NPPL-R project Gearbox sorteerrobot

Gearbox heeft voor Coöperatie Harvest House en in samenwerking met coöperatielid Frestia een sorteerrobot voor de puntpaprika ontwikkeld. Dit project -binnen het NPPL-R programma- focust op de implementatie van deze sorteerrobot in de productieomgeving van het paprikabedrijf om de aansluiting met de rest van de bedrijfsvoering verder te optimaliseren. Goede kwaliteitsrichtlijnen zijn belangrijk voor de sorteerrobot voor puntpaprika’s.

Het sorteren en verpakken van puntpaprika’s is een arbeidsintensief proces, waarbij verpakkers sterk afhankelijk zijn van menselijke arbeid voor kwaliteitscontroles en om snel te kunnen schakelen tussen verschillende verpakkingsvormen. Dit komt voor een groot deel omdat het product in kleinverpakking wordt verkocht en niet in bulkverpakking, zoals bijvoorbeeld blokpaprika’s. ‘Het individueel beoordelen en uitsorteren van de puntpaprika voor verschillende kwaliteitseisen en verpakkingen maakt het heel arbeidsintensief’, zegt Simone Keijzer van Gearbox. ‘Na de succesvolle ontwikkeling van een snackpaprika-sorteerrobot voor en met paprikabedrijf Frestia, kwam de vraag om dit ook voor de puntpaprika te ontwikkelen.’

‘We dachten wel eens: gaat dit wel goed komen?’

Handmatig sorteerwerk automatiseren

Frestia in Honselersdijk teelt op veertig hectare, verdeeld in Nederland en Portugal, jaarrond snackpaprika’s, zoete puntpaprika en mini-trostomaten. Alle locaties in Nederland zijn aangesloten op aardwarmte. Het teeltbedrijf is aangesloten bij Harvest House voor de verkoop en afzet van de producten. Bij de teeltlocatie in Honselersdijk worden de producten klantspecifiek gesorteerd en verpakt. Hier worden van 6.00 uur ’s morgens tot 3.00 uur de volgende nacht puntpaprika’s handmatig verwerkt, veelal in een 200 en 500 grams-verpakking. De geoogste puntpaprika’s komen in kratten naar de verpakkingsloods. Daar worden de kratten met de hand omgekeerd en op kwaliteit en gewicht uitgesorteerd. Wanneer een van de twee puntpaprika’s niet voldoet qua gewicht moet er een andere bijpassende puntpaprika worden gezocht. ‘Omdat dit een arbeidsintensief proces is en het steeds lastiger is om goed personeel te vinden, zijn we vijf jaar geleden gaan zoeken naar mogelijkheden om dit handwerk te automatiseren’, zegt Patrick Franken van Frestia.

Patrick Franken van Frestia: ‘Robotisering is niet alleen een oplossing, maar ook bittere noodzaak. De arbeidsmigrantenproblematiek speelt daarbij een rol.‘

Sorteerrobot met vier lijnen

Franken: ‘Om het verpakkingsproces te managen en betaalbaar te houden, zijn we ons gaan oriënteren op hoe we dit het beste kunnen automatiseren. Toen zijn we in gesprek met Gearbox gegaan om het op kwaliteit en gewicht uitsorteren van de puntpaprika te digitaliseren.’ In de afgelopen drie jaar is op de ontwikkellocatie van Gearbox een sorteerrobot ontwikkeld met vier lijnen, die elk uit twee robots bestaat. De machine sorteert de puntpaprika’s in stappen. Dat begint met het legen van de kratten om vervolgens het product te verenkelen. Daarna wordt met behulp van visiontechniek en kunstmatige intelligentie (AI) het gewicht en de kwaliteit bepaald. Hiermee worden de robots aangestuurd. De eerste robots in de lijn sorteren de klasse 2 eruit, kunnen een bepaalde gewichtselectie maken en plaatsen de puntpaprika op de gepatenteerde sorteerschijf. Franken: ‘De eerste robots kunnen puntpaprika’s met een bepaald gewicht eruit halen. Bijvoorbeeld als een klant geen puntpaprika’s van 90 gram in de verpakking wil of een twee-stuks verpakking van 230 gram vraagt.’ De tweede robots maken de juiste setjes in gewicht. Deze robots kunnen ook met elkaar samenwerken. De sorteerrobot kan setjes van 2,3,4 of 5 stuks op gewicht en kwaliteit maken.

