Behalten Sie die Produkte von Anfang bis Ende im Werk im Auge

Im Februar haben wir uns die verfügbaren Tools zur Verfolgung und Rückverfolgung von Produkten entlang der Lieferkette angesehen. das heißt, was außerhalb einer Produktionsanlage geschieht. Aber wie sieht es mit der Nachverfolgung der Produkte innerhalb der Fabrikgrenzen aus? Das heißt: Zutaten, die in die Tür kommen, in einem Rezept kombiniert werden und die Verladerampen verlassen. Was innerhalb einer Einrichtung passiert, lässt sich leicht nachverfolgen, oder? Nun, wenn das der Fall wäre, warum wurden dann laut FMI 47 % der FDA-Rückrufe und 24 % der USDA-Rückrufe im Jahr 2021 durch nicht deklarierte Allergene auf dem Etikett verursacht?1

Diese Zahlen berücksichtigen natürlich nicht Rückrufe aufgrund von in den Lebensmitteln enthaltenen Metall-, Kunststoff- oder anderen Fragmenten – oder aktuelle Probleme wie CIP-/Reinigungsmittelchemikalien in Getränken aufgrund unsachgemäßer CIP-/Reinigungsverfahren.2 Jeder dieser Vorfälle kann der Marke schaden. (Weitere Informationen zu CIP finden Sie im Artikel dieses Monats „Machen Sie CIP zu einem integralen Bestandteil Ihres Prozesses.“)

Interne Inspektionsgeräte, Etikettiermaschinen, RFID-Geräte, Echtzeit-Ortungssysteme, optische Code-Lesesysteme und Software tragen dazu bei, den Schaden durch Rückrufe zu reduzieren, indem sie es ermöglichen, Produkte in kleineren Losnummern zu verfolgen – wenn also ein Rückruf erforderlich ist, weniger Das Produkt muss zurückgerufen werden – wie es auch bei dem oben erwähnten mit Reinigungschemikalien verunreinigten Getränk der Fall war.

„Intelligente Fertigungstechnologie macht Track & Trace zu einem echten End-to-End-Vorgang und sorgt für Transparenz in der gesamten Lieferkette und im Produktionsbetrieb“, sagt Jim Bresler, Direktor für Produktmanagement, Lebensmittel und Getränke bei Plex Systems. Intelligente Fertigungslösungen ermöglichen es Verarbeitern heute, Produkte innerhalb der vier Wände einer Produktionsanlage über alle WIP-Ebenen hinweg zu verfolgen – vom Lieferanteneingang bis zum Kundenversand.

Qualitätsmanagementsysteme (QMS) bieten laut Bresler Funktionen zur Chargenverfolgung, mit denen Chargen schnell von der Quelle zum Ziel oder umgekehrt zurückverfolgt werden können. QMS lassen sich in der Regel in ERP und MES integrieren und verknüpfen Daten aus allen Unternehmensabläufen.

Die meiste Hardware im Werksbereich – von Inspektions- und Bildverarbeitungssystemen bis hin zu Prozesssteuerungs- und Datumscode-Etikettendrucksystemen – umfasst entweder eigene Software oder arbeitet mit vom Benutzer bereitgestellter Software, um die Möglichkeiten zur Rückverfolgung von Produkten im Werksbereich zu erweitern. Einige Hersteller von Inspektionsgeräten – darunter auch Fortress Technology – integrieren eine sichere, automatische Protokollierung aller dieser Informationen in ihre Systeme.

Um Verarbeiter bei der Erfassung von Echtzeitdaten zu unterstützen, sind Fortress-Förderband-, Schwerkraft-, Pipeline- und Kombinationsmetalldetektoren mit optionalen Maschinensensoren ausgestattet, um Signale zur Steuerung aller Bereiche von der Ausschussbestätigung bis hin zu Behältertüren, Luftdruck, Zufuhr und mehr zu liefern, sagt Eric Garr, Regionalleiter Verkaufsleiter. Leistungsdaten dieser Sensoren können in den Berichten angezeigt werden, die von Contact Reporter erstellt werden, einem proprietären Softwaretool, das Benutzern schnellen Zugriff auf Metalldetektoren ermöglicht.

