Die Zukunft der Verpackung nimmt Gestalt an. So hilft moderne Technologie dabei, die kritischsten Herausforderungen im Verpackungsbereich zu meistern

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1 Die Zukunft der Verpackung nimmt Gestalt an So hilft moderne Technologie dabei, die kritischsten Herausforderungen im Verpackungsbereich zu meistern

2 Eine neue Ära der Verpackung 4 von 5 Unternehmen haben mehr als 100 Artikel in ihrem Bestand und bei mehr als der Hälfte wird der Bestand voraussichtlich weiter wachsen, sodass eine schnelle Umrüstung dringend notwendig wird. 2 Moderne Verpackungsmaschinen müssen vor allem die folgenden beiden Anforderungen von Herstellern erfüllen. Zum einen müssen die Maschinen für die intelligente Fertigung konzipiert sein, damit sie den Herstellern Wettbewerbsvorteile ermöglichen. Dies bedeutet: Die Maschinen sind informationsfähig. liefern Echtzeitdiagnosen. nutzen moderne Sicherheitstechnologien. lassen sich einfach integrieren. Smart Manufacturing ist gerade erst im Entstehen und wird von der Einführung neuer intelligenter Geräte bestimmt. Daher müssen intelligente Maschinen zukunftsfähig konzipiert sein und sich um zusätzliche Verbindungen und Erweiterungen aufrüsten lassen. PMMI prognostiziert für den US-amerikanischen Markt der Lebensmittelverpackungen bis 2022 eine Wachstumsrate von 2,9 %. 1 Des Weiteren müssen die Maschinen hochleistungsfähig sein und es Herstellern ermöglichen, die folgenden wichtigen Geschäftsanforderungen zu meistern: Produktivität und Effizienz maximieren, um wettbewerbsfähig zu bleiben. die Verpackungsflexibilität verbessern, um der zunehmenden Produktvielfalt und den unterschiedlichen Verpackungsgrößen gerecht zu werden. den Anforderungen einer alternden und sich verändernden Belegschaft gerecht werden. Wenn Sie diesen Erwartungen mit fortschrittlichen intelligenten Maschinen mit den neuesten Automatisierungstechnologien begegnen, können Sie Innovation im Wettbewerb zu Ihrem Vorteil nutzen. Sparen Sie dank der Vorteile intelligenter Technologien Zeit und Kosten beim Design von Maschinen und reduzieren Sie deren Komplexität Food Packaging Trends and Advances Report, PMMI, März PMMI Trends in Food Processing Operations Market Research Report Verpackungstrends der Zukunft 2

3 Vorteile der intelligenten Fertigung The Connected Enterprise führt Systeme auf Werks- und Unternehmensebene in einer einheitlichen Infrastruktur zusammen und nutzt die Vorteile vernetzter Technologien. Dies schafft die Voraussetzungen für eine höhere Konnektivität und einen einfachen Informationsaustausch. Dank dieser Vernetzung können Hersteller dann die Vorteile der intelligenten Fertigung nutzen sowie: die arbeitsintensive, manuelle Datenerfassung durch eine automatisierte Datenerfassung ablösen, die Zeit spart und das Fehlerrisiko mindert. mithilfe von Fertigungsintelligenz die Produktivität erhöhen, die Qualität verbessern, Sicherheitsrisiken vorbeugen, Compliance einhalten u. v. m. Mitarbeiter, Prozesse und Technologie sicher vernetzen und so Abläufe und Entscheidungsfindung auf allen Ebenen verbessern. anhand von Drahtlos-, Cloud-Computing- und Mobilgerätetechnologien die Betriebsabläufe transformieren und die Kosten senken. Hersteller möchten die genannten Vorteile zunehmend mehr in den Betriebsabläufen umsetzen. Daher erwarten sie für das Connected Enterprise geeignete Maschinen. Laut einer Schätzung der ARC Advisory Group werden im Jahr 2019 ca. 20 Millionen vernetzte Industriegeräte ihre Arbeit verrichten. 1 1 Total Available Market for the Industrial Internet of Things Global Market Research Study, ARC Advisory Group, 2015 Verpackungstrends der Zukunft 3

