Eine intelligente Intralogistik kann in der Fertigung viel Zeit einsparen. Ein solches System ist «Smart Material Flow» von Trumpf vor, das mit Sensoren von Leuze ausgestattet ist.


 
Ein Beitrag der Firma Leuze
Redaktionelle Bearbeitung: Technik und Wissen

Die Zukunft der Intralogistik ist leise und fast unauffällig. Fahrerlose Transportfahrzeuge gleiten durch die Werkshallen und bestücken präzise die Docking-Stationen. Eine derart effiziente Fertigung, in der Menschen, Maschinen, Flurförderzeuge und Lagersysteme in ein einheitliches Intralogistiksystem eingebunden sind, ist keine Vision mehr. Das ist bereits machbar – Trumpf bietet diese Lösung unter dem Begriff «Smart Material Flow» an. Mit an Bord ist Sensorexperte Leuze: Ihre Sensoren unterstützen mit Anwesenheitserkennung, Datenerfassung und Sicherheit.

«Smart Material Flow» bringt alles in Einklang

Trumpf unterstützt seine Kunden nicht nur mit einzelnen Maschinen, sondern auch bei der Intralogistik. Offenbar macht sich dies bei Kunden von Trumpf bezahlt: Bis zu 40 Prozent der Ressourcen entfallen in einer herkömmlichen Fertigung auf nicht wertschöpfende Tätigkeiten – etwa Materialsuche, Transport von Blechteilen oder administrative Buchungstätigkeiten. Besser geht’s per Smart Material Flow, weiss Manuel Schwestka.

Der Produktmanager Software & Automation bei Trumpf ist Experte für intelligente Automatisierungslösungen: «Bei unserem Ansatz spielen sämtliche Maschinen, Abläufe, Schnittstellen und vor allem der Mensch eine Rolle. Wir bringen alles miteinander in Einklang.» Grundlage ist ein digitales Abbild der Produktion inklusive aller Komponenten und Lagerorte. Darauf basierend lässt sich der gesamte Fertigungsprozess systematisch planen und steuern.

Wer sich einen Eindruck von dieser Art des smarten Materialflusses verschaffen will, besucht eines der weltweit sechzehn Trumpf Customer Center. Beispielsweise am Stammsitz in Ditzingen. Seit 1987 bildet das Unternehmen dort anhand seines aktuellen Produktportfolios die gesamte Prozesskette Blech ab – von der einzelnen Werkzeugmaschine bis hin zur vollautomatischen Fertigungslösung. Kunden können sich Maschinen unterschiedlicher Technologien vorführen lassen. Auch Zeit- und Machbarkeitsstudien sowie die Musterteileproduktion gehören dort zu den Kernaufgaben des Teams.

Bild: Unauffällig und doch alles im Blick: Docking-Station mit Abdeckung. Durch die beiden Aussparungen erfassen die Leuze Sensoren zuverlässig die Anwesenheit einer Palette und den aufgedruckten 2D-Code.


Zielsicher in den Bahnhof

Die Prozesskette Blech besteht im Wesentlichen aus den Schritten Schneiden bzw. Stanzen, Biegen und Schweissen. Für jeden Schritt bietet Trumpf die passenden Geräte an: etwa 2D-Laserschneidmaschinen, Schwenkbiege- und Stanzmaschinen sowie Laserschweissanlagen. Als verbindendes Element aller Arbeitsplätze dienen Docking-Stationen.

Sie sind wichtige Bestandteile einer smarten Intralogistik: «Eine Docking-Station lässt sich am besten als Materialbahnhof für Arbeitsplätze und Werkzeugmaschinen beschreiben», sagt Manuel Schwestka. «Sie ist damit der Ort, an dem sich im Zusammenspiel mit der Trumpf Software Oseon alle Materialbewegungen zwischen den Arbeitsplätzen automatisch erfassen und verbuchen lassen. Ausserdem dient die Docking-Station auch als sicherer und definierter Übergabeort für fahrerlose Transportsysteme (FTS).»

