Industrie 4.0 – Update für die Produktion: Eine Serie der Konradin Mediengruppe

Mehr Flexibilität durch Industrie 4.0

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In den meisten Bereichen der Logistik hat die Digitalisierung längst Einzug gehalten. Zu Logistik 4.0 oder, wie manche sagen, Smart Logistics gehört allerdings mehr als nur das Nutzen von Software. Erfahren Sie in diesem Artikel, wie weit die Intralogistik heute in Sachen Vernetzung von autonomen Systemen ist. Dazu waren wir auf der Fachmesse Logimat und haben uns angesehen, was für Lösungen die Branchenführer anbieten.

Digitalisierung und Vernetzung ist in den Lägern und bei der Kommissionierung längst Alltag. Angefangen bei Fahrerlosen Transportsystemen, über hochautomatisierte Shuttle-Lagersysteme bis zur Kommissionierung mit Augmented-Reality-Brille. Bei den Brillen gab es anfangs viele Vorbehalte in Sachen Ergonomie. Ist es für den Werker zumutbar, dass er über acht Stunden hinweg eine Datenbrille vor dem Auge hat? Diese Bedenken haben sich nun weitestgehend gelegt und finden immer mehr Anklang. Auf den folgenden Seiten erfahren Sie, wie genau der Stand in Sachen Logistik 4.0 beziehungsweise, wie es die Logistiker des Intralogistikspezialisten Knapp sagen, Smart Logistics ist.

Unter der Kategorie „Internet der Dinge“ wird in der Logistik schon lange die Einführung cyberphysischer Systeme diskutiert. Professor Michael ten Hompel vom Fraunhofer IML behauptet sogar: „Die Logistik und das Internet der Dinge gelten als herausragende Anwendungsdomäne der vierten industriellen Revolution. In keiner anderen Branche wird in naher Zukunft ein so grundsätzlicher Wandel erwartet.“ Dies sei einerseits auf die rasante technologische Entwicklung zurückzuführen, andererseits seien viele der wesentlichen technischen und gesellschaftlichen Herausforderungen direkt oder indirekt mit der Logistik und einem effizienten Supply Chain Management verbunden.
So befindet sich die innerbetriebliche Logistik in einem großen Veränderungsprozess. Es beginnt damit, dass sich der Ort, an dem das System stehen soll, im Kontext eines immer volatileren Produktions- und Handelsumfeldes nicht mehr auf lange Sicht bestimmen lässt. „Das logistische Netzwerk und seine Knoten müssen sich kontinuierlich den Gegebenheiten anpassen. Daher sollen logistische Knoten in Zukunft umzugsfähig sein. Dies verbietet viele Formen klassischer, technischer Infrastruktur“, sagt ten Hompel. So übernehme eine Vielzahl an autonomer Fahrzeuge, also Fahrerlose Transportsysteme, den innerbetrieblichen Transport. Hier ist die Entwicklung schon weit fortgeschritten, denn es sind keine Maßnahmen mehr notwendig, wie die Installation von Pylonen oder Magnetstreifen, die dem Fahrzeug den Weg leiten. Bei Omron Adept Technologies aus Dortmund geht man bereits so weit, dass betont wird, dass bestehende Hallenumgebungen ein ideales Einsatzszenario für ihre mobilen Roboterlösungen darstellen. Was daran liegt, dass die Navigation der Systeme in der Lage ist, die Wege selbst zu erkennen, ohne dass Änderungen an der Infrastruktur notwendig werden. Bei Adept kommt hier die Software MobilePlanner zum Einsatz. Mit dieser werden Grundrisse und Karten für den Einsatz von FTS erstellt. Die lasergesteuerten Fahrzeuge erfassen die vorhandene Umgebung mit allen Details. Laut den Dortmundern lassen sich virtuelle Routen je nach Anforderung anpassen. Nicht befahrbare Bereiche können mit der Software ebenfalls eingerichtet werden. Adept bietet hier mit dem Modell Lynx eine Lösung an, die alle nötigen Komponenten für die schnelle Inbetriebnahme hat: Ladestation, ein Joystick und die MobilePlanner-Software. Adept verfügt darüber hinaus in Dortmund über ein eigenes Trainingszentrum, wo Kunden den Umgang mit dem System erlernen können.
Wenn man von Logistik 4.0 spricht, zählen auch die Regale und jede Kiste darin zum cyberphysischen System (CPS). Dann übernehmen die Behälter im Lager die Bestandsführung und kommunizieren mit Lagerfachanzeigen und Fahrzeugen. Sie kontrollieren Mindestbestände und regeln die Nachversorgung. Hier liefert Würth Industrie Service mit dem iShelf und dem iBin Lösungen. Bereits 2013 präsentierte der Dienstleister als erster C-Teile-Anbieter ein optisches Bestellsystem. Auf Behälterebene ist eine Füllstands-, Zähl- und Bestellinformation der Artikel per integrierter Kamera möglich und diese wird automatisiert an das Warenwirtschaftssystem übertragen. Damit ist eine verbrauchsgesteuerte Lieferung von Kleinteilen für den Produktionsbedarf nicht nur Just-in-time möglich, sondern die C-Teile-Versorgung erfolgt per Echtzeit mit Bildformat.
Das Stuttgarter Intralogistik-Systemhaus Viastore geht soweit, zu sagen, dass Cyberphysische Systeme die Grundlage der modernen Intralogistik sind:
  • Das Warehouse Management System ist voll in die IT-Landschaft der Supply Chain integriert und steuert Prozesse. Standortübergreifende Strukturen erlauben schnelle Reaktionszeiten und Transparenz.
  • Maschinen werden für monotone, wiederholende, belastende oder gefährliche Prozesse eingesetzt. Zum Beispiel automatisierte Regalbediengeräte, Roboter oder fahrerlose Transportfahrzeuge.
  • Anbindung von Software und Steuerung an das Internet erlaubt Fernwartung und Teleservice.
  • Prozessverbesserungen werden auf Basis von Datenauswertungen erstellt.
  • Der Einsatz von Automatisierungstechnologien entlastet die Mitarbeiter.
  • Software-gestützte Prozesse geben Orientierung im Umfeld von sich ständig wechselnden Aufaben.
In den folgenden Jahren oder eher Monaten wird sich in der Intralogistik sicherlich noch viel verändern. In diesem Sinne darf man auf das nächste Branchenhighlight, die Cemat Ende Mai in Hannover, gespannt sein.

