Download het artikel in 
ENGINEERINGNET.BE -- Het gaat om een grootschalig project, naar analogie van het Made Different-plan voor de maakindustrie, om voedingsbedrijven te laten kennismaken met nieuwe technologieën waarmee ze de kwaliteit van hun producten en de rendabiliteit van hun productieproces kunnen verhogen. De drie peilers van het project: ‘World Class Production’, ‘Smart Production’ en ‘Digital Factory’.
In de Belgische ‘maakindustrie’ doet de voedingssector het vrij goed. Maar door de stijgende grondstofprijzen staan de marges echter steeds meer onder druk. Besparen op arbeidskosten door automatisering is één manier om de rendabiliteit te behouden. Grotere volumes produceren, is een andere.
De nationale afzetmarkt is echter verzadigd, waardoor de levensmiddelenfabrikanten in toenemende mate op export zullen moeten inzetten. In veel gevallen vereist dit echter een langere houdbaarheid van de producten. Met andere woorden: wil de voedingsindustrie overleven, dan zal ze andere productie- en automatiseringstechnieken moeten introduceren.
Jeroen Vits, Business Development Manager Production Technology & Mechatronics bij Agoria: «Deze conclusie wordt gestaafd door verschillende brainstorm- en bevragingssessies die zowel Agoria, Flanders’ Food als Fevia de laatste jaren hebben georganiseerd. Ook de Staten-Generaal voor de Industrie van 2010 oriënteert zich in deze richting.
Vandaar dat wij enige tijd geleden ‘Made Different’ hebben ontwikkeld: een ‘Strategisch Kader voor de Maakindustrie’ met zeven pijlers waarop de fabriek van de toekomst moet zijn gestoeld.
Dat fungeert ondertussen als basis voor talrijke projecten die door het Agentschap Ondernemen, onder de koepel van het Nieuw Industrieel Beleid van de Vlaamse regering, worden gefinancierd. In dit kader werd in maart 2013 ook F³ opgestart, een NIB-project dat zich specifiek op de voedingsindustrie richt.»
Gratis traject voor voedingsbedrijven
Binnen F³ bundelen Flanders’ Food, Agoria en Sirris de krachten en richten ze hun aandacht op drie van de zeven pijlers van ‘Made Different’. Stefan Coghe, Wetenschappelijk Adviseur van Flanders’ Food: «Het is precies op die vlakken dat er in de voedingsindustrie nog het meeste werk aan de winkel is én de grootste opbrengsten kunnen worden gerealiseerd.
Vandaar dat we doelbewust hebben gekozen om ons in F³ te beperken tot ‘World Class Production’, ‘Smart Production’ en ‘Digital Factory’. Aangezien zowel Flanders’ Food als Agoria en Sirris al een goed beeld van de mogelijkheden hebben, willen we ons in eerste instantie toeleggen op het informeren van de voedings- en technologische industrie over de nieuwe technologieën, dit via nieuwsbrieven, studiedagen, workshops,...
Want al te weinig voedingsbedrijven hebben een correct zicht op de mogelijkheden die de nieuwe oplossingen kunnen bieden. Bovendien denken velen dat de technologieën nog niet marktrijp zijn, te duur zullen uitvallen, te ingrijpende veranderingen in de productie teweeg zullen brengen of gewoonweg niet voor hun type producten toepasbaar zijn. Vandaar dat we in F³ dan ook veel verder gaan dan enkel maar sensibilisering.
Zo zullen we een technologiescan ontwikkelen om na te gaan op welke technologische punten een voedingsbedrijf kan verbeteren en welke nieuwe oplossingen er effectief een toegevoegde waarde kunnen opleveren. Deze zal gratis ter beschikking worden gesteld van de leden van Flanders’ Food en Agoria.
De deelnemers krijgen ook technologisch advies en kunnen desgewenst met de nieuwe technologieën experimenteren. Als uit deze testen blijkt dat er effectief potentieel is, dan voeren we (eveneens gratis) een haalbaarheidsstudie en financiële analyse uit.
Tot slot brengen we ook de mogelijke leveranciers in kaart en zorgen we ervoor dat de geïnteresseerde voedingsbedrijven ermee in contact komen. Daar stopt onze inbreng: de effectieve implementatie valt buiten de scope van dit project.»
Betere kwaliteit en langere houdbaarheid
Maar waarover gaat het nu? Laat ons de drie peilers eens onder de loep nemen. Bij ‘World Class Production’ wordt aandacht besteed aan nieuwe technologieën die voor een hogere kwaliteit en langere houdbaarheid kunnen zorgen.
