Automatisierungslösungen für das Ende der Produktionslinie für Lebensmittelhersteller

In vielen Lebensmittelfabriken liegen die größten Effizienzprobleme nicht beim Wiegen oder Abfüllen, sondern am Ende der Produktionslinie.

Die Primärverpackungen kommen zwar schnell heraus, aber die Kartons werden immer noch von Hand geöffnet, die Produkte warten darauf, in Kisten verpackt zu werden, die Kartons stehen zum Versiegeln bereit und die fertigen Kartons stapeln sich vor dem Palettieren. Auf dem Papier sieht die Linie automatisiert aus. In der Realität hängt der letzte Teil des Prozesses jedoch immer noch von Menschen ab, die Waren bewegen, stapeln, versiegeln und den Rückstand aufholen.

An diesem Punkt beginnt in der Regel die Leistung nachzulassen.

Für Betriebsleiter und Werksleiter führt dies zu einer frustrierenden Situation. Man investiert in schnellere Anlagen in der vorgelagerten Produktion, doch die tatsächliche Tagesleistung bleibt hinter den Erwartungen zurück. Der Personalaufwand steigt stetig, Ausfallzeiten treten zwar geringfügig, aber kontinuierlich auf, und der letzte Abschnitt der Produktionslinie wird zum Grund für die Verlangsamung des restlichen Produktionsablaufs.

Deshalb konzentrieren sich immer mehr Lebensmittelhersteller auf die Automatisierung der Endverpackung. Ein gut konzipiertes System ersetzt nicht nur manuelle Arbeit, sondern sorgt auch für einen stabilen Produktfluss, reduziert Handhabungsfehler, verkürzt Umrüstzeiten und trägt dazu bei, dass die gesamte Verpackungslinie ihre tatsächliche Kapazität besser ausnutzt.

Bei der richtigen Konfiguration können dadurch Effizienzsteigerungen von bis zu 50 % erzielt werden.

Dieser Artikel untersucht, wo am Ende der Produktionslinie üblicherweise Verluste auftreten, welche Maschinen den größten Unterschied machen und wie Lebensmittelhersteller einen effizienteren nachgelagerten Verpackungsprozess aufbauen können, ohne die Produktionslinie unnötig zu verkomplizieren.

Welche versteckten Kosten entstehen durch eine ineffiziente End-of-Line-Produktion?

Ein mangelhafter Endkontrollesprozess sieht nicht immer dramatisch aus. Oft handelt es sich um eine Ansammlung kleinerer Probleme, die sich in jeder Schicht wiederholen.

Ein Mitarbeiter ist beim Formen der Kartons aufgehalten. Ein anderer hat Schwierigkeiten, mit dem Beladen der Kartons Schritt zu halten. Die Versiegelung wird ungleichmäßig, wenn die Produktionsmenge steigt. Paletten werden manuell gestapelt und beginnen, sich zu neigen. Keines dieser Probleme erscheint für sich genommen gravierend, doch zusammen verlangsamen sie die gesamte Produktionslinie.

Der Personaleinsatz ist meist der erste Engpass. Wenn die letzte Stufe der Produktionslinie von Mitarbeitern abhängt, die Kisten aufstellen, Produkte verpacken, Kartons verschließen und Fertigwaren palettieren, ist der Output an die manuelle Arbeitsgeschwindigkeit gekoppelt. Mit steigendem Produktionsvolumen lässt sich diese Vorgehensweise kaum noch aufrechterhalten. Die vorgelagerten Maschinen könnten zwar schneller laufen, aber die Produkte am Ende der Linie können nicht schnell genug abtransportiert werden.

Hinzu kommt die Produkthandhabung. Je mehr manuelle Eingriffe erforderlich sind, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit für beschädigte Kartons, heruntergefallene Verpackungen, ungleichmäßiges Stapeln oder Nachbearbeitung. Selbst wenn die Lebensmittel selbst in Ordnung sind, verursacht eine mangelhafte Sekundärverpackung später Probleme bei Lagerung, Transport und Auslieferung an den Kunden.

Produktumstellungen sind ein weiterer häufiger Produktivitätsverlust. Viele Lebensmittelhersteller verwenden unterschiedliche Artikelnummern, Packungsgrößen und Kartongrößen. Wenn jede Umstellung zu viel manuelle Anpassung erfordert, geht der Produktionslinie mehrmals täglich oder wöchentlich wertvolle Produktionszeit verloren.

Bei manuellen Prozessen ist es schwieriger, eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten. Kartons werden möglicherweise nicht einheitlich geformt. Die Produktplatzierung im Karton kann variieren. Das Klebeband wirkt unter Umständen nicht sauber. Palettenmuster ändern sich von Schicht zu Schicht. Dies sind nicht nur kosmetische Probleme. Sie beeinträchtigen die Stabilität des Versands, die Lagerabwicklung und die gesamte Produktionsliniensteuerung.

