Automatisierte Bildverarbeitungssysteme verändern die Fleisch- und Geflügelverarbeitung

Angesichts der Notwendigkeit, mit diesem Marktwachstum mitzuhalten, und unter Berücksichtigung der aktuellen makroökonomischen Herausforderungen wie Futtermittelkosten in Rekordhöhe, Arbeitskräftemangel, hohe Zinssätze, Lieferketten-Logistik und veränderte Essgewohnheiten der Verbraucher prüfen viele fleischverarbeitende Betriebe eher, wie sie ihre derzeitigen Betriebsabläufe effizienter gestalten können, anstatt große Summen in neue Anlagen (und den damit verbundenen Bedarf an Arbeitskräften nach deren Inbetriebnahme) zu investieren.

Eine Möglichkeit zur Steigerung der Effizienz und der allgemeinen Produktqualität ist die automatische Prüfung. In der Fleischverarbeitungskette gibt es mit so unterschiedlichen Produkte wie großen Fleisch- oder Geflügelstücken oder verpackten, vorgekochten oder in Scheiben geschnittenen Feinkostprodukten unzählige Möglichkeiten.

Sehen wir uns einige Beispiele für typische Anwendungen in der fleisch- oder geflügelverarbeitenden Industrie an, bei denen eine automatische Inspektion von Vorteil sein kann.

Bewerten von Rindfleisch- oder Schweinefleischstücken

Qualitätsprüfer bewerten die Farbe, den Fettgehalt und das allgemeine Erscheinungsbild von Standard-Fleischstücken wie Steaks, Koteletts oder ganzen Braten. Die Qualitätsstandards sind hoch, und das Qualitätsmanagementteam will minderwertige Produkte und die damit verbundenen Konsequenzen – Geldstrafen, Rückkäufe oder Vertragskündigungen und Verlust des Rufs der Marke – vermeiden.

Traditionell werden diese Produkte manuell geprüft und erfordern mehrere Prüfer, die unter dem Druck stehen, schnell Entscheidungen zu treffen, um ein Fleischstück auf einem laufenden Band zuzulassen oder abzulehnen. Mehrere Faktoren stellen jedoch eine Herausforderung für diese Vorgehensweise dar. Aufgrund des Arbeitskräftemangels können die Verarbeitungsbetriebe nicht genügend Mitarbeiter finden, um diese Stellen zu besetzen. Da weniger Personen die Kontrollen durchführen, wird nicht allen Fleischstücken die gleiche Aufmerksamkeit zuteil, was bedeutet, dass minderwertige Produkte durchrutschen und zu Problemen im weiteren Verlauf führen können.

Hinzu kommt, dass die Prüfaufgaben banal und repetitiv sind, was den Reiz der Arbeit schmälert. Die Fluktuation bei dieser Art von Stellen ist entsprechend hoch, was das Qualitätsmanagementteam zusätzlich belastet, da mehr Zeit für die Schulung neuer Prüfer aufgewendet muss. Es ist eine bekannte Tatsache, dass bei solchen Aufgaben im Laufe der Zeit die Konzentration nachlässt und die Bewertung der prüfenden Sache schwieriger und uneinheitlich wird. Außerdem sehen verschiedene Menschen ein und dieselbe Sache auf unterschiedliche Weise, so dass die Qualitätsbewertung aufgrund der ihr innewohnenden Subjektivität uneinheitlich sein kann.

Eine automatische Inspektion kann viele dieser Probleme mildern. Bildverarbeitungslösungen, wie z. B. Cognex Bildverarbeitungssysteme und KI-basierte Technologie, können sicherstellen, dass nur die Fleischstücke, die bestimmte Kriterien erfüllen, im Prozess weitergeleitet werden. Die Systeme können so trainiert werden, dass sie sowohl die richtige Farbe als auch das richtige Fleisch-Fett-Verhältnis (CL Lean) erkennen. Sie können sogar verschiedene Fleischstücke für die automatische Sortierung identifizieren und klassifizieren und sie für die richtige Verpackung und Etikettierung weiterleiten. 3D-Bildverarbeitungslösungen können die richtige Dicke von Fleischstücken sicherstellen, um zu gewährleisten, dass sie korrekt eingestuft werden.

Ermittlung des Volumens von Fleisch- und Geflügelprodukten

Vorgekochte Fleisch- und Geflügelprodukte werden in Beuteln verpackt, um den Verbrauchern eine bequeme Möglichkeit zu bieten, einen Teil ihrer Mahlzeit schnell aufzuwärmen. Vor dem Kochen werden Fleisch- und Geflügelprodukte wie Nuggets, Patties, Brüste, Streifen und Filets geschnitten und portioniert. Da diese Produkte oft in großen Mengen für eine vorgegebene Zeitspanne gekocht werden, müssen alle Stücke gleich groß sein, um ein gleichmäßiges Garen zu gewährleisten. Größere Stücke brauchen länger zum Garen und sind dann nicht ausreichend gegart, und kleinere Stücke werden zu lange gegart, was sich auf den Geschmack und die Qualität des Produkts auswirkt. In beiden Fällen können diese Anomalien zur Unzufriedenheit der Kunden oder sogar zu Problemen mit der Lebensmittelsicherheit führen, was Rückerstattungen oder, noch schlimmer, einen Rückruf aufgrund der Gesundheitsrisiken beim Verzehr von nicht ausreichend gegartem Fleisch zur Folge hat.

