Die zunehmende Digitalisierung und Automatisierung der Industrie im Zug der Smart-Factory-Industrie 4.0 stellt Hersteller weltweit vor große Herausforderungen.
Trotz der zunehmenden Verbreitung von Robotern und der Vernetzung von Maschinen und Prozessen haben viele Bereiche der Fertigung die Initiativen der Industrie 4.0 nur am Rande wahrgenommen.
Grundlegend für Smart Factory ist der Datenaustausch zwischen Produktions- und Vertriebsprozessen, die über das Ethernet und das cloudbasierte Industrial Internet of Things (IIoT) miteinander kommunizieren.
Im Wesentlichen bedeutet dies, dass ein viel größeres Datenvolumen aus mehreren Prozessen gesammelt und in einem gemeinsamen Format zur Verfügung gestellt werden kann, um eine breitere Nutzung und Analyse zu ermöglichen.
In Echtzeit-Zusammenarbeit mit dem Menschen ermöglicht die Cyber-Maschine-Mensch-Integration eine effiziente und ferngesteuerte Verbindung von Prozessen und Organisation innerhalb der Produktions- und Vertriebsumgebung.
Der Bedarf an Lösungen für intelligente Fabriken (Smart Factory)
Führungskräfte in der Lieferkette stehen in praktisch jeder Branche vor großen Herausforderungen, wenn es darum geht, Produktionsabläufe, Lagerbestände und Liefertermine in Einklang zu bringen.
Die Betriebsleiter sind zunehmend gefordert, mehr Produkte in den bestehenden Lagern vorzuhalten, sie für die wachsenden Mengen an Just-in-Time-Bestellungen schneller abzurufen, die Arbeitskräfte effizienter einzusetzen, den Energiebedarf zu senken und die Kosteneffizienz zu verbessern.
In der Konsequenz prüfen die Hersteller ihre Produktions- und Vertriebsmodelle genauer und überlegen, wie sie ihre Bestände besser mit der Produktion und Lieferung in Einklang bringen können. Die optimale Lösung umfasst auch die Konnektivität der Smart Factory.
In vielen Betrieben sind die Intralogistiklösungen nicht integriert. Obwohl sich viele Hersteller der Vorteile einer Integration ihrer Lager-, Kommissionier-, Verpackungs- und Versandprozesse bewusst sind, kann die Komplexität der Integration proprietärer Systeme ein großes Hindernis darstellen. Die Unternehmen stehen vor der Herausforderung, Lösungen für Probleme wie diese zu finden:
- Fehlen einer direkten Kommunikation zwischen den Geräten
- Unzureichende Datenerfassung
- Mangelnde Fehlersuche vor Ort
- Zähe Programmierung
- Verminderte Sichtbarkeit
Der grundlegende Aspekt der intelligenten Fabrik ist der Austausch von Daten zwischen Produktions- und Vertriebsprozessen
Lagerung von Kleinteilen und Auftragsabwicklung im intelligenten Lager (Smart Factory Warehouse)
Das Herzstück eines modernen Smart-Factory-Lagers ist die automatische Lagerung, Kommissionierung und Auftragsabwicklung für Kleinteile und Endprodukte.
Ganz gleich, ob es sich um die Lagerung von Endprodukten, Ersatzteilen, die Mikroabwicklung im Einzelhandel, Werkzeuglager oder die Zusammenstellung von Bauteilen für Montageprozesse handelt, ein automatisches Lager- und Kommissioniersystem für die Auftragsabwicklung ist bei Kleinteilen unerlässlich.
Ein solches System wird idealerweise anhand des Einsatzes von Vertikallagern und Horizontal-Karussellen (HC) veranschaulicht, die tausende von verschiedenen Artikeln handhaben und die Lagerung, Kommissionierung und Verpackung von kleinteiligem Bestand auf kleinstem Raum sehr schnell und effizient bewältigen können.
Vertikale und horizontale Lagersysteme verfügen über die einzigartige Fähigkeit, Bestand auf sehr kompaktem Raum zu lagern, was die Größe konventioneller Lager um bis zu 90 % reduziert. Auf diese Weise können die Betriebe wertvolle Bodenfläche einsparen und die Abläufe auf kleinerer Fläche und näher an dem Ort, wo sie notwendig sind, konzentrieren. Dies wiederum ermöglicht es ihnen, die Arbeitsabläufe zu optimieren und den Bedarf an externer Lagerung zu minimieren oder zu eliminieren.
