Impulsprojekt 1

Qualitätssicherung in der Lebensmittelproduktion: Cyber-physische Systeme und Big Data

Projektidee, geplanter Lösungsansatz und mögliche Ergebnisse
Um die Qualitätskontrolle von Lebensmitteln sicherer und effizienter zu gestalten, soll während der Produktion kontinuierlich ein Modell der (Zwischen-)Produkte generiert werden, das „virtuelle Abbild“. Dazu werden verschiedene Daten berücksichtigt, beispielsweise Rohstoffinformationen oder Sensordaten. Anhand dieses Modells lassen sich Echtzeitinformationen zur Produkteigenschaft und Qualität ableiten, ohne dabei auf zeitaufwendige Labortests oder kostspielige Sensorik zurückzugreifen. Das heißt die Qualitätskontrolle erfolgt nicht mehr nur stichprobenartig im Nachgang an die Produktion eines bestimmten Produktes, sondern unmittelbar, in Echtzeit.
Dieses kontinuierliche Mitführen des virtuellen Abbildes eines physikalischen Objektes stellt den Kerngedanken Cyber-physischer Systeme (CPS) dar, der hier konsequent auf die Lebensmittelbranche angewendet wird. Natürlich müssen hierzu in diesem Projekt die typischen Schwierigkeiten solcher CPS-Ansätze überwunden werden, um die kontinuierliche Synchronität zwischen Modell und Produkt im Produktionsprozess zu garantieren.

Mit dem Erreichen dieses Ziels setzt das Projekt weitreichende Impulse, indem es die Qualitätsphilosophie in Lebensmittelbetrieben grundlegend ändert – von einer disruptiven, retrospektiven hin zu einer kontinuierlichen (prospektiven) Überwachung.

Nutzen für die Technische Hochschule OWL
Das Projekt ist zentraler Bestandteil der Initiative smartFoodTechnologyOWL und hilft bei der Etablierung eines Forschungsverbundes und Technologiezentrums zum Thema „Digitalisierung und Industrie 4.0 in der Lebensmittelbranche“. Durch eine Verortung dieses neuen Technologiezentrums in der Lebensmittelregion Ostwestfalen-Lippe (OWL) wird ein Netzwerk aus Forschung und Wirtschaft etabliert, das langfristig Methoden und Geschäftsmodelle zur Digitalisierung in dieser Branche entwickeln wird und genug Strahlkraft hat, diese Lösungen weit über OWL hinaus in die Industrie zu transferieren. Am Standort Lemgo werden durch das Projekt die Bereiche Lebensmitteltechnologie (Institut ILT.NRW) und Industrielle Automationstechnik (Institut inIT) in Forschung und Lehre gefördert und weiterentwickelt.

Nutzen für die Praxispartner und weitere Dritte
Der Projektansatz verspricht Wettbewerbsvorteile für Lebensmittelproduzenten, für Maschinen- und Anlagenhersteller sowie für die Automatisierungsbranche. Die ökonomischen Vorteile manifestieren sich in einer effizienteren Nutzung der vorhandenen Anlagenkapazitäten, verbesserten Rohstoffausbeuten durch Prognosen bei Prozess- oder Rohstoffschwankungen, frühzeitigem Feststellen von Fehlchargen sowie Sicherheitsrisiken und einer Echtzeit-Fertigproduktfreigabe.

Projektleiter
Prof. Dr.-Ing. Jan Schneider

Prof. Dr.-Ing. Volker Lohweg