Stefan Coghe: «In eerste instantie betreft het alternatieven voor pasteurisatie en sterilisatie, aangezien deze traditionele technieken vaak een negatief effect op de eindproducten hebben. Denk maar aan een afname van de nutritionele waarde, kleur- en smaakafwijkingen,...
In concreto spreken we over hogedrukbehandeling voor verpakte producten en gepulseerde elektrische velden voor vloeistoffen. Daarnaast zijn er de industriële microgolf- en radiogolfverwarming. Tenslotte verwachten we ook wel wat van irradiatie via elektronenbundels.
Deze technologieën zorgen niet alleen voor een vergelijkbare of langere houdbaarheid, maar maken tevens komaf met de nadelen van de traditionele bereidingsmethodes. Bovendien verbruiken ze flink wat minder energie dan thermische processen, waardoor ze dus eveneens de rendabiliteit van de levensmiddelenbedrijven verhogen.
Want energie wordt een alsmaar grotere kostenpost voor de voedingsverwerkende nijverheid.»
Decontaminatie van oppervlakken
Een langere houdbaarheid kan echter ook door de decontaminatie van oppervlakten worden bereikt. Vandaar dat F³ eveneens inzet op nieuwe technologieën die op dat vlak beter scoren.
Er werden al enkele oplossingen geselecteerd, namelijk gepulseerde lichtflitsen, UV-behandeling, infraroodverwarming en ‘cold plasma’ (een fase die uit ionen en radicalen bestaat). Deze technologieën zijn allemaal in staat om micro-organismen op producten en contactoppervlakken af te doden.
Stefan Coghe: «Een laatste domein is het beperken van ‘postcontaminatie’, zoals een nabesmetting als gevolg van het slicen van gepasteuriseerde producten. De praktijk wijst uit dat er op dit vlak nog werk aan de winkel is.
De beste oplossing bestaat erin om het gebruik van messen zoveel mogelijk te weren. Waterjettechnologie heeft zijn nut in de praktijk al bewezen, maar we willen ook de mogelijkheden van alternatieve snijtechnieken, zoals plasma en zelfs laserstralen, bekijken.»
Nieuwe automatisering
Een tweede pijler is ‘Smart Production’ of de automatisering en robotisering van een maximaal aantal stappen in de transformatie van ingrediënten en halffabrikaten tot afgewerkte producten (logistiek valt niet in dit domein). Niks nieuws onder de zon, horen we u al denken, maar er is wel degelijk heel wat evolutie op dit vlak.
Jeroen Vits: «Vandaag staat de technologie al veel verder dan enkel de pure automatisering van menselijke handelingen. De huidige sleutelwoorden zijn 'modelling & control en monitoring & diagnostics'-technologie. Niet alleen de menselijke handelingen worden verfijnd nagebootst. Ook beschikken de robots over steeds meer intelligentie waardoor ze verbanden kunnen leggen, conclusies trekken en acties ondernemen.
De centrale technologie hierachter zijn neurale netwerken. Het gaat om algoritmes die de data, gegenereerd door sensoren en procescontrole, uitvlooien, verbanden leggen en acties voorstellen. De robotica voert deze acties dan uit. Het spreekt vanzelf dat de oorzaak/gevolg-verbanden die door de machines worden gelegd, door ingenieurs worden geprogrammeerd.
Voor de nieuwe generatie robots behoren zien, voelen en deductie tot de functionaliteiten. Slimme machines laten toe om de productie quasi zonder menselijke interactie uit te voeren. Zij integreren ook de real time procescontrole waardoor fysische procescontrole door operatoren niet meer is vereist.
De combinatie van nieuwe sensoren en slimme software laat toe om snel problemen te detecteren en oplossingen voor te stellen. Als het fout gaat, kan op die manier heel snel worden ingegrepen en productverliezen geminimaliseerd. Procescontrole en machinesturing zijn immers geïntegreerd. Voedingsbedrijven streven immers naar een ‘zero waste’, wat automatisch de rendabiliteit ten goede komt.»
Stefan Coghe: «Een belangrijk onderdeel van die monitoring zijn de zogenaamde visiesystemen. En we spreken hier al lang niet meer over klassieke RGB-camera’s, maar over hyperspectrale types die beeldverwerking met spectroscopie combineren. Veel van deze technologieën zijn al marktrijp, maar vaak staat de software nog niet volledig op punt. Hier wordt echter hard aan gewerkt, onder meer via het Flanders’ Food-project ‘Sensors for Food’.»
