RFID řešení pro bezporuchovou logistiku materiálu

Efektivní materiálová logistika zahrnuje mnohem více než jen řízení toků materiálu souvisejících s výrobou. Primárním cílem je optimalizovat procesy, snížit náklady a zajistit plynulý průběh procesů. Transparentnost hraje klíčovou roli, pokud jde o flexibilní a efektivní řízení a kontrolu přepravních operací. Vyžaduje řešení, které hladce propojí všechny aspekty materiálové logistiky. Dosažení maximální produktivity a efektivity a zamezení úzkých míst znamená zajistit, aby materiál doprovázel tok informací. Právě před touto výzvou stála společnost KEB Automation v oblasti intralogistiky ve svém závodě na výrobu elektroniky.

Společnost KEB Automation, specialista na pohonnou a řídicí techniku, vyvíjí, vyrábí a distribuuje po celém světě pohony, motory, převodovky, brzdy, spojky a řešení IIoT. Cílem společnosti bylo co nejvíce automatizovat všechny skladové procesy, které nepřinášejí přidanou hodnotu, ve svém výrobním závodě v Barntrupu. Impulsem k tomu byla koupě nové výrobní haly, u níž mohla společnost naplánovat všechny detaily, a to až po samotné výrobní prostory. Cílem bylo od samého počátku nahradit používání vysokozdvižných vozíků ve výrobní oblasti automatizovanými vozidly s naváděním.

Řízení skladu a sledování palet pomocí technologie RFID

„Na trasách ve výrobní oblasti by měla být zajištěna plně automatická identifikace a sledování všech palet pomocí RFID štítků,“ říká Viktor Derksen, vedoucí průmyslového inženýrství ve společnosti KEB, a popisuje tak hlavní požadavek této aplikace. Štítky obsahují jedinečné číslo manipulační jednotky (HU), které nosičům nákladu přiřazuje identitu v systému SAP EWM. Díky vytištění tohoto čísla ve formě čárového kódu i prostého textu je irelevantní, kde, jak a kým je paleta identifikována. Příkaz k přesunu se tak vždy vztahuje k HU, a to i napříč skladovými lokalitami v různých systémech, ať už je přeprava prováděna automatizovanými vozidly (AGV) nebo konvenčními průmyslovými vozidly. Výměnu informací mezi různými systémy a systémem SAP koordinuje middleware.

V automatizovaném skladu jsou palety s připravenými objednávkami předávány vozidlům AGV pomocí dopravníkové techniky. Z tohoto výchozího bodu probíhá přeprava do všech výrobních hal pro elektroniku. V závislosti na cílovém místě trasa zahrnuje několik jednotlivých úseků a dočasných zásobníků. Při tom nejsou jednotlivé přepravní příkazy prováděny pouze vozidly AGV, ale také ručním ovládáním průmyslových vozidel a stacionární dopravníkovou technikou. Kombinovaný provoz těchto různých intralogistických systémů činí z přesného sledování palet a přesného řízení jejich pohybů výzvy, které budou překonány pomocí technologie RFID.

Optické řešení pro identifikaci není vhodné

AGV potřebuje konzistentní pokyny a informace o poloze, aby mohlo určit svou trasu. „Pokud jde o přepravu jedné jediné palety z jednoho pracoviště na druhé, je to opravdu jednoduché,“ vysvětluje Phillip Hannesen, manažer pro digitální transformaci výroby ve společnosti KEB v Barntrupu. „Problém může nastat v zónách, kde je dočasně uskladněno několik palet, které si později vyzvedne jiné vozidlo a odveze je na jiné místo. Pokud jsou nosiče nákladu smíšené, není již zaručeno konzistentní přiřazení jednotky zboží (HU) ke kontejneru, a proto musí mít přepravní vozidlo možnost identifikovat naloženou paletu v každém okamžiku.“

Aby byla zajištěna spolehlivá identifikace nákladu, je důležité, aby k ní mohlo docházet bez ohledu na orientaci a polohu palety. Systém UHF RFID společnosti TURCK nabízí řešení pro všechny situace při instalaci a dosahuje úspěšnosti čtení téměř 100 procent. Všestrannost a flexibilita systému se ještě více projeví při pohledu na různé příklady použití ve společnosti KEB.

Identifikace palet na překladišti

Přítomnost palet na definovaných skladovacích místech se kontroluje v překladišti pro vysokozdvižné vozíky a automaticky řízené vozíky (AGV). K tomu se využívá laserový snímač vzdálenosti Q5X od společnosti Banner Engineering, optického partnera firmy TURCK. K detekci 20 palet se používá dvacet snímačů Q5X s dosahem pěti metrů. Senzory Q5X upevněné ve výšce tří metrů detekují, zda se v překladišti nacházejí palety určené k další přepravě. Jakmile dálkový senzor zaznamená přítomnost palety, vygeneruje se příkaz k pohybu pro automaticky řízené vozidlo (AGV). To paletu naloží, projede bránou RFID a poté obdrží informace o skladové jednotce (HU) ze systému SAP EWM.

Před vygenerováním příkazu k pohybu se provádí kontrola, zda není cílové místo již obsazeno. Než se začaly používat senzory Q5X, muselo autonomní vozidlo (AGV) dojet až na místo určení, aby to zjistilo. V takovém případě AGV čekalo před obsazeným skladovacím místem, dokud jej zaměstnanec neuvolnil. Nyní vozidlo dostává informace o tom, zda je cíl obsazen, již předem a rozjede se teprve tehdy, když je volný – tím se zabrání prázdným jízdám a čekacím dobám a v konečném důsledku se zlepší výkonnost.

