Computer Vision für Bäckereien: Linienkameras vom Ofenauslauf bis zur Kiste

Eine Bäckereilinie hat eine Maschine, die Sie nicht anhalten können. Ist der Teig einmal im Ofen, wird er gebacken, egal was an der Schneidemaschine passiert.

Deshalb verliert eine Bäckerei Ausstoß auf ihre eigene Art. Das Stillstandsprotokoll bleibt kurz. Der Verlust zeigt sich als leerer Abschnitt auf dem Band oder als Kiste Brot, die niemand gezählt hat.

Diese Seite richtet sich an Werks- und Produktionsleiter in Bäckereien, die Kamerasoftware für Brot-, Brötchen- und Bun-Linien auswählen. Wir verkaufen Fabrico, prüfen Sie unsere Aussagen hier also wie die jedes anderen Anbieters.

Was Computer Vision in der Backwarenproduktion leistet und was nicht

An Bäckereilinien hängen zwei Arten von Kameras, und sie erledigen unterschiedliche Aufgaben.

Inspektionssysteme von Anbietern wie Cognex, Keyence oder Mettler-Toledo beurteilen das Produkt. Eine OEE-Kamera zählt es. Unsere Seite zu Etiketten- und Codeprüfung im Vergleich zur OEE-Kamera zeigt, wie beide nebeneinander arbeiten.

Das Bindeglied zwischen beiden ist die Ausschusszahl. Liefert ein Inspektionssystem oder ein Metalldetektor ein Ausschleussignal, kann diese Zahl in den Qualitätsfaktor der OEE einfließen.

Etikettenprüfungen sind beim Produktwechsel am wichtigsten. Laut FDA sind Rückrufe wegen nicht deklarierter Lebensmittelallergene (EN) eine der Hauptursachen aller Lebensmittelrückrufe. Ein Sesambrot im Beutel eines Brots ohne Sesam ist genau dieses Risiko. Diese Prüfung gehört zur Inspektion, an jeder Packung.

Warum Bäckereiverluste verborgen bleiben: Der Ofen stoppt nicht

An den meisten Verpackungslinien stoppt ein Stau die Maschine, und der Stillstand wird erfasst. Eine Bäckereilinie funktioniert genau umgekehrt.

Der Ofen ist der Engpass, und er backt weiter. In einer Fallstudie des Carbon Trust zu britischen Bäckereiöfen (EN) aus dem Jahr 2015 liegen die Backzeiten für 800 g Kastenbrot in Durchlauf- oder Tunnelöfen bei 18 bis 24 Minuten. Laut derselben Studie können britische Hochleistungs-Brotlinien 8.000 bis 10.000 Stück pro Stunde erreichen.

Bei beispielhaft 150 Broten pro Minute bedeutet eine Backzeit von 18 bis 24 Minuten, dass sich jederzeit 2.700 bis 3.600 Brote im Ofen befinden. Stoppt der Einbeutler, kommt dieses Brot trotzdem nach.

Bäckereiverluste haben deshalb drei Formen:

• Lücken auf dem Ofenband. Teigteiler oder Gärschrank stocken kurz, und später erreicht ein leerer Bandabschnitt den Ofenauslauf. Der Ofen hat nie gestoppt, also wurde nichts protokolliert.
• Brot in der Abfalltonne. Schneidemaschine oder Einbeutler stauen, die Kühlung läuft voll, und gutes Brot landet in einer Abfallkiste. Der Stillstand des Einbeutlers wird vielleicht protokolliert. Die Brote meist nicht.
• Langsamer Lauf nach einem Wechsel. Die Linie läuft wieder, aber unter ihrer Leistung, und niemand schreibt das auf.

Die zweite Form behandeln wir Maschine für Maschine in Stillstände an Bäckerei-Verpackungslinien: Schneidemaschine, Einbeutler und Clipverschließer.

Der Ofen ist außerdem ein großer Energieverbraucher. Laut Zahlen des Carbon Trust (EN), 2015 veröffentlicht, verursachen Öfen 35 bis 45 % der gesamten CO2-Emissionen eines britischen Bäckereistandorts. Ein Ofen, der über einem leeren Bandabschnitt seine Temperatur hält, verbrennt trotzdem Gas. Eine Lücke ist also Gas für Brot, das Sie nie hergestellt haben.

Wo die Kamera an einer Bäckereilinie sitzt

Der größte Teil einer Bäckereilinie hat bereits SPS-Signale, und der Einbeutler zählt Packungen. Setzen Sie Kameras dort ein, wo es kein brauchbares Signal gibt oder wo das Signal das Falsche zählt.

