Qualitätssicherung erfolgt in der Lebensmittelproduktion vielfach nur stichprobenartig und retrospektiv. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens soll jetzt eine Methodik entwickelt werden, die eine kontinuierliche, vorausschauende Überwachung des gesamten Produktionsprozesses von Lebensmitteln ermöglicht.

An diesem Punkt setzt das Forschungsvorhaben IP1 an: Schon während der Produktion soll aus Sensordaten und Rohstoff-Informationen ein Modell der Produkte generiert werden, ein sogenanntes „virtuelles Abbild“.

„Anhand des virtuellen Abbildes kann auf Echtzeit-Informationen wie Produkteigenschaften und Qualität der Lebensmittel zurückgegriffen werden, weitgehend ohne zeitaufwendige Labortests oder zusätzliche kostspielige Sensorik“, erläutert Oliver Niggemann, Vorstand am Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) und Leiter des Forschungsvorhabens IP1.

Dazu machen sich die Forscher des inIT den Nutzen Cyber-physischer Systeme zu Eigen: Es werden Modell-Formalismen entwickelt, die sowohl die Prognose aller relevanten Produkteigenschaften erlauben als auch das Modell-Lernen während des Betriebs unterstützen.

Die gelernten virtuellen Abbilder können beispielsweise in der Qualitätskontrolle zur Überwachung von Standards und Spezifikationswerten eingesetzt werden. Die entlang der Prozess-Kette ermittelten Soll-Werte werden direkt und unmittelbar mit den aus den virtuellen Abbildern abgeleiteten Ist-Werten verglichen. „Dieses Vorgehen ermöglicht es, etwa Fehl-Chargen und Sicherheitsrisiken noch während der laufenden Produktion zu erkennen und aus dem Verkehr zu ziehen, um Sicherheitsrisiken zu minimieren und Verbraucher schützen zu können“, benennt Professor Jan Schneider, stellvertretender Institutsleiter am Institut für Lebensmitteltechnologie.NRW (ILT.NRW), eines der Ziele des Forschungsprojektes. Des Weiteren werde, bedingt durch die Echtzeit-Prognosen bei den Prozess- oder Rohstoff-Schwankungen, eine verbesserte „Raum-, Zeit- und Rohstoff-Ausbeute“ angestrebt, die den Lebensmittelproduzenten Wettbewerbsvorteile ermöglichen können.

Über „IP1“

Der Projektname IP1 steht für „Impulsprojekt 1: Qualitätssicherung in der Lebensmittelproduktion durch Cyber-physische Systeme und Big Data“. Als Kooperationspartner sind neben dem Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Hochschule OWL und dem Institut für Lebensmitteltechnologie.NRW (ILT.NRW) der Hochschule OWL auch die Unternehmen Symrise AG, Dr. August Oetker KG, KHS GmbH, GEA Westfalia Separator Group GmbH, Schwarz Cranz GmbH & Co KG, Intelligence, riha-Wesergold Getränke GmbH & Co. Handels-KG, Infokom, Multisensorik, OWITA GmbH, ISI-Automation und Polytec am Forschungsvorhaben beteiligt.

Das inIT forscht seit 2009 unter dem Dach des Forschungs- und Entwicklungszentrums Centrum Industrial IT (CIIT) gemeinsam mit Partner aus Industrie und Wissenschaft an Lösungen für die Fabrik der Zukunft.