Systém podpory obsluhy založený na kaskádově zapojených modulech typu „pick-to-light“

Poskytovatelé systémů dodávají svým zákazníkům kompletní balíčky řešení, od počátečního návrhu až po implementaci. Ve srovnání s obchodním modelem zaměřeným na specializované komponenty tento přístup snižuje závislost na ostatních účastnících trhu – především však koncoví zákazníci získávají řešení sestávající z produktů, které jsou mezi sebou plně sladěny. Jsou-li tyto produkty z velké části vyráběny vlastními silami a jsou k dispozici v mnoha variantách, stává se systémové podnikání rychle výzvou pro zaměstnance v montáži a logistice. Rozmanitost portfolia se pak projevuje širokou škálou různých pracovních kroků a vysokou spotřebou papíru na objednávky a pokyny. Kromě toho je nutné zaškolovat nové zaměstnance, například když je třeba narychlo obsadit pracovní místa z důvodu dovolené nebo nemoci.

Stejnou zkušenost měla i středně velká společnost KEB Automation, specialista na pohonnou a řídicí techniku s mezinárodním působením, který sází na jednotnost svého produktového portfolia – ať už jde o dodávky řídicích systémů, uživatelských rozhraní (HMI) a frekvenčních měničů pro výrobce strojů, nebo o elektromagnetické systémy pro spouštění, zastavování a polohování větrných turbín.

Analýza potenciálu v rámci projektu Smart Factory OWL

„Mluvíme tu o několika stech variantách zařízení na jedno pracoviště,“ vysvětluje Phillip Hannesen, projektový inženýr ve výrobě elektroniky v centrále společnosti KEB v Barntrupu. „Mezi nimi jsou i varianty, které se vyrábějí tak zřídka, že s nimi novější zaměstnanec možná ještě není vůbec seznámen.“ Vzhledem k četným seznamům objednávek a v některých případech i zdlouhavým dobám zaškolování se postupně zrodilo rozhodnutí zavést systém asistence obsluhy pro manuální úkoly ve výrobních a balicích prostorách. První příklad se našel přímo v sousedství: na demonstrační platformě Smart Factory OWL v Lemgu. Tam inženýři společnosti KEB otestovali montážní stanici s opticky řízeným, bezpapírovým naváděním obsluhy pomocí systému „pick-to-light“. Pro Hannesena a jeho tým to znamenalo výchozí bod pro pilotní projekt, který tato východo-vestfálská společnost realizovala společně se společností TURCK. 

Systém podporující sběrnici namísto spleti kabelů

Klíčovým požadavkem na systém podpory obsluhy byla hladká integrace s interním SAP prostředím společnosti, protože cílem bylo vyhnout se nutnosti zaznamenávat každou změnu kusovníku do dvou samostatných databází. Společnost KEB využila své interní odborné znalosti a vyvinula počítačové uživatelské rozhraní pro dotykové monitory a poté začala hledat vhodné řešení typu „pick-to-light“ s osvětlenými tlačítky nebo senzory. První poznatek byl jasný: „Rozhodně jsme chtěli použít komponenty kompatibilní s sběrnicí, abychom snížili náročnost instalace na pracovištích s mnoha přihrádkami. Jinak bychom skončili s velkým nepořádkem z kabelů na regálech,“ uvádí Hannesen. Uvedení produktové řady PTL110 na trh od společnosti Banner Engineering, partnera firmy TURCK v oblasti optoelektroniky, proto přišlo právě v pravý čas – jedná se o kaskádovatelná samostatná zařízení vybavená multifunkčním displejem, volitelným dotykovým tlačítkem, optickým senzorem a alfanumerickým displejem. Moduly mezi sebou komunikují prostřednictvím protokolu kompatibilního s Modbusem.

Aby bylo možné zařízení PTL snadno integrovat přímo na místě, vyvinula společnost TURCK systémový balíček připravený k připojení, který je napájen kompaktními spínanými napájecími zdroji s krytím IP67 a propojen pomocí předem smontovaných kabelů na obou koncích, spolu s konektory v definovaných bodech a Y-rozbočovači pro rozvod napájecího napětí. Komunikace s počítačem probíhá prostřednictvím převodníku RS485 na USB. Díky těmto novým technickým možnostem mohla společnost KEB pokračovat ve vývoji systému asistence obsluhy a do vývojového procesu zapojila své zaměstnance již od samého začátku.

Kaskádové zapojení 115 modulů PTL

Před začleněním do složitějších výrobních oblastí sloužila balicí pracovní stanice nejprve jako testovací prostředí v rámci pilotního projektu. Během střídání směn zde zaměstnanci provádějí úkony finální montáže na velkých jednotkách – například nasazování krytů skříní nebo typových štítků. Kromě toho se z regálových zásobníků vychystává příslušenství a balí se společně s jednotkou do jedné kartonové krabice. Za účelem zvýšení kvality a efektivity nainstalovala společnost KEB zpočátku 115 jednotek typu „pick-to-light“. Ty jsou namontovány nad regálovými přihrádkami a slouží také k potvrzování pracovních kroků na monitorech nebo k signalizaci systému, že karton obsahující výrobek a příslušenství byl umístěn na jednu z nakládacích stanic.

