DE102023104409A1

DE102023104409A1 - Verfahren und Behandlungsanlage zum Behandeln von KEGs

Info

Publication number: DE102023104409A1
Application number: DE102023104409.5A
Authority: DE
Inventors: Volker Damerow; Sebastian Eckes; Maximilian Weindorf; Christian Pedersen; Manfred Wahl; Andreas Weber; Olaf MUSZINSKI
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2023-02-23
Filing date: 2023-02-23
Publication date: 2024-08-29
Also published as: WO2024175323A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln von KEGs (2) in einer Behandlungsanlage (1) mit mehreren Behandlungsmodulen (3 - 7), wobei in den jeweiligen Behandlungsmodulen (3 - 7) jeweils ein KEG (2) gereinigt und/oder mit einem Füllprodukt gefüllt wird. Erfindungsgemäß wird eine Prognose (P) für eine Abarbeitungsreihenfolge der KEGs (2) in den Behandlungsmodulen (3 - 7) sowie für eine Ausgabereihenfolge erstellt wird. Die Prognose (P) wird basierend auf abgespeicherten Referenzdaten (110, 111) in Bezug auf einen typischen Zeit- und/oder Medienbedarf sowie ferner in Bezug auf eine Transportzeit erstellt. Die Behandlung der Anzahl an KEGs (2) wird anfänglich entsprechend der Prognose (P) durchgeführt. Während der Behandlung der KEGs (2) werden aktuelle Betriebsdaten (120) in Bezug auf den Zeit- und/oder Medienbedarf sowie in Bezug auf die Transportzeit erfasst und mit den abgespeicherten Referenzdaten (110, 111) verglichen. Im Falle einer Abweichung der aktuellen Betriebsdaten (120) von den Referenzdaten (110, 111) wird die erstellte Prognose (P) unter Berücksichtigung der erfassten Betriebsdaten (120) aktualisiert und optimiert und daraus eine aktualisierte, optimierte Prognose (OP) erstellt. Die Behandlung der Anzahl an KEGs (2) wird entsprechend der aktualisierten und optimierten Prognose (OP) angepasst.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln von KEGs in einer modularen Behandlungsanlage mit mehreren Behandlungsmodulen sowie auf eine entsprechende modulare Behandlungsanlage zum Behandeln von KEGs.
Behandlungsanlagen mit einem im Wesentlichen modularen Aufbau, die zum Behandeln von KEGs, insbesondere zum Reinigen und/oder Füllen von KEGs, ausgebildet sind, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Damit sind im Stand der Technik auch Verfahren zum Behandeln von KEGs in solchen modularen Behandlungsanlagen angegeben. Bei den herkömmlichen, bisher bekannten Behandlungsanlagen und Behandlungsverfahren werden hierfür unterschiedliche Bearbeitungsmodule, wie zum Beispiel Füllmodule und Reinigungsmodule, in einer Anlage angeordnet, wo sie in gesteuerter Weise durch eine KEG-Zufuhr und -abfuhr beschickt werden.
Eine derartige Anlage ist beispielsweise in der WO 2018/059753 A1 beschrieben. Mit einer solchen Anlage kann eine Vielzahl von KEGs sowohl gefüllt als auch gereinigt werden, wobei sich unter den Behandlungsmodulen der Behandlungsanlage ebenfalls Außenreinigungsmodule befinden, die auch eine Außenreinigung der KEGs ermöglichen.
In jüngerer Zeit gewinnt es generell zunehmend an Bedeutung, Produktions- und/oder Betriebsprozesse zu optimieren, um dadurch einen nachhaltigeren, ressourcen- und zeiteffizienteren Betrieb von Produktionsanlagen zu ermöglichen. Hinzu kommt, dass insbesondere auch auf dem Gebiet der Getränkeherstellung und -verarbeitung der Trend zunehmend in Richtung zur Diversifizierung von Getränkesorten, insbesondere bei kleineren Getränkeabfüllern, wie z.B. Brauereien, hin verläuft. So gibt es bei den Bieren zum Beispiel unterschiedliche Craft-Biere oder Biere mit verschiedenen Fruchtbeimischungen, während auch im Softdrink-Bereich immer mehr Auswahl an unterschiedlichen Geschmacksrichtungen angeboten wird.
Somit ergibt sich insbesondere auch im Hinblick auf die Abfüllung von KEG-Fässern, nämlich für die Behandlung von KEGs in entsprechenden Behandlungsanlagen, eine stetig steigende Nachfrage nach möglichst flexiblen, anpassbaren und effizienten bzw. effizienzsteigernden Verfahren zum Behandeln der KEGs.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Behandeln von KEGs zur Verfügung zu stellen, das eine flexible und effiziente Behandlung von KEGs ermöglicht und mit dem der Betrieb einer Behandlungsanlage optimiert werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Behandeln von KEGs gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Ferner wird zur Lösung der Aufgabe eine Behandlungsanlage gemäß Anspruch 16 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind ebenfalls in der weiteren Beschreibung beschrieben beziehungsweise in den Zeichnungen dargestellt.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Behandeln von KEGs in einer modularen Behandlungsanlage mit mehreren Behandlungsmodulen zur Verfügung, wobei jedes der in der Behandlungsanlage vorgesehenen Behandlungsmodule zum Reinigen und/oder Füllen eines KEGs ausgebildet ist. Bei dem Verfahren wird in den jeweiligen Behandlungsmodulen jeweils ein KEG gereinigt und/oder mit einem Füllprodukt gefüllt. Hierzu werden die KEGs mittels einer Beschickungseinrichtung den Behandlungsmodulen zugeführt und von den Behandlungsmodulen abgeführt. Die Behandlung der KEGs wird über eine mit Sensoren der Behandlungsanlage sowie mit der Beschickungseinrichtung verbundene Steuer- und/oder Regeleinheit gesteuert und/oder geregelt. Dabei werden der Steuer- und/oder Regeleinheit Behandlungsaufträge mit Behandlungsschritten für eine bestimmte Anzahl von KEGs zugeleitet und es wird eine Prognose erstellt für eine Abarbeitungsreihenfolge der KEGs in den jeweiligen Behandlungsmodulen sowie für eine Ausgabereihenfolge, in der die fertig behandelten KEGs aus der Behandlungsanlage abgegeben werden. Die Prognose wird dabei erstellt basierend auf abgespeicherten Referenzdaten in Bezug auf einen typischen Zeit- und/oder Medienbedarf für die Behandlungsschritte jedes KEGs der bestimmten Anzahl an KEGs sowie ferner basierend auf abgespeicherten Referenzdaten in Bezug auf eine Transportzeit der KEGs bei der Zu- und Abführung zu/von den jeweiligen Behandlungsmodulen mittels der Beschickungseinrichtung. Die Behandlung der Anzahl an KEGs wird zumindest anfänglich entsprechend der erstellten Prognose durchgeführt, wobei während der Behandlung der KEGs aktuelle Betriebsdaten in Bezug auf den Zeit- und/oder Medienbedarf sowie in Bezug auf die Transportzeit erfasst und mit den abgespeicherten Referenzdaten verglichen werden. Im Falle einer Abweichung der aktuellen Betriebsdaten von den Referenzdaten wird die erstellte Prognose unter Berücksichtigung der erfassten Betriebsdaten aktualisiert und optimiert, und es wird daraus eine aktualisierte, optimierte Prognose erstellt. Dabei wird die Behandlung der Anzahl an KEGs entsprechend der aktualisierten und optimierten Prognose angepasst.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Behandeln von KEGs können in der Behandlungsanlage, welche mehrere Behandlungsmodule umfasst, gleichzeitig mehrere KEGs behandelt werden, nämlich insbesondere eine der Anzahl der vorhandenen Behandlungsmodule entsprechende Anzahl an KEGs, wobei die Behandlung für die gesamte Behandlungsanlage, das heißt für alle, in einem vorgegebenen Zeitraum gleichzeitig bzw. parallel in der Behandlungsanlage behandelten KEGs, durch die Steuer- und/oder Regeleinheit in der Weise gesteuert und/oder geregelt wird, dass die Behandlung der KEGs für die gesamte Behandlungsanlage optimiert ist und dabei insbesondere mit optimaler Nutzung und Auslastung der Behandlungsmodule sowie der Beschickungseinrichtung durchgeführt wird.
Das vorliegende Verfahren kann daher auch als ein Verfahren zum Betrieb einer modularen Behandlungsanlage für die Behandlung von KEGs verstanden werden oder als Verfahren zur Optimierung des Betriebs bzw. zur Betriebsoptimierung einer modularen Behandlungsanlage für die Behandlung von KEGs.
