Industry 4.0: Smart Factory – Smart Logistics – Beeld: Xpert.Digital / Phonlamai Photo|Shutterstock.com
Industry 4.0 – 'n term wat al 'n geruime tyd 'n modewoord is en die onderwerp van baie bespreking in die industrie en politiek is. In die werklike sin verwys Industry 4.0 na 'n toekomstige projek van die federale regering, wat die noue integrasie van IT en vervaardigingstegnologie in die vooruitsig stel om die plaaslike industrie geskik te maak vir toekomstige uitdagings.
Gevolglik sal die vierde industriële revolusie wat in die strategiedokument geproklameer word, gedryf deur die uiters vinnige ontwikkeling van die internet, lei tot die samesmelting van die werklike en virtuele wêrelde, wat uiteindelik tot 'n Internet van Dinge (IoT) sal lei. Hier is dit die produkte of komponente self wat netwerk en met ander items, gebruikers of vervoermiddels kommunikeer om sodoende probleemvrye en selfs meer doeltreffende prosesse te genereer.
'n Teken van die verandering in die rigting van Industry 4.0 is die toenemende belangrikheid van netwerk IT-stelsels wat in produksie- en logistieke prosesse ingebed is, beide met mekaar en met die internet in die algemeen (sogenaamde kuber-fisiese stelsels, CPS). Die steeds groter en vinniger ontwikkeling van outomatisering en interkonneksie in die industrie gaan gepaard met die skepping van al hoe meer intelligente monitering- en beheertegnologieë waarmee maatskappye die hele waardeskeppingsnetwerk in bykans intydse kan beheer en optimaliseer. 'n Ontwikkeling wat aanvanklik sal lei tot die implementering van heeltemal outonome besluitnemingsprosesse in produksie en vervoer.
Een stap hiertoe is die selflerende, intelligente fabriek ( Smart Factory ). Die fokus daar is op die ontwikkeling van intelligente, selfregulerende produksiestelsels en -prosesse asook op die implementering van genetwerkte, onafhanklik kommunikeerende produksiefasiliteite.
Slim logistiek: logistiek van die toekoms
slim tegnologieë vind ook toenemend hul weg na vervoerlogistiek
Maar wat is slim tegnologieë in elk geval?
Dit is rekenaargesteunde stelsels wat volledige werkprosesse volledig outomaties beheer en outonoom kan optree en dus 'n hele proses onafhanklik beheer.
Vandag se logistiek het min gemeen met die relatief eendimensionele berging en versending van goedere van 'n paar jaar gelede. Die rede is juis die nuwe webtegnologieë, wat 'n heel nuwe vlak van interaktiwiteit tussen deelnemers moontlik maak. En ontwikkeling gaan teen 'n vinnige pas voort. Gedeeltelik of selfs ten volle outomatiese vervoerstelsels word reeds op verskeie maniere getoets.
Smart Factory – die intelligente fabriek van die toekoms
Die Duitse Navorsingsentrum vir Kunsmatige Intelligensie (DFKI), in samewerking met verskeie vervaardigers, het 'n eerste prototipe van 'n intelligente fabriek van die toekoms ontwikkel - die sogenaamde Smart Factory . Die hoofkenmerk is hul samestelling van onafhanklike produksiemodules wat onafhanklik met mekaar kommunikeer deur 'n verskeidenheid inligtingstelsels te gebruik. Menslike arbeid speel slegs 'n helpende rol in die produksieproses.
Drie sentrale boustene vorm die basis van die ontwikkeling:
- die intelligente, kommunikerende produk
- die netwerkstelsel
- die assistent-operateur van die stelsel
Met behulp van geïntegreerde sensors (bv. RFID of Bluetooth) word die intelligente produk permanent ingelig oor sy huidige bestelling, materiaal en produksiedata en beïnvloed dus sy eie produksie. Die netwerkstelsel kommunikeer parallel met die individuele intelligente produkte via CPS-komponente en monitor die individuele werkstappe. In hierdie stelsel word die menslike assistentoperateur direk deur die produk ingelig oor die besonderhede van die samestelling, insluitend die nodige werkstappe.
Slim fabriek en data logistiek
In die Smart Factory is die gewone skeiding van produksiebeplanning en produksiebeheer nie meer van toepassing nie. In plaas daarvan vind 'n geïntegreerde benadering plaas waarin die masjiene inligting en voorspellings oor die produksieproses met mekaar uitruil en die verdere werkstappe koördineer. Data oor materiaalvloei, benutting van masjiene en bergingstelsels, en hulpbronverbruik word ook by die proses ingesluit en in ag geneem wanneer maatreëls beplan word. Ten einde die vloei van inligting 'n permanente impak op deurlopende produksie te hê, moet dit in reële tyd tussen die toestelle plaasvind.
Dit is die punt waarop datalogistiek 'n besonder belangrike rol speel, aangesien dit moet verseker dat alle data, huidige en vooruitskattings, vinnig en omvattend beskikbaar is en sonder enige tydverlies aangestuur word.