Das modulare, skalierbare Design der vertikalen und horizontalen Lagerlösungen ermöglicht es ihnen, sowohl in Umgebungen mit hohen als auch mit niedrigen Decken und in Einrichtungen mit ungewöhnlichen Konfigurationen zu funktionieren. Diese Systeme können bei Bedarf problemlos erweitert oder verkleinert werden, um Änderungen bei der Anzahl der Artikel und dem Durchsatzvolumen Rechnung zu tragen. Die Lagerung von Produkten ist sowohl bei Raumtemperatur als auch bei kontrollierter Temperatur zwischen 2 °C und 25 °C möglich.
Vertikallager (VLM) nutzen die verfügbare Raumhöhe vom Boden bis zur Decke und ermöglichen die Lagerung von Gegenständen in einer Höhe von bis zu 16 m auf einer sehr begrenzten Grundfläche, wodurch der vertikale Raum in der Einrichtung optimal genutzt wird. Horizontal-Karusselle (HC) sind für den Einsatz bei begrenzter Deckenhöhe vorgesehen.
Die jüngste Entwicklung von vertikalen (VLM) und horizontalen (HC) Lager geht jedoch über diese Fähigkeiten hinaus, indem sie einen Grad an Integration und Konnektivität bietet, der den Betrieb einer intelligenten Fabrik unterstützt. Vertreter dieser automatisierten Regalbediengeräte sind die von Modula hergestellten Systeme.
Modula VLM und HC bieten einen einzigartig schlanken und vereinfachten Ansatz für die automatisierte Lagerung von Kleinteilen und deren Auftragsabwicklung in der Smart Factory 4.0, was sich in zwei unterschiedlichen Funktionen zeigt:
- Durch die Integration von Artikeln und Beständen aus automatisierten Lagern und statischen Regalen über eine intelligente, dedizierte WMS-Plattform bieten VLM und HC eine vollständige Ethernet-Konnektivität mit der Lagerverwaltungssystem und dem ERP des Unternehmens. Dies ermöglicht Echtzeit-Transparenz und Optimierung der Lagerung, Kommissionierung und Packung von Kleinteilen.
- VLM und HC sind IIoT-Cloud-fähig und ermöglichen eine vollständige Systemdiagnose und -analyse, um sicherzustellen, dass sie weiterhin mit maximaler Leistung arbeiten und die Ausfallzeiten für die Wartung minimiert werden.
WMS-Konnektivität als Lösung für eine intelligente Fabrik
Für das Management dieser vertikalen und horizontalen Lager ist ein dediziertes und ganzheitlicheres Lagerverwaltungssystem (LVS) das ideale Szenario, das sich ausschließlich auf den Eingang, die Kommissionierung und die Einlagerung von Kleinteilen konzentriert.
VLM und HC bieten vollständige Ethernet-Konnektivität mit dem WMS des Werks und dadurch mit dem hauseigenen ERP.
Ein solches System ist das Modula WMS – eine komplette Bestandsverwaltungssoftware. Diese wurde für den Betrieb von VLM und HC entwickelt und lässt sich nahtlos in die herkömmliche manuelle Lagerhaltung mit statischen Regalen integrieren.
Ein wesentliches Merkmal ist die Echtzeit-Integration des WMS von Modula in das Verwaltungssystem des Unternehmens über Ethernet, wodurch sichergestellt wird, dass das Host-WMS den Standort jedes zu kommissionierenden oder aufzufüllenden Artikels kennt. Die WMS von Vertikallagern und Horizontal-Karussellen lassen sich mit praktisch allen WMS-, DMS-, MRP- und ERP-Plattformen verbinden, wodurch Prozesse wie Wareneingang, Kommissionierung und Einlagerung von Produkten schneller und präziser ablaufen. Das WMS von VLM und HC ermöglicht es dem Host-WMS, die VLM- und HC-Geräte direkt zu überwachen.
Alle VLM und HC sind mit einer Farb-Touchscreen-Konsole Copilot ausgestattet, die über Ethernet mit dem Modula-WMS verbunden ist und die Bedienung sowie die Anforderung bestimmter Artikel oder die Ausführung von Aufträgen erleichtert.
Jedes VLM und HC ist mit einer Farb-Touchscreen-Konsole Copilot ausgestattet, die über Ethernet mit Modula WMS verbunden ist
Die grafische Visualisierung des Layouts der Träger zeigt der Bedienperson deutlich, wo sich der gewünschte Artikel im VLM oder HC befindet. Die Copilot-Konsole zeigt auch alle angeforderten Informationen in Bezug auf Kommissionier- oder Nachfüllvorgänge an, wie z. B. Artikelcode, Menge und Artikelhinweise.
Ein dediziertes und vernetztes WMS für die Lagerung und Kommissionierung von Kleinteilen in VLM und HC bietet Eigenvorteile für die Echtzeittransparenz des Bestands und das Management von Kommissionier- und Verpackungsvorgängen.