Garantie op goede werking nodig

Op dit moment is het systeem uitvoerig doorgetest op de ontwikkellocatie en is het tijd om deze in de praktijk te gaan beproeven. Om de praktijk na te boosten zijn duurtesten met de sorteerrobot nodig. Door de machine langdurig op volle capaciteit te testen, kunnen de laatste (mogelijke) fouten uit het systeem worden gehaald. De capaciteit van de sorteerrobot is 12000 stuks/uur. De paprikateler: ‘De duurtesten zijn nodig om te weten of de machine twintig uur achtereen blijft draaien, onderdelen niet te warm worden of dat er geen storing komt.’ De duurtesten hebben plaats in een aparte hal. ‘De machine moet honderd procent goedwerkend in ons productieproces passen, want we hebben geen tijd voor “avontuurtjes”. Met de sorteerlijn kunnen we geen dag stilstaan, omdat bijvoorbeeld een stukje software niet goed is.’ Er is nu een cruciale fase aangebroken dat objectief de werking van de sorteerrobot moet aantonen. Franken: ‘Vandaar dit project om neutrale techneuten mee te laten kijken om het proces te laten valideren. Ikzelf ben geen techneut, maar weet wel wat ik wil en hoe het moet werken.’ Simone Keijzer: ‘Het is voor ons fijn dat wij, de telerscoöperatie en teler in deze cruciale fase extra ondersteuning kunnen krijgen van de WUR.’

WUR-onderzoeker Menno Sytsma: ‘We verwachten dat de robot consequenter details kan detecteren. Dat kan ook betekenen dat de robot een stuk strenger selecteert.‘

Onafhankelijke validatie sorteerrobot

Middels het NPPL-R programma is het voor WUR mogelijk om onafhankelijk en transparant mee te kijken naar de status van deze techniek. Analyses met betrekking tot de businesscase, beoordeling van productkwaliteit en technische ondersteuning kunnen bijdragen aan verbeterde acceptatie van deze technieken bij klanten. ‘Bij de ontwikkeling van de sorteerrobot waren wij niet betrokken, maar de partijen vinden het prettig dat er een onafhankelijke partij bij is’, zegt Menno Sytsma van WUR. De WUR zal het sorteerrobot onafhankelijk valideren op het gebied van productkwaliteit in vergelijking met de huidige manier van werken. Relevante kwaliteitskenmerken worden in overleg met Gearbox, Harvest House en Frestia vastgesteld, zoals: vorm, kleur, gewicht, combinatiegewicht, productbeschadigingen en uiterlijke afwijkingen. ‘We gaan onder andere het maken van setjes op gewicht valideren. Handmatig komt het gewicht wel eens hoger uit (inwicht). Als het met de machine minder inwicht geeft, is dat winst.’ Keijzer verwacht naast inwichtreductie ook een arbeidsbesparing van tien fte’s.

Koppelen aan bedrijfsmanagement systeem

In het project gaat het ook om technische ondersteuning met een controletool voor kwaliteit. Sytsma: ‘Wij kijken of we de kwaliteit voor beide partijen helder kunnen krijgen, die nodig is voor een goed functionerende sorteerrobot.’ De paprikateler geeft aan dat de interpretatie van de kwaliteit belangrijk is om dit op het juiste niveau te krijgen en hoe de man achter de knoppen dat kan instellen. De onderzoeker: ‘Daarnaast willen we data van de machine, die we nu nog niet hebben, koppelen aan het bedrijfsmanagementsysteem voor een goede integratie in het bedrijfs- en werkproces. Mogelijk dat daar knelpunten zitten, die we moeten oplossen.’

Simone Keijzer (Gearbox): ‘Naast inwichtreductie verwachten we ook een arbeidsbesparing van 10 fte’s.‘

Arbeidsprobleem oplossen met robotica

Franken gelooft dat robotisering niet alleen een oplossing is, maar ook bittere noodzaak. ‘We kunnen het niet blijven doen, zoals we dat nu doen. De arbeidsmigrantenproblematiek speelt daarbij een rol.’ Als de duurtesten van de sorteerrobot goed verlopen, wordt de machine na het eind van het teelseizoen (eind oktober) in de productieomgeving geplaatst. Franken: ‘Het was geen laaghangend fruit, zoals we dachten, want we zijn al drie jaar bezig. We zijn best wel wat moeilijkheden tegengekomen, bijvoorbeeld hoe pak je een puntpaprika beet? En hoe leg je deze weer neer? Dat is complexer dan we dachten. De kwaliteit van de puntpaprika wordt aan de hand van een foto bepaald. Deze info moet overgedragen worden naar andere robots. Daarvoor moesten extra camera’s worden opgehangen. We dachten wel eens: gaat dit wel goed komen? Maar hebben toch steeds doorgezet.’