werden.
Stromabwärts der Trennstation 17, 19 können weitere Arbeitsstationen vorgesehen sein, beispielsweise eine Waage zur Gewichtskontrolle der Packungen 21.
Die wie vorstehend aufgebaute Verpackungsmaschine stellt lediglich ein mögliches Beispiel für eine Verpackungsmaschine dar, die ein Bestandteil einer erfindungsgemäßen Produktionslinie sein und als ein solcher Bestandteil in erfindungsgemäßer Weise betrieben werden kann.
Die in 2 lediglich schematisch dargestellte Produktionslinie 51 umfasst eine Aufschneidevorrichtung 57 in Form eines Hochleistungsslicers sowie eine Verpackungsmaschine 59 in Form einer Tiefziehverpackungsmaschine, wie sie beispielsweise zuvor anhand von 1 beschrieben worden ist.
Zwischen der Aufschneidevorrichtung 57 und der Verpackungsmaschine 59 befindet sich eine Transportstrecke 61.
Sowohl die Aufschneidevorrichtung 57, die im Folgenden auch einfach als Slicer bezeichnet wird, als auch die Verpackungsmaschine 59 umfassen jeweils mehrere Module M1 bis M6. Auch die Transportstrecke 61 bildet ein Modul M der erfindungsgemäßen Produktionslinie 51, wobei die Transportstrecke 61 auch mehrere Module der erfindungsgemäßen Produktionslinie 51 bilden kann.
Bei dem Modul M1 des Slicers 57 handelt es sich beispielsweise um eine Beladevorrichtung, z.B. in Form einer Beladeschwinge, mit der aufzuschneidende Produkte 53 in eine gegenüber der Horizontalen geneigte Stellung gebracht werden können, wie es für Hochleistungsslicer grundsätzlich bekannt ist, so dass hierauf nicht näher eingegangen zu werden braucht. Das Modul M2 des Slicers 57 stellt eine Schneideinrichtung dar, die unter anderem ein umlaufendes Schneidmesser umfasst, mit welchem die Produkte 53 in Scheiben geschnitten werden. Die abgetrennten Scheiben fallen auf eine Portioniereinheit, die als zum Modul M2 gehörend oder auch als ein separates, weiteres Modul des Slicers 57 vorgesehen sein kann. Auf der Portioniereinheit bilden jeweils eine Mehrzahl von abgetrennten Scheiben in bekannter Weise Portionen 55, die mittels der aus einem oder mehreren Modulen M bestehenden Transportstrecke 61 zur Verpackungsmaschine 59 transportiert werden, um von dieser verpackt zu werden. Eine Portion 55 kann auch nur eine abgetrennte Scheibe umfassen. Dem Slicer 57 vorgelagert oder in den Slicer 57 integriert kann eine Abtastvorrichtung (nicht dargestellt) für Produkte 53 sein, insbesondere eine sogenannter Produktscanner, der die Produkte 53 vermisst und insbesondere Informationen über die äußere Kontur und gegebenenfalls auch über die innere Struktur der Produkte 53 liefert, die vom Slicer 57 beim Aufschneiden verwendet werden. Auch eine solche Abtastvorrichtung kann erfindungsgemäß ein Modul der Produktionslinie 51 sein.
Die Transportstrecke 61, die - wie bereits erwähnt - als ein einziges Modul M angesehen werden oder eine Mehrzahl einzelner Module M umfassen kann, kann grundsätzlich beliebig und in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung aufgebaut sein. Beispielsweise umfasst die Transportstrecke 61 verschiedene Förder-, Sortier-, Puffer- und Einlegevorrichtungen. In 1 ist zum Einlegen der Produkte 10 in die Vertiefungen 29 die Einbringstation 13 vorgesehen, die Förderbänder 13a, 13b umfasst. Eine derartige Einbringstation wird auch als Einleger bezeichnet. Beispielsweise ein solcher Einleger kann das in der durch die Pfeile angedeuteten Transportrichtung letzte Modul der Transportstrecke 61 bilden. Alternativ kann zum Einlegen der Portionen 55 in Vertiefungen einer Unterfolie (vgl. 1) ein Einlegeroboter dienen. Eine solche Einbring- oder Einlegestation kann auch mehrere Roboter umfassen.
