Lemgo. Der jüngste Lebensmittelskandal um belastete Eier zeigt, welchen Stellenwert eine umfassende Qualitätskontrolle und –sicherung in der Lebensmittelindustrie einnimmt, um Verbraucher ausreichend schützen zu können. Forscher in Lemgo geben nun den Impuls für einen neuen Standard in der Qualitätssicherung von Lebensmitteln: Die kontinuierliche, vorausschauende Überwachung mittels Cyber-physischer Systeme und Big Data.
Die Einhaltung hoher Standards in der Lebensmittelproduktion gewährleisten einen umfassenden Verbraucherschutz, die ökonomische Ausnutzung von Rohstoffen sowie die Vermeidung höherer Herstellkosten und Reklamationen. Insgesamt hohe Anforderungen für den Prozess der Qualitätssicherung, der nach jetzigem Stand jedoch „oft nur stichprobenartig und retrospektiv“ erfolgt, so Professor Oliver Niggemann, Vorstand am inIT.
Innovation „made in Lemgo“
Die Forscher am Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) und am Institut für Lebensmitteltechnologie.NRW (ILT.NRW), beides hochschuleigene Institute, wollen gemeinsam mit Partnern aus der (Lebensmittel-)Industrie daher eine Methodik entwickeln, welche eine kontinuierliche, vorausschauende Überwachung des gesamten Produktionsprozesses von Lebensmitteln ermöglicht. An diesem Punkt setzt das Forschungsvorhaben „IP1“ an: Schon während der Produktion soll aus Sensordaten und Rohstoffinformationen ein Modell der Produkte generiert werden, ein sogenanntes „virtuelles Abbild“.
„Anhand des virtuellen Abbildes kann auf Echtzeitinformationen wie Produkteigenschaften und Qualität der Lebensmittel zurückgegriffen werden, weitgehend ohne zeitaufwendige Labortests oder zusätzliche kostspielige Sensorik“, erläutert Projektleiter Niggemann. Dazu machen sich die Forscher des inIT den Nutzen Cyber-physischer Systeme zu Eigen: Es werden Modellformalismen entwickelt, die sowohl die Prognose aller relevanten Produkteigenschaften erlauben als auch das Modelllernen während des Betriebs unterstützen.
inIt starten Projekt IP1
Die gelernten virtuellen Abbilder können beispielsweise in der Qualitätskontrolle zur Überwachung von Standards und Spezifikationswerten eingesetzt werden. Die entlang der Prozesskette ermittelten Soll-Werte werden direkt und unmittelbar mit den aus den virtuellen Abbildern abgeleiteten Ist-Werten verglichen. „Dieses Vorgehen ermöglicht es, etwa Fehlchargen und Sicherheitsrisiken noch während der laufenden Produktion zu erkennen und aus dem Verkehr zu ziehen, um Sicherheitsrisiken zu minimieren und Verbraucher schützen zu können“, benennt Professor Jan Schneider, stellvertretender Institutsleiter am ILT.NRW, eines der Ziele des Forschungsprojektes. Des Weiteren werde, bedingt durch die Echtzeit-Prognosen bei den Prozess- oder Rohstoffschwankungen, eine verbesserte „Raum-, Zeit- und Rohstoff-Ausbeute“ angestrebt, die den Lebensmittelproduzenten Wettbewerbsvorteile ermöglichen können. Der Projektname IP1 steht für „Impulsprojekt 1: Qualitätssicherung in der Lebensmittelproduktion durch Cyber-physische Systeme und Big Data“. Als Kooperationspartner sind neben dem Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Hochschule OWL und dem Institut für Lebensmitteltechnologie.NRW (ILT.NRW) der Hochschule OWL auch die Unternehmen Symrise AG, Dr. August Oetker KG, KHS GmbH, GEA Westfalia Separator Group GmbH, Schwarz Cranz GmbH & Co KG, Intelligence, riha-Wesergold Getränke GmbH & Co. Handels-KG, Infokom, Multisensorik, OWITA GmbH, ISI-Automation und Polytec am Forschungsvorhaben beteiligt. Gefördert wird das Forschungsvorhaben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 900.000 Euro über eine Projektlaufzeit von drei Jahren.
Das Institut: die Hintergründe
Das Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Hochschule OWL in Lemgo ist eine der führenden Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet der industriellen Informationstechnik und beschäftigt derzeit mehr als 70 Beschäftigte. Im inIT werden Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) mit den hohen Anforderungen der Automatisierungstechnik in Einklang gebracht. Daher bilden die industrielle Kommunikation, industrielle Bildverarbeitung und Mustererkennung, verteilte Echtzeit-Software, Computerintelligenz und Mensch-Technik-Interaktion die fünf Kompetenzbereiche des Institutes. Das inIT forscht seit 2009 unter dem Dach des Forschungs- und Entwicklungszentrums CENTRUM INDUSTRIAL IT (CIIT) gemeinsam mit Partner aus Industrie und Wissenschaft an Lösungen für die Fabrik der Zukunft. Sicherheit und Qualität von Lebensmitteln, Nachhaltigkeit der Produktionsprozesse und Produktinnovationen sind die Antriebsmotoren für Forschung und Entwicklung im Institut für Lebensmitteltechnologie.NRW (ILT.NRW) der Hochschule OWL. Neben dem Technologie- und dem wissenschaftlichen Austausch zwischen praxisorientierter Forschung und industrieller Umsetzung, bietet das ILT.NRW ein Dienstleistungsspektrum primär für den Bedarf in der Lebensmittelindustrie und den Zulieferbetrieben an. Ein weiterer Eckpfeiler im ILT.NRW ist der Bereich Fortbildung und Science to Business Transfer.