Als ich neue Werke besichtigte, war es nicht ungewöhnlich, Etikettendruckgeräte von Videojet zu sehen, die Chargen- und Datumscodes auf Produkte anbrachten, die an Hochgeschwindigkeitsverpackungslinien vorbeiliefen. Laut John Nobers, Direktor für Pharma-, Medizin- und Industrie-Track & Trace, bietet Videojet Technologien, Service und Support für die vollständige Integration von Druckern, Lasern, Software und Bildverarbeitungssystemen zum Drucken und Überprüfen variabler Daten, einschließlich Chargen- und Chargennummern, Werbe- und Serialisierungsdaten Codes. „Wir bieten auch Lebensmittelverarbeitern Fachwissen an, die Bestände, Werbeaktionen oder Rückrufe verwalten und verfolgen möchten“, sagt Nobers.

Zebra Technologies bietet Etikettierungs-, Barcode- und Radiofrequenz-Identifikations- (RFID)-Sensorlösungen, die die Produktbewegung während der Empfangs-, Herstellungs-, Verpackungs- und Versandprozesse entlang der Lieferkette verfolgen. Laut John Wirthlin, Branchenführer für Fertigung, Transport und Logistik: „Die von unseren Lösungen erfassten Daten werden in Backend-Enterprise-Resource-Planning (ERP)-Fertigungs- und Lagerverwaltungssysteme integriert, um diese kritischen Arbeitsabläufe transparent zu machen und regulatorische Anforderungen zu unterstützen.“

Jeff Snyder, Vertriebsspezialist für Identifizierung und Ortung bei Siemens Digital Industries Process Automation DCP, unterteilt die werksinternen Tracking-Technologien des Unternehmens in drei Hauptkategorien:

Das Unternehmen bietet eine umfassende Auswahl an Lesegeräten, Antennen und Tags innerhalb seines SIMATIC Ident- und RTLS-Portfolios und bietet Identifikationslösungen und Integration in Anlagensysteme.

Identifikations- und Lokalisierungslösungen kommen zum Einsatz, wenn der Standort von Produkten und Komponenten jederzeit bekannt sein muss. Die Antwort auf die Frage „Welche Zutaten sind wo und wann“ lässt sich schnell und zuverlässig mit maschinenlesbaren, automatisierten und kontaktlosen Identifikationssystemen beantworten, die virtuelle Datenströme in IT-Systemen mit dem tatsächlichen Warenfluss synchronisieren. „Das sorgt für maximale Transparenz – nicht nur in den Produktionsprozessen, sondern auch in der Logistik und Lagerhaltung“, sagt Ulli Thornton, Produktmarketingmanagerin für Ident und Locating, Siemens Digital Industries Process Automation DCP.

Für bestimmte Lebensmittel ist dies wichtiger denn je. In den jüngsten FDA-Vorschriften verlangt FSMA 204, dass Schlüsseldatenelemente (KDE) wie Artikel, Chargennummer, Verfallsdatum und Herkunftsinformationen in einem zweidimensionalen (2D) Barcode kodiert werden, sagt Wirthlin von Zebra Technologies. Diese Datenelemente können von tragbaren und stationären Barcode-Lesegeräten, stationären Industriescannern und RFID-Geräten gelesen werden. Diese Geräte verbrauchen diese Datenelemente und werden dann während der zahlreichen Übergabe- und Transformationsereignisse in der Lieferkette vom Versender zum Empfänger kommuniziert.

Jedes Produkt und sein Produktionsprozess werden viele Bereiche der Informationserfassung und Eingaben zur Datenerfassung umfassen, die in die Lebensmittelsicherheit und die Rückverfolgung einfließen, sagt Nobers von Videojet. Durch den Einsatz interoperablerer Identifikationstechnologien, Produktionssoftware und -prozesse kann ein Markierungs- und Codierungsanbieter Lebensmittelverarbeitern dabei helfen, eine solide Grundlage zu schaffen und sich an neue Kunden- und Lebensmittelsicherheitsanforderungen anzupassen. Die Ausrüstungs- und Rückverfolgbarkeitssoftware von Videojet kann in ERP-, MES-, WMS- oder Produktionsplanungssysteme integriert werden, um für ein Produkt erfasste Zutatendaten, Informationen zur laufenden Auftragsproduktion sowie Verpackungs- und Lagertransaktionen zu erfassen, während ein Produkt den Prozess bis zum Verkaufsort fortsetzt.