Senzor naváže standardizovanou komunikaci mezi řídicím systémem a vozidlem AGV tak, že při detekci přepravního systému vyšle do řídicího systému signál o napětí 24 voltů. Programovatelný logický automat (PLC) následně využije síť TCP/IP k odeslání informací do vozidla AGV.

Identifikace palet při plné rychlosti

Na obou stranách tovární brány jsou upevněny externí antény, které jsou připojeny ke čtečce UHF RFID. Externí antény zajišťují spolehlivou detekci RFID štítků na paletách, a to bez ohledu na to, jak je daná paleta na vozidle AGV umístěna. Při přiblížení k bráně vyšle vozidlo AGV přes síť signál do zařízení Q300, aby zahájilo detekci.

V systému SAP EWM existuje skladová úloha pro jednotku skladové zásoby (HU), kterou detekuje Q300; jedná se o příkaz k přepravě nosiče nákladu z bodu A do bodu B. Jakmile autonomní vozidlo (AGV) projede branou, odešle požadavek do middlewaru.

Efektivní identifikace i v blízkém poli

Most s technologií stacionárního paletového dopravníku, který je navíc vybaven technologií RFID, spojuje dvě tovární haly. Na rozdíl od použití u vchodu do továrny, kde je třeba detekovat RFID štítky z velké vzdálenosti, představuje tento případ použití výzvu spočívající v tom, že RFID štítky je třeba číst pouze z bezprostřední blízkosti, tedy ve vzdálenosti až přibližně 10 cm. Toho je dosaženo pomocí antén pro blízké pole, které jsou umístěny vlevo a vpravo od paletového dopravníku. Tyto antény pro blízké pole detekují pouze RFID štítek palety, která se nachází přímo před nimi.

Na předávacích linkách komunikuje dopravníkový systém s automaticky řízenými vozíky (AGV), aby byl zajištěn bezchybný proces předávání. Jakmile je paleta položena, AGV odešle požadavek do middlewaru, aby identifikoval paletu pomocí antén pro blízké pole čtečky Q300. Tato informace se odešle zpět do middlewaru, který na základě dat ze systému SAP EWM určí skladové úlohy pro tuto paletu. Jakmile je paleta uložena v překladišti, dopravníkový systém ji přepraví do další výrobní haly, kde je opět detekována pomocí technologie RFID.

Naprostá transparentnost

Řešení RFID poskytuje společnosti KEB rozhodující výhodu v podobě transparentnosti v celém procesu. Polohu palety lze kdykoli zjistit – ať už se nachází na dopravníkovém systému, byla naložena průmyslovým vozidlem, nebo již dorazila na místo určení. Existuje řada situací, ve kterých je možné pomocí RFID automatizovat potvrzování skladových úloh v systému EWM. To doplňuje ruční obsluha mobilních koncových zařízení. „Řešení společnosti TURCK nám poskytuje požadovanou transparentnost bez časově náročné ruční práce,“ říká Derksen. „Detekce RFID štítků probíhá plně automaticky, a dokončení či další zpracování skladových úloh ze systému SAP Extended Warehouse Management se tak odehrává současně.“

Agilní řízení skladu umožňuje řízený chaos

Další výhodou řešení RFID je, že umožňuje smíšený provoz v tovární hale. To znamená, že v přípravné zóně mohou současně nakládat nebo vykládat jak automaticky řízené vozíky (AGV), tak zaměstnanci s paletovým vozíkem nebo vysokozdvižným vozíkem. Není třeba vést samostatnou evidenci skladových míst, protože každou paletu lze identifikovat na každém vidlici. „Díky tomuto řešení RFID můžeme v této fázi záměrně připustit určitou míru chaosu, abychom zajistili efektivní práci. Jakmile paleta opustí tuto zónu, automaticky se rozpozná, o kterou paletu se jedná a kam má být přepravena,“ vysvětluje Hannesen, který zároveň zdůrazňuje skvělou spolupráci se společností TURCK: „Služby poskytované společností TURCK a krátké komunikační cesty zajišťují efektivní týmovou práci; rádi se spoléháme na toto důvěryhodné a dobře zavedené partnerství.“

Výhled

Vzhledem k úspěšnému nasazení automaticky řízených vozíků (AGV) s technologií RFID společnosti TURCK se plánují další rozšíření. Do systému byla úspěšně integrována také likvidace odpadu: Kontejnery, do nichž se shromažďuje použitý karton, jsou vyzvedávány automaticky řízenými vozíky (AGV). Plánuje se, že tyto kontejnery budou přepravovány přímo do nového lisovacího zařízení na odpad, čímž by se likvidace odpadu plně automatizovala.

Laserové dálkoměry budou navíc vybaveny moduly IO-Link od společnosti TURCK, které budou schopny samostatně vykonávat řídicí funkce pomocí logického softwaru TURCK ARGEE. Mezi tyto funkce patří například detekce a vyhodnocování hodnot snímačů. Budou také autonomně a efektivně řídit komunikaci s middlewarem nebo automaticky řízenými vozíky (AGV), což vede k mimořádně štíhlému celkovému řešení.

Zákazník | www.keb-automation.com