Hierdie moderne tipe produksie eindig nie by die Smart Factory-maatskappyhek nie. Die geïntegreerde, bestellingsgeoriënteerde benadering tot vervaardiging, wat die hele waardeketting van grondstowwe tot die voltooide industriële produk dek, vereis kruismaatskappydenke en datalogistiek om 'n gladde uitruil van inligting te verseker.
Die uitdagings wat hiermee gepaard gaan is enorm. Aan die een kant is 'n groot stroom data te wagte, wat 'n omvattende herorganisasie van die IT-infrastruktuur sal verg. ’n Vinnige uitbreiding van die pypleidingnetwerk is dus noodsaaklik vir die sukses van die projek.
Benewens die kwalitatiewe en kwantitatiewe uitbreiding van datalyne, staar datalogistiek nog 'n uiters komplekse en tans veelbesproke taak in die gesig: om omvattende datasekuriteit te verseker. Benewens die versekering van die beskikbaarheid van data vir gemagtigde persone, speel die handhawing van hul vertroulikheid 'n sentrale rol. Dit is belangrik om die indringing van ongemagtigde persone sowel as die verlies of ongemagtigde openbaarmaking van vertroulike data te vermy. Datalogistieke spesialiste staan dus voor die taak om die ontwikkeling en werking van omvattende sekuriteitskonsepte en -standaarde te bevorder.
Die verband tussen data en vervoerlogistiek
Benewens datalogistiek, sal vervoerlogistiek ook 'n nog belangriker rol speel in die nasleep van Industry 4.0. Dit gaan spesifiek oor die volledige netwerkvorming van alle voorwerpe wat by die vervoerketting betrokke is. Dit is reeds in groot gebiede en in daaglikse gebruik in 'n verskeidenheid toepassings geïmplementeer: buigsame roetebeplanning gebaseer op voorspelde verkeerstoestande of weer en sagteware-ondersteunde beheer van verkeersvloei is net twee voorbeelde. Maar tegniese ontwikkeling stop nie op hierdie punt nie. Die bekendstelling van intelligente, selfbesturende voertuie in 'n vervoerinfrastruktuur gebaseer op die Internet van Dinge sal die deur oopmaak vir heeltemal verskillende dimensies van outomatiese en buigsame logistieke oplossings.
Op hierdie gebied gaan data en vervoerlogistiek hand aan hand, aangesien eersgenoemde die inligting verskaf wat gebruik kan word om vervoerlogistiek te optimaliseer. Hoe meer omvattend die uitruil van huidige kapasiteit, weer, verkeer en voertuiginligting, hoe doeltreffender kan die toenemende logistieke vloei beheer word. In tye van groeiende produksie en die vervoer van steeds kleiner bondelgroottes (sleutelwoord e-handel), is die produksie- en verkoopskante feitlik afhanklik van die prestasie en buigsaamheid van vervoerlogistiek. Die visie van 'n vierde industriële revolusie in die algemeen en die konsep van die slim fabriek in die besonder kan slegs verwesenlik word as dit kan waarborg dat grondstowwe, voorlopige produkte of items wat verskeep kan word, betyds op die terrein is.
Dit is te verwagte dat slim tegnologie vroeër of later in produksie gevestig sal word. Maar hoe raak dit pakhuislogistiek? Gaan ontwikkeling daar in dieselfde of soortgelyke vorm plaasvind?
Daar is genoeg tekens hiervan.
Slim vervoerstelsels in die pakhuis
Sonder sentrale beheer onderhandel hierdie toestelle inkomende vervoerbestellings met mekaar, stel reg-van-weg-reëls op en ruil data uit oor hul onderskeie posisies in die pakhuis. Aangesien elke pendeltuig sy inligting desentraal verwerk, is die hele beheerstelsel oor baie virtuele skouers versprei. As wanfunksies voorkom, reageer die swerm voertuie self en maak die probleem reg.
Selfonderhoudende vervoerrobotte
Dit is waar die twee maatskappye Kardex Remstar en Servus Intralogistics inkom. Onder die sleutelwoord Smart Factory het hulle 'n nuwe oplossing ontwikkel om hul kliënte se interne produksielogistiek te optimaliseer.
Die basiese boustene van die oplossing is dinamiese voorsieningsoplossings van Kardex Remstar en 'n spesiale vervoerstelsel van Servus Intralogistics, wat bestaan uit outonome vervoerrobotte wat op spoorstawe ry. Die produkte van albei maatskappye is al lank afsonderlik beskikbaar. Wat nuut is, is dat die komponente gekombineer word tot 'n doeltreffende algehele oplossing deur nuut ontwikkelde sagteware te gebruik. Die onderdele wat vir samestelling benodig word, word op 'n spasiebesparende wyse in die vertikale bergingshysbakke, sirkulasierakke of houerstoorstelsels van Kardex Remstar gestoor. Ten tyde van voorsiening neem die Servus-vervoerstelsel die onderdele outomaties uit die pakhuis en vervoer dit met behulp van outonome vervoerrobotte na die monteerwerkstasies. Die toestelle ontvang outomaties inligting oor die vereiste werkstappe en voer alle verdere stappe onafhanklik uit. Die Servus-stelsel benodig dus nie 'n sentrale beheer nie, aangesien die vervoerrobotte direk met die ander vervoerrobotte en werkstasies kommunikeer deur infrarooi te gebruik en dus op hul onmiddellike omgewing reageer. Die Servus-vervoerstelsel blyk besonder buigsaam te wees aangesien dit gratis roetes in die fabrieksaal moontlik maak en optimaal by bestaande boustrukture aanpas. Dit beteken dat die roete op enige punt – van vloer tot plafon – in die pakhuis en produksiesale geïnstalleer kan word.