Bei dem Modul M3 der Verpackungsmaschine 59 kann es sich beispielsweise um eine Tiefziehstation handeln, in der in einer Unterfolie Vertiefungen 29 ausgebildet werden (vgl. auch 1). Das Einbringen der Portionen 55 mittels des letzten Moduls M der Transportstrecke 61 erfolgt dann in Transportrichtung gesehen selbstverständlich nach dieser Tiefziehstation, was in 2 der Einfachheit halber nicht so dargestellt ist, um zu veranschaulichen, dass die Transportstrecke 61 in diesem Ausführungsbeispiel nicht zur Verpackungsmaschine 59 gehören soll. Es sind alternative Ausgestaltungen denkbar, bei denen zumindest eines der letzten Module der Transportstrecke 61 in ein Gestell der Verpackungsmaschine 59 integriert sein kann, oder umgekehrt, um so eine bauliche Einheit zu bilden.
Generell ist in diesem Zusammenhang festzuhalten, dass unterschiedliche konkrete Ausgestaltungen von Slicer 57, Transportstrecke 61 und Verpackungsmaschine 59 einschließlich gegebenenfalls vorhandener gemeinsamer Einrichtungen nichts daran ändern, dass die hierdurch insgesamt gebildete Produktionslinie 51 unabhängig von der konkreten Ausgestaltung ihrer einzelnen Bestandteile stets eine Mehrzahl von voneinander abgrenzbaren Modulen M aufweist, welche Module im Sinne der Erfindung bilden. Dabei kann ein Modul eine in sich abgeschlossene, in den Slicer 57, die Transportstrecke 61 oder die Verpackungsmaschine 59 integrierte Einheit darstellen, wie beispielsweise eine gesamte Tiefziehstation oder Siegelstation der Verpackungsmaschine 59 oder eine gesamte Produktzufuhr des Slicers 57. Alternativ kann ein Modul auch eine Untereinheit einer solchen Einheit sein, die beispielsweise eine bestimmte Funktion innerhalb der Gesamteinheit erfüllt. Beispielsweise kann die Heizeinrichtung einer Siegelstation ein einzelnes Modul im Sinne der Erfindung bilden, wohingegen eine Einrichtung zum Evakuieren und Begasen der Packungen eine weitere Funktionseinheit und damit ein weiteres Modul der die Gesamteinheit bildenden Siegelstation darstellen kann.
Die Aufteilung der gesamten Produktionslinie 51 in einzelne Module kann grundsätzlich in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten und Anforderungen an den Betrieb der Produktionslinie 51 und deren im Sinne der Erfindung ablaufender Regelung erfolgen. Dabei ist es auch möglich, dass einzelne Untereinheiten oder Gesamteinheiten der Produktionslinie 51 jeweils kein Modul im Sinne der Erfindung bilden, d.h. in die erfindungsgemäße Regelung des Betriebs der Produktionslinie 51 muss nicht jede baulich oder funktional abgrenzbare Einheit ein Modul im Sinne der Erfindung bilden.
Bei dem Modul M4 der Verpackungsmaschine 59 kann es sich beispielsweise um eine Zufuhrstation (vgl. auch Zufuhrstation 14 in 1) handeln, die dazu dient, eine Oberfolie zuzuführen. An diese Zufuhrstation M4 kann sich beispielsweise als ein Modul M5 eine Siegelstation der Verpackungsmaschine 59 anschließen.
Das Modul M6 der Verpackungsmaschine 59 kann ein oder mehrere Trennstationen umfassen. Wie auch das bekannte Beispiel der 1 zeigt, umfassen derartige Verpackungsmaschinen typischerweise eine Trennstation für die Querrichtung sowie eine Trennstation für die parallel zur Transportrichtung laufende Längsrichtung. Das Modul M6 kann beispielsweise ausschließlich eine Quertrennstation (entsprechend der Trennstation 17 in 1) umfassen, d.h. an das Modul M6 schließt sich dann zumindest ein weiteres, in 2 nicht dargestelltes Modul an.
Rein beispielhaft sind in 2 Sensoren S dargestellt, die Messwerte für bestimmte Messgrößen ermitteln und bereitstellen, wie beispielsweise die Temperatur an der Tiefziehstation oder an der Siegelstation.
Jedes Modul M kann grundsätzlich mit einer beliebigen Anzahl von Sensoren S versehen sein. Es ist auch möglich, dass ein oder mehrere Module jeweils keinen Sensor benötigen. Auch die Transportstrecke 61 kann folglich einen oder mehrere Sensoren S umfassen. Zwischen den Modulen M4 und M5 ist ebenfalls in 2 ein Sensor S dargestellt, um hierdurch zu veranschaulichen, dass auch Bereiche zwischen aufeinanderfolgenden Modulen M mit Sensoren S versehen sein und somit Messwerte liefern können.
