Es klingt nach einem Begriff aus einem Buzzword-Bingo: Losgröße 1. Abstrakt, rätselhaft, sagt alles und irgendwie nichts und reiht sich damit in die Reihe aus Digitalisierung, Industrie 4.0 und „irgendwas mit Blockchain“ ein.
Bei der aktuell vieldiskutierten Losgröße 1 geht es darum, individuelle Sonderanfertigungen serienmäßig und zu möglichst den gleichen Konditionen wie die Massenproduktion herstellen zu können. Unmöglich? Der Maßanzug kann ja wohl nicht ebenso schnell und ebenso günstig sein wie die Stangenware aus der Fabrik? Doch.
Warum Losgröße 1?
Aktuell wird erforscht, wie man Herstellungsanlagen bauen und steuern kann, die blitzschnell Produkt A, beispielsweise eine Orangenlimonade in der 0,3-l-Flasche, dann Produkt B, eine Bio-Zitronenlimo mit fünf Prozent Saftanteil in der 0,5-l-Flasche, und dann Produkt C, auch eine Bio-Zitronenlimonade, aber mit 19 Prozent Saftanteil, ausspucken können. Nur: Warum sollte man das wollen? Einfach: Weil der Kunde es so will.
Prof. Peggy Näser forscht und lehrt an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg im Fachgebiet Fabrikplanung und Fabrikbetrieb. Sie erklärt das Interesse an der Losgröße 1 so: „Es gibt einen zunehmenden Willen, dass jeder Kunde sein ganz eigenes, nach seinen Wünschen gestaltetes Produkt bekommen soll. Vorreiter ist hier sicherlich die Automobilbranche, wo schon lange jeder Kunde sein Fahrzeug konfigurieren kann.“
Mittlerweile ist die Form der Individualisierung aber auch in ganz anderen Bereichen zu sehen. „So kann man beispielsweise das eigene Müsli online konfigurieren und sich zuschicken lassen oder den eigenen Turnschuh“, nennt Näser Beispiele.
Umsetzung in der Getränkebranche: Robofill 4.0
Um das Thema Losgröße 1 in der Getränkebranche anzupacken, haben sich bereits vor vier Jahren Größen aus Industrie und Forschung zusammengetan. Zwischen 2015 und 2019 arbeiteten der Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie (TUM), der Lehrstuhl für Lebensmittelverpackungstechnik (TUM), die Projektgruppe RMV des Fraunhofer IGCV, die Bayerische Staatsbrauerei Weihenstephan, Beckhoff, Infoteam Software, Krones, Proleit, Siemens, Dekron, Yaskawa und die Firma Zimmer gemeinsam an der Realisierung der Getränke-Losgröße 1. Das Ergebnis: Robofill 4.0.
Robofill 4.0 ist ein „völlig neuartiges, flexibles und einfach um weitere Produktionsmodule erweiterbares Automatisierungskonzept zur industriellen Bereitstellung von kundenindividuellen Getränkeflaschen beziehungsweise -gebinden“, heißt es auf der Webseite. Ein Demonstrator des Projektes steht in der Forschungsbrauerei Weihenstephan unter der Obhut von Christoph Neugrodda, dem Projektleiter. „Mit dieser Anlage können wir 150 Flaschen pro Stunde herstellen – jede einzelne individuell befüllt und bedruckt“, berichtet er.
Neugrodda hat dabei auch ganz konkrete Anwendungsbeispiele für eine Anlage wie Robofill 4.0: „So etwas könnte für ein Brauerei-Besucherzentrum eine tolle Sache sein. Zu Beginn einer Brauereiführung wird vom Gast ein Foto gemacht, danach bekommt er eine individuell für ihn befüllte Flasche mit diesem Bild auf dem Etikett als Give-Away“, erklärt der Projektleiter. Die Losgröße 1 ist also vor allem ein Marketing-Asset.
Dabei sei das Thema gerade kleine Brauereien interessant. „Durch das Aufkommen der Craft-Brauer-Bewegung geht der Trend zu individuelleren Bieren. Durch Robofill 4.0 kann man nun sein besonderes Bier noch besonderer machen“, erklärt Neugrodda.