4 Die Vorteile von intelligenten Maschinen Zu den wichtigen Überlegungen bei der Entwicklung intelligenter Verpackungsmaschinen für ein Connected Enterprise zählt das gewünschte Maß an Konnektivität und Leistung. Auf Netzwerkebene: Eine intelligente Verpackungsmaschine muss in Echtzeit über eine IP-basierte und unveränderte Ethernet- Standardnetzwerkinfrastruktur kommunizieren. EtherNet/IP ist eine bewährte und umfassende industrielle Ethernet-Lösung. Sie ermöglicht den Aufbau einer einfachen Netzwerkarchitektur und eignet sich für diskrete, kontinuierliche Prozess-, Batch-, Sicherheits-, Antriebs- und Achssteuerungsanwendungen. Auf Systemebene: Die Verpackungsmaschine muss die Vorteile des Rockwell Automation Integrated Architecture -Portfolios der nächsten Generation nutzen. Durch die verringerte Komplexität erhalten Benutzer leichter Zugriff auf Informationen. Die Reaktionsfähigkeit kann besser auf die sich ändernden Marktanforderungen abgestimmt werden. Wichtige Elemente im Integrated Architecture-Portfolio: Rockwell Software Studio Software integriert mehrere Funktionen in einer einzigen Entwicklungsumgebung. Dies kann die Entwicklung von Verpackungssystemen für das Connected Enterprise beschleunigen. Die Allen-Bradley CompactLogix Steuerung bietet eine bis um 20 Prozent höhere Anwendungskapazität und ist ideal für kleine und mittlere Anwendungen geeignet, die nur ein geringes Maß an Achssteuerung und wenige E/A-Punkte benötigen. Für größere Anwendungen bietet die Allen-Bradley ControlLogix 5580-Steuerung um bis zu 45 Prozent mehr Anwendungskapazität. Beide Steuerungen verfügen über Integrierte 1-Gigabit-Ethernet-Ports, um den wachsenden Anforderungen der intelligenten Fertigung gerecht zu werden. Das Allen-Bradley Bulletin 5069 Compact I/O -Modul bietet eine Hochleistungssteuerung im kompakten Format. Es verfügt über zwei 1-Gigabit-Ethernet-Ports, die ein schnelleres Abrufen und den Anschluss von bis zu 31 Modulen ohne Erweiterung ermöglichen. Über die Rockwell Automation- Plattform und Ethernet kann auch eine Fertigungsplattform des Kunden eingebunden werden, um Informationen zur Materialbeschaffung, z. B. Seriennummern, aus dem Internet abzurufen. Was Konnektivität angeht, sind uns keine Grenzen gesetzt. Was der Kunde will, setzen wir um. Sean Dotson, Präsident und CEO, RND Automation & Engineering 1 1 Solutions in Action: RND Automation & Engineering, Fallstudie von Rockwell Automation, Oktober 2016 Verpackungstrends der Zukunft 4