Einige Vorteile
- Abschaffung der manuellen Eingabe
Die manuelle Eingabe ist anfällig für menschliche Fehler, selbst wenn es festgelegte Prozesse gibt. Durch die Verwendung von Barcodes und anderen automatisierten und mit VLM und HC integrierten Lösungen zur Verwaltung des Kleinteilebestands können manuelle Eingaben vermieden werden.
- Bestand in Regalen
Viele Fertigungs- und Lagerbetriebe nutzen hochentwickelte MHE- und WMS-Systeme, haben aber immer noch Tausende von Artikeln in Regalen, Containern und Werkzeugkästen, die manuell gelagert und kommissioniert werden. Nicht alle WMS sind so konzipiert, dass sie eine einfache Integration, Statusüberwachung, Verwaltung und Berichterstattung für Artikel in nicht automatisierten Lagern ermöglichen.Ein spezielles WMS für die Lagerung und Kommissionierung von Kleinteilen in VLM und HC kann Bestände aus statischen Regalen digital in die VLM und HC integrieren und diese Daten über Ethernet für das WMS und ERP des Unternehmens zugänglich machen. - Erfahrungsbasiertes Dashboard
Ein erfahrungsbasiertes Dashboard kann auf die spezifischen Bedürfnisse und Präferenzen der Nutzer zugeschnitten werden. Personalisierte Ansichten bieten die Möglichkeit, Daten zu filtern und zu sortieren, das Layout der Informationen anzupassen, Warnmeldungen einzurichten und individuelle Berichte zu erstellen. Dank dieser Personalisierungsfunktion erhalten Manager Echtzeiteinblicke in die wichtigsten Leistungskennzahlen und können datengestützte Entscheidungen zur Optimierung der Lagerabläufe treffen. - Eindeutige IDs verfolgen und nachzeichnen (Track & Trace)
Die Notwendigkeit, eindeutige IDs über die gesamte Lieferkette hinweg zu verfolgen, ist eine schnell wachsende Anforderung für Hersteller, Einzelhändler und Vertriebe. Vor allem für diejenigen, die hochwertige kleine Produkte anbieten. Track & Trace bezieht sich auf eine Reihe von digitalen Rückverfolgungsinstrumenten, mit denen sichergestellt wird, dass sowohl die Behörden als auch die Unternehmen die Echtheit, Identität und den Standort eines bestimmten Produkts überprüfen können.
Die meisten Lagerverwaltungssysteme (LVS) verfügen nicht über die erforderlichen Funktionen, um die spezifischen Identifizierungsanforderungen für die Verfolgung und Rückverfolgung, insbesondere von pharmazeutischen Produkten, zu erfüllen. Die neuesten WMS von Vertikallagern (VLM) und Horizontal-Karussellen (HC) bieten jedoch diese Möglichkeit. Diese Systeme eignen sich gut für die digitale Verwaltung von Beständen, die eine Verfolgung und Rückverfolgung erfordern. Sie können die relevanten Daten auch nahtlos mit dem Host-WMS und dem Management über Ethernet-Verbindungen austauschen. - Schnelle Installation und Konnektivität
Im Gegensatz zu vielen WMS, deren Installation viel Zeit in Anspruch nimmt, ermöglichen die neuesten WMS, wie z. B. das von Modula entwickelte WMS, einen schnellen Installationsprozess. Dieses WMS verfügt über eine Reihe von Standardschnittstellen für die Verbindung mit den ERP-Systemen des Unternehmens, wie SAP, Baan, Oracle, Microsoft Dynamics NAV, Epicor und anderen.
Modula bietet Blaupausen für die Erstellung von Standardschnittstellen mit Protokollen wie ASCII, ODBC, XML und REST API (Webservices). Der Schwerpunkt liegt auf der schnellen und sicheren Integration und Konnektivität mit bestehenden Systemen, um eine nahtlose Auftrags- und Bestandsverwaltung zwischen dem Host-WMS und dem ERP-System des Unternehmens über Ethernet zu ermöglichen.
Die grafische Visualisierung des Layouts der Träger zeigt der Bedienperson deutlich, wo sich der gewünschte Artikel im VLM oder HC befindet.
Cloud-basiertes Remote Reporting als Smart Factory-Lösung
Eine einzigartige Funktion der neuesten VLM und HC ist die Echtzeit-Berichterstattung über Systemleistung und Kennzahlen durch IIoT-Cloud-Konnektivität. Dieser Vorteil kommt in Modula Cloud, einer Fernanalyse- und Berichterstattungsplattform, die statistische Daten von jedem automatisierten Regalbediengerät sammelt, unabhängig davon, wo es sich befindet, deutlich stärker zum Ausdruck.