Besondere Vorteile ergeben sich mit dem vorliegenden Verfahren, da die Behandlung der KEGs in der modularen Behandlungsanlage auf Grundlage von Echtzeit-Betriebsdaten, insbesondere auf Grundlage von Echtzeit-Messwerten hinsichtlich des Zeit- und/oder Medienbedarfs sowie der Transportzeit angepasst und optimiert wird. Daher ist das Verfahren insbesondere auch als Echtzeit-Optimierung des Betriebs der Behandlungsanlage anzusehen.
Bei dem vorliegenden Verfahren wird zunächst aus den Behandlungsaufträgen die Prognose erstellt. Unter dem Ausdruck „Behandlungsaufträge mit Behandlungsschritten“ wird vorliegend insbesondere ein für jedes KEG durchzuführender, beispielsweise standardmäßig durchzuführender, typischer bzw. geplanter Behandlungsablauf, insbesondere eine gesamte Behandlungsprozedur oder ein Behandlungsprogramm verstanden, welches die hierfür erforderlichen Behandlungsschritte aufweist. Die Behandlungsschritte sind hierbei ausgewählt bzw. je nach Behandlungsauftrag vorgegeben, und zwar unter anderem beispielsweise als eine ausgewählte bzw. vorgegebene Kombination und Reihenfolge aus mehreren oder allen der im Folgenden genannten Behandlungsschritte, nämlich: Restentleeren des KEGs, Durchführen einer Laugenweiche, Durchführen einer Laugen-/Säurebehandlung, Spülen des KEGs mit Wasser, Dämpfen und/oder Sterilisieren des KEGs, Vorspannen des KEGs auf Vorspanndruck, Befüllen des KEGs mit Füllgut, oder dergleichen weitere Behandlungsschritte.
Die Erstellung der Prognose erfolgt hierbei zunächst basierend auf abgespeicherten Referenzdaten, nämlich insbesondere in Bezug auf einen typischen Zeit- und/oder Medienbedarf für die Behandlungsschritte sowie in Bezug auf eine Transportzeit der KEGs. Für einen beispielhaften Fall also, dass eine der Anzahl an Behandlungsmodulen entsprechende Anzahl gleichartiger KEGs mit jeweils der gleichen Behandlungsprozedur in der Behandlungsanlage behandelt werden soll bzw. behandelt wird und jedes KEG dabei in einem jeweiligen Behandlungsmodul gereinigt und befüllt wird, kann hierfür beispielsweise für die Erstellung der Prognose die zunächst hinreichend gültige Annahme getroffen werden, dass die Behandlungsschritte für jedes KEG den gleichen Zeit- und Medienbedarf aufweisen, sich gegebenenfalls jedoch die Transportzeiten zum Beispiel geringfügig unterscheiden können, je nachdem welchem Behandlungsmodul ein bestimmtes KEG zugeführt wird und welche Distanz dazu mittels der Beschickungseinrichtung zurückgelegt werden muss.
Unter dieser Annahme kann somit beispielsweise die Prognose derart erstellt werden, dass die KEGs, eins nach dem anderen, der Reihe nach den aufeinanderfolgend angeordneten Behandlungsmodulen zugeführt und dort in dieser Abarbeitungsreihenfolge behandelt werden und dass die KEGs entsprechend ihrer Zuführungsreihenfolge auch wieder aus der Behandlungsanlage ausgeschleust bzw. abgegeben werden. Gemäß dieser Prognose würde also die Zuführungsreihenfolge beispielsweise der Abgabereihenfolge entsprechen, die KEGs würden also im Wesentlichen einem „first-in-first-out-Prinzip“ folgend behandelt werden. Die Behandlungszeiten, der Medienbedarf, die Transportzeiten sowie die Abgabereihenfolge der KEGs sind dabei in der erstellten Prognose abgebildet. Beispielsweise wird hier die Abgabereihenfolge als Führungsgröße genommen.
Ergibt sich nun beispielsweise für ein einzelnes oder mehrere der in Behandlung befindlichen KEGs in Echtzeit, dass ein oder mehrere der Behandlungsschritte länger dauert oder ein erhöhter Medienbedarf vorliegt, weil beispielsweise das Volumen der in dem entsprechenden KEG enthaltenen Restflüssigkeit unvorhergesehen groß ist oder weil das KEG unverhältnismäßig stark verschmutzt ist oder dergleichen, so wird dies über die mittels der Sensoren erfolgende Echtzeit-Erfassung der aktuellen Betriebsdaten festgestellt.
Die erfassten aktuellen Betriebsdaten werden sogleich berücksichtigt und gehen in die Aktualisierung und Optimierung der Prognose ein. Es wird die aktualisierte, optimierte Prognose erstellt, unter Berücksichtigung der aktuellen Betriebsdaten, die dabei im Wesentlichen gemessene, gegebenenfalls durch Störgrößen beeinflusste IstWerte darstellen. Die Behandlung der KEGs wird daraufhin entsprechend der aktualisierten und optimierten Prognose angepasst. Beispielsweise wird hierbei die Abgabereihenfolge der KEGs geändert, wenn dies zu einer Optimierung des Betriebs führt.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann die der Anpassung der Behandlung zu Grunde gelegte, ermittelte Abweichung der aktuellen Betriebsdaten von den Referenzdaten verstanden werden als eine Abweichung, die beispielsweise außerhalb eines definierten zugelassenen Abweichungsbereichs liegt bzw. festgelegte Abweichungsgrenzen überschreitet, das heißt, einen definierten zulässigen Abweichungswert überschreitet.
Vorteilhaft werden sowohl die Erstellung der Prognose, der Vergleich von Daten, die Optimierung/Anpassung der Prognose, Rechenschritte, Berechnungen und dergleichen von der besagten Steuer- und/oder Regeleinheit durchgeführt. Die Steuer- und/oder Regeleinheit stellt somit eine im Wesentlichen zentrale Einheit dar. Die Steuer- und/oder Regeleinheit hat somit insbesondere Zugriff auf abgespeicherte Daten und kann diese auf- bzw. abrufen, ferner werden an die Steuer- und/oder Regeleinheit gemessene bzw. erfasste aktuelle Daten übermittelt, die Steuer- und/oder Regeleinheit kann Daten entsprechend vergleichen und verarbeiten, um daraus Steuer- und/oder Regelanweisungen bzw. Steuer- und/oder Regelsignale zu berechnen und auszugeben.
Von der Steuer- und/oder Regeleinheit umfasst und/oder mit dieser verbunden sind beispielsweise zumindest Speichereinrichtungen, Einrichtungen zur Datenverarbeitung bzw. Recheneinheiten vorgesehen. Auch Einheiten zur Darstellung von Daten, z.B. Displays oder dergleichen, können vorgesehen sein. Beispielsweise verfügt die Steuer- und/oder Regeleinheit über einen Arbeitsplanspeicher, in dem Behandlungsaufträge mit Behandlungsschritten hinterlegt sind und die Steuer- und/oder Regeleinheit weist ein Rechenmodul auf, das ausgebildet ist, auf Basis der Behandlungsaufträge mit Behandlungsschritten die Behandlungsmodule sowie die Beschickungseinrichtung zu steuern.
Hierbei ist insbesondere das Rechenmodul der Steuer- und/oder Regeleinheit dazu eingerichtet, die Behandlungsmodule sowie die Beschickungseinrichtung derart zu steuern, dass die Auftragsabarbeitung entweder zeitoptimiert, nach Füllleistung optimiert, nach Ausgabeleistung optimiert, taktungsoptimiert, energieoptimiert oder im Hinblick auf zurückzulegende Wege der Beschickungseinrichtung optimiert abläuft. Natürlich lassen sich diese Optimierungskriterien auch gemeinsam in gewünschter Weise, z.B. durch eine entsprechende Kostenfunktion kombinieren.
Jedes der Behandlungsmodule der Behandlungsanlage ist bevorzugt zur Aufnahme und Behandlung genau eines KEGs ausgebildet. Mindestens eines, vorzugsweise mehrere oder insbesondere alle Behandlungsmodule verfügen besonders bevorzugt über einen Behandlungskopf zum Reinigen und Füllen der KEGs, so dass ein jeweiliges KEG in einem, nämlich insbesondere in ein- und demselben Behandlungsmodul innen gereinigt und mit Füllgut befüllt werden kann. Insbesondere ist bzw. sind gemäß dieser besonders bevorzugten Ausführungsvariante das bzw. die Behandlungsmodul(e) als kombinierte Reinigungs- und Füllmodule ausgebildet und weisen einen als kombinierten Reinigungs- und Füllkopf ausgebildeten Behandlungskopf auf.