5 Mehr Produktivität und Effizienz Hersteller erwarten, dass sie im Connected Enterprise ihre Verpackungsmaschinen optimal nutzen können. Dies wird durch die Vernetzung von Maschinen, Sensoren und Geräten sowie durch intelligente Steuerungssoftware erreicht. Standardisierte Maschinenfunktionen in Kombination mit standardisierter Datenberichterstellung kann die Gesamtanlageneffektivität über mehrere Standorte hinweg kontinuierlich verbessern. Dezentraler Zugriff Die dezentrale Überwachung bietet neue Möglichkeiten zur Beaufsichtigung der Betriebsabläufe, zur Durchführung von Echtzeitdiagnosen und zur Behebung von Fehlern. Sie trägt dazu bei, dass Ihre Kunden die Produktivität verbessern und Sie Ihre Gewährleistungskosten senken können. 77 % der Lebensmittelhersteller lassen heute bereits ein gewisses Maß an dezentralem Zugriff zu 2 Ihnen stehen Basistechnologien und Services für den dezentralen Zugriff zur Verfügung, z. B. der Managed Industrial Ethernet Switch Allen-Bradley Stratix 5700, der sichere Verbindungen mit dezentralem Zugriff auf Werksebene verwaltet. Auch die dezentralen Überwachungs- und Analyseservices sorgen für eine einfache und sichere Überwachung von Anlagen aus der Ferne. Darüber hinaus bieten einigen Mitglieder im Rockwell Automation PartnerNetwork -Programm cloudbasierte Lösungen zur dezentralen Überwachung an. Mobiler Zugriff Mobile Technologie erhöht die Produktivität des Bedienpersonals durch erweiterten Systemzugriff auf herkömmliche Bedienerschnittstellen. Auf diese Weise können Bediener, Führungskräfte und Aufsichtspersonen frühzeitig Entscheidungen treffen, ganz egal, wo sie sich befinden. Dezentrale Überwachung ermöglicht proaktive Instandhaltung Premier Tech Chronos und Rockwell Automation haben gemeinsam an der Entwicklung einer cloudbasierten Lösung zur dezentralen Überwachung von Verpackungsanlagen gearbeitet. Die Lösung ermöglicht das Abrufen des Maschinenstatus und den Austausch von Diagnoseinformationen über Mobilgeräte. Wenn Probleme auftreten, kann die erforderliche Teilenummer bereitgestellt werden. Auch die Teilebestellung und die Planung von Instandhaltungsaufgaben können übernommen werden. Unsere Kunden können ab sofort Anlagenparameter auf Werksebene und über Mobilgerätetechnologie überwachen, so Louis Brochu, Engineering Aftersales Manager, Premier Tech Chronos. Wir können Services zur Anlagenüberwachung anbieten, um die Maschinen in einem guten Zustand zu halten und die allgemeine Leistung zu verbessern.¹ 1 Solutions in Action: Premier Tech Chronos, Fallstudie von Rockwell Automation, Mai PMMI Trends in Food Processing Operations Market Research Report Verpackungstrends der Zukunft 5

6 Flexible Verpackungsoptionen Ein höherer Bestand an Artikeln und unterschiedliche Verpackungsgrößen haben zu kürzeren Produktionsläufen geführt. In Folge dessen benötigen Hersteller mehr Maschinenflexibilität und kürzere Umrüstzeiten, um den Durchsatz zu maximieren. Herkömmliche Motorlösungen, bei denen durch Rotationsmechanismen angetriebene Ketten, Riemen und Getriebe zum Einsatz kommen, sind meist starr mit komplexen Designs und wenig Flexibilität. Neue Maschinenlösungen z. B. Robotertechnologien, das itrak -System und die MagneMotion -Fördersysteme von Rockwell Automation sind besser für die Produktionsanforderungen von heute geeignet. Durch die schnelle und unabhängige Achssteuerung der itrak Mover können Drehzahlen und eine Präzision erzielt werden, die mit herkömmlichen Sortierverfahren nicht vergleichbar ist. Rick Gessler, Director of Marketing, Delkor Systems² Das itrak-system ersetzt herkömmliche Mechanik durch einfache und effektive Softwareprofile. Dies führt zu schnelleren und flexibleren Verpackungsanwendungen. Die MagneMotion- Hochleistungsfördersysteme mit servogesteuerter, autarker Transporttechnik sorgen für den sichereren, schnelleren und einfacheren Transport von Produkten und schweren Lasten zwischen Maschinen und innerhalb eines Werks. Die Integration von Robotertechnologien in ein Verpackungssystem ermöglicht eine schnelle Kommunikation von Steuerungs-, Sicherheitsund Prozessinformationen sowie die präzise Steuerung von Maschinenbewegungen. Rockwell Automation bietet das bevorzugte Maß an Roboterintegration und -steuerung über EtherNet/IP und vereinfacht so das Design, den Betrieb und die Instandhaltung von Maschinen. Cama Group setzt itrak- System zum Verkürzen der Umrüstzeiten ein Die italienische Cama Group hat das itrak-system von Rockwell Automation für die robotergesteuerte Monoblock- Ladeeinheit IF318 übernommen. Das itrak-system ermöglicht eine unabhängige Steuerung der magnetisch betriebenen Mover der Maschine und unterstützt automatisierte Umrüstungen der IF318. Im Vergleich mit einem manuellen Einsatz werden dadurch Umrüstungszeiten verkürzt. Außerdem sind bei der IF318 weniger Systemneustarts nach einem NOT- AUS erforderlich. Bei herkömmlichen Verpackungssystemen benötigen Motoren im Falle eines Wiederanlaufs nach einem Stopp einige Sekunden, um in die Ausgangsstellung zurückzukehren. Die auf jedem itrak Mover festgelegten Absolut- Encoder speichern die Positionsdaten während eines Stromausfalls. Im Anschluss kann die Maschine daher sofort wiederanlaufen. Riccardo Panepinto, Operations Director at Cama Group.¹ 1 Solutions in Action: Cama Group, Anwenderbericht von Rockwell Automation, Juli Solutions in Action: Delkor Systems, Rockwell Automation Anwenderbericht, Juli 2015 Verpackungstrends der Zukunft 6