Das größte Problem besteht darin, dass Ineffizienzen am Ende der Produktionslinie das Wachstum begrenzen. Eine Fabrik mag zwar bereits über die Kapazität für eine höhere Produktion verfügen, doch wenn die nachgelagerten Bereiche diese Geschwindigkeit nicht unterstützen können, wird eine Expansion schwierig. Insofern entscheidet das Ende der Produktionslinie oft darüber, wie viel der Produktionskapazität tatsächlich genutzt werden kann.

Was sind die Kernmaschinen in End-of-Line-Lösungen?

Ein gutes Endverpackungssystem zeichnet sich nicht durch die bloße Hinzufügung von Maschinen um der Automatisierung willen aus. Vielmehr geht es darum, die richtigen Maschinen so zu vernetzen, dass Kartons reibungslos vom flachen Zuschnitt zur fertigen Palette transportiert werden – mit weniger Wartezeiten, weniger manueller Handhabung und weniger Unterbrechungen.

Für viele Lebensmittelhersteller bilden fünf Anlagenteile den Kern dieser Produktionsanlage: automatische Kartonaufrichter, DELTA-Roboter, Kartonverschließmaschine, robotergestützte Palettieranlage und Fördersysteme.

Automatischer Kartonaufrichter

Der automatische Kartonaufrichter ist der Ort, an dem der sekundäre Verpackungsprozess beginnt.

Anstatt dass die Mitarbeiter flache Kartons öffnen, begradigen und den Boden von Hand zukleben müssen, erledigt die Maschine das automatisch und leitet die abfüllfertigen Kartons an den nächsten Produktionsschritt weiter. Es ist eine einfache Verbesserung, die jedoch einen der häufigsten und oft unterschätzten Engpässe in der Produktionslinie beseitigt.

Die manuelle Kartonformung ist oft langsamer als erwartet, insbesondere bei langen Schichten. Zudem entstehen dabei Ungenauigkeiten. Manche Kartons sind sauber geformt, andere weniger, was die weiteren Arbeitsschritte beeinflusst. Ein korrekt geformter Karton lässt sich leichter beladen, leichter verschließen und ist beim Palettieren und Transportieren stabiler.

Für Fabriken mit höherer Produktionsleistung trägt die Kartonaufrichtermaschine dazu bei, von Anfang an einen gleichmäßigen Produktionsrhythmus zu gewährleisten. Anstatt auf die Vorbereitung der Kartons zu warten, erhält die Produktionslinie kontinuierlich Kartons in der richtigen Form und Position.

Dies ist auch dann wichtig, wenn verschiedene Kartongrößen verwendet werden. Mit der richtigen Konstruktion werden Umrüstungen schneller und weniger abhängig von der Bedienertechnik.

DELTA-Roboter

Sobald die Kartons fertig sind, müssen die Produkte schnell und ordentlich eingepackt werden. Hier kommt der DELTA-Roboter ins Spiel und bietet einen echten Mehrwert.

DELTA-Roboter sind für schnelle Pick-and-Place-Arbeiten konzipiert. Sie entnehmen Produkte vom Förderband und platzieren sie in einem kontrollierten Muster in Kartons. Für Lebensmittelhersteller, die Beutel, Tüten, Schalen, Schlauchbeutel oder kleine Kartons in größere Versandkartons verpacken, ist dies oft der Schritt, der den größten Engpass in der nachgelagerten Produktion beseitigt.

Im Vergleich zur manuellen Beladung liegt der Unterschied nicht nur in der Geschwindigkeit, sondern auch in der Konsistenz.

Ein DELTA-Roboter ermüdet nicht mitten in der Schicht. Er verlangsamt sich nicht, obwohl die Leistung gestiegen ist. Er sorgt für ein stabileres Belastungsmuster und trägt dazu bei, dass die Linie im Takt mit der vorgelagerten Maschine bleibt.

Dies ist besonders nützlich, wenn die Produktionslinie mehrere Artikelnummern (SKUs) verarbeitet. Unterschiedliche Packungsgrößen oder Produktanordnungen lassen sich über Rezepteinstellungen steuern, anstatt wiederholt manuell zu sortieren und zu verpacken. Dadurch wird der Systembetrieb vereinfacht und der Wechsel zwischen verschiedenen Produkten erleichtert.

Ein weiterer Vorteil ist die schonendere Handhabung. Manche Produkte lassen sich nicht einfach in einen Karton legen, ohne die Präsentation oder den Zustand der Verpackung zu beeinträchtigen. Ein DELTA-Roboter ermöglicht einen saubereren und kontrollierteren Beladevorgang ohne Geschwindigkeitseinbußen.