Es versteht sich, dass jedes Behandlungsmodul mit entsprechenden Anschlüssen, insbesondere Medienanschlüssen, ausgestattet ist, über die das Behandlungsmodul an zuführende Medien- und Produktleitungen, wie auch an abführende Leitungen angeschlossen ist. Insbesondere können die Behandlungsmodule hierbei so eingerichtet sein, dass in der Behandlungsanlage gleichartige KEGs und/oder verschiedenartige KEGs behandelt werden können, auch kann vorgesehen sein, dass in unterschiedlichen Behandlungsmodulen verschiedene Füllprodukte in die KEGs abgefüllt werden.
Die Beschickungseinrichtung kann eine teil- oder vollautomatische Beschickungseinrichtung sein. Beispielsweise kann die Beschickungseinrichtung in Form einer Hebehilfe, insbesondere als eine mit der Steuer- und/oder Regeleinheit verbundene, manuell bedienbare Hebehilfe mit Anzeige ausgebildet sein. Alternativ kann die Beschickungseinrichtung in Form eines Manipulators, insbesondere eines Roboters, beispielsweise eines Gelenkarmroboters, ausgebildet sein. Es versteht sich, dass die Beschickungseinrichtung beispielsweise auch mehrere Hebehilfen, Manipulatoren und/oder Roboter umfassen kann. Das Zuführen und Abführen der KEGs zu den richtigen zugeordneten Behandlungsmodulen kann damit gesteuert automatisch erfolgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens werden die erfassten aktuellen Betriebsdaten ferner verglichen mit gespeicherten Daten über eine Transportkapazität der Beschickungseinrichtung und/oder mit gespeicherten Daten über eine Medienversorgungskapazität der Behandlungsanlage. Dabei wird die erstellte Prognose und/oder die aktualisierte und optimierte Prognose korrigiert und die Behandlung der Anzahl an KEGs entsprechend dieser korrigierten Prognose angepasst, wenn ein jeweiliger Schwellenwert der Transportkapazität der Beschickungseinrichtung und/oder der Medienversorgungskapazität der Behandlungsanlage erreicht oder überschritten wird.
Die gemessenen, erfassten aktuellen Betriebsdaten können bereits im Rahmen der Optimierung und Aktualisierung der Prognose, somit also zur Erstellung der aktualisierten und optimierten Prognose mit den gespeicherten Daten über die Transportkapazität der Beschickungseinrichtung und/oder mit gespeicherten Daten über die Medienversorgungskapazität der Behandlungsanlage verglichen werden. Auch können die gemessenen, erfassten aktuellen Betriebsdaten auch nach Erstellung der aktualisierten und optimierten Prognose weiterhin mit den gespeicherten Daten über die Transportkapazität der Beschickungseinrichtung und/oder mit gespeicherten Daten über die Medienversorgungskapazität der Behandlungsanlage verglichen werden und die aktualisierte und optimierte Prognose korrigiert, insbesondere stetig korrigiert, werden. Ferner ist denkbar, dass die gespeicherten Daten über die Transportkapazität der Beschickungseinrichtung und/oder mit gespeicherten Daten über die Medienversorgungskapazität der Behandlungsanlage bereits im Rahmen der Erstellung, somit also zur Erstellung der Prognose berücksichtigt werden.
Diese genannte, bevorzugte Variante des Verfahrens erfolgt beispielsweise nach Art einer Engpassorientierung, wobei etwa die Transportkapazität der Beschickungseinrichtung einen solchen Engpass darstellen kann oder die Medienversorgungskapazität der Behandlungsanlage. Je nach Engpass können sich hierbei unterschiedliche Optimierungs- bzw. Korrekturprinzipien bzw. Anforderungen zur Optimierung und/oder Korrektur der Prognose und damit des Betriebs ergeben.
So kann, je nach Behandlungsanlage und Anwendung, der wichtigste Engpass die Beschickungseinrichtung sein, welche zur Zuführung der KEGs an die Behandlungsmodule sowie zur Abführung der KEGs von den Behandlungsmodulen eine „typische Zeit“ braucht, die allerdings zumindest geringfügig variieren kann, zum Beispiel wegen der unterschiedlichen Positionen der KEGs auf einer anliefernden oder aufnehmenden Palette, oder dergleichen. Bei einer „gleichmäßigen“ Auslastung der Beschickungseinrichtung, also ohne Wartezeiten und kürzestmöglichen Wegen ist der Durchsatz am höchsten. Für eine maximale Leistung der Behandlungsanlage ist es also wichtig, dass die Beschickungseinrichtung nur minimal wartet und insbesondere nie „zu spät kommt“ um ein KEG von einem Behandlungsmodul zu entfernen bzw. ein neues KEG in ein Behandlungsmodul einzubringen. Beispielsweise kann die Prognose unter Berücksichtigung der Transportaufgaben, Transportzeiten und Transportkapazität erstellt und in Abhängigkeit der aktuellen Betriebsdaten aktualisiert und optimiert sowie insbesondere korrigiert werden.
Bevorzugt werden mehrere, vorzugsweise alle im Rahmen eines jeweiligen Behandlungsauftrags vorzunehmenden Behandlungsschritte analysiert und es werden daraus unter Berücksichtigung der Referenzdaten die Abarbeitungsreihenfolge der KEGs in den jeweiligen Behandlungsmodulen sowie die Ausgabereihenfolge, in der die fertig behandelten KEGs aus der Behandlungsanlage abgegeben werden, errechnet. Dadurch können vorteilhaft sämtliche Behandlungsprozesse der gesamten Behandlungsanlage berücksichtigt werden, wodurch sichergestellt werden kann, dass mit der erstellten Prognose der „Echtbetrieb“ bereits so realistisch wie möglich abgebildet wird, um Abweichungen hiervon möglichst gering zu halten.
Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausführungsvariante wird aus der Abarbeitungsreihenfolge der KEGs eine Zufuhrabfolge für die Zuführung der KEGs zu den jeweiligen Behandlungsmodulen errechnet. Hierdurch wird vorteilhaft bereits ab Zuführung der KEGs, somit also von Beginn der Behandlung an, ein in Effizienz verbesserter Betrieb ermöglicht.
Besonders vorteilhaft wird durch die Anpassung der Behandlung der Anzahl an KEGs an die aktualisierte und optimierte Prognose der Betrieb der gesamten Behandlungsanlage optimiert, wobei die Optimierung des Betriebs der Behandlungsanlage eine Leistungsoptimierung der Behandlungsanlage und/oder eine Versorgungsoptimierung der Behandlungsanlage ist. Dadurch sind sämtliche Anlagenkomponenten, das heißt alle Komponenten der Behandlungsanlage, in den Anpassungsprozess integriert, wodurch eine besonders effektive Betriebsoptimierung erfolgen kann.
Weiterhin bevorzugt wird die erstellte Prognose dahingehend aktualisiert und optimiert, um die Abarbeitungsreihenfolge der Anzahl an KEGs in den jeweiligen Behandlungsmodulen derart zu wählen, dass die Behandlungsanlage über einen vorgegebenen Zeitraum einen gleichmäßigen Medienbedarf aufweist. Versorgungsspitzen bzw. Versorgungspeaks, die auch als unerwünschte, störende Spitzenlasten in der Versorgung zu verstehen sind, können hierüber effektiv vermieden werden, wodurch die Infrastruktur der Behandlungsanlage nachhaltig geschont wird und Überlastungen in der Infrastruktur bzw. überlastungsbedingte Betriebsstörungen, Störfälle bzw. Ausfälle oder Schädigungen vermieden werden können.
Ebenso bevorzugt wird die erstellte Prognose dahingehend aktualisiert und optimiert, um die Abarbeitungsreihenfolge der Anzahl an KEGs in den jeweiligen Behandlungsmodulen derart zu wählen, dass eine Leistung der Behandlungsanlage, angegeben als Ausstoß behandelter KEGs pro Zeit, maximiert ist. Hierdurch kann, zumindest innerhalb definierter Grenzen eine Taktung, beispielsweise eine anlagenspezifische oder anlagentypische Taktung aufrechterhalten werden, obwohl beispielsweise gewisse „Ist-Soll-Abweichungen“ in der Behandlung der KEGs auftreten.
Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausführungsvariante wird die erstellte Prognose dahingehend aktualisiert und optimiert, um die Abarbeitungsreihenfolge der Anzahl an KEGs in den jeweiligen Behandlungsmodulen derart zu wählen, dass die Transportzeit der KEGs minimiert ist. Eine gleichmäßige Auslastung der Beschickungseinrichtung kann hierüber ermöglicht werden.