7 Maschinendesign für eine sich ändernde globale Belegschaft Die globale Belegschaft in der Fertigung sieht sich momentan mit einer massiven Umstellung konfrontiert. In mehreren Regionen der Welt bedroht der Fachkräftemangel Wachstum und Produktivität. Angesichts dieser Herausforderungen müssen Verpackungsmaschinen so konzipiert sein, dass sowohl neue als auch erfahrene Mitarbeiter sie einfach bedienen können und gleichzeitig Mitarbeitersicherheit und -produktivität gewährleistet sind. Produktivität maximieren HMI-Faceplates mit systemweiten Diagnosefunktionen und übersichtlichen Bildschirmdarstellungen können Bediener dabei unterstützen, Fehler besser zu erkennen, und die Fehlerbehebung erleichtern. Integrierte Hilfefunktionen und Benutzerhandbücher machen unerfahrene Bediener mit dem Umgang der Maschine vertraut. Der Allen-Bradley Kinetix 5700-Servoantrieb kann bei größeren Maschinen die Inbetriebnahme und Instandhaltung erleichtern. Durch Lastüberwachung mit Tuning in Echtzeit müssen Achsen nicht jeweils einzeln abgestimmt werden. Die Inbetriebnahme kann dadurch um Tage, Wochen oder sogar Monate verkürzt werden. Die Tracking Notch-Filter-Technologie kann Maschinenausfälle verhindern, indem Resonanzfrequenzen erkannt und entfernt werden und von Zeit zu Zeit automatische Feinabstimmungen durchgeführt werden. Modernisierte Sicherheit Moderne Sicherheitssysteme mit Integration in Maschinensteuerungssysteme reduzieren Sicherheitsrisiken und verbessern gleichzeitig die Produktivität. Diese Systeme sind weniger anfällig für Fehlabschaltungen als festverdrahtete Systeme. Außerdem sind sie ergonomischer, das heißt, die Wahrscheinlichkeit, dass die Bediener sie übersteuern und sich selbst in Gefahr bringen, ist geringer. Beim Unternehmen Columbia Machine haben Sicherheit und effiziente Leistung oberste Priorität. Dank unserer Investition in Produkte von Rockwell Automation können wir flexible, zukunftsfähige Maschinen bauen, die unsere Ziele und die unserer Kunden erfüllen. Ted Yeigh, Sales Director, Columbia Machine¹ 1 Solutions in Action: Columbia Machines, Anwenderbericht von Rockwell Automation, September 2015 Verpackungstrends der Zukunft 7