Diese liefern Paletten mit oder ohne Material an die ihnen zugewiesenen Docking-Stationen. Damit die Übergaben automatisiert und effizient ablaufen, braucht es geeignete Sensorlösungen. Bei der Konzeption standen die Experten von Leuze beratend zur Seite. Auf Basis der Kundenanforderungen wurden alle Docking-Stationen im Customer Center in Ditzingen entlang der Prozesskette Blech mit Sensoren ausgestattet.

Bild: Unauffällig und doch alles im Blick: Docking-Station mit Abdeckung. Durch die beiden Aussparungen erfassen die Leuze Sensoren zuverlässig die Anwesenheit einer Palette und den aufgedruckten 2D-Code.


Zielsicher in den Bahnhof

Die Prozesskette Blech besteht im Wesentlichen aus den Schritten Schneiden bzw. Stanzen, Biegen und Schweissen. Für jeden Schritt bietet Trumpf die passenden Geräte an: etwa 2D-Laserschneidmaschinen, Schwenkbiege- und Stanzmaschinen sowie Laserschweissanlagen. Als verbindendes Element aller Arbeitsplätze dienen Docking-Stationen.

Sie sind wichtige Bestandteile einer smarten Intralogistik: «Eine Docking-Station lässt sich am besten als Materialbahnhof für Arbeitsplätze und Werkzeugmaschinen beschreiben», sagt Manuel Schwestka. «Sie ist damit der Ort, an dem sich im Zusammenspiel mit der Trumpf Software Oseon alle Materialbewegungen zwischen den Arbeitsplätzen automatisch erfassen und verbuchen lassen. Ausserdem dient die Docking-Station auch als sicherer und definierter Übergabeort für fahrerlose Transportsysteme (FTS).»

Diese liefern Paletten mit oder ohne Material an die ihnen zugewiesenen Docking-Stationen. Damit die Übergaben automatisiert und effizient ablaufen, braucht es geeignete Sensorlösungen. Bei der Konzeption standen die Experten von Leuze beratend zur Seite. Auf Basis der Kundenanforderungen wurden alle Docking-Stationen im Customer Center in Ditzingen entlang der Prozesskette Blech mit Sensoren ausgestattet.

Bild: Leuze Sensortechnik an einer Docking-Station im Detail. Unter der geöffneten Abdeckung ist links ein HT5.1/4X zur Anwesenheitserkennung der Palette installiert. Der kamerabasierte Codeleser DCR 202iC (Mitte) erfasst Auftrags- und Materialdaten über den 2D-Code der Palette. Das Signallicht rechts informiert über den aktuellen Status per Farbsignal.


Automatischer Nachschub

Die Abläufe an einer Docking-Station gestalten sich wie folgt: Ein FTS – alternativ auch ein manuell bedienter Stapler – bestückt eine Station mit einer leeren oder beladenen Palette. Die Palette befindet sich wiederum auf einem Rollwagen, den die Beschäftigten aus der Docking-Station beispielsweise an ihren Arbeitsplatz oder zur Werkzeugmaschine in der Nähe ziehen können. Auf diese Weise lassen sich Arbeitsplätze komfortabel mit erforderlichen Teilen beliefern. Die Mitarbeitenden müssen für Nachschub keine weiten Wege auf sich nehmen. Ein grosser Vorteil ist das digitale Abbild der Vorgänge: Jede Docking-Station registriert Materialbewegungen beim Ablegen oder Entnehmen einer Palette automatisch. Diese werden per Datenaustauschstandard OPC UA ins Transportleitsystem von Oseon eingespeist. Die Docking-Station ist damit sowohl Informationsquelle für ein- und ausgehende Materialbewegungen als auch kurzfristiger Lagerort in unmittelbarer Nähe verschiedener Arbeitsplätze.