Obwohl es wichtig ist, über all diese Daten und KDEs zu verfügen, argumentiert Wirthlin, dass es umso wichtiger ist, den Zustand der Zutaten und des Endprodukts sicherzustellen, wenn die Produkte am endgültigen Bestimmungsort ankommen. „Zebra bietet Umgebungssensoren wie Temperatursensoretiketten und Datenlogger, die Etiketten und Sendungen hinzugefügt werden können, um sicherzustellen, dass Produkte während des Transports und im Lagerbestand innerhalb der Temperaturparameter bleiben. Diese Indikatoren alarmieren Kantenarbeiter durch eine visuelle Anzeige, wenn eine Temperaturabweichung vorliegt. Dies ermöglicht es den Mitarbeitern, Exkursionen nahezu in Echtzeit zu bewältigen und trägt so dazu bei, Verschwendung zu vermeiden“, sagt Wirthlin.

Typischerweise werden Daten während des Empfangsprozesses von Edge-Mitarbeitern gesammelt und in den Backend-MES- und ERP-Systemen des Unternehmens gespeichert – und dann während der Herstellungs-, Lagerbestands- und Versandprozesse genutzt, sagt Wirthlin. Diese Daten werden dann zusammen mit der physischen Sendung weitergegeben, sodass die empfangende Organisation den Empfang der Sendung planen und bei der Verarbeitung der eingehenden Vermögenswerte helfen kann. „Daten von vor- und nachgelagerten Lieferanten können sicherlich genutzt werden, um Rezeptdaten zu verbessern, aber der physische Standort der verschiedenen Datenelemente ist angesichts der weiten Verbreitung von Cloud-Speicherung irrelevant“, sagt Wirthlin.

„RFID-Tags, die an jedem Behälter, jeder Anlage oder jeder hergestellten Komponente angebracht sind, können jede Art von komplexen Daten in strukturierten Speicherbereichen speichern“, sagt Snyder von Siemens. RFID-basierte und RTLS-Lösungen sind leistungsstarke Mechanismen zum Sammeln von Entscheidungsdaten, insbesondere von Work-in-Process (WIP)-Verbesserungsentscheidungen.

Abhängig von der verwendeten Hardware und Software können die Daten an einem zentralen Ort gespeichert werden, wo die verschiedenen Systeme, die sie nutzen könnten, darauf zugreifen können, z. B. ein übergeordnetes System wie ein MES-, ERP- oder JIT-Rezeptverwaltungssystem , LIMS oder jedes andere System zur Betriebsoptimierung, fügt Snyder hinzu. Die Daten können je nach Benutzerpräferenzen und -richtlinien entweder lokal oder in der Cloud gespeichert werden.

Zur Datenspeicherung kommen verschiedene Ansätze zum Einsatz und können einfache gemeinsame Datenbanken, lokale Anlagenserver und cloudbasierte Systeme umfassen, sagt Nobers von Videojet. „Wir verstehen die Prozess- und Datenmanagementanforderungen unserer Kunden und arbeiten mit ihnen zusammen, um unsere grundlegende Produktionsliniensoftware Videojet CLARiSUITE oder unsere fortschrittliche Liniensteuerungssoftware Videojet IMprints für die Kommunikation und/oder Überwachung dieser Systeme einzusetzen.“

Die Partner von Videojet, wie Loftware, bieten auch Softwarelösungen an, die bei der Bestandskontrolle im Lagerbereich (WMS-Integration) helfen und die Produktion von Etiketten verwalten können, sagt Eric Davis, nationaler Account Manager bei Videojet.

Viele Lebensmittel haben ein „Verfallsdatum“ (DLC), um ein Verfallsdatum anzuzeigen, sagt Thornton von Siemens. Da nicht jedes Produkt ein Mindesthaltbarkeitsdatum hat, muss auch nicht bei jedem Produkt ein Stempel auf der Verpackung angebracht werden. Wenn DLCs erforderlich sind, müssen diese auf der Verpackung enthalten sein, die der Endverbraucher erhält.

