Digitale Transformation Nachhaltig und kosteneffizient: Digitalisierung in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie

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«Hochwertige Produkte effizient, zeitsparend und kostengünstig zu produzieren, ist herausfordernd», erklärt Peter Süss, Chefingenieur bei Nestlé. Hinzu kommen Unterbrechungen der Lieferketten, Veränderungen des Klimas sowie weltweite Megatrends, wie etwa demografischer Wandel oder die Glokalisierung. «Digitalisierung und Automatisierung sind wichtige Zutaten, um diese Herausforderungen in der Lebensmittel- und Getränke­industrie zu meistern und als Unternehmen wettbewerbsfähig zu bleiben. Das Siemens-​Projekt am Nestlé-Standort in Juuka zeigt, dass dank einer Modernisierung und Digita- lisierung der Produktionsanlage jährlich 50' 000 bis 100' 000 Euro an Rohstoffen und Energiekosten eingespart werden konnten», so Goran Pavlovic, Branchenbetreuer der Lebens­mittel- und Getränkeindustrie bei Siemens Schweiz.

Siemens verbindet die reale mit der digitalen Welt

Heute werden komplexeste Produkte und Prozesse in der virtuellen Welt entwickelt, getestet und optimiert, bevor sie in der realen Welt hergestellt werden. Dafür werden die zukünftigen Produkte und Anlagen als Softwaremodelle erstellt und simuliert – als sogenannter digitaler Zwilling.

Digitale Zwillinge erlauben nicht nur, Produkte und Prozesse schneller zu entwerfen, zu simulieren und herzustellen, sie ermöglichen es auch, sie je nach Wunsch besonders günstig, leistungsstark, robust oder umweltfreundlich zu gestalten. Zudem kann der virtuelle Doppelgänger ein Produkt oder eine Anlage wie ein digitaler Schatten durch alle Stufen der Wertschöpfungskette begleiten – von der Herstellung über den Betrieb bis hin zum Service oder gar Recycling. Genau dies hat Siemens zusammen mit Nestlé umgesetzt und eine ihrer Produktionsanlagen modernisiert und digitalisiert.

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Zusammenarbeit von Nestlé und Siemens

Das Nestlé-Werk in Juuka, Finnland, stellt hochwertige Bratensaucen, Demi-Glace und Fonds her, die für Köche und Restaurants in ganz Europa bestimmt sind. Die Herstellung qualitativer Produkte wurde aufgrund des Alters der Fabrik und die etwas in die Jahre gekommene Automatisierung immer schwieriger und ineffizienter. «Die Suche nach einem Komplettanbieter für Automatisierungs- und Digitalisierungslösungen war eine Herausforderung», meint Süss. Doch Siemens war in der Lage, mit dem Digital Enterprise Portfolio für die Lebensmittel- und Getränke­industrie eine Komplettlösung anzubieten.

Value-Hacking: Von Daten zu Nachhaltigkeit

Um die Juuka-Fabrik in das digitale Zeitalter zu führen, startete Siemens einen Value-Hacking-Ansatz, um einen messbaren Mehrwert zu schaffen. Gemeinsam mit Nestlé wurden Herausforderungen identifiziert und priorisiert, um Metriken, technische Lösungen und Wertversprechen zur Bewältigung der Schwierigkeiten zu entwickeln. Dabei wurden auch die Mitarbeitenden am Standort Juuka einbezogen, um sicherzustellen, dass alle die Chancen und den Nutzen der digitale Transformation kennen.

Modernisierung und Digitalisierung der Anlage

Ein Grundpfeiler der digitalen Transformation des Standorts Juuka beinhaltete die Modernisierung der Anlage, sprich die Erneuerung der Steuerungen, der dezentralen Periphe­rie, der Antriebe sowie der Frequenz­umrichter durch die neuste Siemens-Technologie. Durch die Modernisierung konnten viel mehr Datenpunkte gesammelt werden, als mit der veralteten Technologie möglich war.

Siemens hat ausserdem mehrere digitale Zwillinge erstellt, die zur Optimierung des Projekts beitrugen: Einer davon ist ein digitales Modell des Werks, das zur Simulation des Materialflusses in der Fabrik verwendet wurde. Mit der Werkssimulation kann Nestlé verschiedene Produktionsszenarien testen und validieren. Ein zweiter Zwilling verwendet die Leistungsdaten, die im laufenden Betrieb der Fabrik gesammelt werden, und dient der Optimierung von Prozessen und Leistungen.

Transparenz auf der ganzen Linie

Die digitale Transformation am Nestlé-Standort Juuka hat die Transparenz der Prozesse deutlich erhöht, was zu Einsparungen bei den Rohstoffen in Höhe von 50' 000 bis 100' 000 Schweizer Franken führte und die mittlere Erhitzungszeit der Kessel um 23% verbessern konnte. Möglich wurde dies, weil Daten aus der Produktion gesammelt und an Insights Hub, die industrielle IoT-as-a-Service-Lösung von Siemens, übertragen und dort ausge­wertet wurden. Die erhöhte Transparenz half auch bei der Optimierung von Koch- und Clean-in-Place-Prozessen (CIP), was die Produktionskosten weiter senkte.

Vorteile der Digitalisierung

Die Digitalisierung der Nestlé-Fabrik in Juuka führte zu einer Fülle von Daten in der Produktion. Durch deren Analyse wurden neue Erkenntnisse gewonnen, die direkte Massnahmen mit greifbaren Ergebnissen ermöglichten. Das Wissen, wo der Energieverbrauch optimiert werden kann und wie die gleiche hohe Qualität mit weniger Ressourcen aufrechterhalten werden kann, führte zu erheblichen Einsparungen und einer insgesamt verbesserten Nachhaltigkeit. Konkret: 35' 000 Schweizer Franken Kostenreduzierung bei der Verwendung von Wasser und Chemikalien pro Jahr, jährliche Einsparungen von 0,5 Vollzeit­äquivalenten (FTE) durch Verringerung der Anzahl der Mitarbeiter in der Produktionsplanung.

«Dieses wegweisende Projekt beweist: Der Data-driven-Ansatz und innovative Simulationstools sind nicht nur Vision, sondern bereits heute erfolgreich realisierbar und im Einsatz. Digitale Produktionen und Anlagen stellen definitiv einen Wettbewerbsvorteil dar. Ich freue mich daher auf zahlreiche spannende Digitalisierungsprojekte hier in der Schweiz, die wir als Siemens mit unseren Komplettlösungen bestens unterstützen können», schliesst Pavlovic ab.

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