Bild: Leuze Sensortechnik an einer Docking-Station im Detail. Unter der geöffneten Abdeckung ist links ein HT5.1/4X zur Anwesenheitserkennung der Palette installiert. Der kamerabasierte Codeleser DCR 202iC (Mitte) erfasst Auftrags- und Materialdaten über den 2D-Code der Palette. Das Signallicht rechts informiert über den aktuellen Status per Farbsignal.


Automatischer Nachschub

Die Abläufe an einer Docking-Station gestalten sich wie folgt: Ein FTS – alternativ auch ein manuell bedienter Stapler – bestückt eine Station mit einer leeren oder beladenen Palette. Die Palette befindet sich wiederum auf einem Rollwagen, den die Beschäftigten aus der Docking-Station beispielsweise an ihren Arbeitsplatz oder zur Werkzeugmaschine in der Nähe ziehen können. Auf diese Weise lassen sich Arbeitsplätze komfortabel mit erforderlichen Teilen beliefern. Die Mitarbeitenden müssen für Nachschub keine weiten Wege auf sich nehmen. Ein grosser Vorteil ist das digitale Abbild der Vorgänge: Jede Docking-Station registriert Materialbewegungen beim Ablegen oder Entnehmen einer Palette automatisch. Diese werden per Datenaustauschstandard OPC UA ins Transportleitsystem von Oseon eingespeist. Die Docking-Station ist damit sowohl Informationsquelle für ein- und ausgehende Materialbewegungen als auch kurzfristiger Lagerort in unmittelbarer Nähe verschiedener Arbeitsplätze.

Per Sensor alles erfasst

Für den Betrieb der Docking-Station sowie zur Übertragung von Daten ins System kommen Leuze Sensoren zum Einsatz. An einer Docking-Station sind dies in der Regel drei Stück: Ein Sensor HT5.1/4X ist unten an der Station installiert. Er erfasst die Anwesenheit eines Wagens. Ein weiterer Sensor dieses Typs befindet sich oben an der Docking-Station. Dessen Aufgabe ist es, die Anwesenheit von Paletten zu registrieren. Ist eine Palette erkannt, startet der HT5.1/4X deren Identifikation über einen weiteren Sensor. Hierfür ist ein DCR202iC installiert: Der Scanner erfasst über den auf der Palette abgebildeten 2D-Code Auftrags- und Materialdaten und übergibt sie ans Transportleitsystem.

Auf Basis der Informationen aus den Docking-Stationen informiert die Software Oseon die Shopfloor-Mitarbeitenden, wann genau welcher Auftrag wo abgeholt, zwischengelagert oder zu einem bestimmten Arbeitsplatz gebracht werden soll. Das System orientiert sich dabei an vorhandenen Auftragsdaten aus dem Produktionsplan. Automatisiert erzeugt die Trumpf Software Oseon daraus Transportvorgänge von A nach B und leitet diese an Beschäftigte oder FTS weiter. Mit den zugehörigen Docking-Stationen an den Arbeitsplätzen ergibt sich so ein wirklich smarter Materialfluss.

Automatisiert und doch flexibel

Für die Intralogistik hat dieses Zusammenwirken zwischen Sensortechnik und Software grosse Vorteile, erklärt Mario Mörk, Gruppenleiter Software und Prozesslösungen bei Trumpf: «Durch die Sensorik der Docking-Stationen weiss man immer, ob am Materialbahnhof der nächsten Arbeitsstation noch Platz ist. Falls ja, wird über die Oseon Produktionsplanung das nächste sinnvolle Material an diesen Platz gebracht oder ein Transportauftrag erzeugt. Der Auftrag wird dann entweder an eine Person mit Tablet oder an ein FTS übergeben und nach einer dynamischen Reihenfolge abgearbeitet.» Was zuerst erledigt wird und was danach, hängt beispielsweise von der Priorität der Kundenaufträge ab. Dank der Leuze Sensoren werden Paletten am Arbeitsplatz automatisch gebucht oder angemeldet – das spart Zeit. Zugleich bleibt eine gewisse Flexibilität gewahrt, weil sich über das System bei Bedarf auch Mitarbeitende zwischenschalten lassen. Das kann beispielsweise erforderlich sein, wenn ein Unternehmen in mehreren, voneinander getrennten Hallen fertigt. Dann liefert das FTS etwa bis zur Hallengrenze und eine Person übernimmt den Weitertransport über die Aussenfläche zwischen den Gebäuden. Auch Eilaufträge können Verantwortliche jederzeit im System dazwischenschieben.