Für die Produktionslinie 51 ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel eine gemeinsame Steuereinrichtung 63 vorgesehen. Der Slicer 57, die Transportstrecke 61 und die Verpackungsmaschine 59 können auch jeweils mit einer eigenen Steuereinheit versehen sein, wobei diese Steuereinheiten dann zusammen eine Steuereinrichtung 63 im Sinne der Erfindung bilden.
Die Steuereinrichtung 63 umfasst unter anderem eine Verarbeitungseinrichtung 65, insbesondere in Form eines oder mehrerer Prozessoren, die unter anderem dazu dient, für die Steuereinrichtung 63 bereitgestellte Daten zu verarbeiten und die einzelnen Module M der Produktionslinie 51 anzusteuern. Mit Hilfe der Verarbeitungseinrichtung 65 führt die Steuereinrichtung 63 folglich die erfindungsgemäße Regelung des Betriebs der Produktionslinie 51 durch. Hierbei werden Maschinenparameter MP berücksichtigt, wobei in 2 drei unterschiedliche Arten von Maschinenparametern angedeutet sind. Die Maschinenparameter MP können dementsprechend von einem Benutzer eingestellt werden. Sie sind aufgrund anderer Gegebenheiten vorgegeben, beispielsweise aufgrund von Parametern des jeweils aufzuschneidenden Produktes, oder sie werden in den einzelnen Modulen mittels Sensoren S bestimmt, was für die in 2 ganz rechts dargestellten Maschinenparameter MP durch die drei Sensoren S angedeutet ist.
Für die Module M sind jeweils ein oder mehrere Leistungsparameter LP vorgegeben, was der Übersichtlichkeit halber in 2 nur für das Modul M5 angedeutet ist. Für das Modul M5 sind zwei Leistungsparameter LP51 und LP52 vorgesehen. Wenn es sich bei dem Modul M5 um eine Siegelstation der Verpackungsmaschine 59 handelt, dann kann der Leistungsparameter LP51 beispielsweise die momentane Temperatur des Siegelwerkzeugs darstellen, während es sich bei dem Leistungsparameter LP52 beispielsweise um eine Kennzahl handelt, die ein Maß für die Zeitdauer darstellt, in der die Packungen evakuiert oder begast werden können.
Für die beiden Parameter LP51 und LP52 ist jeweils ein Leistungswertebereich WB51 bzw. WB52 definiert. Jeder dieser Wertebereiche WB besitzt einen absoluten Minimalwert und einen absoluten Maximalwert. Wie im Einleitungsteil erwähnt, sind auch andere Definitionen der Grenzen dieser Wertebereiche möglich.
Die Wertebereiche geben jeweils den Bereich an, den der betreffende Leistungsparameter LP zulässigerweise annehmen kann, d.h. sie definieren die Grenzen, innerhalb welcher die Steuereinrichtung 63 den betreffenden Leistungsparameter LP während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Produktionslinie 51 im Rahmen der erfindungsgemäßen Regelung verändern darf.
Diese Leistungswertebereiche WB können fest oder variabel sein. Wie in 2 angedeutet, können variable Wertebereiche sich in Abhängigkeit von Maschinenparametern MP und/oder in Abhängigkeit von der Zeit t ändern.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich für das Modul M4 angedeutet, dass die Module jeweils an die Verarbeitungseinrichtung 65 der Steuereinrichtung 63 Daten liefern, nämlich insbesondere Leistungswerte LW4 für einen oder mehrere Leistungsparameter LP dieses Moduls M4 sowie Messwerte MW4 für eine oder mehrere Messgrößen, die mittels eines oder mehrerer Sensoren S an diesem Modul M4 ermittelt werden.
Das erfindungsgemäße Konzept der Festlegung der Leistungsparameter LP und zugehörigen Leistungswertebereichen WB ermöglicht es, die Module M hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit statisch oder dynamisch zu definieren, so dass in den Grenzen dieser Wertebereiche die Steuereinrichtung 63 die gesamte Produktionslinie 51 steuern, d.h. deren Betrieb dynamisch regeln kann, ohne dass die Qualität der produzierten Packungen leidet oder die Module M selbst Schaden nehmen, was insgesamt zur Folge hat, dass die Produktionslinie 51 insgesamt eine hohe Leistung erbringt.
Hinsichtlich möglicher Beispiele für einzelne Regelungsvorgänge, die während des Betriebs der Produktionslinie 51 von der Steuereinrichtung 63 durchgeführt werden können, wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die im Einleitungsteil erläuterten Beispiele verwiesen.