In der Vergangenheit war die Sicherstellung der Einheitlichkeit der Portionen ein manueller Prozess, bei dem die Prüfer die Produkte auf dem Weg durch die Produktionslinie sortierten. Wie bereits erwähnt, hat der Arbeitskräftemangel zu Problemen geführt, da es entweder nicht genügend Prüfer gibt, um alles zu kontrollieren, oder die Qualität sinkt. Fleischverarbeitungsbetriebe begegnen diesem Problem, indem sie entweder die Produktion verlangsamen (was sich auf den Durchsatz und die Rentabilität auswirkt) oder die Prüfer länger arbeiten lassen, was zu Überlastung und Mitarbeiterfluktuation führt und die Kosten für die Ausbildung neuer Prüfer erhöht. In beiden Fällen kann die Subjektivität der menschlichen Kontrolle zu uneinheitlichen Ergebnissen und Ineffizienz führen.

Die Automatisierung der Portionsprüfung mit 3D-Bildverarbeitungssystemen zur Messung des Produktvolumens auf dem Weg durch die Produktionslinie trägt zur Steigerung der Effizienz bei, liefert gleichbleibende Qualität und senkt die mit diesem Prozess verbundenen Arbeitskosten. Die Prüfer können mit anspruchsvolleren Aufgaben betraut werden. Durch den Einsatz der Automatisierung wird auch sichergestellt, dass 100 % der Produkte, die die Produktionslinie durchlaufen, geprüft werden, und dass jeder Artikel, der nicht den zuvor festgelegten Kriterien entspricht, umgeleitet wird, um entweder erneut bearbeitet oder für einen anderen Zweck verwendet zu werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass alle Speisen ordnungsgemäß gekocht werden, und die Ofeneinstellungen müssen nicht ständig an falsch dimensionierte Stücke angepasst werden.

Prüfung von Versiegelungen und Etiketten

Fleischverarbeitungsbetriebe verpacken frische Fleisch- und Geflügelstücke, wie Steaks, Hähnchenschenkel oder Braten, häufig in Plastikschalen, die eine absorbierende Unterlage enthalten. Anschließend werden sie mit einer durchsichtigen Plastikfolie versiegelt und für eine längere Haltbarkeit mit einem Schutzgas gefüllt. Die Etiketten sind mit identifizierenden Informationen wie der Marke und dem Namen des Produkts sowie mit der Losnummer und dem Mindesthaltbarkeitsdatum versehen.

Die Unternehmen achten sorgfältig darauf, dass sich keine Fremdstoffe auf dem Fleisch oder in der Verpackung befinden, dass die absorbierende Unterlage vorhanden ist, bevor das Fleisch in den Behälter gelegt wird, und dass die Folienversiegelung luftdicht ist, damit das Produkt weniger schnell verdirbt und keine potenziell schädlichen Bakterien in den Behälter gelangen. Um die Rückverfolgbarkeit und die Erfüllung gesetzlicher Auflagen zu gewährleisten, müssen sie außerdem sicherstellen, dass das Etikett korrekt angebracht ist und die richtigen Informationen enthält (Loscode, Mindesthaltbarkeitsdatum, Inhaltsstoffe usw.). Wenn einer dieser Punkte nicht korrekt ausgeführt wird, riskieren sie Rücksendungen von Kunden oder Händlern, Unzufriedenheit der Kunden und potenzielle Rückrufe, weil durch eine undichte Versiegelung schädliche Bakterien in die Verpackung gelangen.

In vielen Fällen ist manuelle Arbeit erforderlich, um das Vorhandensein von absorbierenden Unterlagen zu überprüfen, die Versiegelung der Verpackung zu kontrollieren und zu prüfen, ob das Etikett die richtigen Informationen enthält. Dies kann zeitaufwändig und repetitiv sein. Mit steigendem Volumen wird es für die manuellen Prüfer immer schwieriger, Schritt zu halten und die Qualität zu aufrechtzuerhalten.

Die Automatisierung der verschiedenen mit diesem Prozess verbundenen Prüfpunkte kann zu einer Effizienzsteigerung und Qualitätsverbesserung des Endprodukts führen. Bildverarbeitungssysteme können das Vorhandensein oder Fehlen der absorbierenden Unterlage überprüfen, bevor das Fleisch in die Schale gelegt wird. KI-gestützte Technologie kann winzige Schwachstellen in der Folienversiegelung erkennen, die häufig vom Menschen nur schwer zu erkennen sind. Mit OCR- und OCV-Technologie können alphanumerische Los- und Mindesthaltbarkeitscodes schnell gelesen und überprüft werden, um die Konformität mit Rückverfolgbarkeitsvorschriften zu gewährleisten.

Automatische Inspektion liefert Ergebnisse für Fleisch- und Geflügelproduzenten

Die Automatisierung früher manueller Prüfungen bringt mehrere Vorteile mit sich. 

• 100 % der Produkte, die die Station passieren, werden inspiziert, sodass nichts „versehentlich“ durchkommt.
• Einsatz von Bildverarbeitungssystemen und KI-basierte Technologien, um gleichbleibend gute Ergebnisse zu liefern, die nicht von der Subjektivität und den Fehlern menschlicher Prüfer, die durch den repetitiven, banalen Charakter der Prüfaufgaben entstehen, beeinflusst sind.
• Diese Systeme können Produkte schneller verarbeiten und bei Bedarf rund um die Uhr laufen, was mit menschlichen Prüfern schwierig wäre.
• Die Prüfungsergebnisse werden digital erfasst und für weitere Analysen aggregiert, sodass potenzielle Probleme schneller identifiziert und behoben werden können. Dadurch werden die Kosten für Nacharbeiten sowie für minderwertiges Fleisch und Geflügel, das in den Handel gelangt, eingespart.

Der Vorsprung bei Qualitäts- und Kostenaspekten ist ein entscheidender Vorteil im wettbewerbsintensiven Bereich der Fleisch- und Geflügelverarbeitung – und KI-gestützte automatische Inspektionen sind ein großartiger Weg, um dies zu erreichen.