Heel wat voordelen
Al deze oplossingen voor een geïntegreerde automatisering kunnen een serieuze bijdrage aan de rendabiliteit van een voedingsbedrijf leveren. Jeroen Vits: «Eerst en vooral zorgen ze ervoor dat de competenties van de arbeidskrachten beter kunnen worden benut. Want in plaats van het uitvoeren van repetitieve taken kunnen ze zich op verbetering en controle toeleggen.
Met andere woorden: automatisering laat toe om het personeel ‘slim’ in te zetten. Het werk wordt interessanter en de mensen gemotiveerder. Bij velen zal dat resulteren in een creativiteit die uitmondt in oplossingen die de rendabiliteit nog verhogen. Bovendien lost het een ander probleem op, namelijk de moeilijke zoektocht naar laaggeschoolde arbeiders die bereid zijn om het repetitieve werk in een voedselverwerkende fabriek te doen.
Dergelijke automatisering zorgt tevens voor een flexibel en modulair productieapparaat dat toelaat om snel op nieuwigheden in te spelen en op een rendabele manier kleine batches van specialiteiten te maken. Dit is belangrijk omdat ons land op dat vlak al een grote reputatie in het buitenland geniet.
Tevens leidt een hogere graad van automatisering tot een hogere kwaliteit en voedselveiligheid. De risico’s op contaminaties door menselijke handelingen worden immers uitgeschakeld en een maximale traceerbaarheid wordt gegarandeerd. Maar om al die voordelen te verkrijgen, zijn er natuurlijk wel enkele voorwaarden.
Zo moeten de oplossingen een minimale reactie- en omschakelingstijd hebben. Tevens dienen de installaties voldoende robuust te zijn zodat er een minimum aan uitval is. Hierbij is een belangrijke rol weggelegd voor de 'monitoring & diagnostics'-tools.»
Volledige integratie
Het derde aandachtspunt is de ‘Digital Factory’ waarbij het accent op een volledige integratie van alle informatica ligt. Jeroen Vits: «Veel bedrijven werken weliswaar al met MES, CRM en ERP.
Alleen zijn die systemen vaak niet aan elkaar gekoppeld waardoor de rechterhand in het bedrijf vaak niet weet wat de linker doet, het onmogelijk is om op elk moment up-to-date rapporten te genereren en er dubbel werk inzake encodering wordt gedaan. Het is zeer moeilijk om analyses te maken die niet standaard zijn en in ‘quick response modus’ het bedrijf te besturen.
Door de systemen aan elkaar te koppelen en te integreren, en er een ‘business intelligence’-laag bovenop te zetten, verhoogt de bestuurbaarheid en transparantie van het bedrijf. Data redundantie wordt verlaagd en reactiesnelheid verhoogd. Meer nog: de administratieve taken worden gereduceerd en de informatie zal op een intelligente manier kunnen worden toegepast.
Informatie is een kostbaar asset voor het bedrijf. Door het snel en intelligent aanwenden ervan kan de levensmiddelenproducent immers zijn concurrenten voor blijven. Zo is het belangrijk te weten welk product uit de portfolio winstgevend is en welk niet, waar er extra capaciteit is en waar de bottlenecks zich manifesteren. De ‘Digital Factory’ laat toe om inefficiënties en verliezen te identificeren, waardoor de rendabiliteit verder kan stijgen.»
Ambitieus, maar noodzaak
F³ is een ambitieus project, zoveel is zeker. Maar de initiatiefnemers zijn ervan overtuigd dat deze aanpak een absolute noodzaak is om de voedingsindustrie in België te verankeren en leefbaar te houden.
Stefan Coghe: «Met dit project overbruggen we de kloof tussen de huidige situatie en de Fabriek van de Toekomst, en dit zowel voor individuele bedrijven als waardeketens. We beogen in zestig firma’s een technologiescan uit te voeren, voor een vijftigtal bedrijven experimenten te doen en technologisch advies te verlenen, om tenslotte voor een twintig deelnemers transformatieplannen op te stellen. Deze succesverhalen zullen inspirerend werken voor de verdere transformatie van de sector.»
«Om de vinger aan de pols te houden over wat bij de voeding- en technologiebedrijven leeft, wordt er binnenkort trouwens een Klankbordgroep samengesteld. Leden van Flanders’ Food en Agoria kunnen zonder kost hierbij aansluiten en zelf ook input geven aan de activiteiten binnen F³.»
(foto's: Agoria, Ilvo, Sabmiller)
door Els Jonckheere, Engineeringnet
