IoT Plattform und Digitalisierung im Bregenzerwälder Käsekeller

Der Käsekeller im Bregenzerwald

Die Käsekeller GmbH betreibt am Ortseingang von Lingenau im mittleren Bregenzerwald einen von den ortsansässigen Sennereien gemeinschaftlich genutzten Alp- und Bergkäsekeller für die Reifung und Pflege von über 32.000 Käselaibe. In Gestelle gestapelt lagern die Käselaibe dort bis in eine Höhe von 7 Metern und werden vor Ort durch Roboter automatisiert gepflegt. Der komplexe Lager- und Pflegeprozess wird durch eine moderne Steuerung gesteuert und überwacht. In Spitzenzeiten werden so bis zu 1.600 Käselaibe pro Woche ein- und ausgelagert. Die lokale Steuerung wurde vor Kurzem mit der IoT Plattform digifai control erweitert und bietet nun noch mehr Komfort für das Condition- Monitoring und steigert so die Effektivität in der Qualitätssicherung.

Die Herausforderungen in der Käsereifung

Die Käselaibe werden aus unterschiedlichen Herstellerbetrieben wie beispielsweise den umliegenden Sennereien zugeführt. Alleine der Einlagerungsprozess ist komplex und muss sicherstellen, dass die Käselaibe nach der Reifung auch wiedergefunden werden. Eine stetige lückenlose Qualitätskontrolle und Rückverfolgung schon bei der Einlagerung, während des ganzen Pflegeprozesses und zuletzt bei der Auslagerung ist unbedingt erforderlich.
Für den Reifeprozess werden die Käselaibe in zwei klimatisch getrennten Reifekellern gepflegt und gelagert.

Das Klima wie die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit ist neben der Pflege für die optimale Käsereifung ausschlaggebend. Ungünstige oder falsche Parameter haben eine unmittelbare Auswirkung auf die Qualität und können bis zum Totalverlust führen. Für das passende Klima sind im Käsekeller spezielle Lüftungs- und Filteranlagen installiert, die kontinuierlich überwacht werden müssen.

Die Pflege, das Bürsten und Salzen wird durch Pflegeroboter individuell für die jeweilige Produktcharge durchgeführt. Während der Reifezeit und je nach Reifegrad verändern sich die Pflegebedürfnisse der Käselaibe. Ein automatisierter Pflegeablauf steuert die notwendigen Programmanpassungen im Pflegeroboter.

Eine IoT Plattform vernetzt die Standorte, Keller, Maschinen und Anlagen mit dem Käsemeister

Neben dem Käsekeller in Lingenau wird durch den Käsemeister noch ein weiterer Standort in ca. 30 Kilometer Entfernung betreut. An beiden Standorten sind die Prozessdaten für Keller, Maschinen und Anlagen zu überwachen. Die IoT Plattform sammelt die Daten und Informationen standortübergreifend und ermöglicht einen ortsunabhängigen Zugriff auf die Prozessdaten, egal an welchen Standort der Käsemeister tätig ist. Komfortabel kann sich dieser über einen webbasierten Zugang auch von unterwegs aus einloggen. Durch die Webtechnologie sind dafür keine besonderen Geräte oder Zugänge nötig. Eine Internetverbindung und ein Endgerät wie beispielsweise Smartphone, Tablet oder ein gewöhnlicher Webbrowser am Desktop PC sind für die Benutzung ausreichend. In die IoT Plattform sind somit 2 Standorte, 3 Keller, 6 Roboter, die Klimaanlagen- und Gebäudedaten eingebunden. Aus der Lagerverwaltung werden die Daten zum Auslastungsgrad übermittelt. Somit sind alle relevanten Daten für das Condition Monitoring an zentraler Stelle einsehbar.

