SensInFood - Sensorintegratie als sleutel tot voedingsindustrie 4.0

De integratie van hoogtechnologische sensoren voor productinspectie biedt voedingsbedrijven een groot potentieel voor de optimalisatie van hun productie. Dit project wilde samen met de voedingsbedrijven en hun technologieleveranciers de uitdagingen die gepaard gaan met sensorintegratie aanpakken. We verkenden nieuwe technieken en geavanceerde sensortechnologieën, om zo efficiëntie, kwaliteit en veiligheid in de voedingsindustrie te verbeteren. 


Projectduur:  September 2018 - November 2020


 

Context
Binnen een exportgerichte voedingssector is een versnelde digitalisatie en innovatie van het productieapparaat noodzakelijk om de concurrentiepositie te versterken en beter te beantwoorden aan de wijzigende marktvraag. Productkwaliteit is hierbij cruciaal. De integratie van innovatieve sensortechnologieën biedt een groot potentieel voor een inline inspectie van processen en producten en een optimalisatie van de productie.

Het is als voedingsbedrijf niet vanzelfsprekend om een onderbouwde inschatting te kunnen maken van de technologische en economische haalbaarheid van de integratie van sensoren in hun productiesystemen en voor hun specifieke cases. Om de uitdagingen rond integratie te helpen aanpakken startten Sirris en Flanders’ FOOD het collectief project (VIS-project) SensInFood.

Doelstelling
Innovatieve sensortechnologieën bieden een groot potentieel voor in-line inspectie van producten en processen, waardoor een verbeterde productie-efficiëntie kan gehaald worden. Het algemene doel van het project was drempels voor de integratie van sensoren in de voedingsproductie te overwinnen. Zo kunnen de Vlaamse voedingsindustrie en haar technologieleveranciers het potentieel van in-line sensortechnologieën ten volle benutten.

 

Aanpak
Bedrijven identificeerden de integratie van sensoren in bestaande productielijnen voor het meten en analyseren van producteigenschappen en productiedata als één van de sleutelthema’s binnen Industrie 4.0. Het laat hen toe het productieproces nauwkeuriger te beheersen en hiermee de opbrengst van het proces te maximaliseren. De snelheid, intensiteit of duur van het proces kunnen immers afgestemd worden op de bereikte kwaliteit van het product. Hierdoor wordt het productieapparaat het efficiëntst ingezet, én behoudt het eindproduct zijn maximale kwaliteit. 

Resultaten

In nauwe samenwerking met voedingsbedrijven en technologie-integratoren in de gebruikersgroep, ontleedde SensInFood aan de hand van industriële cases de integratieproblematiek voor sensorintegratie.

Volgende thema’s kwamen hierbij meest aan bod:
  • Welke (recente of toekomstige) technologieën bestaan er voor het inline meten van een specifieke producteigenschap? Hierbij werd onder andere gekeken naar de inzetbaarheid van hyperspectrale beeldvorming (HSI), spectroscopie (met name (N)IR- en Raman-), microgolftechnologie, visie, en meer toekomstgerichte oplossingen voor het meten van eigenschappen binnenin een product, zoals onder andere de TeraHz-technologie. Ook soft sensing kwam aan bod. Hierbij kwantificeert men productparameters aan de hand van gerelateerde makkelijker meetbare product- of procesparameters, op basis van een onderliggend wiskundig model en/of kalibraties.


    Figure 1: microgolf gebaseerde vochtmeting

    Figure 2: Raman spectroscopy to determine chemical composition of products
  • Hoe kan productie-inefficiëntie (zoals scrap, productiestoringen, …) door menselijke fouten voorkomen worden? Deze vraag ligt buiten de scoop van het project, maar is een overweging die men moet maken alvorens te investeren in uitrusting en sensoren om fouten verder in het proces te detecteren. Hierbij ligt duidelijk een link naar digitalisatie (bijv. digitale weegschalen bij het afwegen van een receptuur, gelinkt met een receptuurlijst en eventuele identificatie-tags) en operatorondersteuning (bijv. stap-voor-stap instructies of checklijsten bij het uitvoeren van complexe taken). Zie hiervoor ook de proeftuin Operatorondersteuning en het project Operator 4.0.

  • Hoe haal ik kennis uit alle sensordata die aanwezig is binnen mijn bedrijf?

    • Manueel: om inzicht te krijgen in het proces en de afhankelijkheden tussen de procesparameters en producteigenschappen.
    • Automatisch: om het proces automatisch te gaan sturen op basis van (verwerkte) meetsignalen.

      Hierbij werd gekeken naar de stappen die nodig zijn om de data te identificeren, te verzamelen, op te kuisen (ontbrekende data, foutief geregistreerde data, foutief gekalibreerde sensoren, …), te synchroniseren, …

      De sensordata moet vaak in combinatie met andere data geanalyseerd worden (bijv. receptuur, kwaliteitscontrole van binnenkomende goederen, procesinstellingen, …). Het sensorintegratieproject wordt hierdoor verweven met andere datasystemen (ERP, MES,…) en bedrijfsafdelingen.

      In de automatisatiestap komt daarbij het connecteren van machines om de data automatisch te kunnen capteren en na verwerking in een centraal dashboard te kunnen visualiseren. (zie hiervoor ook het vervolgproject Connected Manufacturing)

       

  • Hoe pak ik dergelijk integratieproject aan, hoe schat ik de kosten en de opbrengsten in?
Doelgroepen

 
Het project richtte zich tot voedingsbedrijven (155 bedrijven) en leveranciers van productietechnologie die slimme automatisatie- en digitalisatieoplossingen aanbieden aan voedingsbedrijven: integratoren, machinebouwers, sensorontwikkelaars en technologieaanbieders (80 bedrijven).

Referenties

Speerpuntcluster-VIS-project

    Partners

    Sirris - Flanders’ FOOD

    Projectfinanciering
     

    Timing

    01/09/2018 – 30/11/2020

    Benieuwd naar meer ? Blijf op de hoogte dankzij onze blogposts!
    Onze experts houden u op de hoogte van alles wat leeft in de wereld van de productautomatisatie. Ze houden voor u de vinger aan de pols en delen hun inzichten via hapklare artikels.

    Hoe kunnen we u ondersteunen?

    Meer weten over het SensInFood project ? Bent u een voedingsbedrijf of een toeleverancier van de voedingsindustrie en hebt u vragen rond de integratie van sensoren in uw productieproces of -machine, of het samenbrengen van de data uit reeds aanwezige sensoren? Contacteer ons. Onze Senior Engineer Machatronics, Tania Drissen, helpt u graag verder.