Bezugszeichenliste

10: Produkt
11: Formstation
11 a: Oberwerkzeug
11b: Unterwerkzeug
13: Einbringstation
13a: Förderband
13b: Förderband
14: Zufuhrstation
15: Siegelstation
15a: Oberteil
15b: Unterteil
16: Etikettierstation
17: Trennstation (Querrichtung)
19: Trennstation (Längsrichtung)
21: Packung
23: Unterfolie
23a: Vorratsrolle
25: Oberfolie
25a: Vorratsrolle
27: Transporteinrichtung (Transportkette für Unterfolie)
29: Vertiefung
41: Steuereinrichtung
43: Siegelnaht
45: Bedieneinheit
47: Maschinengestell
49: Greifer
50: Roboter
51: Produktionslinie
53: Lebensmittelprodukt
55: Portion
57: Aufschneidevorrichtung
59: Verpackungsmaschine
61: Transportstrecke
63: Steuereinrichtung
65: Verarbeitungseinrichtung
T: Transportrichtung
M: Modul
LP: Leistungsparameter
LW: Leistungswert
WB: zulässiger Leistungswertebereich
MW: Messwert
S: Sensor
MP: Maschinenparameter

Claims

Verfahren zum Betreiben einer mehrere Module (M) umfassenden Produktionslinie (51), in der - Lebensmittelprodukte (53) in Scheiben geschnitten, - jeweils aus einer oder mehreren Scheiben Portionen (55) gebildet, und - die Portionen (55) verpackt werden, und die zumindest - eine Aufschneidevorrichtung (57), insbesondere einen Hochleistungsslicer, zum Aufschneiden der Produkte (53) und zum Bilden der Portionen (55), - eine Verpackungsmaschine (59) zum Verpacken der Portionen (55), - zwischen Aufschneidevorrichtung (57) und Verpackungsmaschine (59) eine Transportstrecke (61) zur Handhabung der Portionen (55), sowie - eine Steuereinrichtung (63) umfasst, wobei zumindest einige Module (M) wenigstens einen Leistungsparameter (LP) aufweisen, für den ein zulässiger Leistungswertebereich (WB) vorgesehen ist, in welchem sich der Leistungsparameter (LP) während des Betriebs zulässigerweise bewegen kann, und wobei die Steuereinrichtung (63) eine Regelung des Betriebs der Produktionslinie (51) durchführt und dabei in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Produktionslinie (51) die Leistungsparameter (LP) der Module (M) innerhalb der jeweiligen zulässigen Leistungswertebereiche verändert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zumindest einige Module (M) während des Betriebs jeweils wenigstens einen aktuellen Leistungswert (LW) zumindest eines Leistungsparameters (LP) und/oder einen aktuellen Messwert (MW) zumindest einer Messgröße für die Steuereinrichtung (63) bereitstellen, und wobei die Steuereinrichtung (63) im Rahmen der Regelung des Betriebs der Produktionslinie (51) die aktuellen Leistungswerte (LW) und/oder Messwerte (MW) laufend überwacht und an zumindest einem Modul (M) zumindest einen Leistungsparameter (LP) innerhalb des zulässigen Leistungswertebereiches (WB) verändert, wenn die Steuereinrichtung (63) an wenigstens einem der anderen Module (M) bei zumindest einem aktuellen Leistungsparameter (LP) und/oder Messwert (MW) eine zumindest eine vorgegebene Bedingung erfüllende Änderung feststellt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung (63) im Rahmen der Regelung des Betriebs der Produktionslinie (51) die Module (M) laufend überwacht und an zumindest einem Modul (M) zumindest einen Leistungsparameter (LP) innerhalb des zulässigen Leistungswertebereiches (WB) verändert, wenn die Steuereinrichtung (63) an wenigstens einem der anderen Module (M) das Eintreten eines vorgegebenen Ereignisses feststellt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der aktuelle Leistungswert (LW) ein Momentanwert oder ein zeitlicher Durchschnittswert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für zumindest ein Modul (M) wenigstens ein Leistungsparameter (LP) gleichzeitig eine Messgröße ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein jeweils zulässiger Leistungswertebereich (WB) durch einen absoluten Mindestwert für den Leistungsparameter (LP) und/oder einen absoluten Höchstwert für den Leistungsparameter (LP) definiert ist, oder wobei ein jeweils zulässiger Leistungswertebereich (WB) durch einen Abstand von einem zeitlichen Mittelwert für den Leistungsparameter (LP) nach oben und/oder nach unten definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei während des Betriebs zwischen diesen beiden Definitionen für den zulässigen Leistungswertebereich (WB) gewechselt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein jeweils zulässiger Leistungswertebereich (WB) vor Beginn des Betriebs von einem Benutzer eingegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein jeweils zulässiger Leistungswertebereich (WB) vor Beginn des Betriebs von der Steuereinrichtung (63) automatisch erkannt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein jeweils zulässiger Leistungswertebereich (WB) vor Beginn des Betriebs oder während des Betriebs von der Steuereinrichtung (63) automatisch verändert wird, insbesondere zur Anpassung an das jeweilige Produkt (53), an eine jeweilige Rezeptur, an einen jeweiligen Schneidplan und/oder an jeweilige Umgebungsbedingungen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein jeweils zulässiger Leistungswertebereich (WB) zur Anpassung an den jeweiligen Betriebszustand, insbesondere an die momentane oder durchschnittliche Leistung des betreffenden Moduls (M), während des Betriebs von der Steuereinrichtung (63) automatisch verändert wird, insbesondere anhand von während des Betriebs ermittelten Leistungskennzahlen oder eintretenden Ereignissen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei die zu erfüllende vorgegebene Bedingung ist, dass die Änderung zu einer Abweichung von einem Sollwert nach oben und/oder unten führt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, wobei die zu erfüllende vorgegebene Bedingung ist, dass die Änderung zu einer Abweichung von einem zeitlichen Mittelwert führt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, wobei die zu erfüllende vorgegebene Bedingung ist, dass durch die Änderung ein oberer und/oder unterer Schwellenwert erreicht wird.
Produktionslinie (51), in der - Lebensmittelprodukte (53) in Scheiben geschnitten, - jeweils aus einer oder mehreren Scheiben Portionen (55) gebildet, und - die Portionen (55) verpackt werden, und die zumindest - eine Aufschneidevorrichtung (57), insbesondere Hochleistungsslicer, zum Aufschneiden der Produkte (53) und zum Bilden der Portionen (55), - eine Verpackungsmaschine (59) zum Verpacken der Portionen (55), - zwischen Aufschneidevorrichtung (57) und Verpackungsmaschine (59) eine Transportstrecke (61) zur Handhabung der Portionen (55), sowie - eine Steuereinrichtung (63) umfasst, wobei zumindest einige Module (M) wenigstens einen Leistungsparameter (LP) aufweisen, für den ein zulässiger Leistungswertebereich (WB) vorgesehen ist, in welchem sich der Leistungsparameter (LP) während des Betriebs zulässigerweise bewegen kann, und wobei die Steuereinrichtung (63) dazu ausgebildet ist, eine Regelung des Betriebs der Produktionslinie (51) durchzuführen und dabei in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Produktionslinie (51) die Leistungsparameter (LP) der Module (M) innerhalb der jeweiligen zulässigen Leistungswertebereiche (WB) zu verändern.
Produktionslinie (51) nach Anspruch 15, wobei zumindest einige Module (M) dazu ausgebildet sind, während des Betriebs jeweils wenigstens einen aktuellen Leistungswert (LW) zumindest eines Leistungsparameters (LP) und/oder einen aktuellen Messwert (MW) zumindest einer Messgröße für die Steuereinrichtung (63) bereitzustellen, und wobei die Steuereinrichtung (63) dazu ausgebildet ist, im Rahmen der Regelung des Betriebs der Produktionslinie (51) die aktuellen Leistungswerte (LW) und/oder Messwerte (MW) laufend zu überwachen und an zumindest einem Modul (M) zumindest einen Leistungsparameter (LP) innerhalb des zulässigen Leistungswertebereiches (WB) zu verändern, wenn die Steuereinrichtung (63) an wenigstens einem der anderen Module (M) bei zumindest einem aktuellen Leistungsparameter (LP) und/oder Messwert (MW) eine zumindest eine vorgegebene Bedingung erfüllende Änderung feststellt.
Produktionslinie (51) nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, im Rahmen der Regelung des Betriebs der Produktionslinie (51) die Module (M) laufend zu überwachen und an zumindest einem Modul (M) zumindest einen Leistungsparameter (LP) innerhalb des zulässigen Leistungswertebereiches (WB) zu verändern, wenn die Steuereinrichtung (63) an wenigstens einem der anderen Module (M) das Eintreten eines vorgegebenen Ereignisses feststellt.