Poperings Qualitätsweisshölzer auf der Karte mit Sortieranlage bei weitgehender Digitalisierung

In einer Auflaufform, als roher Salat oder auch als Vorspeise: Chicorée ist eines der vielseitigsten typisch belgischen Gemüse. Das Familienunternehmen Frachibel aus Poperinge baut die Pflanze seit über 25 Jahren an und kennt daher die Herausforderungen des Sektors wie kein anderer und setzt Poperings Chicorée mit der Digitalisierung auf die Landkarte. Um ihren Betrieb für die Zukunft zu rüsten, investierten die Eigentümer Stefaan Gheeraert und Chantal Lemahieu in eine umfassende Digitalisierung ihrer Sortier- und Verpackungsanlage. Der lokale Siemens-Partner Dewilde Engineering lieferte eine maßgeschneiderte Lösung.

Frachibel steht für "fraises et chicons Belge" - belgische Erdbeeren und Zichorien. Doch bevor sich das Unternehmen vor Jahrzehnten auf diese Kulturen konzentrierte, baute die Familie Gheeraert Hopfen an, wie viele andere Gartenbaubetriebe in der Region auch. "Als dieser Markt zusammenbrach, stellten wir systematisch auf Chicorée und Erdbeeren um", erklärt Gheeraert. "Warum diese Kombination? Ganz einfach: Beides sind saisonale Gemüse, aber Chicorée wächst hauptsächlich im Winter und Erdbeeren im Sommer. Wir sind also das ganze Jahr über im Geschäft".

Rückschläge als Trittsteine für die Zukunft

Am 27. März 2019 kam es in Frachibel zu einer Katastrophe, als in einem der Schuppen ein Feuer ausbrach. "Im Handumdrehen stand alles in Flammen", erinnert sich Gheeraert. "Es war nichts mehr übrig. Gleichzeitig wussten wir, dass unser Sohn bereit war, den Betrieb zu übernehmen. Daher beschlossen wir bald, dass wir keine andere Wahl hatten, als neu anzufangen." Lemahieu und Gheeraert beschlossen, diesen Rückschlag zu nutzen, um einige wichtige, zukunftsweisende Investitionen zu tätigen. "Die Sortierung der Zichorien nach Form, Größe und Gewicht ist einer der größten Engpässe im gesamten Prozess", erklärt Gheeraert. "Das liegt daran, dass das Erntegut sehr empfindlich ist, so dass dies nicht einfach automatisiert werden kann. Alles muss von Hand gemacht werden."

Ein Markt im Wandel

Gleichzeitig verlangten die Kunden von Frachibel immer häufiger die Lieferung von "maßgeschneidertem Chicorée": Pakete von z. B. 500 g in bestimmten Größen. Mit anderen Worten: Der Sortierprozess wurde immer wichtiger. "Wir mussten also einen Automatisierungspartner mit Erfahrung im Gartenbau suchen, der auch das Produkt kennt", so Gheeraert weiter. "So kamen wir im Mai 2019 zu Dewilde Engineering, einem lokalen Siemens OEM-Partner. Unsere Aufgabe? Ein effizientes Sortierverfahren zu entwickeln, das möglichst wenig menschliche Eingriffe erfordert. Außerdem musste es schnell gehen: Je länger die Produktion stillstand, desto mehr konnten andere Erzeuger den Markt erobern."

Puck, das fehlende Puzzlestück

Das Ziel von Frachibel und Dewilde Engineering war klar: bis Ende 2019 wieder voll einsatzfähig zu sein. Unter der Leitung des Geschäftsführers Patrick Heughebaert entwickelte das Team eine geeignete Lösung. Heughebaert: "Nachdem wir viele Optionen in Betracht gezogen haben, sind wir bei einem Puck-Transportsystem gelandet: eine Technologie, die ursprünglich aus der Flaschenindustrie stammt. Die Idee ist, dass jeder einzelne Chicoréestängel seinen eigenen 'Puck' bekommt: eine Art Wagen, auf dem die Ernte sicher durch das Sortiersystem zur Verpackungslinie geführt werden kann. Jeder Puck ist außerdem mit einem RFID-Tag ausgestattet, der alle Informationen über Form, Größe und Gewicht des Krauts enthält. Die Grundidee ist die einer Autobahn mit Parkplätzen: Es entsteht ein "chaotischer" Produktfluss, den es zu organisieren gilt. Durch die Kombination verschiedener Siemens-Technologien wie Computer Vision, RFID und Standard-Förderbänder konnten wir eine Lösung zusammenpuzzeln, die den besonderen Herausforderungen des Chicorée-Anbaus in jeder Phase Rechnung trägt, einschließlich der Empfindlichkeit der Ernte und der saisonalen Spitzenzeiten."

