Hoe stuwt robotica en sensortechnologie de voedingsindustrie vooruit? Verslag

Op 07/05/2015 tijdens de Indumation (industrial automation) beurs te Kortrijk, co-organiseerden het F3 en het Sensors For Food project, samen met het Europese project PicknPack, een workshop rond smart production en sensortechnologie. Sprekers uit de praktijk en uit de onderzoekswereld wisselden elkaar af. De voedingsindustrie, de machinebouw industrie en de onderzoekers, gingen er met elkaar in debat over waar de grootste uitdagingen zitten en waar de grootste winsten te halen zullen vallen in de nabije toekomst. De workshop werd in 2 delen opgedeeld: Sensors – data enerzijds en Robotics & actuation anderzijds.

 Productiviteitsgroei

Pieter Weyn, de economist van Fevia, toonde aan de hand van historische cijfers aan dat de belangrijkste verklaring voor de productiviteitsgroei van de Belgische voedingsindustrie, haar oorzaak vindt in investeringen in technologie, zowel machines als ICT. Die investeringen moeten de negatieve gevolgen opvangen van de stijgende loon- en energie kosten in België.

Sensor en data technologie

Trends in sensor technologie

Prof Wouter Saeys van de KU Leuven gaf een overzicht van een aantal belangrijke trends in sensor technologie die de voedingsindustrie in belangrijke mate kunnen helpen om kwaliteitscontrole te automatiseren. De ontwikkeling van hyperspectraal, X-stralen, thermografie, NIR spectroscopie en RGB kleuranalyse ism 3D scanning, zorgen voor enorm mogelijkheden voor in-line kwaliteitscontrole van levensmiddelen met belangrijke variaties zoals fruit, vlees en groenten.

RFID

Prof John Gray van Universiteit van Manchester schetste de ontwikkelingen ogv traceerbaarheid mbv RFID tags. Hij tekende de ICT structuur uit van een traceerbaarheidssysteem mbv RFID tags uit dat de hele waardeketen omvat. De tekening bevatte zowel de data structuur, de software interfaces als de hardware.

Industrie en onderzoekswereld in debat

Onder leiding van Kris Van De Voorde van Imec gingen Sven De Busschere (Siemens), Stefaan Van Durme (Krohne), Philip Van Eecke (Milcobel) en Wouter Saeys in debat over waar de grootste toegevoegde waarde zit van sensortechnologie in de voedingsindustrie. De eerste vraag van de moderator was naar de trager snelheid waarmee sensortechnologie doorbreekt in de voedingsindustrie. De verklaringen die daarvoor werden aangebracht verwezen o.a. naar de lagere marges in de voedingsindustrie, de strenge regelgeving en dat het Vlaamse voedingsindustrie vooral is opgebouwd uit KMO’s. Voor oplossingen wordt gekeken in de richting van de ontwikkeling van ‘light’ versies van de technologie met veel nadruk op hygiënisch ontwerp en reinigbaarheid. Ook het huren van nieuwe technologie is een mogelijkheid om de gap te overbruggen. Collectieve initiatieven zoals F-3, SFF zijn ook een manier om bedrijven te helpen om met niet core technologie sneller ervaring te laten opdoen. In deze projecten treedt de overheid op als co-financier maar stelt haar voorwaarden. Als algemene regel kan gesteld worden hoe hoger het subsidiepercentage in collectieve projecten, hoe belangrijker het deel van de ontwikkelde kennis die gedeeld moet worden. De volgende vraag van de moderator betrof hoe de voedingsindustrie omgaat met al de nieuwe data die sensortechnologie oplevert. De toegenomen informatiehoeveelheid geeft de bedrijven de mogelijkheid om meer transparantie te realiseren in haar operaties en dus efficiëntieverliezen te identificeren en weg te werken. Een goed voorbeeld hiervan is de bepaling van Overall Equipment Efficiency. De technologische industrie heeft ondertussen ook al een heel eind afgelegd ogv visualisatie van deze nieuwe informatie en ze duidelijk zichtbaar te brengen voor de operator aan de lijn. Hier kan nog meer vooruitgang worden gemaakt door een diepere samenwerking tussen voedingsindustrie, software producent en de leverancier van de sensortechnologie.

De laatste vraag voor het panel was m.b.t. het Internet of Things (IOT). De voedingsindustrie is vragende partij om een verdere verbinding van haar data en productiesystemen tot één geheel. Wouter Saeys liet weten dat er nog heel wat vooruitgang mogelijk is ogv het operationele, de logistiek en transport maar dat opvolging op productbasis (vb. een tros tomaten) nog een tijd te duur zal blijven. Siemens gaf mee dat IOT ook voor problemen zorgt zoals data security. Krohne wees ook naar de verdere integratie van draadloze systemen in de productie. Dat zal de mogelijkheden verhogen om upgrades te doen van bestaande installaties.

Robotics & actuation

Flexibele autonome verpakkingslijnen

Ger Kootstra van de universiteit van Wageningen toonde het concept van het Europese onderzoeksproject PicknPack uitwerkt voor een flexibele en autonome verpakkingslijn. De eisen die eraan gesteld worden zijn omgaan met variatie aan voedingsproducten en variatie aan verpakkingen. De lijn wordt herconfigureerbaar. De lijn bestaat uit een combinatie van robotica en adaptieve verpakkingsmodules. De robots zorgen voor het laden en lossen van de lijn. Veel aandacht gaat naar universele grijpers of snel wisselbare grijpers alsook naar de beeldverwerking noodzakelijk om met variatie in producten om te gaan. Het project werkt met modelproducten zoals trostomaten, druiven en kipfilets.

