In Deutschland landen pro Jahr rund 12 Mio. t Lebensmittel im Müll. Mehr als 30 % davon werden bereits während des Herstellungsprozesses vernichtet. Im Projekt Reif setzt sich das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV gemeinsam mit Partnern dafür ein, mit künstlicher Intelligenz (KI) Lebensmittelverschwendung zu reduzieren. Denn auch Käse, Brötchen, Fleisch & Co. lassen sich mit datenbasierten Algorithmen effizienter herstellen.
Deutschland hat sich dem Ziel der Vereinten Nationen verpflichtet, die Lebensmittelverschwendung bis zum Jahr 2030 zu halbieren. Der Handlungsbedarf ist groß, denn bis zu 12 Mio. t Lebensmittel landen hierzulande im Müll, und zwar entlang der gesamten Wertschöpfungskette vom Acker bis zum Teller. Rund 52 % der Abfälle verursachen Privathaushalte. Dies ergab eine Studie des Thünen-Instituts von 2019. Die Studie offenbart jedoch auch, dass rund 30 % der Verluste bereits in der Lebensmittelproduktion und -verarbeitung entstehen. Die restlichen 18 % entfallen auf den Groß- und Einzelhandel und die Außer-Haus-Verpflegung. Im Projekt Reif, das für Resource-Efficient, Economic and Intelligent Foodchain steht, arbeiten 30 Partner an einer langfristigen Lösung. Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Konzeption eines KI-Ökosystems, das Beteiligte aller Wertschöpfungsstufen einbezieht. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi fördert das Vorhaben mit 10 Mio. Euro.
Überproduktion minimieren und Ausschuss vermeiden
Die Ursachen vermeidbarer Abfälle sind vielfältig. Sie reichen von Überproduktion über Schwankungen der Rohstoffqualität bis hin zu optischen Anforderungen, die die Lebensmittel nicht erfüllen. Die Projektpartner von Reif fokussieren sich auf Molkereiprodukte, Fleisch- und Backwaren. Verluste entstehen bei diesen Produkten vor allem, weil es sich um leicht verderbliche Waren handelt. „Um die Lebensmittelverluste in diesen Bereichen deutlich zu senken, sind vor allem zwei Aspekte entscheidend – die Minimierung von Überproduktion und die Vermeidung von Ausschuss“, sagt Patrick Zimmermann, Wissenschaftler am Fraunhofer- IGCV und Mitarbeiter im Konsortium. Gemeinsam mit Philipp Theumer und fünf weiteren Kollegen untersucht er, wie sich unternehmensinterne Potenziale – beispielsweise in Maschinen und Anlagen sowie die Produktionsplanung und -steuerung – im Sinne der Reduktion von Lebensmittelverschwendung mit Methoden der KI realisieren lassen. „Wir bringen dabei KI in die gesamte Wertschöpfungskette und insbesondere in den Bereich der Produktion. Dafür adaptieren und selektieren wir die entsprechenden Algorithmen je nach Anwendungsfall“, so Zimmermann. Die Plan- und Steuerbarkeit aller Bereiche – von der Erzeugung in der Landwirtschaft bis zum Verkauf im Supermarkt – werden hinsichtlich ihres Optimierungspotenzials untersucht. „Überproduktion und Ausschuss lassen sich vermeiden, indem man Lebensmittelbedarfe zielführend prognostiziert, die Plan- und Steuerbarkeit der Wertschöpfungsprozesse verbessert und qualitätsbedingte Lebensmittelverluste verringert“, ergänzt Theumer.