Swerm-intelligensie van die Fraunhofer-instituut
Houerberging- en vervoerstelsel genaamd Multishuttle Fraunhofer-instituut vir Materiaalvloei en Logistiek , toon 'n fundamenteel vergelykbare benadering, maar gaan verder in sy huidige vorm .
Die basiese idee is dat die beduidende voordeel van 'n stoorstelsel nie net gemeet word aan die suiwer berging en herwinning prestasie nie, maar ook die spoed waarteen die stoor houers hul bestemming bereik. As 'n uitgangspunt neem die spesialiste by Fraunhofer IML aan dat in pakhuislogistiek die proporsie vervoerband- en bergingstelsels vir klein vragdraers sal aanhou toeneem in vergelyking met paletvervoerbande en -bergingstelsels. Die rede hiervoor is die konstante vermindering in besendinggroottes en die gevolglike voorraadverminderingsmaatreëls in nywerheid en handel.
Die oorspronklike idee het die ontwikkeling van 'n vervoerstelsel behels wat laekoste, spoorgeleide voertuie gebruik. Hulle behoort ook selfstandig stoor- en herwinningsprosesse in die pakhuis te kan uitvoer om die hele vervoer van die pakhuis na die werkstasie sonder enige verdere hanteringsoperasies te kan hanteer. Hierdie idee het aanleiding gegee tot die sogenaamde Multishuttle , wat soortgelyk aan die Servus-vervoertrollie werk.
Die ingenieurs het egter vinnig die beperkings van hierdie oplossing erken: die onbuigsame spoorstelsel. Hulle het toe begin om die multi-pendeltuig verder te ontwikkel, wat die pakhuis sonder relings sou navigeer. In samewerking met die maatskappy Dematic het die instituut die MultiShuttle Move , wat versoenbaar is met die konvensionele spoorstelsel, maar ook toegerus is met 'n vloeronderstel en 'n intelligente navigasiestelsel. Die voertuig is toegerus met laserskandeerders aan die voor- en agterkant, wat beide dien vir roete-opsporing en as 'n sekuriteitsfunksie in gangbedrywighede. Met behulp van die geïntegreerde posisioneringstegnologie kan dit heeltemal vrylik in die ruimte beweeg en dinamies reageer op veranderinge sonder enige riglyne of ander vaste merke. Die permanent geïnstalleerde vervoerbandtegnologie word dus tot 'n minimum verminder en terselfdertyd word maksimum buigsaamheid behaal.
Met die nuwe stelsel voer die intelligente en onderling gekoppelde vervoervoertuie alle vervoer uit, byvoorbeeld van 'n hoëbaai-pakhuis na die werkstasies waar dit verder verwerk of gepluk word. Die ratse helpers word egter nie deur pakhuisbestuursagteware op hul reis gelei nie, maar koördineer onafhanklik met mekaar sonder enige sentrale beheer. Aangesien hierdie tipe pakhuislogistiek 'n groot aantal klein helpers vereis, sal sagteware oorweldig word deur die kompleksiteit van die beheertake vir hierdie swerm robotte. Soos dit is, kan hulle heeltemal vrylik in die hoë-baai-pakhuis op relings en op die grond beweeg.
Die toestelle kommunikeer en beheer mekaar volgens die beginsel van swerm-intelligensie. Dit word bereik deur die gebruik van nuutontwikkelde sensortegnologie, wat toegerus is met funksionaliteite soos radioligging, afstand en navigasie-instrumente. Dit beteken dat die individuele shuttles altyd die direkte en kortste roete na hul bestemming soek, met mekaar koördineer oor die aanneem van bestellings en die vind van die optimale roete, om sodoende maksimum deurset in die pakhuis en dus doeltreffendheid te verseker.
Botsings word ook vermy danksy die geïntegreerde sensorkonsep, wat die voertuie outomaties stop in die geval van 'n naderende botsing met 'n ander toestel of 'n persoon. Andersins geld vaste reg-van-weg-reëls in die pakhuis, soortgelyk aan padverkeer.
Indien daar 'n behoefte aan bykomende hulpbronne is, kan die stelsel se vervoerprestasie buigsaam aangepas word deur die aantal voertuie te verhoog. Beleggings in vaste stelsels is nie nodig nie.
Behou kontak
