Robotteknologi skraber skorpen på 500.000 oste årligt

Hos Arla Foods amba i Taulov har en meget speciel robot gjort det muligt at automatisere fjernelse af skorpen på gamle oste. En skrabeoperation, der tidligere medførte både tungt og ensidigt, gentaget arbejde.

Af Michael Fahlgren

Det er Jan Bisgaard Sørensen hos automatiseringsvirksomheden Bila A/S, som har indstillet Arla Foods, og deres helt nye robotbaserede osteskraber. Begrundelsen er dels at der er tale om en proces, der aldrig har været automatiseret tidligere, og at robotten erstatter ensidigt gentaget arbejde med en fysisk hård skrabeproces af osteskorper – og dermed bidrager til at forbedre arbejdsmiljøet.
Innovationshøjden er absolut til stede, idet en ellers meget vanskelig håndterbar proces er blevet automatiseret.
Pakkerichef John Faurholdt skal i givet fald stå som modtager af Automatiseringsprisen 2007.

Med udvikling af robotcellen til skorpefjernelse har Arla Foods’ underleverandør Bila A/S gennemført et bemærkelsesværdigt udviklingsarbejde. Bemærkelsesværdigt fordi Arla Foods næppe får brug for flere end den ene robotcelle, der nu er færdigudviklet, og fordi der er tale om en helt ny måde at arbejde med robotteknologi. For tykkelsen på osteskorperne varierer fra ost til ost, og det lader sig ikke umiddelbart måle.

Robotteknologien opfylder to ønsker samtidigt
Arla Foods’ mejeri i Taulov stod færdigt i 1999, og pakkeriet, hvori osterobotten befinder sig, stod færdig i 2000-2001. Med byggeriet ønskede Arla Foods at etablere et moderne driftssted med et godt arbejdsmiljø. Og ud fra den betragtning har man indført robotteknologi mange steder på mejeriet. Dels for at opnå et optimalt arbejdsmiljø, dels for at opnå de rationaliseringsmæssige fordele som robotteknologien medfører. For Arla Foods opererer i et stærkt konkurrencepræget miljø overalt i verden, hvor koncernen er repræsenteret.
– Med robotteknologi kan man slå to fluer med et smæk, og både opnå en mere kosteffektiv produktion, og samtidig skåne medarbejderne for en masse tunge løft og ensidigt, gentaget arbejde, fortæller pakkerichef John Faurholdt, Arla Foods amba.

Fuldautomatisk osteri
På Arla Foods’ mejeri ved Taulov er der opført et fuldautomatisk osteri med integreret robotudstyr. Ikke al robotteknologi er i form af de store og velkendte industrirobotter; også mindre XY-robotter finder anvendelse på osteriet, der i det hele taget anvender robotter til løsning af en lang række processer og opgaver.
– Vi har robotter til prøveudtagning. Vi har robotter til kasseilægning. Vi har robotter til palettering og depalettering. Vi har robotter til ilægning af skiveost i bægre. Og så har vi robotter til skrabning af ost, forklarer John Faurholdt.

Robot erstatter et hårdt arbejdsmiljø
Skrabning af osteskorper foregår i et hårdt arbejdsmiljø, hvilket i længden ikke er acceptabelt ifølge Arla Foods’ krav om et moderne driftssted med et godt arbejdsmiljø.
I 2004 startede Arla Foods derfor et udviklingsprojekt med henblik på at erstatte de menneskelige osteskrabere med en robot. Lige fra starten var Bila A/S på banen – en virksomhed, som Arla Foods gennem flere år har anvendt som underleverandør ved automatiserings- og robotprojekter.
– Det var en meget uhåndgribelig størrelse. For det er meget gamle oste, som har ligget og lagret i et halvt år til et år, og deres overflade går derfor lidt i opløsning. Når de skal sælges er man nødt til at skrabe denne opløste overflade væk, for man kan ikke sælge en ost, der ser sådan ud. Alle disse oste pakkes ind i stanniol, og der kan man heller ikke have noget opløst overflade hængende når man pakker osten ud. Den opløste skorpe er en helt naturlig del af en meget gammel ost. Men det skal altså skrabes af, forklarer John Faurholdt.

En meget vanskelig opgave
Når der står en medarbejder med et skrabejern i hånden, vil vedkommende i de fleste tilfælde fjerne (alt) for meget ost i sin forståelige iver efter at efterlade en fuldstændig ren osteoverflade. Det indebærer dels et for stort tidsforbrug, dels en for stor omkostning i form af spildt ost. Det er utroligt svært at kalibrere 15 medarbejdere til at gøre præcist det samme.
– Vi kunne se at der måtte gøres noget men var ikke helt klar over hvad. Derfor lavede vi en aftale med Bila, som vi har kendt gennem mange år som en meget kompetent og dygtig leverandør, der også er i stand til at tænke kreativt, og finde løsninger lidt væk fra standarden. Vi satte os sammen og blev enige om et forprojekt. Medarbejderne anvender forskellige skrabejern, lidt afhængig af hvad det er for nogle ostetyper. Man skraber overfladen af, men afhængig af hvor hård den er, og hvor meget der er, og hvor blød osten er skal man skrabe hårdere eller mindre hårdt. For man skal lige præcist fjerne den helt rigtige mængde. Det er ikke muligt at lave måleudstyr, der er i stand til at afgøre præcist hvor overgangen mellem den let opløste overflade og osten går. Vi kan heller ikke udvikle måleudstyr, som fastslår ostens præcise geometri, for ikke to oste er helt ens. Nogle er mere runde end andre, nogle er lidt fladere end andre. Kunsten var at få udviklet et robotværktøj, som kunne udføre alle disse meget lidt håndgribelige opgaver. 99 ud af 100 kan finde ud af at sætte en robot op. Men det at lave robottens værktøj, så den kan udføre de ønskede operationer, det er en kunst. Værktøjsmageren og hans fantasi spiller den afgørende rolle her, uddyber John Faurholdt.