Vorzugsweise werden auf den KEGs angebrachte Datenträger ausgelesen und die Behandlung der KEGs wird in Abhängigkeit von den ausgelesenen Informationen gesteuert. KEGs können beispielsweise mit RFID-Tags versehen sein, auf denen Informationen hinterlegt sind, beispielsweise Informationen zum KEG selbst, wie Größe, Fassungsvolumen, Art und Anzahl der bisherigen Zyklen der Wiederverwendung oder dergleichen, oder Informationen zum bisher enthaltenen oder neu einzubringenden Füllgut oder andere Informationen. Diese Informationen können beispielsweise für eine Auswahl eines bestimmten Behandlungsauftrags mit den Behandlungsschritten herangezogen werden.
Weiterhin bevorzugt wird die aus der erstellten Prognose ermittelte Ausgabereihenfolge der fertig behandelten KEGs als Führungsgröße für die Optimierung verwendet.
Besonders bevorzugt wird anhand der über die erstellte Prognose ermittelte Ausgabereihenfolge ein an erster Stelle der Ausgabereihenfolge stehendes KEG als Führungs-KEG definiert, wobei die Behandlung der Anzahl an KEGs entsprechend der aktualisierten und optimierten Prognose derart angepasst wird, um die Behandlung und/oder den Transport des Führungs-KEGs zu beschleunigen, wobei hierzu Behandlungsschritte für die dem Führungs-KEG in der Ausgabereihenfolge nachfolgenden KEGs verändert und/oder verzögert und/oder getauscht werden.
Weiterhin bevorzugt wird die über die erstellte Prognose ermittelte Ausgabereihenfolge aufgrund der aktualisierten und optimierten Prognose geändert.
Nach dem vorliegenden Verfahren werden somit die Behandlungsmodule sowie die Beschickungseinrichtung mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit derart gesteuert, dass die Auftragsabarbeitung zur Behandlung der vorgegebenen Anzahl an KEGs in den Behandlungsmodulen nach einem oder mehreren der nachfolgenden Optimierungskriterien erfolgt: Zeitoptimierung, Optimierung der Füll- und/oder Reinigungsleistung, Energieoptimierung, Optimierung der Betätigungswege der Beschickungseinrichtung, gleichmäßiger Medienverbrauch über die Dauer der Behandlung oder Minimierung des Reinigungsaufwands/Reinigungsmittelverbrauchs.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass mit zumindest einem der in der Behandlungsanlage verwendeten Behandlungsmodule eine Außenreinigung der KEGs durchgeführt wird und/oder dass in der Behandlungsanlage ferner wenigstens ein Außenreinigungsmodul zur Außenreinigung der KEGs verwendet wird.
Bevorzugt wird ein Zu- und Abfuhrweg für jedes KEGs berechnet und eine dafür erforderliche Bewegung der Beschickungseinrichtung wird nach einem Optimierungskriterium optimiert, welches Optimierungskriterium ein Kriterium zur Weg- und/oder Zeit- und/oder Energieoptimierung umfasst.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Behandlungsanlage zum Behandeln von KEGs zur Verfügung, insbesondere eine modulare Behandlungsanlage zum Behandeln von KEGs. Die Behandlungsanlage umfasst dabei mehrere Behandlungsmodule, von denen jedes zum Reinigen und/oder Füllen eines KEGs ausgebildet ist. Weiterhin umfasst die Behandlungsanlage eine Beschickungseinrichtung zum Zuführen/Abführen der KEGs zu/von den Behandlungsmodulen sowie mehrere Sensoren zum Erfassen aktueller Betriebsdaten der Behandlungsanlage. Ferner weist die Behandlungsanlage eine Steuer- und/oder Regeleinheit auf, die mit den Sensoren, mit der Beschickungseinrichtung und mit den Behandlungsmodulen verbunden ist und die dazu eingerichtet ist, die Beschickungseinrichtung und die Behandlungsmodule derart zu steuern und/oder zu regeln, dass beim Betrieb der Behandlungsanlage ein Verfahren durchgeführt wird, wie es weiter oben beschrieben ist.
Gemäß einer insbesondere bevorzugten Ausführungsvariante werden in der Behandlungsanlage Behandlungsmodule verwendet, die mit einem Behandlungskopf ausgestattet sind, der sowohl zur Innenraumreinigung des KEGs wie auch zur Befüllung des KEGs mit einem Füllprodukt, insbesondere einem Getränk, ausgebildet ist.
Im Zusammenhang mit dem Verfahren wurden weiter oben bereits verschiedene Besonderheiten, vorteilhafte Eigenarten und Vorteile der Behandlungsanlage und deren Komponenten beschrieben, auf die hier noch einmal ausdrücklich verwiesen ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 stark vereinfacht und grob schematisch dargestellt eine Aufsicht auf eine Ausführungsform einer modularen Behandlungsanlage mit fünf Behandlungsmodulen;
2 ein in Form einer schematischen Skizze dargestelltes Ablaufdiagramm einer Ausführungsvariante eines Verfahrens zum Behandeln von KEGs gemäß der Erfindung,
3 ein in Form einer schematischen Skizze dargestelltes Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsvariante eines Verfahrens zum Behandeln von KEGs gemäß der Erfindung und
4 eine grob schematische Darstellung eines exemplarischen Behandlungskopfes mit einem teilweise dargestellten KEG.

Die 1 zeigt anhand einer sehr vereinfachten Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer modularen Behandlungsanlage 1 zum Behandeln von KEGs 2 in einer Draufsicht von oben. Die im Beispiel der 1 dargestellte Behandlungsanlage 1 weist fünf Behandlungsmodule 3 - 7 zum Reinigen und/oder Füllen der KEGs 2, sowie eine Beschickungseinrichtung 8 zum Zu-/Abführen der KEGs 2 zu/von den Behandlungsmodulen 3 - 7 auf.
Die Behandlungsmodule 3 - 7 der beispielhaften Behandlungsanlage 1 sind näherungsweise halbkreisförmig um die zentral angeordnete Beschickungseinrichtung 8 herum angeordnet. Es versteht sich, dass selbstverständlich alternative Anordnungen der Behandlungsmodule 3 - 7 und der Beschickungseinrichtung 8 denkbar sind, etwa lineare Anordnungen.
Im Beispiel der 1 ist jedes der Behandlungsmodule 3 - 7 jeweils zur Aufnahme und Behandlung eines einzelnen KEGs 2 ausgebildet und ist ferner mit einem jeweiligen Behandlungskopf, beispielsweise mit einem Behandlungskopf 200 (siehe 4) ausgestattet, der zum Innenreinigen und Füllen der KEGs 2 ausgebildet ist, so dass in jedem der Behandlungsmodule 3 - 7 jeweils ein einzelnes KEG 2 einem gesamten Reinigungs- und Füllprozess unterzogen wird und ein jeweiliges KEG 2 entsprechend in einem, das heißt in ein- und demselben Behandlungsmodul 3 - 7 innen gereinigt und mit Füllgut befüllt wird. Selbstverständlich kann jedoch auch vorgesehen sein, dass einzelne bzw. ein Teil der Behandlungsmodule 3 - 7 als Innenreinigungsmodule vorgesehen und dazu jeweils mit einem Reinigungskopf ausgestattet sind und dass einzelne bzw. ein weiterer Teil der Behandlungsmodule 3 - 7 als Füllmodule vorgesehen und dazu mit einem Füllkopf ausgestattet sind.
Die Beschickungseinrichtung 8 des gezeigten Beispiels der Behandlungsanlage 1 umfasst einen Beschickungsroboter 11, bzw. ist als ein solcher ausgebildet, wobei der Beschickungsroboter 11 ein Gelenkarmroboter ist. Der Beschickungsroboter 11 weist hierzu einen um eine vertikale Achse z drehbaren Basiskörper 12 auf, der einen um mehrere Freiheitsgrade beweglichen Greifarm 13 trägt. Der Greifarm 13 umfasst einen ersten Armabschnitt 13a zur Befestigung an dem Basiskörper 12 des Beschickungsroboters 11, einen an dem ersten Armabschnitt 13a gelenkig angeordneten zweiten Armabschnitt 13b, an dessen freiem Ende wiederum gelenkig ein Greifer 14 angeordnet ist, der zum Greifen und Halten von KEGs 2 ausgebildet ist. Die Armabschnitte 13a, 13b können weiterhin als längenverstellbare, beispielsweise teleskopartig ausziehbare Abschnitte ausgebildet sein, wodurch der Beschickungsroboter 11 seinen Wirkradius, nämlich seinen Manipulationsbereich anpassen bzw. ausweiten kann.