Chargencodes werden auch verwendet, um die Rückverfolgbarkeit von Produkten zu gewährleisten, fügt Thornton hinzu. Chargencodes sind besonders nützlich, um bestimmte Produktionschargen im Falle eines Produktrückrufs zu gruppieren. Rückrufe sind in der Regel auf bestimmte Chargencodes beschränkt. Wenn diese Codes nicht verwendet werden, gibt es keine Möglichkeit, bestimmte Produktchargen zurückzurufen. In diesem Fall ist ein sehr umfassender Rückruf erforderlich, der enorm teuer und markenschädigend sein kann.

Die Rückverfolgung von Chargen innerhalb einer Produktionsanlage ist von Unternehmen zu Unternehmen unterschiedlich. Viele verwenden immer noch Papierreisen, einige verwenden 1D- oder 2D-Barcodes, während andere RFID- und/oder RTLS-Technologien verwenden, sagt Snyder.

Wann Codes anzuwenden sind, hängt von der Verpackungsart und dem Verpackungsprozess ab, sagt Nobers. Ein Produkt wird am häufigsten mit einem Datumscode, einem Verfallsdatum, einem Verarbeitungsdatum usw. identifiziert, wenn es sich in seiner endgültigen verkaufsfähigen Verpackung befindet. „Der Codierungsprozess kann alphanumerisch oder auf Barcodes (1D/2D/QR) basieren, statische oder variable Inhalte verwenden und die interne oder externe Nachverfolgung ermöglichen, je nach Definition des Lebensmittelherstellers oder Produkts“, fügt Nobers hinzu.

„Alphanumerische Codes sind immer noch am weitesten verbreitet, aber versierte Kunden beginnen, 2D-Codes zu verwenden, um ihre Produkte während des Herstellungsprozesses besser zu verfolgen und ihnen zu helfen, zu bestätigen, dass die richtige Verpackungsversion verwendet wird“, sagt Davis von Videojet.

„Datenelemente wie Chargennummer, Verfallsdaten usw. werden während der Produktionsläufe erfasst, aber der Zeitpunkt dieser erfassten Ereignisse kann je nach Arbeitsablauf, gesetzlichen Anforderungen und Umweltfaktoren variieren“, sagt Wirthlin von Zebra. „Die FSMA 204-Verordnung deckt nicht alle Lebensmittel- und Getränkeprodukte ab und schreibt keine Etikettierungsstandards vor.“

Viele Branchen nutzen veraltete Datenkodierungs- und Etikettenformate, fügt Wirthlin hinzu. Diese sind proprietär und funktionieren gut im Ökosystem dieser Organisation. Allerdings ist die Einführung globaler Daten- und Kennzeichnungsstandards erforderlich, damit Handelspartner effizient kommunizieren können. Die GS1-Organisation ist für die Festlegung von Etiketten- und Datenstandards verantwortlich, und diese Standards sind zur Einhaltung der FDA-Vorschriften erforderlich. Darüber hinaus wurde eine Standard-Datentransaktion, Electronic Product Code Information Services (EPCIS), eingerichtet, um eine konsistente Möglichkeit zur Erfassung von Datenelementen jeder Transaktion zwischen Handelspartnern zu bieten.

Wie der Buchdruck heute hat sich der Prozess von großen Vierfarben-Offset- und Flexodrucksystemen zu Einzeldruck-on-Demand-Systemen entwickelt. „Offset-Lithographie wird oft für große oder flache Artikel verwendet, wie z. B. unebene Verpackungen, Faltschachteln und große Etiketten“, sagt Snyder. Viele Jahre lang war die Flexodruck- oder „Flexo“-Etikettierung die bevorzugte Druckmethode für flexibles Verpackungsmaterial und großvolumige Etiketten, doch mittlerweile ist Offset-Lithographie für diese Anwendungen technisch und kosteneffektiv praktikabler. Der Digitaldruck ist relativ neu und wird häufig bei Produktverpackungen in kleinen, mittleren und großen Auflagen eingesetzt. Tief- und Siebdruck werden manchmal auch in der Verpackungsindustrie eingesetzt, fügt Snyder hinzu.

