Bierbrauen 4.0: Digitalisierung der Braubranche
Romantisches Handwerk? Die Digitalisierung hat das Brauwesen grundlegend revolutioniert. Komm mit auf die Reise und entdecke, wie das flüssige Brot heute entsteht und welche Rolle maschinelles Lernen, digitale Zwillinge & Co. dabei spielen.
Prost 4.0 – geht gut auch intelligent
Bierbrauen ist ein jahrtausendealtes und von der Gesellschaft wohl geschätztes Handwerk. Angestaubt ist es jedoch in keiner Weise. Aus dem Boden sprießende Craft-Brauereien und eine Flut von Anleitungen zum privaten Brauerlebnis zu Hause zeugen vom aktuellen Bier-Trend. Nicht nur internationale Großbrauereien setzen schon längst auf weit mehr als nur die Vorgaben des Reinheitsgebots. Bierbrauen wird rasant intelligent, vernetzt und ist auf dem Sprung ins digitale Zeitalter. Profitieren auch wir als Konsumenten davon?
Disruptiv ist der digitale Wandel im Brauwesen wahrlich nicht. Glücklicherweise. Bier fließt nicht durch digitale Schnittstellen und ist nicht virtuell konsumierbar. Da der Bierkonsum in Deutschland inzwischen jedoch schon seit etwa 30 Jahren kontinuierlich sinkt, stehen auch kleinere Brauereien unter Zugzwang, sich zukunftsorientiert aufzustellen und in sämtlichen Bereichen ihres Wirtschaftens den veränderten Realitäten der digitalen Entwicklung zu öffnen – die Möglichkeiten und Potenziale des Bierbrauens 4.0 sind gewaltig.
Revolution der Bier-Entwicklung: Beer Fingerprinting Project von Carlsberg
Bereits seit 2017 setzt der Brauereikonzern Carlsberg auf AI, um den Brauprozess und das Geschmackserlebnis des Endprodukts zu optimieren. Im Rahmen des 2020 abgeschlossenen Beer Fingerprinting Projects in Kooperation mit Microsoft, der Aarhus Universität sowie der Technischen Universität Dänemark produzierte der dänische Konzern Hunderte verschiedene Biere in ausgesprochen geringen Mengen, die mithilfe von Sensoren und von ihnen erhobenen Datensätzen evaluiert wurden. Die Messwerte erlauben beispielsweise Rückschlüsse darauf, ob die verwendete Bierhefe auch für größere Produktionsmengen einsetzbar wäre und sogar, welchen Geschmack das so gebraute Bier aufweisen wird. Ein Verkosten durch den menschlichen Gaumen soll mit diesem Verfahren überflüssig werden.
Mittels KI und Machine-Learning-Algorithmen werden die erhobenen Daten evaluiert, ein geschmacklicher „Gaumenabdruck“ simuliert und prognostiziert. Nach nur sechs Monaten war die KI in der Lage, zwischen verschiedenen Lager- und Pils-Sorten zu differenzieren und die spezifischen geschmacklichen Charakteristika zu definieren.
Je mehr Daten im Laufe des Prozesses zur Verfügung gestellt wurden, desto genauer konnten Biersorten zusammengestellt werden, die der Geschmackserwartung der Konsumenten in bestimmten Situationen und zu bestimmten Anlässen ideal entsprachen. Der Entwicklungsprozess im Brauereiwesen wurde revolutioniert.
Braumeister KI
Das erste Bier, das auf Grundlage einer durch KI generierte Rezeptur gebraut wurde, fertigte die Automated Brewing Intelligence (ABI) aus dem Hause IntelligentX. Der Entwicklungsprozess ist durchaus nutzerzentriert und entbehrt analoger Elemente nicht: Konsumenten konnten die Biere erwerben, verkosten und ihr Geschmackserlebnis über einen Chatbot bewerten. Die Daten der Evaluierung dienten einem Machine-Learning-Algorithmus dazu, die Rezeptur dem Geschmacksempfinden der Konsumenten nach und nach anzupassen.
KI ist also bereits in der Lage,
- Geschmäcker vorherzusagen,
- die Produktpalette,
- die dafür notwendigen Herstellungsprozesse und
- die benötigte Produktionsmenge entsprechend automatisiert anzupassen.