Modula Cloud sammelt und analysiert Daten von jedem VLM- und HC-System und überträgt die Informationen anschließend automatisch an die sichere Cloud-Plattform des Nutzers. Mit einer erweiterten Benutzerauthentifizierung können die Benutzer/innen auf die Daten zugreifen – für ein einzelnes VLM- oder HC-System oder für mehrere Einheiten an verschiedenen Standorten – auf dem Benutzerportal, das von jedem Gerät und Standort aus zugänglich ist.
Auf einer interaktiven Karte kann der/die Benutzer/in sehen, wo das VLM- oder HC-System im Einsatz ist, und mit einem einfachen Klick auf die Karte kann der Benutzer Echtzeit-Leistungsberichte für jede einzelne Einheit abrufen.
Berichte und Funktionen von Modula Cloud
Leistungs-Kennzahlen
Modula Cloud verfolgt die Informationen und Aktivitäten aus den Lagern – auch auf mehreren Systemen und in verschiedenen Städten und Ländern – so dass die Daten jedes einzelnen VLM oder HC verfügbar sind. Diese Daten umfassen die Gesamtzahl der Einsätze, die Anzahl der Einsätze pro Tag oder pro Zeitraum, die Sättigung der Träger, die Durchlaufzyklen und den Online-/Offline-Status des Lagers.
Die Benutzer/innen haben Zugang zu detaillierten Berichten darüber, wie effizient die Träger einer Maschine genutzt werden und über deren Status – ob sie beispielsweise aus dem Gleichgewicht geraten sind und es notwendig ist, Artikel neu zuzuweisen. Die Bediener/innen können sehen, wie viele Zyklen durchgeführt wurden und wie viel Energie verbraucht wurde, sowie weitere relevante Daten.
Wartung
Die Bediener/innen wissen sofort, ob eine Maschine einwandfrei läuft, ob sie offline ist oder ob ein Problem auftritt, das behoben werden muss.
Mit Hilfe von Software, Algorithmen und Informationen, die von IIoT-Sensoren gesammelt werden, können VLM und HC ihren Wartungsbedarf selbst melden. Diese Funktion analysiert Daten von jedem VLM- oder HC-System, um optimale Wartungspläne zu erstellen und festzustellen, wann Eingriffe erforderlich sind.
Die Fernüberwachung zeigt wichtige Informationen über benutzerdefinierte Dashboards, Alarme und vorausschauende Benachrichtigungen an. Diese Informationen können zur automatischen Erstellung von Arbeitsaufträgen im Zusammenhang mit Wartungstätigkeiten verwendet werden.
Datenzugriff und Sicherheit
Daten über die Leistung von VLM und HC sowie Kennzahlen werden gesammelt und über ein Kommunikationsprotokoll in die Cloud hochgeladen. Die Cloud ist für autorisierte Benutzer/innen über eindeutige Benutzernamen und Passwörter zugänglich.
Um die Sicherheit der Informationen zu gewährleisten, wurde Modula Cloud vollständig mit Microsoft-Technologie entwickelt und wird auf der Cloud-Plattform Microsoft Azure gehostet. Als einer der führenden Public-Cloud-Anbieter stattet Microsoft seine Cloud mit allen aktuellen Sicherheitszertifizierungen für das Informationsmanagement sowie mit Kryptografiesystemen für die Authentifizierung und den Datenaustausch aus.
Die einzige Voraussetzung für den Client auf der IT-Seite ist eine stabile und kontinuierliche Internetverbindung vom Modula Server PC-Arbeitsplatz aus.
Dieses Cloud-basierte Diagnose- und Berichterstattungssystem bietet einen vollständigen Echtzeit-Einblick in jeden Aspekt des Betriebs der VLM- oder HC-Systeme.
Modula Cloud ermöglicht Ihnen, Ihr Lager zu überwachen, unabhängig davon, wo Sie sich befinden
Umfassende Lösungen für Industrie 4.0 und intelligente Fabriken
Das Erreichen eines Höchstmaßes an Produktionseffizienz ist das Ziel der Umsetzung einer Smart Factory Initiative.
Um dieses Ziel zu treffen, müssen Hersteller individuell zugeschnittene und komplette Intralogistiklösungen entwickeln, die sowohl Sicherheit als auch Flexibilität bieten, um sie reibungslos in ihre digitale Zukunft zu führen.
Eine entscheidende Komponente ist der Einsatz von vernetzten Automatisierungslösungen über mehrere Vertriebsprozesse hinweg, was für einen nahtlosen Produktionsfluss notwendig ist. Grundlegend dafür ist der Einsatz integrierter VLM und HC für die automatisierte Abwicklung von Kleinteilaufträgen.
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