8 Reduzierte Designkomplexität Beim Design der Maschine muss sichergestellt werden, dass sowohl die Anforderungen des Kunden als auch die eigenen Rentabilitätsziele erfüllt werden. Premier Integration führt Steuerungsprogrammierung, Gerätekonfiguration, Maschinenbetrieb und Instandhaltung in nur einer Softwareumgebung zusammen. Dies verringert die Systemkomplexität und verkürzt die Designdauer auf unterschiedliche Weise: Die Studio 5000-Entwicklungsumgebung bietet eine einzige Plattform für das Design und die Konfigurierung von Systemen, es werden nicht mehrere Tools benötigt. Logix-basierte Steuerungen erkennen spezifische Rockwell Automation-Komponenten und importieren automatisch deren Geräteprofile. Bibliotheksverwaltung ermöglicht die Speicherung, Verwaltung und Wiederverwendung von Code aus Ihren Programmen. Dadurch verkürzen Sie die Entwicklungsdauer und können auf erfolgreichen Projekten aufbauen. Auch die Auswahl des richtigen Geräts kann entscheidend zur Reduzierung der Systemkomplexität beitragen. Beispielsweise bieten die Allen-Bradley PowerFlex 527-Antriebe die Vorteile der Premier Integration, verwenden jedoch integrierte Befehle, die mit Kinetix-Servoantrieben geteilt werden. Dadurch werden Konfiguration, Programmierung und Steuerung der Antriebe optimiert. Unsere Möglichkeiten zur Verbesserung der Maschinenfunktionen waren wegen einiger unserer Steuerungskomponenten eingeschränkt.durch unsere Rockwell Automation- Systeme und Allen-Bradley- Steuerungen können wir mehr aus unseren Maschinen herausholen. John Bailey, Vice President of Sales and Marketing, Inline Filling Systems 1 In Bezug auf Programmierung und Verdrahtung war die Verwendung eines Systems, bei dem Steuerung, Antriebe und Bedienerschnittstelle über das Netzwerk miteinander kommunizieren, enorm hilfreich. Programmiertools wie Add- On-Befehle und HMI-Vorlagen haben die Maschinenentwicklung ebenfalls optimiert. Daren Nickell, Controls Manager, RND Automation & Engineering 2 1 Solutions in Action: Inline Filling Systems, Anwenderbericht von Rockwell Automation, September Solutions in Action: RND Automation & Engineering, Anwenderbericht von Rockwell Automation, Oktober 2016 Verpackungstrends der Zukunft 8

9 Ein neuer Ansatz für mehr Sicherheit Der Bau von vernetzten, informationsfähigen Verpackungsmaschinen für die intelligente Fertigung bietet zahlreiche Vorteile. Sicherheitsbedenken sollten jedoch nicht außer Acht gelassen werden. Neue Verbindungen bei einer Maschine bedeuten auch mögliche Sicherheitsbedrohungen. Diese Bedrohungen können physischer oder elektronischer Art, beabsichtigt oder unbeabsichtigt sein und dezentral oder vor Ort stattfinden. Defense-in-Depth-Sicherheit Intelligente Verpackungsmaschinen benötigen einen Defense-in-Depth-Sicherheitsansatz, der geistiges Eigentum, den Schutz von Abläufen und sichere Verbindungen für den dezentralen Zugriff schützt. Die Defense-in-Depth-Sicherheit beruht auf der Annahme, dass jeder geschützte Punkt umgangen werden kann und deshalb mehrere Sicherheitsebenen erforderlich sind, um solche Bedrohungen zu minimieren. Auf den einzelnen Ebenen sind u. a. folgende Sicherheitsmaßnahmen möglich: Physisch: Mit Lockout-Geräten können der unautorisierte Zugriff auf USB-Ports und eine unerwünschte Datenentfernung verhindert werden. Mit Lockin-Geräten kann die unautorisierte Entfernung von Kabeln verhindert werden. Anwendung: Ein rollenbasiertes Zugriffssteuerungssystem kann den Zugriff auf wichtige Prozessfunktionen beschränkten, während Software zur Authentifizierung, Autorisierung und Accounting (AAA) den Zugriff auf und Änderungen an der Anwendung verfolgen kann. Gerät: Durch die Änderung der Standardkonfigurationen für integrierte Geräte kann deren Sicherheit in bestimmten Bereichen verbessert werden (z. B. restriktiver Zugriff und Änderungsmanagement). Die Fertigungsindustrie wird am häufigsten Opfer von Cyberspionage Data Breach Investigations Report¹ Defense-in-Depth-Sicherheit wird für folgende Optionen empfohlen: IEC Standardserie (früher ISA-99) NIST-Spezialpublikation U.S. Department of Homeland Security/ Idaho National Laboratory Report Data Breach Investigations Report, Verizon, 2016 Verpackungstrends der Zukunft 9