Für eine Zählkamera lohnen sich zuerst zwei Stellen:

• Der Ofenauslauf oder der Einlauf in die Kühlung. Brötchen und Buns kommen mehrbahnig heraus, oft dicht an dicht. Eine Lichtschranke zählt eine Strahlunterbrechung, also kann eine Reihe aus sechs aneinanderliegenden Buns als ein Stück gezählt werden. Eine Kamera, die von oben auf das Band schaut, zählt jedes Stück. Bei Kastenbrot montieren Sie sie hinter dem Entformer, wo die Brote aus den Formen sind. Unsere Seite zur KI-gestützten visuellen Zählung erklärt, wie das funktioniert.
• Manuelle Kisten- und Steigenplätze. Am Ende vieler Linien kommt das Brot von Hand in Kisten oder auf Steigen. Es gibt keine Maschine, also auch kein Signal. Roboter sind an diesem Schritt noch die Ausnahme. In den USA setzten 2022 etwa 6,6 % der Lebensmittelbetriebe Roboter ein, doch fast ein Viertel der Beschäftigten in der Lebensmittelherstellung hatte bei der Arbeit mit Robotern zu tun, berichtet die BLS Monthly Labor Review (EN). Zum Zählen an Handarbeitsplätzen siehe OEE-Kameras an manuellen Packplätzen.

Am Einbeutler dient eine Kamera dem Video, nicht der Zählung.

Vorgelagert ist die Stückzählung des Teigteilers meist Ihre beste erste Zählung. Was jetzt am Teigteiler stillsteht, erscheint nach der Gare später als Lücke am Ofenauslauf. Liegen beide auf einer gemeinsamen Schichtzeitleiste, können Sie die Lücke ihrer Ursache zuordnen.

Dampf am Ofenauslauf und Mehlstaub weiter vorne setzen einem Objektiv zu. Planen Sie Montage und Reinigung deshalb vor dem Pilotprojekt.

Fladenbrotlinien zählen die Stücke an der Stapelstation, behandelt in OEE für Tortilla- und Fladenbrotlinien. Kekslinien behandeln wir in OEE für Keks-Produktionslinien. Abgepackte Backsnacks wie Brezeln und Croutons enden an einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine, behandelt in Stillstände an VFFS-Schlauchbeutelmaschinen.

Kamera, Sensor oder Bediener: Station für Station

Nutzen Sie das Maschinensignal überall dort, wo es existiert. Ergänzen Sie eine Kamera nur dort, wo eine Zählung fehlt oder falsch ist.

Die Stillstandsgründe kommen in jeder Zeile von Menschen. Der Bediener erfasst sie an der Linie auf einem Tablet oder Smartphone, denn kein Signal weiß, warum der Teigteiler gestoppt hat. Weitere Maschinentypen finden Sie unter Kamera oder Sensor, Maschine für Maschine.

Bringen Sie Ihr Linienlayout zu einer Demo mit, und wir gehen es gemeinsam mit Ihnen durch.

Produktwechsel: Messen Sie die Lücke auf dem Band

In den USA kamen 2023 laut einem Bericht von Innova Market Insights für das National Honey Board aus dem Jahr 2023 (EN) 3.550 neue Backwaren auf den Markt, mehr als in jeder anderen der zehn Kategorien. Jedes neue Produkt bedeutet mehr Sorten, zwischen denen Sie umrüsten, und einen weiteren Artikel, den eine Kamera lernen muss.

An einer Bäckereilinie ist ein Produktwechsel vom Ofenauslauf aus leicht zu erkennen. Im Zähldiagramm reicht er vom letzten Brot des einen Produkts bis zum ersten Brot des nächsten, egal was im Stillstandsprotokoll steht. Die Kamera zählt Brote, beurteilt sie aber nicht. Das erste gute Brot ergibt sich also aus Ihrer Ausschusszahl.

In Fabrico kommt der Rüststillstand selbst heute aus einem Maschinensignal, etwa dem Stopp des Teigteilers, und der Bediener erfasst den Grund. Eine Kamera, die die Lücke selbstständig als Stillstand markiert, steht auf der Roadmap.

Die Zählung zeigt auch, was ein Stillstandsprotokoll übersieht: die echte Länge der Lücke und den langsamen Wiederanlauf, während sich Teigteiler und Gärschrank einpendeln.