Mit dem um mehrere Freiheitsgrade beweglichen Beschickungsroboter 11 wird jedes KEG 2 von einer die KEGs 2 anliefernden Palette oder von einem die KEGs 2 zur Behandlungsanlage 1 zuliefernden bzw. zuführenden Zufuhrband 15 gegriffen und einem jeweiligen Behandlungsmodul 3 - 7 zugeführt. Ferner wird nach Beendigung der Behandlung jedes fertig behandelte KEG 2 mit dem Beschickungsroboter 11 wieder von dem jeweiligen Behandlungsmodul 3 - 7 entnommen und auf eine die befüllten KEGs 2 aufnehmende Palette oder ein Abfuhrband 16 abgestellt, von welchem die behandelten, insbesondere gereinigten und gefüllten KEGs 2 wieder abtransportiert werden.
Die Behandlungsanlage 1 weist ferner Sensoren 10 auf, über die zum Beispiel aktuelle Betriebsdaten der Behandlungsanlage 1 erfasst werden können. Hierbei können verschiedene Sensoren 10 vorgesehen sein, mit Hilfe derer ganz unterschiedliche Betriebsdaten erfasst werden können. Beispielsweise ist es denkbar, dass in der Behandlungsanlage 1 Temperaturfühler zum Messen von Betriebs- und/oder Medientemperaturen, Füllstandsmesser zur Detektion eines Füllungsgrades der KEGs 2, Durchflussmesser oder Strömungsmesser zum Erfassen von Fluidströmen, Drucksensoren, optische Sensoren, wie zum Beispiel elektronische Kameras, Wegstreckenmesser, Zeitmesser, Flüssigkeitssonden oder dergleichen vorgesehen sind.
In der Regel ist dabei eine ganze Reihe verschiedener Sensoren 10 bei der Behandlungsanlage 1 vorgesehen, wobei die verschiedenen Sensoren 10 an diversen Stellen bzw. Komponenten der Behandlungsanlage 1 angeordnet sein können. So kann etwa jedes der Behandlungsmodule 3 - 7 mit einem oder mehreren Sensoren 10 ausgestattet sein. Ferner kann die Beschickungseinrichtung 8 mit Sensoren 10 ausgestattet sein. In der Darstellung der 1 ist lediglich aus Übersichtsgründen nur im Bereich der Behandlungsmodule 3, 4, 5 sowie im Bereich der Beschickungseinrichtung 8 ein jeweiliger Sensor 10 angedeutet, es versteht sich jedoch, dass weder die Anzahl noch die Anordnung bzw. Verteilung von Sensoren 10 darauf beschränkt ist, wie in der 1 gezeigt.
Bei der Behandlungsanlage 1 ist ferner eine mit den Sensoren 10, sowie ferner mit der Beschickungseinrichtung 8 und den Behandlungsmodulen 3 - 7 verbundene Steuer- und/oder Regeleinheit 9 vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, die Beschickungseinrichtung 8 und die Behandlungsmodule 3 - 7 zu steuern und/oder zu regeln. Die Steuerung und/oder Regelung erfolgt hierbei zum Beispiel wie untenstehend im Zusammenhang mit dem beispielhaft in den 2 und skizzierten Ablaufdiagrammen beschrieben ist.
Grundsätzlich ergibt sich für die Behandlung von KEGs 2 in einer Behandlungsanlage 1 mit mehreren Behandlungsmodulen 3 - 7 die Situation, dass die Anzahl zu behandelnder KEGs 2, beispielsweise also eine der Anzahl der vorhandenen Behandlungsmodule 3 - 7 entsprechende Anzahl von KEGs 2, im Beispiel der 1 somit fünf KEGs 2, den Behandlungsmodulen 3 - 7 mittels der beispielsweise als Roboter ausgeführten Beschickungseinrichtung 8 zugeführt werden müssen, wobei der Roboter 11 mehrere, insbesondere alle Behandlungsmodule 3 - 7 bedient.
Der Einfachheit halber kann hier ein fiktiver Fall angenommen werden, wonach der Roboter 11 zunächst das Behandlungsmodul 3, und dann die weiteren, in den Figuren mit den Ziffern 4, 5, 6, 7 bezeichneten Behandlungsmodule in aufsteigender Reihenfolge bestückt. Für die Behandlung der KEGs 2 in den Behandlungsmodulen 3 - 7 arbeiten diese mit Vorgabezeiten für bestimmte, in einem vorgegebenen Behandlungsprogramm vorgesehene Behandlungsschritte, die bei der Behandlung der KEGs 2 anfallen bzw. durchgeführt werden müssen. Die Behandlungsschritte sind nicht nur zeitgesteuert, sondern werden mindestens teilweise durch das Ansprechen von Messungen beendet oder gestartet.
Dadurch entstehen gegebenenfalls Verschiebungen der Behandlungszeiten in den einzelnen Behandlungsschritten der jeweiligen KEGs 2, nämlich beispielsweise bedingt durch steuerungstechnische Zykluszeiten und technische Streuungen, selbst wenn in allen Behandlungsmodulen 3 - 7 das jeweilige, durchgeführte Behandlungsprogramm im Wesentlichen identisch ist.
Weiterhin weisen verschiedene Behandlungsschritte über deren Zeitverlauf einen zum Teil sehr unterschiedlichen Medienbedarf auf. Beispielweise erfolgt das Befüllen der KEGs 2 mit einem Füllgut gemäß einer Füllkurve, wobei hier zunächst langsam gefüllt wird, anschließend die Füllgeschwindigkeit zunimmt bis zu einem Maximum, und am Ende wieder zurückgeregelt wird. Auch die Zufuhr von Reinigungs- oder anderen Versorgungsmedien unterliegt im Zeitverlauf in der Regel gewissen, teils größeren Schwankungen.
Genau hier setzt das vorliegende Verfahren an, wobei mit dem vorliegenden Verfahren beispielsweise ein ausgleichender Einfluss auf solche genannten Verschiebungen von Behandlungszeiten und/oder Schwankungen im Medienbedarf genommen werden kann. Aus den 2 und 3 geht jeweils ein beispielhaftes, in Form einer schematischen Skizze dargestelltes, Ablaufdiagramm einer Ausführungsvariante eines Verfahrens zum Behandeln von KEGs 2 gemäß der Erfindung hervor.
Bei dem Verfahren werden KEGs 2 in der modularen Behandlungsanlage 1, welche in den 2 und 3 rein exemplarisch in einer linearen Konfiguration dargestellt ist, behandelt. Wie auch in dem Beispiel der 1 gezeigt, umfasst die Behandlungsanlage 1 mehrere Behandlungsmodule 3 - 7 zum Reinigen und/oder Füllen der KEGs 2, Sensoren 10, die Beschickungseinrichtung 8 und die mit den Behandlungsmodulen 3 - 7, den Sensoren 10 und der Beschickungseinrichtung 8 verbundene Steuer- und/oder Regeleinheit 9.
Gemäß dem Verfahren werden der Steuer- und/oder Regeleinheit 9 Behandlungsaufträge 100 mit Behandlungsschritten für die Behandlung einer bestimmten Anzahl von KEGs 2 zugeleitet. Beispielsweise können diese Behandlungsaufträge 100 in einer Speichereinrichtung hinterlegt bzw. abgespeichert sein. Solche Behandlungsaufträge 100 mit Behandlungsschritten können daher auch als hinterlegte Behandlungsprogramme verstanden werden, die beispielsweise in Abhängigkeit einer KEG-Größe, eines KEG-Volumens, einer KEG-Art, eines abzufüllenden Füllguts oder dergleichen ausgewählt und den jeweiligen zur Behandlung vorgesehene KEGs 2 zugeordnet werden können.
Derartige Behandlungsaufträge 100 mit Behandlungsschritten, insbesondere Behandlungsprogramme, können beispielsweise eine ausgewählte bzw. vorgegebene Kombination und Reihenfolge mehrerer Behandlungsschritte sein, welche z.B. ein Restentleeren des KEGs, das Durchführen einer Laugenweiche, das Durchführen einer Laugen-/Säurebehandlung, ein Spülen des KEGs mit Wasser, ein Dämpfen und/oder Sterilisieren des KEGs, ein Vorspannen des KEGs auf Vorspanndruck, das Befüllen des KEGs mit Füllgut, oder dergleichen umfassen.
Auf Grundlage dieser, der Steuer- und/oder Regeleinheit 9 zugeleiteten Behandlungsaufträge 100 mit Behandlungsschritten wird mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 9 eine Prognose P erstellt, und zwar für eine Abarbeitungsreihenfolge der KEGs 2 in den jeweiligen Behandlungsmodulen 3 - 7 sowie für eine Ausgabereihenfolge, in der die fertig behandelten KEGs 2 aus der Behandlungsanlage 1 wieder aus der Behandlungsanlage 1 abgegeben werden.