Virtueller Zwilling verbindet Theorie und Praxis

Dieses Modell kam nicht über Nacht zustande. Es war das Ergebnis umfangreicher Beratungen zwischen Frachibel, Dewilde und dem Technologielieferanten Siemens. Um sicherzustellen, dass die Theorie auch in der Praxis stimmt, wurde ein virtuelles Modell oder ein "digitaler Zwilling" der Sortieranlage entwickelt. "Dieser digitale Zwilling hatte einen doppelten Zweck", erklärt Heughebaert. "Einerseits wollten wir allen Beteiligten bei Frachibel das recht komplexe System und die verschiedenen Technologien auf überschaubare Weise präsentieren können. Andererseits war dies der ideale Weg, um bestimmte Szenarien zu simulieren, ohne tatsächlich an der Anlage herumzubasteln und damit den Produktionsprozess zu stören." Die digitale Simulation ermöglichte es auch, eine Reihe von unvorhergesehenen Herausforderungen vor der eigentlichen Integration zu lösen. "Wir haben zum Beispiel festgestellt, dass die Pucks oft wieder in das Förderband eingelegt wurden, nachdem sie die gesamte Strecke rückwärts gefahren waren. Dank des digitalen Zwillings sahen wir sofort, dass dies auf den Waschprozess zurückzuführen war. Mit ein paar Klicks konnten wir diesen Mangel beheben. Damit war auch der Grundstein für die Programmierung der Anlage gelegt.

Stiftung für die Zukunft

Heute ist Frachibel wieder voll ausgelastet, und zwar noch effizienter als zuvor. "Im Oktober haben wir begonnen, die ersten Förderbänder zu installieren. Mitte November waren wir dann voll einsatzfähig", sagt Heughebaert. Für Gheeraert und Co. ist das erst der Anfang: "Wir haben in kurzer Zeit einen weiten Weg zurückgelegt, und alles läuft fast so, wie es soll. Bald wollen wir auch die Möglichkeit einführen, einzelne Stümpfe nach Gewicht zu sortieren. Diese zusätzliche Flexibilität ist notwendig, um der Marktnachfrage gerecht zu werden. Es ist ein kühnes Projekt, aber als Chicoréezüchter muss man etwas wagen, um erfolgreich zu sein - und zu bleiben."     

Frachibel, Dewilde und Siemens: Dreigestirn der Spitzentechnologie

Die Erfahrung von Frachibel mit dem Zichorienanbau, die Erfahrung des Integrators Dewilde mit Projekten im Gartenbausektor und die Innovationen von Siemens in der industriellen Automatisierung und Digitalisierung: drei wichtige Zutaten für ein Erfolgsprojekt, das nach mehr schmeckt. Im Einzelnen umfasst das Frachibel-Projekt die folgenden Siemens-Technologien:

• Simatic Open Controller ET 200SP CPU 1515SP PC F - das Herzstück der Anlage
• 8 Simatic ET 200SP Inseln mit integrierter Sicherheit
• I/O Link zum Lesen von RFID-Tags
• AL-Module
• Simatic WinCC Runtime auf
  der Hauptbildschirm (IFP2200 FLAT PANEL 22")
• 6 Simatic HMI Grundgerät KTP700
• 10 Simatic HMI Grundgerät KTP400
• 4 Servoantriebe Sinamics S210
• 75 Sinamics V20 Frequenzumrichter
• Simatic IPC627E zur Verarbeitung von Kamerabildern
• Sentron 5SY-Schutzschalter
• Sitop-Stromversorgungen
• Selektivitätsschutzmodule Sitop PSE200U
• Scalance-Schalter