Bild: Eine Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranke der Leuze Baureihe MLD 500 sichert den Zugang ab. Zudem sind ebenfalls Leuze Sensoren zur Anwesenheitserkennung der Paletten sowie zur Auftrags- und Materialdatenerfassung installiert.


Sensoren als Schlüssel zur Automation

«Die installierten Leuze Sensoren sind das Rückgrat dieser intelligenten Intralogistiklösung», sagt Jörg Beintner, Key Account Manager für Werkzeugmaschinen bei Leuze. Dabei spielt jeder Sensor seine Stärken aus. Der HT5.1/4X zur Anwesenheitserkennung von Wagen und Palette ist ein LED-Lichttaster mit Hintergrundausblendung – er detektiert Objekte zuverlässig bei gleichzeitigem Ausblenden des Hintergrunds. Die Tastweite lässt sich per Spindel intuitiv einstellen. Für Trumpf war der HT5.1/4X die optimale Wahl. Leuze bietet darüber hinaus weitere Varianten des Sensors an, massgeschneidert auf die Anforderung und Applikation des Kunden. So ist der Lichttaster mit Hintergrundausblendung beispielsweise auch mit Laser erhältlich oder als Sensorversion, um besonders kleine Objekte zu erkennen. Taster mit extra grossen oder kleinen Lichtflecken oder optimiert für hochglänzende und polierte Oberflächen stehen ebenfalls zur Wahl.

«Als zweite wichtige Komponente für die Intralogistiklösung von Trumpf haben wir auf unseren stationären 2D-Codeleser DCR 202iC gesetzt», erläutert Beintner. Der Leuze Sensor erfasst 1D- und 2D-Codes äusserst zuverlässig. Im Customer Center hat Trumpf die 2D-Codes auf zwei Seiten jeder Palette abgebildet – diagonal gegenübergesetzt. Dadurch spielt es keine Rolle, mit welcher Seite voran die Palette in die Docking-Station geschoben wird. Der Code lässt sich so stets über nur einen Sensor erfassen. Dazu eignet sich der kamerabasierte Codeleser DCR 202iC optimal: Er liest Codes je nach Typ gedruckt oder direkt markiert, auch omnidirektional.

Die Experten von Leuze bieten verschiedene Ausführungen hinsichtlich Grösse, Schutzklassen IP 67 oder 69K, Schnelligkeit und Schnittstellen an. Übrigens ist es bei Trumpf in Ditzingen mit Leuze Sensoren zur Detektion nicht getan: Des Weiteren sind an den Materialschleusen zu Blechbearbeitungsmaschinen noch Sicherheits-Lichtvorhänge im Einsatz. Sie verhindern zuverlässig den Zutritt von Personen. Leuze hat hier ebenfalls bei Konzeption und Umsetzung umfassend unterstützt. Und weitere gemeinsame Projekte sind bereits in Planung.

Bild: Eine Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranke der Leuze Baureihe MLD 500 sichert den Zugang ab. Zudem sind ebenfalls Leuze Sensoren zur Anwesenheitserkennung der Paletten sowie zur Auftrags- und Materialdatenerfassung installiert.