Trendanalyse und automatisierte Benachrichtigung sichern die Qualität

Die Prozessdatenverläufe werden durch die IoT Plattform fortlaufend erfasst und archiviert. Die daraus resultierenden Datenwertverläufe ermöglichen eine neue Perspektive für das Condition Monitoring . Die aufgezeichneten Datenwertverläufe können rückwirkend analysiert werden. In sogenannten Kontextbetrachtungen mehrerer Datenwertverläufe werden so Zusammenhänge sichtbar, die im Alltag der Lagerverwaltung wahrscheinlich nicht so wahrgenommen werden. Welcher Zusammenhang besteht beispielsweise zur Kälteleistung der Klimaanlage zum Auslastungsgrad wirklich?

Durch die automatisierte Trendanalyse und verschiedene Eskalationsstufen bei Grenzwertverletzungen in den Datenverläufen ergeben sich für die Qualitätssicherung völlig neue Möglichkeiten.
Die IoT Plattform sammelt und archiviert auch die Alarmmeldungen von den einzelnen Maschinen, Anlagen und Robotern. Tritt eine Fehlermeldung auf oder wird ein Grenzwert überschritten, wird der Käsemeister mittels SMS, E-Mail oder Telefonanruf benachrichtigt. Durch die automatische Benachrichtigungsfunktion der IoT Plattform verkürzt dies die Reaktionszeit bei Betriebsstörungen enorm und das, bevor Qualitätseinbrüche entstehen.

Eine IoT Informationsplattform macht die Käsereifung transparent und die Vorgänge nachvollziehbar

Schon alleine die komplexen Anforderungen für die Käsereifung, aber noch mehr die besonderen Bedingungen durch unterschiedliche Zulieferbetriebe im Bregenzerwälder Käsekeller machen es erforderlich, die Lager- und Pflegevorgänge nachvollziehbar zu gestallten. Eine lückenlose Dokumentation ist unbedingt erforderlich. Die IoT Plattform digifai control macht den Prozess der Käsereifung transparent und die Daten zugänglich. Die Analyse bei Reklamationen oder Garantiefällen wird durch die digitalisierte Datenerfassung erheblich erleichtert. Lager- und Chargenprotokolle sind auf Knopfdruck verfügbar.

Großbildanzeigen und mobiler Zugang halten die Information immer im Blickfeld

Die wichtigsten Datenwerte und aktuellen Prozessinformationen werden im Bregenzerwälder Käsekeller mit der Dashboard-Funktion der IoT Plattform auf Großbildschirme angezeigt. Somit haben die Mitarbeiter auch immer die digitale Sicht auf die Lagerverwaltung im Blickfeld. Angezeigt werden neben den aktuellen Betriebsmeldungen auch die aktuelle Position der Roboter oder die Klimadaten der Reifekeller. Für die Umsetzung wurden ohne viel Aufwand handelsübliche internetfähige Großbildschirme installiert.

Die Umsetzung ist unkompliziert, skalierbar und auch für weitere Anwendungen geeignet

In vielen Anwendungen ist eine Zustandsüberwachung (Condition-Monitoring) erforderlich oder sinnvoll. Eine IoT Plattform wie digifai control ermöglicht es, die lokalen Datenquellen wie Maschinen, Anlagen oder Gebäudedaten zu erschließen und die Information zusammenzuführen. Das Anwendungsbeispiel Bregenzerwälder Käsekeller zeigt, wie die Funktionen in der Praxis angewandt werden. Ähnliche Anforderungen wie bei der Käsereifung finden sich auch in anderen Bereichen der Lebensmittelherstellung.

Die Integration der Datenquellen erfolgt meist über sogenannte IoT Gateways. Sie dienen als Schnittstelle zwischen Maschine und IoT Plattform. Alles, was an Funktionalität und Schnittstellen benötigt wird, bringt das IoT Gateway bereits mit. Auf der anderen Seite wird das IoT Gateway über das Internet mit der IoT Plattform verbunden. Somit ist die Datenquelle erschlossen. Die Umsetzung ist unkompliziert, skalierbar und auch für weitere Anwendungen geeignet
Dank der skalierbaren IoT Plattform muss keine Software erworben werden und kann die Anwendung je nach blieben erweitert werden. Der Aufwand für die Hardware der Gateways und der Aufwand für die Installation hält sich dabei in Grenzen.