„Die wahre Herausforderung ist die steigende Flexibilität“

Nachgefragt

Beschaffung aktuell: Was bedeutet Industrie 4.0 für Knapp Industry Solutions?
Wolfgang Skrabitz: Wir verwenden den Begriff Smart Logistics dafür, weil wir hier konkret auf das Thema eingehen. Die Herausforderung ist nun die hinzukommende Flexibilität, also die Anpassung bestehender Konzepte, die aber noch viel flexibler und skalierbarer werden müssen. Also um Themen wie Losgröße 1 und die Veränderung von Produktionsprozessen. Vor zehn Jahren hat man noch Anlagen geplant, wo es geheißen hat, in 20 Jahren schaut es dann so aus. Heute ist es so, dass wir sagen können, dass es sicher nicht so aussehen wird, wie wir es uns heute vorstellen können.
Beschaffung aktuell: Was bietet Knapp an, wo Sie sagen, hier steckt Industrie 4.0 drin?
Skrabitz: Neben unseren klassischen Produkten ist es sicherlich das Open Shuttle und Ylog Shuttle. Das Open shuttle ist ein komplett freifahrendes System am Boden, welches mit dem Menschen interagieren kann. Dasselbe gilt für das Ylog Shuttle, ein 3D-Shuttle, welches autonom im Regal auf Schienen fährt. Durch die Anzahl der Fahrzeuge kann man die Leistung, die man benötigt, variieren.
Beschaffung aktuell: Haben die Fahrzeuge dann eine Art Schwarmintelligenz?
Skrabitz: Das sehen wir derzeit bei Anlagen die mit weniger Einheiten auskommen. Für uns ist der Begriff etwas inflationär besetzt. Wir sind der Überzeugung, dass bei größeren Anlagen eine Kombination aus lokaler Intelligenz und zentraler Auftragsverwaltung sinnvoll ist. Wir nehmen sozusagen das Beste aus beiden Welten heraus.
Beschaffung aktuell: Wie geht Knapp mit dem Thema Datensicherheit um?
Skrabitz: Wir setzen komplett auf eigene Server, da das Thema Datensicherheit für uns eine wesentliche Säule darstellt. Es ist immer eine Abwägung zwischen Cloud-Lösungen, der Sicherheit und des Komforts.
Beschaffung aktuell: Was verbirgt sich hinter dem Forschungsprojekt Assist 4.0?
Skrabitz: Bei Assist 4.0 arbeiten wir gemeinsam mit Partnern aus unterschiedlichen Industrien und Bereichen an einem innovativen Assistenzsystem, über das Produktions- und Servicemitarbeiter künftig so selbstverständlich mit Maschinen kommunizieren können wie in einem sozialen Netzwerk. Augmented Reality und Datenbrillen sind dabei Schlüsseltechnologien. Ein zentrales Softwaresystem unterstützt mithilfe von modernen Endgeräten wie Tablets, Smartphones oder Datenbrillen das Servicepersonal weltweit situationsangepasst mit Informationen und visualisierten Daten, um Wartungs- und Reparaturarbeiten besonders effektiv und effizient abzuwickeln.
Beschaffung aktuell: Wie hoch ist die Nachfrage nach ihrem Vision System?
Skrabitz: Wir spüren eine immer stärker werdende Nachfrage in diesem Bereich. Die Technik ist nun ausgereift, sowohl auf der Softwareintegrationsseite als auch die Hardware. Die Brillen sind nun kleiner und angenehmer zu tragen. Wir gehen hier bereits so weit, dass wir dem Kunden anbieten, sein Lager bereits im Vorfeld virtuell betreten zu können mittels einer VR-Brille.
Beschaffung aktuell: Herr Skrabitz, vielen Dank für das Gespräch. Das Gespräch führte Alexander Gölz.

Was sind cyberphysische Systeme (CPS)?

Hintergrundinformation

Ein cyber-physisches System bezeichnet den Verbund informatischer, softwaretechnischer Komponenten mit mechanischen und elektronischen Teilen, die über eine Dateninfrastruktur wie beispielsweise das Internet kommunizieren. Ein cyber-physisches System ist durch seinen hohen Grad an Komplexität gekennzeichnet. Die Ausbildung von cyber-physischen Systemen entsteht aus der Vernetzung eingebetteter Systeme durch drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsnetze. Die Begriffsbildung folgt dem Bedarf an einer neuen theoretischen Grundlage für die Erforschung und Entwicklung großer, verteilter, komplexer Systeme, wie z.B. der Weiterentwicklung des deutschlandweiten Stromnetzes, hin zu einem intelligenten Stromnetz, oder die Konstruktion neuartiger Industrieproduktionsanlagen, die sich hoch dynamisch an die jeweiligen Produktionserfordernisse anpassen können. Quelle: Wikipedia

Alexander Gölz, Redakteur Beschaffung aktuell


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