Sensoren als Schlüssel zur Automation

«Die installierten Leuze Sensoren sind das Rückgrat dieser intelligenten Intralogistiklösung», sagt Jörg Beintner, Key Account Manager für Werkzeugmaschinen bei Leuze. Dabei spielt jeder Sensor seine Stärken aus. Der HT5.1/4X zur Anwesenheitserkennung von Wagen und Palette ist ein LED-Lichttaster mit Hintergrundausblendung – er detektiert Objekte zuverlässig bei gleichzeitigem Ausblenden des Hintergrunds. Die Tastweite lässt sich per Spindel intuitiv einstellen. Für Trumpf war der HT5.1/4X die optimale Wahl. Leuze bietet darüber hinaus weitere Varianten des Sensors an, massgeschneidert auf die Anforderung und Applikation des Kunden. So ist der Lichttaster mit Hintergrundausblendung beispielsweise auch mit Laser erhältlich oder als Sensorversion, um besonders kleine Objekte zu erkennen. Taster mit extra grossen oder kleinen Lichtflecken oder optimiert für hochglänzende und polierte Oberflächen stehen ebenfalls zur Wahl.

«Als zweite wichtige Komponente für die Intralogistiklösung von Trumpf haben wir auf unseren stationären 2D-Codeleser DCR 202iC gesetzt», erläutert Beintner. Der Leuze Sensor erfasst 1D- und 2D-Codes äusserst zuverlässig. Im Customer Center hat Trumpf die 2D-Codes auf zwei Seiten jeder Palette abgebildet – diagonal gegenübergesetzt. Dadurch spielt es keine Rolle, mit welcher Seite voran die Palette in die Docking-Station geschoben wird. Der Code lässt sich so stets über nur einen Sensor erfassen. Dazu eignet sich der kamerabasierte Codeleser DCR 202iC optimal: Er liest Codes je nach Typ gedruckt oder direkt markiert, auch omnidirektional.

Die Experten von Leuze bieten verschiedene Ausführungen hinsichtlich Grösse, Schutzklassen IP 67 oder 69K, Schnelligkeit und Schnittstellen an. Übrigens ist es bei Trumpf in Ditzingen mit Leuze Sensoren zur Detektion nicht getan: Des Weiteren sind an den Materialschleusen zu Blechbearbeitungsmaschinen noch Sicherheits-Lichtvorhänge im Einsatz. Sie verhindern zuverlässig den Zutritt von Personen. Leuze hat hier ebenfalls bei Konzeption und Umsetzung umfassend unterstützt. Und weitere gemeinsame Projekte sind bereits in Planung.

25 Prozent Zeitersparnis bei den Durchlaufzeiten

Trumpf geht bei seiner smarten Intralogistiklösung von bis zu 25 Prozent Zeitersparnis bei den Durchlaufzeiten in der Fertigung aus. Das Praxisbeispiel aus dem Customer Center in Ditzingen zeigt auch: Wer seine Fertigung auf ein intelligentes Niveau heben möchte, kann das mit «Smart Material Flow» komfortabel umsetzen. Das gelingt sowohl in kleineren, handwerklich geprägten Fertigungsbetrieben als auch in der Smart Factory. 

Technikwissen zu: Intralogistik

Was macht die Intralogistik?

Intralogistik ist ein Begriff, der die Bewegung von Waren und Materialien innerhalb der Einrichtungen eines Unternehmens beschreibt. Sie umfasst Aktivitäten wie Bestandsmanagement, Materialhandling, Auftragsabwicklung, Lagerung, Transport und Lagerhaltung. Intralogistiklösungen sind darauf ausgelegt, die internen Prozesse von Unternehmen zu optimieren und zu rationalisieren, um Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern.

Was umfasst die Intralogistik?

Intralogistik ist die Verwaltung des Warenflusses innerhalb eines Lagers, eines Vertriebszentrums oder einer Produktionsstätte. Sie umfasst die Verwaltung und Optimierung der Lagerung, des Umschlags und des Transports von Produkten von einem Punkt zu einem anderen innerhalb der Einrichtung. Dazu gehören Bestandsverwaltung, Auftragsabwicklung, Materialhandhabungssysteme, Produktverfolgungssysteme und andere Logistikprozesse.


Videos zum Thema «Intralogistik / Smart Material Flow»

Trumpf: Smart Material Flow. (Quelle: Trumpf Youtube-Kanal)

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