Als Basis für die Erstellung der Prognose P dienen hier in erster Linie abgespeicherte Referenzdaten, nämlich abgespeicherte Referenzdaten 110 in Bezug auf einen typischen Zeit- und/oder Medienbedarf für die jeweiligen Behandlungsschritte jedes der zu behandelnden KEGs 2 aus der bestimmten Anzahl an KEGs 2, sowie ferner abgespeicherte Referenzdaten 111 in Bezug auf eine Transportzeit der KEGs 2 bei der Zu- und Abführung zu/von den jeweiligen Behandlungsmodulen 3 - 7 mittels der Beschickungseinrichtung 8.
Zumindest zu Beginn der Behandlung der KEGs 2, das heißt zumindest anfänglich, wird die Behandlung der Anzahl an KEGs 2 dabei zunächst entsprechend der erstellten Prognose P durchgeführt. Während der Behandlung der KEGs 2 werden in Echtzeit aktuelle Betriebsdaten 120 in Bezug auf den Zeit- und/oder Medienbedarf sowie in Bezug auf die Transportzeit erfasst und mit den abgespeicherten Referenzdaten 110, 111 verglichen.
Im Falle einer Abweichung der aktuellen Betriebsdaten 120 von den Referenzdaten 110, 111 wird die erstellte Prognose P unter Berücksichtigung der erfassten Betriebsdaten 120 aktualisiert und optimiert und daraus eine aktualisierte, optimierte Prognose OP erstellt. Ausgehend von dieser aktualisierten, optimierten Prognose OP werden von der Steuer- und/oder Regeleinheit 9 entsprechende Steuer- und/oder Regelsignale ausgegeben, um die Behandlungsmodule 3 - 7 und/oder die Beschickungseinrichtung 8 entsprechend anzusteuern bzw. zu regeln, um dadurch die Behandlung der Anzahl an KEGs 2 gemäß der aktualisierten und optimierten Prognose OP anzupassen.
Wie die 3 zeigt, werden gemäß diesem bevorzugten Beispiel die erfassten aktuellen Betriebsdaten 120 ferner mit gespeicherten Daten über eine Transportkapazität 112 der Beschickungseinrichtung 8 und/oder mit gespeicherten Daten über eine Medienversorgungskapazität 113 der Behandlungsanlage 1 verglichen. Die Vergleichswerte werden bereits zur Erstellung der aktualisierten und optimierten Prognose OP herangezogen und/oder für eine Korrektur der aktualisierten und optimierten Prognose OP. Durch den Vergleich wird hierbei ermittelt, ob ein jeweiliger Schwellenwert der Transportkapazität der Beschickungseinrichtung 8 und/oder der Medienversorgungskapazität der Behandlungsanlage 1 erreicht oder überschritten wird und eine entsprechende Korrektur der aktualisierten und optimierten Prognose OP wird vorgenommen, wenn ein jeweiliger Schwellenwert der Transportkapazität der Beschickungseinrichtung 8 und/oder der Medienversorgungskapazität der Behandlungsanlage 1 erreicht oder überschritten wird. Eine derartig korrigierte Prognose KP bildet dann die Grundlage zur Erzeugung von Steuer- und/oder Regelanweisungen durch die Steuer- und/oder Regeleinheit 9, um die Behandlung der Anzahl an KEGs 2 entsprechend dieser korrigierten Prognose KP anzupassen.
In jedem der dargestellten Fälle kann gemäß dem beschriebenen Verfahren beispielsweise die sich aus der erstellten Prognose P ergebende Ausgabereihenfolge der KEGs 2, das heißt die prognostizierte Ausgabereihenfolge, als Führungsgröße genommen werden und entsprechend optimiert werden. Aus der prognostizierten Ausgabereihenfolge ergibt sich ein Medienbedarf für die Behandlung der KEGs 2, welcher insbesondere über die gesamte Behandlungsdauer betrachtet werden kann.
Beispielsweise wird dabei die Behandlung eines in der Ausgabereihenfolge zuvorderst stehenden KEGs 2 bestmöglich gestaltet, das heißt, die Behandlungsanlage 1 wird so gesteuert bzw. geregelt, dass dasjenige KEG 2, das gemäß Prognose P als erstes aus der Behandlungsanlage 1 ausgeschleust bzw. abgegeben wird, und welches vorliegend auch als Führungs-KEG bezeichnet werden kann, beschleunigt wird, nämlich so effizient und schnell wie möglich behandelt und ausgeschleust wird. Damit wird keine Zeit verloren und der Durchsatz kann gesteigert werden. Für KEGs 2 mit Zeitreserve können dabei zum Beispiel die Behandlungszeiten so nachgeregelt/geändert werden, dass Anforderungsmengen von zuzuführenden Medien möglichst über die gesamte Behandlungszeit gleichmäßig gestaltet werden können.
Eine Möglichkeit hierfür ist z.B. ein „Tauschen“ von Reinigungsschritten und/oder eine Änderung der Reihenfolge von Behandlungsschritten, die bei gleicher Reinigungswirkung bzw. Behandlungswirkung eine gleichmäßigere Zuführung von Medien zur Folge haben. Ein weiteres Beispiel stellt das Verzögern bestimmter, medien- und/oder energieaufwändiger Behandlungsschritte dar. So kann beispielsweise das Dämpfen für ein bestimmtes KEG verzögert werden, bis das Dämpfen eines in der Abarbeitungsreihenfolge vorausgehenden KEGs 2 abgeschlossen ist und so für jedes KEG 2 beim Dämpfungsschritt der volle Volumenstrom an Dampf zur Verfügung steht.
Auch können gegebenenfalls Startzeiten für die Behandlung einzelner KEGs 2, insbesondere ein jeweiliger Behandlungsstart für KEGs 2, die dem Führungs-KEG nachfolgen, angepasst werden, wenn sich dadurch ein zeitlicher Vorteil für die Behandlung des Führungs-KEGs ergibt. Die dadurch entstehenden „übrigen“ Zeiten bzw. Überschusszeiten können hierbei gegebenenfalls zur intensiveren Reinigung anderer KEGs 2 verwendet werden, ohne die Ausbringungsleistung zu verringern.
Bei der beispielhaft erläuterten Situation, dass die sich aus der Prognose P ergebende Ausgabereihenfolge der KEGs 2 als Führungsgröße genommen und optimiert wird, stellt vorzugsweise der Zeitpunkt der jeweiligen Positionierung der KEGs 2 an einer aufnehmenden Palette oder dem Abfuhrband 16, nämlich an der Abgabestelle, den relevanten Zeitpunkt dar, an dem sich die Optimierungen orientieren. Die gemäß der aktualisierten und optimierten Prognose OP durchgeführte Anpassung der Behandlung der KEGs 2 erfolgt in diesen Beispielen derart, dass die Taktung bzw. der Durchsatz oder die Leistung, das heißt die Anzahl abgegebener KEGs 2 pro Zeiteinheit möglichst hoch ist.
In Fällen, in denen beispielsweise ein Führungs-KEG zum Beispiel aufgrund einer Fehlermeldung ausgewiesen wird, kann insbesondere das in der Ausgabereihenfolge nachfolgende, nämlich das nächste KEG 2, die Rolle des Führungs-KEGs übernehmen, wobei sämtliche Optimierungskriterien dann auf dieses nächste KEG 2 orientiert und angewandt werden können, so dass das „neue“ Führungs-KEG beschleunigt wird.
Mit Bezug auf die 4 wird nun lediglich beispielhaft - anhand einer dort nur exemplarisch gezeigten möglichen Ausführungsform - ein Behandlungskopf 200 beschrieben, wie er beispielsweise in mindestens einem der Behandlungsmodule 3 - 7 verwendet werden kann. Der exemplarisch gezeigte bevorzugte Behandlungskopf 200 ist ein spezieller, multifunktionaler Behandlungskopf 200 zum Innenreinigen und Füllen von KEGs 2.