Allergenreinigungen sind ein geplanter Produktwechsel mit längerer Lücke, zum Beispiel nach einem Sesamprodukt und vor dem nächsten Produkt ohne Sesam. Legen Sie einmal fest, wie Ihr Werk sie in der OEE zählt, und halten Sie diese Regel an jeder Linie ein.

Rechenbeispiel: eine Brotlinie, eine Schicht

Hier ist eine Schicht an einer Beispiel-Brotlinie. Es sind Beispieldaten, die keine reale Bäckerei beschreiben.

• Geplante Zeit: 480 Minuten.
• Ideale Leistung am Ofen: 150 Brote pro Minute, also 9.000 pro Stunde.
• Ein Produktwechsel von 30 Minuten von Weißbrot auf Körnerbrot, mit Einrichten des Saatenstreuers und neuem Backprofil. Der Stillstand kommt aus dem Stoppsignal des Teigteilers, den Grund erfasst der Bediener.
• Kamerazählung am Ofenauslauf: 58.500 Brote.
• Gute verpackte Brote, aus der Zählung des Einbeutlers abzüglich Ausschuss: 55.575.

Wir messen die OEE am Ofen, denn der Ofen ist der Engpass. Bei einem Tunnelofen ergibt sich die ideale Leistung aus Backzeit, Bandbelegung und Stück pro Reihe. Legen Sie sie deshalb pro Produkt fest, vom Ofen aus, nicht vom Einbeutler. Kurzstillstände weiter vorne zeigen sich dann als Lücken auf dem Band, also als Leistungsverlust.

Die Rechnung:

• Verfügbarkeit: 450 von 480 geplanten Minuten, also 93,8 %.
• Leistung: 58.500 Brote gegenüber einem Idealwert von 450 x 150 = 67.500, also 86,7 %.
• Qualität: 55.575 gute Brote von 58.500 gebackenen, also 95,0 %.
• OEE: 0,9375 x 0,8667 x 0,95 = 77,2 %, dasselbe wie 55.575 gute Brote von idealen 72.000.

Nehmen Sie jetzt die Kamera weg. Der Ofen lief alle 480 Minuten, das Stillstandsprotokoll zeigt einen Produktwechsel, und der Einbeutler zeigt 55.575 Packungen. Sie wissen, dass der Schicht 16.425 Brote fehlten, und kaum mehr.

Mit der Zählung am Ofenauslauf teilen sich die 16.425 in zwei Teile. 13.500 Brote, also 90 Minuten Ofenzeit, wurden nie gebacken: der Produktwechsel plus die Lücken auf dem Band. 2.925 wurden gebacken und gingen dann vor dem Beutel verloren. Das sind zwei Probleme mit zwei verschiedenen Verantwortlichen.

Auch das Geld unterscheidet sich: Ein nach dem Ofen verlorenes Brot hat Teig, Gas und Arbeitszeit verbraucht, eine Lücke dagegen kostet Marge. Fabrico zeigt Verluste in Geld, bewerten Sie also beide mit Ihren eigenen Kosten.

Bäckereiregeln zu Reinigungszeiten und idealen Leistungen finden Sie in OEE- und Instandhaltungssoftware für Industriebäckereien.

Acht Fragen an jeden Kameraanbieter für Bäckereien

Stellen Sie diese Fragen jedem Anbieter, auch uns. Bringen Sie als Testfall eine echte Schicht aus der letzten Woche mit.

Kameras, Bäckereiteams und der Betriebsrat

Am Ende einer Bäckereilinie sind viele Menschen beschäftigt: Sie beladen Kisten, stapeln Steigen, beseitigen Staus. Eine auf das Band gerichtete Kamera wird Hände sehen.

• Richten Sie die Kamera auf das Produkt aus, nicht auf den Arbeitsplatz.
• Berichten Sie nach Linie und Schicht, nie nach Namen einzelner Personen.
• Vereinbaren Sie vor dem Go-live, wer Video öffnen darf und warum.
• Planen Sie in der EU vom ersten Tag an die DSGVO ein.

In Deutschland gibt das Betriebsverfassungsgesetz (EN) dem Betriebsrat ein Mitbestimmungsrecht bei technischen Einrichtungen, die dazu bestimmt sind, das Verhalten oder die Leistung der Arbeitnehmer zu überwachen. Beziehen Sie den Betriebsrat ein, bevor die erste Kamera hängt. Unser Leitfaden zu Kameras an Produktionslinien ohne Überwachung zeigt, wie Sie das aufsetzen.