Toårigt udviklingsprojekt
Hvor Arla Foods nok selv kunne se og forstå problemet og dettes omfang, bragte man derfor Bila på banen med hensyn til at udvikle et forslag til problemets løsning.
Bila opstillede en robot i en dertil indrettet celle i ostepakkeriet hos Arla Foods, hvor man i fred og ro kunne gennemføre hvad der viste sig at blive til en lang række af forsøg og eksperimenter. Man undlod i første omgang de transportbånd, der i den endelige version skulle føre ostene ind og ud af robotcellen, og koncentrerede sig om at finde frem til de styringsprogrammer og værktøjer, der på en både effektiv, men samtidig skånsom måde kunne skrabe den uønskede del af ostens overflade væk. Resultatet forelå op til sommerferien 2006.
– Vi indså at det faktisk kunne lade sig gøre, og begyndte at designe det egentlige anlæg. Det oprindelige design var dobbelt så stort som den celle, der kører i dag. Det viste sig undervejs at behovet ikke var så stort som først antaget, men robotcellen kan relativt let udbygges til den dobbelte kapacitet. Fra idéfase til den nu færdige robotcelle tog projektet to år. Der har været en række udfordringer undervejs. Eksempelvis højdemålere, som fungerede fint i testmiljøet, men viste sig at være ubrugelige i virkeligheden, siger John Faurholdt.

Første optimeringsrunde
Primo april måned i år startede Arla Foods et nyt optimeringsprojekt omkring osteskraberobotten i samarbejde med Bila. For Arla Foods er det noget af en udfordring, for et anlæg af denne type er aldrig tidligere blevet udviklet. Derfor kan man heller ikke nogen steder se hvilke muligheder der kan være, eller hvilken løsning der er den optimale.
– I bund og grund handler det om at fjerne ”noget” fra en overflade, der kan være variabel fra den ene ost til den næste. I hvert fald kan der være meget store forskelle fra den ene batch til den næste. Ligesom der er meget stor forskel på om osten er 20 eller 50 uger gammel. Det helt store gennembrud kom med udvikling af et ”knæled” til selve robottens hoved, forklarer John Faurholdt.

Luftcylindre (fjedre) kompenserer for varierende lagtykkelse
Etablering af det rigtige skrabetryk var en af de helt store udfordringer i forbindelse med udvikling af Arla Foods’ osteskraberobot. For med for lavt tryk efterlades for meget uønsket overflade, og med for højt et tryk fjernes for meget af den gode ost.
Udvikling af et fjederbelastet knæled, hvori skrabeværktøjerne fastgøres, viste sig at være det ventede gennembrud i udviklingen.
– Når robotten går ned hvor den tror der er ost, sidder der en cylinder der skaber et tryk, som operatøren kan regulere fra ost til ost. Det fjederbelastede knæled kompenserer for den højdevariation som kan forekomme idet ostene ikke er lige tykke, og lader os skabe den samme skrabeeffekt. Det er værktøjsmagerens fortjeneste, og det er derfor jeg mener han er så vigtig i et sådant projekt. Processen har været langvarig og meget spændende, og jeg vil sige at vi endnu ikke er 100 % i land. Vi arbejder videre med optimering og forbedret udformning af værktøjer og styringsprogrammer, og det vil vi også gøre om et år, siger John Faurholdt.

Har halveret arbejdspresset
For Arla Foods har udviklingen af den nye robotcelle mere end indfriet forventningerne.
For det første er arbejdspresset mere end halveret, der er opnået en virkelig markant besparelse i råvarespildet og effektiviteten er forhøjet.
For John Faurholdt har det været et temmelig privilegeret projekt at få den ca. 4,5 millioner kroner store investeringsbevilling til. For tilbagebetalingstiden er en del længere – omkring 3 år – end for andre af Arla Foods typiske udviklings- og rationaliseringsprojekter. Men da det handlede om at forbedre arbejdsmiljøet blev bevillingen alligevel givet.
– Selv om vi ikke er i land har vi til fulde nået de målsætninger vi havde sat for projektet. Men vi vil gerne videre. Hvor langt vi kan nå kan være lidt fiktivt, konstaterer John Faurholdt.

Produktion med færre medarbejdere – men ingen fyringer
Årligt producerer Arla Foods 4.000 tons ost, som skal en tur igennem osteskraberobotten. Eller en halv million oste, der skal skrabes på begge sider samt på de fire kanter.
Robotten har øget den samlede kapacitet med 25 %, og udfører samtidig 4 medarbejderes job. Men ingen er blevet fyret af den årsag.
– Det har været et godt projekt. Basalt set handler det om at øge effektivitet og konkurrenceevne mens vi bevarer danske arbejdspladser. Et af de gode aspekter ved dette projekt er at ingen er blevet fyret med baggrund i dette projekt, og alle har fået et bedre arbejdsmiljø med mindre fysisk arbejdspres, slutter John Faurholdt.

- Vi har robotter til prøveudtagning. Vi har robotter til kasseilægning. Vi har robotter til palettering og depalettering. Vi har robotter til ilægning af skiveost i bægre. Og nu har vi robotter til skrabning af ost, forklarer Pakkerichef John Fauerholdt, Arla Foods, Taulov Mejeri. Arla Foods’ nye osteskraberobot fjerner osteskorpen fra både top og bund samt sider med samme flersidede værktøj.

Arlas osteskraberobot udfører 4 medarbejderes job, og øger samtidig kapaciteten med 25 %. Gennem en halvering af arbejdspresset har den været medvirkende til at forbedre arbejdsmiljøet markant.