Analytics und Big Data für die Maische
Hobbybrauer und Bierenthusiasten wissen: Das Maischen ist der kritische und entscheidende Schritt in der Bierherstellung. Gerste und Malz werden mit Wasser versetzt, um Stärke mithilfe von Enzymen in Zucker umzuwandeln. Der Prozess ist empfindlich und schwer steuerbar, da entscheidende Qualitätsparameter wie die Rohstoffqualität stark schwanken. Bereits geringe Temperaturabweichungen im Braukessel in einem falschen Moment des Maischeprozesses können weitreichende geschmackliche Veränderungen des Endprodukts nach sich ziehen.
Im Projekt „Echtzeitqualitätssicherung in der Lebensmittelproduktion mit cyberphysischen Systemen und Big Data“ der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe in Kooperation mit dem SAP-Systemhaus itelligence wurde das Ziel verfolgt, den komplizierten Maischeprozess in ein Closed-Loop-Verfahren zu transformieren. Um den Closed Loop zu gewährleisten, wurden komplexe laboranalytische Verfahren während des Maischeprozesses implementiert. Sensoren in den Prozessanlagen und entsprechende IT-Systeme zur Datenverarbeitung kreieren einen Digital Twin des Endproduktes, an dem sich Eingriffe in den Herstellungsprozess gefahrlos simulieren lassen.
So ließ sich aufgrund komplexer Daten und ihrer Auswertung eine Echtzeitbestimmung kritischer Parameter wie Zucker- und Stickstoffgehalt vornehmen und zudem eine Prognose über den Endvergärungsgrad des Bieres nach Prozessabschluss erstellen. Ungewollten Abweichungen während des Prozesses konnte man sofort und automatisiert durch Temperatur- oder Volumenänderungen begegnen.
Die Produktqualität zu gewährleisten, ist mit diesem Verfahren
- vorausschauend
- zuverlässig und
- kostengünstiger möglich.
Das bisher notwendige Prüfen des Endprodukts in aufwendigen Laborverfahren und gegebenenfalls anfallende Fehlproduktionen können dank des Closed-Loop-Analyseverfahrens gänzlich vermieden werden.
Bierbrauen 4.0 heißt vom Prost her denken
Nicht nur der Brauprozess selbst, sondern auch die gesamte Supply Chain, wird gerade dank fortschreitender Digitalisierung und kluger Konzepte revolutioniert. Ein weiteres Carlsberg-Projekt ist die sogenannte „Connected Bar“. Über IoT-Technologie sollen Barbetreiber allzeit die volle Kontrolle darüber erhalten, wie es um die Lagerbestände und Füllstände von Bierfässern sowie die Temperatur der Bestände bestellt ist. Carlsberg selbst kann seine Lieferanten über den Zugriff auf diese Daten punktgenau Nachschub bereitstellen lassen.
Die Möglichkeiten, die all die vorgestellten und bereits praxiserprobten Technologien in Verbindung eröffnen, sind immens: Nicht die Datenerhebung, sondern die Analytik und der Umgang mit den Analyseergebnissen sind die Knackpunkte. Das Ziel einer integrierten Planung sollte eine Aussteuerung der Produktion am Markt und der kurzfristigen Nachfrageentwicklung darstellen. Das Öffnen der Bierflasche durch die Thekenkraft oder den Konsumenten wird somit letztendlich zum entscheidenden Trigger für den Rohstoffeinkauf, die Nachfrage von heute wird die Grundlage des gesamten Corporate Planning von morgen. Sämtliche Prozesse und Abläufe, die dazwischen liegen, müssen entsprechend agil gestaltet werden, um die Zeitspanne zwischen Rohstofferwerb und Absatz so weit wie möglich zu verkürzen.
Traditionsbewusste Genießer dürfen trotzdem beruhigt sein: Das Bier selbst ist nicht digitalisierbar und wird es auch in absehbarer Zukunft nicht sein. Der Prozess der Konsumierung des flüssigen Goldes wird analog bleiben. Dafür schmeckt es auch einfach zu gut. Prost!
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