Automotive into food

Sybram van Beem van Friesland Campina stelde een bijzonder mooie automatisatie project voor van een kaasfabriek uit Nederland. Deze fabriek werd volledig gerobotiseerd waardoor er nu geen repetitieve handelingen meer worden uitgevoerd door mensen. Het bedrijf heeft 60 medewerkers kunnen vrijmaken voor meer waarde toevoegende taken door het inzetten van robotica. Het Belgische AMS robotics heeft hen daarvoor bijgestaan. Dhr. Van Beem gidste ons door zijn ervaringen met het project. Voor hen was veiligheid en kwaliteit het allerbelangrijkste wanneer ze met het project gestart zijn. De efficiëntie- en financiële winsten volgen wanneer veiligheid en kwaliteit in orde zijn. Zo een belangrijk automatisatieproject is nooit af, het is een continu verbeterproces waarbij medewerkers centraal staan. Zonder een goed team haal je nooit de finish.

Robotics: verwachtingen van de industrie en onderzoekswereld

Sybram van Beem (Friesland Campina), Johan Potargent (AMS Robotics), Ger Kootstra (Universiteit Wageningen) en Karel Van Hoecke (Van Hoecke automation), gingen met elkaar in debat onder leiding van Professor Bram Vanderborght. Het debat leidde tot volgende inzichten. Een blijvende achilleshiel van robotica in de voedingsindustrie is de reinigbaarheid en het hygiënisch ontwerp. Dat geldt ook voor de integratie van de ondersteunende technologie voor de robot zoals de sensor en de visie technologie. Regelmatig moet een organisch product tegelijk langs verschillende kanten bekeken worden (onder, boven …) om het te kunnen opmeten en beoordelen alvorens correct te behandelen. Dat zorgt voor bijkomende uitdagingen m.b.t. het hygiënisch ontwerp van de installatie. Nog te vaak moeten bepaalde componenten afzonderlijk gereinigd worden. Omwille van deze uitdagingen worden visie en sensoriek ook meer geïntegreerd in de robot zelf. Ook de grijpers worden meer sensoren geïntegreerd. Dat geeft aanleiding tot de ontwikkeling van sensitieve grijpers zoals de grijpers van Lacquey met mechanische krachtverdeling. Dat nieuw type grijper wordt nog niet op grote schaal gebruikt in de industrie. Er wordt steeds gestart met de meest eenvoudige en robuuste technologie alvorens over te gaan naar meer geavanceerde technologie. Zeker in het geval met KMO’s wordt gewerkt. Zij aanvaarden slechts projecten met een Payback van Max 3 jaar. In KMO’s zijn automatisatie projecten vaak moeilijk terug te verdienen op die termijn omdat ze werken met een grote diversiteit aan producten en kleine runs. De verwachting is wel dat de kosten van de componenten voor automatisatieprojecten in de nabije toekomst verder zullen dalen in prijs waardoor de payback termijnen van projecten zullen dalen. Er wordt ook gewerkt om processen te re-engineeren zodat ze zich meer lenen tot automatisatie. Dat is iets waar succesvolle bedrijven zich weten te de onderscheiden. Operationele efficiëntie wordt immers ingebouwd in de processen voor er sprake is van automatisatie.

Bram Vanderborght vroeg de industrie naar hun verwachtingen voor cobots. Karel Van Hoecke liet weten dat het een goed concept is maar dat de snelheid van deze robots veel te laag licht voor de voedingsindustrie. Het zal zeer moeilijk worden om die samenwerking op hoge snelheid te realiseren in de nabije toekomst. Een ander onderwerp voor Bram Vanderborght graag de ervaringen van de industrie wilde kennen is hoe de medewerkers in de voedingsindustrie omgaan met de toenemende invloed van de robot. Karel Van Hoecke gaf mee dat er 2 types zijn: diegene die mee willen zijn en willen leren en zij die weerstand bieden. Weerstand komt vooral bij lager geschoolden die het als een bedreiging ervaren voor hun baan. Sybram Van Beem getuigde dat de betrokkenheid van de medewerkers in de fabriek essentieel was voor hen om hun automatisatieproject succesvol af te ronden. Een project begint en eindigt bij de medewerkers. Eerst moeten ze aangeven wat er nodig is. Daarna moeten ze worden opgeleid zodat ze het nieuwe proces doorhebben en vervolgens kunnen verbeteren. De medewerkers zullen mindere op de vloer werken maar meer met de machines. Ze zullen de machines besturen en onderhouden.

De laatste vraag voor het panel was, wanneer ze zelflerende robots en machines verwachten. Hier was het panel unaniem, dat zal nog een tijdje duren. Zowel snelheid als kost is nog een eind af van wat de industrie voor ogen heeft.

Verdere informatie

Hebt u verdere vragen m.b.t. sensortechnologie, digital factory of robotica, aarzel niet het F-3, SFF of PicknPack team te contacteren.

Lieselotte Geerts, Filiep Vincent, Jeroen Vits