10 Fazit Die Zukunft der Verpackung wird intelligenter und produktiver. Ihre Kunden möchten ihre Betriebsabläufe besser verstehen und dem Druck im globalen Wettbewerb standhalten. Ihre Kunden wenden sich an Sie, wenn es darum geht, intelligente und sichere Hochleistungsverpackungsmaschinen zu bauen, die für mehr Produktivität, Flexibilität und Einfachheit sorgen. Verpackungstrends der Zukunft 10

11 Rockwell Automation, Inc. (NYSE:ROK) ist der weltweit größte, spezialisierte Hersteller von Automatisierungs- und Informationslösungen für die industrielle Produktion. Ziel von Rockwell Automation ist es, die Produktivität seiner Kunden zu steigern. Darüber hinaus verpflichtet sich das Unternehmen zur Nachhaltigkeit. Weltweit sind unser Marken Allen-Bradley und Rockwell Software für Innovation und hervorragende Leistung anerkannt. Folgen Sie ROKAutomation auf Facebook, Twitter und Google Plus. Abonnieren Sie uns auf Youtube. Vernetzen Sie sich mit uns auf LinkedIn. Allen-Bradley, Bulletin 5069, Compact I/O, CompactLogix, ControlLogix, Integrated Architecture, itrak, Kinetix, Listen. Think. Solve., MagneMotion, PartnerNetwork, PowerFlex, Rockwell Software, Stratix und Studio 5000 sind Marken von Rockwell Automation, Inc. EtherNet/IP ist eine Marke der ODVA. CNCAssembly ist eine Marke von Transformix Engineering. SOLIDWORKS ist eine Marke von Dassault Systèmes SolidWorks Corporation. lautomation.com Hauptverwaltung für Antriebs-, Steuerungs- und Informationslösungen Amerika: Rockwell Automation, 1201 South Second Street, Milwaukee, WI USA, Tel: , Fax: Europa/Naher Osten/Afrika: Rockwell Automation NV, Pegasus Park, De Kleetlaan 12a, 1831 Diegem, Belgien, Tel: , Fax: Asien/Australien/Pazifikraum: Rockwell Automation, Level 14, Core F, Cyberport 3, 100 Cyberport Road, Hong Kong, China, Tel: , Fax: Deutschland: Rockwell Automation GmbH, Parsevalstraße 11, Düsseldorf, Tel: +49 (0) , Fax: +49 (0) Schweiz: Rockwell Automation AG, Industriestrasse 20, CH-5001 Aarau, Tel: +41(62) , Fax: +41(62) , Customer Service Tel: Österreich: Rockwell Automation, Kotzinastraße 9, A-4030 Linz, Tel: +43 (0) , Fax: +43 (0) Publikation: OEM-SP074A-DE-P Februar Rockwell Automation, Inc. Alle Rechte vorbehalten.