Der ein Behandlungskopfgehäuse 204 umfassende Behandlungskopf 200 weist einen Stößel 205 auf, der wenigstens teilweise in einem Hohlraum des Behandlungskopfgehäuses 204 aufgenommen und in Achsrichtung einer Behandlungskopfachse BA verschiebbar in dem Behandlungskopfgehäuse 204 gehalten ist und der bei Verschiebung ein KEG-Fitting des zu behandelnden und in Dichtlage an dem Behandlungskopf 200 angeordneten KEGs 2 öffnen kann. Der Hohlraum in dem Behandlungskopfgehäuse 204 bildet ferner zumindest zum Teil bzw. zumindest in Abschnitten einen Fluidraum 206 sowie mit dem Fluidraum 206 steuerbar kommunizierende Strömungswege oder -kanäle SK1, SK2, welche bei geöffnetem KEG-Fitting eines in Dichtlage an dem Behandlungskopf 200 angeordneten KEGs 2 gesteuert mit einem Innenraum 2.1 des KEGs 2 verbindbar sind. Beispielsweise ist der Innenraum 2.1 des KEGs 2 über den ersten Strömungsweg oder -kanal SK1 mit dem Füllprodukt befüllbar. Der zweite Strömungsweg oder -kanal SK2 dient zum steuerbaren Abführen wenigstens eines Behandlungsmediums aus dem Innenraum 2.1 des KEGs 2 und/oder zum steuerbaren Zuführen wenigstens eines Behandlungsmediums in den Innenraum 2.1 des KEGs 2. Der zweite Strömungsweg oder -kanal SK2 kann sich zumindest teilweise durch den Stößel 205 erstrecken.
Bei dem Behandlungskopf 200 sind ferner dem Fluidraum 206 zugeordnete Medienventile 207, 212 vorgesehen, und zwar ein als Produktventil für die gesteuerte Zuführung des Füllprodukts dienendes erstes steuerbares Medienventil 207, welches mit einer Füllproduktzuführung 208 verbindbar ist und ein als Rücklaufventil dienendes zweites steuerbares Medienventil 212. Jedes der Medienventile 207, 212 erstreckt sich entlang einer jeweiligen Ventilachse, und zwar das Produktventil 207 entlang einer Produktventilachse PVA und das Rücklaufventil 212 entlang einer Rücklaufventilachse RVA. Die Medienventile 207, 212 schließen mit einem jeweiligen Ventilgehäuseabschnitt 204a an einen Übergangsabschnitt oder Ventilübergangsabschnitt des Behandlungskopfgehäuses 204 an. Der Ventilgehäuseabschnitt 204a kann beispielsweise integraler Teil des Behandlungskopfgehäuses 204 und einstückig mit diesem ausgebildet sein.
Zumindest bei dem als Produktventil dienenden ersten steuerbaren Medienventil 207 ist ein zumindest teilweise in dem Ventilgehäuseabschnitt 204a aufgenommener bzw. zumindest teilweise in den Ventilgehäuseabschnitt 204a hineinragender Ventilkörper 207.1 vorgesehen, der in Richtung der Produktventilachse PVA bewegbar ist. Für die Bewegung des Ventilkörpers 207.1 entlang der Produktventilachse PVA ist ein Stellantrieb vorgesehen. Innenliegend in dem Ventilgehäuseabschnitt 204a ist ein Ventilsitz 207.2 ausgebildet, gegen den der Ventilkörper 207.1 im Bereich seines vorderen Ventilkörperendes zumindest in einer seiner Extremstellungen, nämlich in einer Schließstellung bzw. einer ersten geschlossenen Ventilstellung dichtend anliegt. In seiner in 4 gezeigten, anderen Extremstellung, nämlich Öffnungsstellung ist der Ventilkörper 207.1 beabstandet zum Ventilsitz 207.2, wodurch ein Strömungsweg für das Füllprodukt freigegeben wird, indem die Füllproduktzuführung 208 in dieser Ventilstellung fluidisch mit dem Fluidraum 206 und dem damit verbundenen ersten Strömungsweg oder -kanal SK1 verbunden ist. Die Steuerung und/oder Überwachung der Medienventile 207, 212 erfolgt über die Steuer- und/oder Überwachungseinheit, welche unter anderem auch die Ventilstellungen und das Schalten der Ventile steuert und überwacht.
Bei dem gezeigten multifunktionalen Behandlungskopf 200 weist das Produktventil 207 eine Mehrfachdichtanordnung 209 zur mehrfachen Abdichtung der Füllproduktzuführung 208 gegenüber dem Fluidraum 206 auf, um sicherzustellen, dass eine sichere Trennung zwischen Füllprodukt und Reinigungsmedien bzw. Reinigungsmitteln gewährleistet ist. Über die Mehrfachdichtanordnung 209, welche im dargestellten Beispiel durch ein Doppelsitz- oder Doppeldichtleckageventil gebildet ist und ein erstes Dichtelement 211.1 sowie ein zweites Dichtelement 211.2 umfasst, ist ein spülbarer Sicherheits- oder Leckageraum 210 gebildet, der in der ersten geschlossenen Ventilstellung des Produktventils 207 einen abgetrennten Zwischenraum zwischen dem Fluidraum 206 und der Füllproduktzuführung 208 ausbildet und dadurch die Füllproduktzuführung 208 und den Fluidraum 206 sicher und vorzugsweise vollständig sowie vorteilhaft dichtend gegeneinander trennt bzw. abdichtet.
Im Folgenden wird der Reinigungs- und Füllprozess anhand eines beispielhaften Ablaufs in Grundzügen beschrieben, wie er in einem mit dem exemplarisch beschriebenen Behandlungskopf 200 ausgestatteten Behandlungsmodul 3 - 7, durchgeführt wird.
Ein leeres, zu behandelndes KEG 2 wird in eines der Behandlungsmodule 3 - 7 eingebracht und dort so positioniert, dass das KEG 2 in Dichtlage mit dem Behandlungskopf 200 gebracht werden kann und gegen diesen angepresst wird. Durch Bewegen des Stößels 205 im Behandlungskopf 200 wird das KEG-Fitting geöffnet, bevor der Innenreinigungsprozess zum Reinigen des Innenraums 2.1 des KEGs 2, in Gang gesetzt wird, welcher in mehreren Reinigungsschritten ablaufen kann. Dabei wird in jedem der einzelnen aufeinanderfolgenden Reinigungsschritte jeweils ein Reinigungsmedium über den Behandlungskopf 200 zugeführt und über das als Rücklaufventil dienende zweite steuerbare Medienventil 212 des Behandlungskopfes 200 wieder abgeführt. Während der gesamten Innenreinigung ist das mit der Füllproduktzuführung 208 verbundene Produktventil 207 in seiner geschlossenen Ventilstellung gehalten, in der der Fluidraum 206 und die Füllproduktzuführung 208 über den durch die Mehrfachdichtanordnung 209 gebildeten Sicherheits- oder Leckageraum 210 sicher und doppelt abgedichtet voneinander getrennt sind.
Nach der Innenreinigung wird das erste Medienventil 207 gesteuert in eine als Zwischen- oder Spülstellung wirkende mittlere Ventilstellung gebracht, um eine Kopf- bzw. Totraumspülung mit Spülung des Sicherheits- oder Leckageraums 210 durchzuführen. Über eine vorzugsweise an dem Sicherheits- oder Leckageraum 210 vorgesehene (in den Figuren jedoch nicht dargestellte) Spüleinrichtung, insbesondere über ein auch als Satellitenventil bezeichnetes Spülventil und/oder über einen gesteuerten Ablauf nach außen, kann die Spülung und sichere Entleerung des Sicherheits- oder Leckageraums 210 gesteuert erfolgen, um diesen bedarfsgemäß zu öffnen bzw. geschlossen zu halten. Nach dieser Kopf- bzw. Totraumspülung wird das erste Medienventil 207 zum eigentlichen Füllen des KEGs 2 mit Füllprodukt gesteuert in die Füllstellung gebracht und Füllprodukt wird zugeführt, bis der Füllschritt bei Erreichen des gewünschten Füllstandes durch Schließen des ersten Medienventils 207 wieder gestoppt wird.