Kartonverschließmaschine

Sobald der Karton befüllt ist, muss er ordnungsgemäß verschlossen und ohne Verzögerung weiterverarbeitet werden.

Das ist die Aufgabe der Kartonverschließmaschine. Sie verschließt und versiegelt den Karton gleichmäßig und trägt so dazu bei, den gesamten Endverarbeitungsprozess reibungslos abzuwickeln.

Bei manuellen Arbeitsgängen verursacht dieser Schritt oft mehr Widerstand als erwartet. Die Bediener verkleben die Kartons möglicherweise mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, die Versiegelungsqualität kann variieren, und befüllte Kartons können sich vor dem Palettieren stauen. Dadurch wird der Produktionsfluss beeinträchtigt.

Eine automatische Kartonverschließmaschine löst dieses Problem durch eine besser planbare Übergabe zwischen Kartonverladung und Palettierung. Jeder Karton wird auf die gleiche Weise verschlossen, mit saubererem Klebebandauftrag und einem insgesamt besseren Erscheinungsbild.

Diese Konsistenz ist auch beim Transport wichtig. Schlecht verschlossene Kartons können sich öffnen, verformen oder auf der Palette schlecht stapeln. Ein besserer Versiegelungsprozess reduziert diese Risiken und verbessert die Versandqualität, ohne den Prozess zu verkomplizieren.

Für Hersteller, die mit unterschiedlichen Kartongrößen arbeiten, erleichtern verstellbare Verschließmaschinen den Wechsel im Vergleich zum vollständig manuellen Verkleben.

Roboterpalettieranlage

Beim Palettieren ist die Automatisierung oft der Bereich, in dem sich die Investition schnell auszahlt.

Die manuelle Palettierung ist anspruchsvoll, monoton und bei höheren Produktionsmengen schwer konstant zu halten. Sie eignet sich für kleinere Mengen, aber sobald der Kartondurchsatz steigt, wird es schwierig, Geschwindigkeit, Ladequalität und Sicherheit gleichzeitig zu gewährleisten.

Ein robotergestütztes Palettiersystem stapelt versiegelte Kartons nach einem programmierten Muster. Der Hauptvorteil liegt nicht nur in der Arbeitsersparnis, sondern auch in der Herstellung stabilerer, gleichmäßigerer und leichter zu transportierender und zu lagernder Paletten.

Für Lebensmittelhersteller, die mit verschiedenen Kartongrößen oder unterschiedlichen Bestellformaten arbeiten, bietet die robotergestützte Palettierung ebenfalls eine nützliche Flexibilität. Verschiedene Palettenmuster können gespeichert und je nach Bedarf abgerufen werden, was wesentlich einfacher ist, als sich bei jeder Produktionsänderung auf manuelle Stapelanweisungen zu verlassen.

Es verbessert außerdem das Arbeitsumfeld. Wiederholtes Heben und Stapeln belastet die Bediener spürbar, insbesondere bei längeren Schichten. Die Automatisierung dieses Arbeitsschritts reduziert die körperliche Belastung und ermöglicht es den Bedienern, sich auf die Linienüberwachung anstatt auf schweres manuelles Heben und Tragen zu konzentrieren.

In vielen Betrieben ist die Palettierung eines der deutlichsten Anzeichen dafür, dass die Produktionslinie die manuelle Arbeit hinter sich gelassen hat.

Fördersysteme

Förderbänder erhalten nicht so viel Aufmerksamkeit wie Roboter, aber sie sind es, die das gesamte System am Laufen halten.

Ein gut geplantes Fördersystem verbindet die einzelnen Produktionsschritte miteinander, sodass Produkte und Kartons möglichst reibungslos transportiert werden. Es befördert Kartons von der Montage zur Verladung, von der Versiegelung zur Qualitätskontrolle und von der Qualitätskontrolle zur Palettierung. Ohne diese Verbindung arbeiten selbst gute Maschinen wie isolierte Stationen anstatt als eine effiziente Produktionslinie.

Förderbänder helfen auch dabei, Durchflussunterschiede zwischen den Maschinen auszugleichen. Nicht jeder Abschnitt der Produktionslinie läuft jederzeit mit exakt der gleichen Geschwindigkeit. Pufferung, Abstandsregelung, Zusammenführung und die richtige Produktführung können wesentlich zur Stabilität der Linie beitragen.

Sie eignen sich auch am besten für die Integration von Inspektionssystemen. Kontrollwaagen, Metalldetektoren, Barcode-Lesegeräte, Auswurfvorrichtungen und Bildverarbeitungssysteme lassen sich problemlos in den Förderweg integrieren. Das erhöht die Zuverlässigkeit der Qualitätskontrolle, ohne unnötige manuelle Eingriffe zu erfordern.

