Maschinen zur Herstellung optimaler Lebensmittel-Portionen wurden modelliert und simuliert. Damit können Maschinenparameter ohne aufwendige Tests geändert und optimiert werden. Neue Regelungsalgorithmen werden somit per Simulation getestet und angepasst.

Fallstudie: Modellierung und Simulation einer Schneidemaschine für Lebensmittel

Emmentaler Käse mit Löchern © pioneer111, Fotolia.com
Gleichmäßige Portionierung von unregelmäßigen Produkten ist schwierig

In der Lebensmittelindustrie ist es wichtig, dass verpackte Waren nahe am Optimalgewicht sind, d.h. sowohl die gesetzlichen Mindestgewicht-Vorgaben einhalten (Fertigverpackungsverordnung) als auch möglichst wenig übergewichtig sind (wenig give-away). Dies ist bei der Portionierung von Scheiben unregelmäßig geformter Produkte wie Schinken oder Käse mit Löchern eine Herausforderung.

Der Kunde ist Marktführer bei Maschinen zum Schneiden und Portionieren von Lebensmitteln, die dieses Problem mittels Regelungstechnik selbstständig lösen. Hierzu werden mit zusätzlicher Sensorik (Waagen, Bildverarbeitung) Abweichungen vom Sollgewicht erkannt und die Portionserstellung entsprechend modifiziert. Änderungen der Maschinenparameter (Sensorik, Typ des geschnittenen Produkts, Algorithmik der Regelung) können umfangreiche Tests erforderlich machen. Außerdem ist die Einstellung geeigneter Parameter für die Regelung bei neuartigen Produkten eine Schwierigkeit für Anwender.

Aus diesem Grund entwickelte ich für den Kunden ein mathematisches Modell und eine konfigurierbare Simulation der Maschine inklusive der relevanten Sensorik und der Regelung. Die Simulation wurde im Anschluss vom Kunden erfolgreich validiert. Damit ist es nun möglich, mit geringem Aufwand Auswirkungen veränderter Maschinen-Parameter vorherzusagen, Regelungsparameter zu optimieren und auch neue Regelungsansätze zu testen.