Rozpoznání pomocí dotykového nebo optického senzoru

Zaměstnanci zahajují každý proces naskenováním sériového čísla zařízení. Na obrazovkách se automaticky zobrazí odpovídající trasování v systému SAP; automaticky se také vytiskne typový štítek a načte se kusovník. Zatímco se na monitorech zobrazují ilustrované pokyny, modul PTL110 navádí obsluhu k příslušnému místu vychystání. V tomto případě se rozsvítí zeleně a krátce zabliká žlutě, jakmile je vychystání potvrzeno pomocí kapacitního tlačítka. Jiná situace je v nakládací zóně, kde jsou palety připraveny na nízkých regálových rámech a zařízení PTL proto nejsou namontována ve výšce hlavy. „Napadlo nás, že zadní dveře některých automobilů lze otevřít pohybem nohy,“ vzpomíná Hannesen. V důsledku toho inženýři společnosti KEB vybrali pro kompresorové stanice moduly PTL s bezkontaktní detekcí. Zaměstnanci nyní balíky opatrně pokládají oběma rukama a k potvrzení akce stačí, aby podrželi nohu pod optickým senzorem.

Systém „Put-to-light“ u regálu s krátkodobou skladovatelností

V rámci pilotního projektu se Hannesen a tým inženýrů pro nástroje a zařízení společnosti KEB neřídili tolik heslem „nutnost je matkou vynálezu“, jako spíše cílem prozkoumat všechny možnosti nového systému asistence obsluhy. „Proto jsme se záměrně rozhodli pro plně vybavenou verzi zařízení PTL110,“ říká Hannesen. Ta zahrnuje signalizační světla s 14 různými barvami a v případě potřeby i animační funkce. To se osvědčilo v regálové sekci určené ke skladování speciálních materiálů, které se používají jen zřídka. Společnost KEB tento systém nazývá „Smart Shelf“: počítač automaticky vyžádá zásobník s materiálem z vysokoregálového skladu, který je poté dočasně k dispozici na balicí stanici. Zaměstnanci umístí zásobník do vyhrazené krátkodobé zóny – v tomto případě označené modrým světlem, protože se jedná o operaci typu „put-to-light“. Jakmile zásobník již není potřebný, systém odešle pokyn.  

Bezdrátová komunikace pro odlehlé oblasti

Zejména při balení zboží mohou být pracoviště rozptýlena – například kvůli dlouhým dopravníkovým linkám, různým regálovým prostorům nebo vzdáleným nakládacím stanicím. V rámci pilotního projektu bylo nutné překonat trasu vysokozdvižného vozíku mezi hlavním pracovním prostorem a dalšími místy pro odevzdání zboží připraveného k odeslání. Místo pracného kabelového propojení modulů PTL na vzdálenost několika metrů využil tým z Východního Vestfálska bezdrátovou komunikaci prostřednictvím bezdrátového systému DX80 od společnosti Banner. Vysílače a přijímače byly nainstalovány během 30 minut. „Bylo to v podstatě plug-and-play,“ říká Hannesen. Bezdrátové řešení od té doby zaujalo i kolegy ze společnosti KEB ve Spojených státech, kteří jej využili k testování mobilního vozíku pro vychystávání objednávek s 60 moduly typu „pick-to-light“. Do budoucna se bezdrátová komunikace zvažuje také pro interakci mezi systémem asistence obsluhy a intralogistickými průmyslovými vozíky.

Byly vybaveny další pracovní stanice

„Nejprve balení, pak montáž“ – tak zněl plán společnosti KEB při vývoji systému podpory obsluhy. Aktuální stav po něco více než roce: Jen v závodě v Barntrupu vybavila společnost s 1 500 zaměstnanci již čtyři balicí pracoviště systémy „pick-to-light“ a „put-to-light“ a nainstalovala více než 250 zařízení PTL110. V současné době probíhá přechod na dvě montážní stanice. „Při našich jednáních se společností TURCK jsme přišli s mnoha dobrými nápady – všichni zúčastnění byli velmi zapojení a motivovaní,“ poznamenává Hannesen. Pro použití ve výrobě by bylo nutné systém asistence obsluhy opět rozšířit. Kromě modulů PTL mají být přidána další podřízená zařízení, včetně inteligentních montážních jednotek pro šroubovací operace a kamer, které kontrolují, zda jsou součásti nebo kabely ve správné poloze.

Zákazník | www.keb-automation.com