Aus Sicht der Lagergestaltung tragen Förderbänder ebenfalls zur Reduzierung von Unordnung bei. Anstatt dass Mitarbeiter Kartons von Station zu Station transportieren, wird der Produktfluss strukturierter und einfacher zu steuern. In stark frequentierten Lebensmittelbetrieben bedeutet dies in der Regel eine bessere Raumausnutzung und weniger vermeidbare Stillstände.

Wie lässt sich eine Effizienzsteigerung von 50 % erreichen?

Nicht jede Fabrik wird die gleiche Zahl erreichen, aber starke Zuwächse sind durchaus realistisch, solange der aktuelle Endbearbeitungsprozess noch größtenteils manuell ist.

Die größte Verbesserung ergibt sich in der Regel aus der Verringerung der Abhängigkeit von manuellen Tätigkeiten. Sobald das Formen von Kartons, das Beladen, Verschließen und Palettieren automatisiert sind, ist die Produktionslinie weniger anfällig für Arbeitskräftemangel, langsamere Schichten und manuelle Ungenauigkeiten.

Der zweite Vorteil ergibt sich aus weniger Unterbrechungen. Viele Produktionslinien stehen nicht still, weil die Hauptverpackungsmaschine ein Problem hat, sondern weil die Produkte am Ende der Linie nicht schnell genug abtransportiert werden können. Sobald der nachgelagerte Prozess stabiler läuft, läuft die gesamte Linie in der Regel besser.

Die Umrüstzeit ist ein weiterer wichtiger Faktor. In Fabriken, die unterschiedliche Produkte oder Verpackungsformate herstellen, können rezeptbasierte Anpassungen im Laufe einer Woche oder eines Monats überraschend viel Zeit einsparen. Schnellere Umrüstungen bedeuten mehr verfügbare Zeit für die eigentliche Produktion.

Platz spielt eine größere Rolle, als viele Betriebe annehmen. Manuelle Endverpackungsbereiche benötigen oft zusätzlichen Raum für die Kartonlagerung, die Bewegungsfreiheit der Bediener und die temporäre Palettenbereitstellung. Ein besser integriertes System erleichtert in der Regel die Kontrolle des Bereichs und steigert die Effizienz des Betriebs.

Genauso wichtig ist, dass die Automatisierung die Produktionslinie einfacher steuert. Durch einen strukturierteren Ablauf lassen sich Verzögerungen, erhöhte Ausschussquoten und Produktionsverluste leichter erkennen. Das gibt den Betriebsteams eine bessere Grundlage für Verbesserungen, anstatt sich auf Vermutungen verlassen zu müssen.

In der Praxis erzielt man die besten Ergebnisse, wenn man den gesamten Endverarbeitungsprozess betrachtet, anstatt nur eine einzelne Maschine zu kaufen. Die Ausrüstung muss zum Produkt, zum Kartonformat, zum verfügbaren Platz und zu den tatsächlichen Engpässen in der Produktion passen. Wenn dieser Aspekt gut umgesetzt ist, bleibt der Effizienzgewinn nicht nur ein Versprechen, sondern zeigt sich im täglichen Produktionsablauf.

Schlussbetrachtung

Viele Lebensmittelhersteller verfügen bereits über solide Anlagen zur Primärverpackung, aber am Ende der Produktionslinie geht immer noch zu viel Zeit und Arbeitskraft verloren.

Wenn Kartons weiterhin manuell aufgerichtet, Produkte von Hand in Kisten verpackt, Kartons einzeln zugeklebt und Paletten manuell gebaut werden, arbeitet die Produktionslinie stets unter ihren Möglichkeiten. Eine solche Anordnung mag zwar noch funktionieren, wird aber mit steigender Produktionsmenge immer schwieriger zu handhaben.

Ein besser vernetztes End-of-Line-System ändert das. Durch den Einsatz eines automatischen Kartonaufrichters, eines DELTA-Roboters, einer Kartonverschließmaschine, eines robotergestützten Palettiersystems und von Förderanlagen wird die letzte Produktionsphase reibungsloser, gleichmäßiger und deutlich einfacher skalierbar.

Für Lebensmittelhersteller, die ihren Durchsatz steigern möchten, ohne den Personalaufwand zu erhöhen, ist dies oft einer der sinnvollsten Bereiche für eine Optimierung. Wenn Sie Ihre aktuelle Produktionslinie überprüfen, sollten Sie genau analysieren, wo die eigentlichen Verzögerungen in den nachgelagerten Prozessschritten auftreten. In vielen Fällen kann eine optimierte End-of-Line-Konfiguration vorhandene, aber bisher ungenutzte Kapazitäten freisetzen.