Ventil mit mehreren Nebenleitungen
Die Technologie bei Robofill 4.0 ist dabei mehr als eine nette Spielerei. Sie betrifft vielmehr die komplette Produktionsplanung: „Anstelle einer starren Verkettung der einzelnen Prozesse in der Abfüllung, wie wir es heute kennen, werden alle autonomen Anlagenkomponenten als cyberphysische Systemkomponenten intelligent miteinander vernetzt“, führt Neugrodda aus. Das bedeutet, es gibt eine physisch vorhandene Abfüllanlage und dazu einen digitalen Zwilling – sogar von jeder einzelnen Flasche. „Die Flasche wird zu einem intelligenten Produkt und steuert sich sozusagen selbst durch die Produktion.“
Ein großer Vorteil des Robofill-4.0-Konzeptes ist seine Flexibilität. Es kann um einzelne Komponenten erweitert werden, genauso wie einzelne Komponenten ohne alle anderen eingesetzt werden können. So berichtet man bei Krones etwa, dass die Direktbedruckung eine solche Komponente ist, die bereits vielfach Einsatz findet und an der das Unternehmen intensiv weiterarbeitet. Auch wenn es vielleicht am Ende nicht das individuell gemischte Radler ist, das hier abgefüllt wird, kann doch ein hochindividualisiertes Flaschendesign bei gleicher Füllung spannend sein.
Ein weiteres Kernelement ist das im Rahmen der Konzeptstudie Bottling on Demand bei Krones im Zusammenhang mit dem Robofill entwickelte Füllventil, das von einer Haupt- und einer Nebenleitung gespeist wird. Was hier in die Flasche fließt lässt sich individuell dosieren. Das könnte insbesondere im Bereich der Softdrinks interessant sein, weil damit das Mischen durch einen vorgeschalteten Mixer entfällt: Die Hauptleitung füllt Wasser, die Nebenleitung den individuell für diese eine Flasche vorbestimmten Anteil Sirup, Fruchtsaft oder andere Komponenten ein.
Dadurch, dass mehrere Nebenleitungen an das Ventil angeschlossen sind, kann man von einem Füllgut, zum Beispiel Kirschsirup, zum anderen, zum Beispiel Orangensirup, wechseln ohne umzurüsten. „Die damit mögliche Individualisierung des Produkts kann besonders für Healthy Drinks oder kundenspezifische Sport-Mixgetränke in der Zukunft interessant sein“, sagt Jennifer Schöffel, Control Technology, Corporate Research and Development bei Krones.
Transportsystem mit Hochgeschwindigkeitsweiche
Auch das Transportsystem, das im Robofill verwendet wird, ist auf dem Weg zur Losgröße 1 entscheidend. Hier bieten unterschiedliche Hersteller verschiedene Innovationen.
Der Automatisierungsspezialist B&R etwa löst mit Acopostrak eine der größten Herausforderungen der Losgröße-1-Fertigung: Wie kann der Materialfluss so geleitet werden, dass immer genau jene Komponente zur Stelle ist, die gerade gebraucht wird? Acopostrak bewerkstelligt das durch eine Hochgeschwindigkeitsweiche, die Produkte von einer Tracklinie auf die andere übergibt, sowie durch die Fähigkeit, die Shuttles, auf denen die Komponenten ankommen, in sehr kleinen Abständen auf komplett flexibel und individuell gebauten Tracklinien fahren zu lassen.
Individueller Geschmack durch Duftwürfel
Auch im Bereich Wasser gibt es in Sachen Losgröße 1 ein paar Hingucker. Ein Start-up aus München setzt auf das retronasale Geschmacksempfinden und hat ein Trinkflaschensystem entwickelt, in dem Wasser allein durch Duft der Anschein von Geschmack verliehen wird. Dazu wird am Hals der Flasche ein „Air-Pod“ angebracht, eine Art Duftring aus dem ein Frucht-, Kräuter- oder Blütenaroma in Nase und Rachenraum des Trinkenden gelangt.
Bei einem österreichischen Unternehmen sorgen sogenannte Flavourkapseln, die direkt in die Flasche gesteckt werden, für Geschmack. Ähnlich funktionieren kleine Aroma-Würfel, die in die Wasserflasche oder den Krug gegeben werden. Aktuell gibt es zwölf verschiedene Sorten, die der Kunde im Webshop aussuchen und zu individuellen Paketen packen kann. So muss keiner mehr im Büro das gleiche Wasser trinken, sondern jeder hat sein eigenes.
Losgröße 1 in der Getränkeindustrie ist also weder einfach, noch ist sie aber unmöglich. Und sie wird die Branche wohl noch einige Zeit beschäftigen.
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