Das Ausblenden von Personen im Bild über die Standardeinrichtung von Fabrico hinaus ist Roadmap oder individuelle Entwicklung. Lassen Sie sich also zeigen, was es heute gibt.

Wo Fabrico passt

Fabrico ist eine Cloud-Plattform für OEE und Light MES. An einer Bäckereilinie funktioniert sie so:

• Heute: Stillstände und Zählungen kommen aus dem Maschinensignal (SPS, Sensor oder Zähler). Der Bediener erfasst den Stillstandsgrund auf einem Tablet oder Smartphone. Sie erhalten OEE, Stillstände und Verluste nach Linie und Schicht, auch in Geld, im Web, unter iOS und Android.
• Kamera-Add-on, auf Anfrage: KI-Kameras zählen den Ausstoß, zum Beispiel am Ofenauslauf oder an einem manuellen Kistenplatz. Sie können das Kameravideo für jeden Moment auf der Schichtzeitleiste öffnen. In der Standardeinrichtung wird Video auf Anfrage gestreamt, nicht in Fabrico gespeichert. Siehe Computer Vision in Fabrico.
• Roadmap, heute nicht live: Kameras, die Stillstände selbst erkennen, Stauzonen und eine Kamera, die dem Bediener einen Stillstandsgrund vorschlägt. Fragen Sie uns nach dem Zeitplan.
• Nicht die Aufgabe von Fabrico: die Prüfung von Kruste, Form, Beutelcodes oder Fremdkörpern. Behalten Sie Ihre Inspektionssysteme und Metalldetektoren. Ihr Ausschleussignal kann in den Qualitätsfaktor der OEE einfließen.
• Planung: Produktionsplanung versprechen wir nicht. Wenn Sie sie brauchen, fragen Sie uns in der Demo.
• Ihre Daten: Sie verlassen das System über die REST-API, Webhooks sowie Excel- oder CSV-Export.

Die Preise sind nicht öffentlich. Was ein Angebot bestimmt, steht in der Antwort zu den Kosten unten. Für das Gesamtbild lesen Sie unseren Leitfaden zu OEE-Software.

Prüfen Sie unsere Aussagen wie die jedes Anbieters, mit einer Schicht Ihrer eigenen Daten.

Was als Nächstes gefragt wird

Kann eine Kamera Brötchen und Buns zählen, die sich auf dem Band berühren?

Oft ja, wenn sie bei gleichmäßigem Licht senkrecht von oben auf das Band schaut, auch wenn sich berührende Ware der schwierigste Fall ist. Genau hier schlägt eine Kamera auch eine Lichtschranke, die eine Strahlunterbrechung zählt, nicht ein Brötchen. Weisen Sie es an Ihrem schnellsten Produkt gegen eine Handzählung nach, bevor Sie kaufen.

Ist eine KI-Kamera an einer Bäckereilinie dasselbe wie ein Bildverarbeitungs-Inspektionssystem?

Nein. Ein Inspektionssystem beurteilt jedes Produkt: Farbe, Form und Codes. Eine KI-Kamera für OEE zählt den Ausstoß und liefert Ihnen Video für einen Moment der Schicht.

Sollte eine Bäckerei am Ofenauslauf oder am Einbeutler zählen?

An beiden, wenn möglich. Die Zählung am Ofenauslauf zeigt, was Sie gebacken haben. Die Zählung am Einbeutler zeigt, was Sie verpackt haben. Die Differenz ist das, was Sie dazwischen verloren haben.

Wie funktioniert OEE, wenn der Ofen weiterläuft?

Legen Sie die ideale Leistung am Ofen fest, in Broten oder Stück pro Minute für jedes Produkt. Lücken auf dem Band zeigen sich dann als Leistungsverlust, und nach dem Backen verlorenes Brot als Qualitätsverlust.

Brauchen wir an jeder Bäckereilinie eine Kamera?

Nein. Beginnen Sie mit einer Linie und einer Kamera am Ofenauslauf. Vergleichen Sie deren Zählung mit einer Handzählung und mit der Zählung des Einbeutlers. Ergänzen Sie Kameras dort, wo eine Zählung fehlt, nicht überall.

Was bestimmt die Kosten von Computer Vision für eine Bäckerei?

Die Zahl der Linien und Kameras, die Montage an heißen oder staubigen Stellen, Netzwerkarbeiten und Schulung. Die Konditionen unterscheiden sich je nach Anbieter, geben Sie deshalb jedem dieselbe Linienliste.

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