Bezugszeichenliste

1: Behandlungsanlage
2: KEG
3 - 7: Behandlungsmodul
8: Beschickungseinrichtung
9: Steuer- und/oder Regeleinheit
10: Sensoren
11: Roboter
12: Basiskörper
13: Greifarm
13a: Armabschnitt
13b: Armabschnitt
14: Greifer
15: Zufuhrband
16: Abfuhrband
100: Behandlungsaufträge
110: Referenzdaten zum Zeit- und/oder Medienbedarf
111: Referenzdaten zur Transportzeit
112: Transportkapazität
113: Medienversorgungskapazität
120: aktuelle Betriebsdaten
200: Behandlungskopf
204: Behandlungskopfgehäuse
204a: Ventilgehäuseabschnitt
205: Stößel
206: Fluidraum
207: erstes steuerbares Medienventil
207.1: Ventilkörper
207.2: Ventilsitz
208: Füllproduktzuführung
209: Mehrfachdichtanordnung
210: Sicherheits- oder Leckageraum
211.1: erstes Dichtelement
211.2: zweites Dichtelement
212: zweites steuerbares Medienventil
BA: Behandlungskopfachse
KP: korrigierte Prognose
OP: aktualisierte, optimierte Prognose
P: erstellte Prognose
PVA: Produktventilachse
RVA: Rücklaufventilachse
SK1, SK2: Strömungswege oder -kanäle
z: vertikale Achse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2018059753 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Behandeln von KEGs (2) in einer modularen Behandlungsanlage (1) mit mehreren Behandlungsmodulen (3 - 7), wobei jedes der Behandlungsmodule (3 - 7) zum Reinigen und/oder Füllen eines KEGs (2) ausgebildet ist und wobei in den jeweiligen Behandlungsmodulen (3 - 7) jeweils ein KEG (2) gereinigt und/oder mit einem Füllprodukt gefüllt wird und hierzu die KEGs (2) mittels einer Beschickungseinrichtung (8) den Behandlungsmodulen (3 - 7) zugeführt und von den Behandlungsmodulen (3 - 7) abgeführt werden, wobei die Behandlung der KEGs (2) über eine mit Sensoren (10) der Behandlungsanlage (1) sowie mit der Beschickungseinrichtung (8) verbundene Steuer- und/oder Regeleinheit (9) gesteuert und/oder geregelt wird, wobei der Steuer- und/oder Regeleinheit (9) Behandlungsaufträge (100) mit Behandlungsschritten für eine bestimmte Anzahl von KEGs (2) zugeleitet werden, wobei eine Prognose (P) für eine Abarbeitungsreihenfolge der KEGs (2) in den jeweiligen Behandlungsmodulen (3 - 7) sowie für eine Ausgabereihenfolge, in der die fertig behandelten KEGs (2) aus der Behandlungsanlage (1) abgegeben werden, erstellt wird, wobei die Prognose (P) erstellt wird basierend auf abgespeicherten Referenzdaten (110) in Bezug auf einen typischen Zeit- und/oder Medienbedarf für die Behandlungsschritte jedes KEGs (2) der bestimmten Anzahl an KEGs (2) sowie ferner basierend auf abgespeicherten Referenzdaten (111) in Bezug auf eine Transportzeit der KEGs (2) bei der Zu- und Abführung zu/von den jeweiligen Behandlungsmodulen (3 - 7) mittels der Beschickungseinrichtung (8), wobei die Behandlung der Anzahl an KEGs (2) zumindest anfänglich entsprechend der erstellten Prognose (P) durchgeführt wird, wobei während der Behandlung der KEGs (2) aktuelle Betriebsdaten (120) in Bezug auf den Zeit- und/oder Medienbedarf sowie in Bezug auf die Transportzeit erfasst und mit den abgespeicherten Referenzdaten (110, 111) verglichen werden, wobei zumindest im Falle einer Abweichung der aktuellen Betriebsdaten (120) von den Referenzdaten (110, 111) die erstellte Prognose (P) unter Berücksichtigung der erfassten Betriebsdaten (120) aktualisiert und optimiert und daraus eine aktualisierte, optimierte Prognose (OP) erstellt wird und wobei die Behandlung der Anzahl an KEGs (2) entsprechend der aktualisierten und optimierten Prognose (OP) angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten aktuellen Betriebsdaten (120) ferner verglichen werden mit gespeicherten Daten über eine Transportkapazität (112) der Beschickungseinrichtung (8) und/oder mit gespeicherten Daten über eine Medienversorgungskapazität (113) der Behandlungsanlage (1), wobei die erstellte Prognose (P) und/oder die aktualisierte und optimierte Prognose (OP) korrigiert wird und die Behandlung der Anzahl an KEGs (2) entsprechend dieser korrigierten Prognose (KP) angepasst wird, wenn ein jeweiliger Schwellenwert der Transportkapazität der Beschickungseinrichtung (8) und/oder der Medienversorgungskapazität der Behandlungsanlage (1) erreicht oder überschritten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise alle im Rahmen eines jeweiligen Behandlungsauftrags (100) vorzunehmenden Behandlungsschritte analysiert werden und daraus unter Berücksichtigung der Referenzdaten (110, 111) die Abarbeitungsreihenfolge der KEGs (2) in den jeweiligen Behandlungsmodulen (3 - 7) sowie die Ausgabereihenfolge, in der die fertig behandelten KEGs (2) aus der Behandlungsanlage (1) abgegeben werden, errechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Abarbeitungsreihenfolge der KEGs (2) eine Zufuhrabfolge für die Zuführung der KEGs (2) zu den jeweiligen Behandlungsmodulen (3 - 7) errechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anpassung der Behandlung der Anzahl an KEGs (2) an die aktualisierte und optimierte Prognose (OP) der Betrieb der gesamten Behandlungsanlage (1) optimiert wird, wobei die Optimierung des Betriebs der Behandlungsanlage (1) eine Leistungsoptimierung der Behandlungsanlage (1) und/oder eine Versorgungsoptimierung der Behandlungsanlage (1) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erstellte Prognose (P) dahingehend aktualisiert und optimiert wird, um die Abarbeitungsreihenfolge der Anzahl an KEGs (2) in den jeweiligen Behandlungsmodulen (3 - 7) derart zu wählen, dass die Behandlungsanlage (1) über einen vorgegebenen Zeitraum einen gleichmäßigen Medienbedarf aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erstellte Prognose (P) dahingehend aktualisiert und optimiert wird, um die Abarbeitungsreihenfolge der Anzahl an KEGs (2) in den jeweiligen Behandlungsmodulen (3 - 7) derart zu wählen, dass eine Leistung der Behandlungsanlage (1), angegeben als Ausstoß behandelter KEGs (2) pro Zeit, maximiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erstellte Prognose (P) dahingehend aktualisiert und optimiert wird, um die Abarbeitungsreihenfolge der Anzahl an KEGs (2) in den jeweiligen Behandlungsmodulen (3 - 7) derart zu wählen, dass die Transportzeit der KEGs (2) minimiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den KEGs (2) angebrachte Datenträger ausgelesen werden und die Behandlung der KEGs (2) in Abhängigkeit von den ausgelesenen Informationen gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der erstellten Prognose (P) ermittelte Ausgabereihenfolge der fertig behandelten KEGs (2) als Führungsgröße für die Optimierung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der über die erstellte Prognose (P) ermittelte Ausgabereihenfolge ein an erster Stelle der Ausgabereihenfolge stehendes KEG (2) als Führungs-KEG definiert wird, wobei die Behandlung der Anzahl an KEGs (2) entsprechend der aktualisierten und optimierten Prognose (OP) derart angepasst wird, um die Behandlung und/oder den Transport des Führungs-KEGs zu beschleunigen und hierzu Behandlungsschritte für die dem Führungs-KEG in der Ausgabereihenfolge nachfolgenden KEGs (2) verändert und/oder verzögert und/oder getauscht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die über die erstellte Prognose (P) ermittelte Ausgabereihenfolge aufgrund der aktualisierten und optimierten Prognose (OP) geändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Behandlungsanlage (1) Behandlungsmodule (3 - 7) verwendet werden, die mit einem Behandlungskopf ausgestattet sind, der sowohl zur Innenraumreinigung des KEGs (2) wie auch zur Befüllung des KEGs (2) mit einem Füllprodukt, insbesondere einem Getränk, ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit zumindest einem der in der Behandlungsanlage (1) verwendeten Behandlungsmodule (3 - 7) eine Außenreinigung der KEGs (2) durchgeführt wird und/oder dass in der Behandlungsanlage (1) ferner wenigstens ein Außenreinigungsmodul zur Außenreinigung der KEGs (2) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zu- und Abfuhrweg für jedes KEGs (2) berechnet wird und eine dafür erforderliche Bewegung der Beschickungseinrichtung (8) nach einem Optimierungskriterium optimiert wird, welches Optimierungskriterium ein Kriterium zur Weg- und/oder Zeit- und/oder Energieoptimierung umfasst.
Behandlungsanlage (1) zum Behandeln von KEGs (2), umfassend - mehrere Behandlungsmodule (3 - 7), wobei jedes der Behandlungsmodule (3 - 7) zum Reinigen und/oder Füllen eines KEGs (2) ausgebildet ist, - einer Beschickungseinrichtung (8) zum Zuführen/Abführen der KEGs (2) zu/von den Behandlungsmodulen (3 - 7), - mehrere Sensoren (10) zum Erfassen aktueller Betriebsdaten der Behandlungsanlage (1), - eine mit den Sensoren (10), der Beschickungseinrichtung (8) und den Behandlungsmodulen (3 - 7) verbundene Steuer- und/oder Regeleinheit (9), die dazu eingerichtet ist, die Beschickungseinrichtung (8) und die Behandlungsmodule (3 - 7) derart zu steuern und/oder zu regeln, dass beim Betrieb der Behandlungsanlage (1) ein Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche durchgeführt wird.