„Es gibt eine große Auswahl an Etikettendruckoptionen für alle Verpackungsgrößen“, sagt Wirthlin. Der gebräuchlichste und effizienteste Drucker, der in Produktionslinien verwendet wird, ist ein Druck- und Auftragssystem. Diese Systeme drucken und kodieren Produkt-, Karton- und Palettenetiketten und bringen sie ohne menschliches Eingreifen direkt auf einem Vermögenswert an, während dieser sich entlang einer Montagelinie oder einem Fördersystem bewegt. Es gibt auch Industrie- und Desktopdrucker, die Etiketten drucken können, die manuell an einem festen Arbeitsplatz angebracht werden müssen. Heutzutage ermöglichen mobile Etikettendrucker es Mitarbeitern, Etiketten dort anzubringen, wo sie benötigt werden.

Nobers beschreibt die heute verfügbaren Druckertypen zum Aufbringen von Datums- und Produktcodes:

Regulierungsbehörden wie die FDA verlangen, dass DLCs und Chargencodes für Endverbraucher lesbar sind, sagt Snyder. „Während Pharmaunternehmen diese Anforderung sehr ernst nehmen und maschinelle Bildverarbeitungstechnologien wie die optische Zeichenverifizierung einsetzen, um lesbare und genaue Datums- und Chargencodes sicherzustellen, wenden Lebensmittelhersteller möglicherweise nicht die gleichen strengen Standards an. Unabhängig davon sollten Datums- und Chargencodes an einem Ort angebracht werden, an dem Bildverarbeitungssysteme und Verbraucher den Code lesen können.“

„Die optimale Verifizierung erfolgt unmittelbar nach dem Drucken eines Codes, um die Qualität des Codes sicherzustellen und Verschwendung oder Fehler zu reduzieren“, sagt Nobers. Abhängig von der produktspezifischen Anforderung können Scan- und Bildverarbeitungssysteme das Vorhandensein von Codes oder die Lesbarkeit von Text prüfen oder eine OCR/OCV-Prüfung durchführen. Diese Funktion wird für 1D- und 2D-Barcodes, menschenlesbare Codes, QR-Codes und die Inhaltsprüfung von Etiketten verwendet. Die Laetus Vision-Systeme von Videojet können so konfiguriert und positioniert werden, dass sie verschiedene Aspekte des Drucks, des Etiketts oder des Produkts selbst prüfen. Bei Bedarf können mehrere Bildverarbeitungssysteme eingesetzt werden, um eine 360-Grad-Inspektion zu ermöglichen, fügt Nobers hinzu.

„Mit einem Barcode-Scanner lässt sich bei Umstellungen auf eine neue Folie/ein neues Verpackungsmaterial ganz einfach der Code auswählen, der auf das Produkt gedruckt werden soll. Dieser Code kann mit Produktions- und Produktplänen für bestimmte Linien verknüpft werden“, sagt Carl Chaplin, Produktmanager bei Videojet.

Schließlich können stationäre Industriescanner, die die neueste Bildverarbeitungssoftware nutzen, für Menschen lesbare Daten interpretieren, die nicht in einem Barcode kodiert sind, sagt Wirthlin. „Machine-Vision-Software lernt, diese Datenelemente zu interpretieren, indem sie der Software beibringt, wo und wonach sie suchen muss. Dies geschieht durch die Aufnahme mehrerer Bilder, die der Algorithmus der Software verwendet, um die erforderlichen Daten genau zu interpretieren. Künstliche Intelligenz und Deep Learning werden auch eingesetzt, um zu verstehen, wie man mit Qualitätsproblemen und anderen Anomalien umgeht.“

[1] „Navigating Food Allergen Labelling Requirements“, Adam Friedlander, MS, CFS, Manager, Food Safety and Technical Services, FMI; 10. FEBRUAR 2022.

[2] „Kraft Heinz kündigt einen freiwilligen Rückruf von Saftgetränkemischungen mit Capri Sun-Wildkirschgeschmack wegen möglicher chemischer Verunreinigungen an“, Website der FDA (FDA.gov), veröffentlicht am 16. August 2022.