Endüstri 4.0 – Taşımacılık lojistiği değişiyor
Yayınlanma tarihi: 31 Aralık 2014 / Güncelleme tarihi: 28 Eylül 2021 - Yazar: Konrad Wolfenstein
Endüstri 4.0: Akıllı Fabrika – Akıllı Lojistik – Resim: Xpert.Digital / Phonlamai Photo|Shutterstock.com
Endüstri 4.0 – bir süredir moda olan ve endüstride ve siyasette pek çok tartışmaya konu olan bir terim. Gerçek anlamda Endüstri 4.0, federal hükümetin, yerel sanayiyi gelecekteki zorluklara hazır hale getirmek için BT ve üretim teknolojisinin yakın entegrasyonunu öngören gelecekteki bir projesini ifade ediyor.
Buna göre, strateji belgesinde ilan edilen ve internetin son derece hızlı gelişmesinin yönlendirdiği dördüncü sanayi devrimi, gerçek ve sanal dünyaların birleşmesine yol açacak ve bu da sonuçta Nesnelerin İnterneti'ne (IoT) yol açacaktır. Burada, sorunsuz ve daha da verimli süreçler oluşturmak için diğer öğelerle, kullanıcılarla veya ulaşım araçlarıyla ağ kuran ve iletişim kuran ürünler veya bileşenlerin kendisidir.
Endüstri 4.0'a doğru değişimin bir işareti, üretim ve lojistik süreçlerine gömülü BT sistemlerinin hem birbirleriyle hem de genel olarak İnternet ile ağ oluşturmasının (siber-fiziksel sistemler, CPS olarak adlandırılır) artan önemidir. Endüstride otomasyon ve ara bağlantının her zamankinden daha büyük ve daha hızlı gelişmesine, şirketlerin değer yaratma ağının tamamını neredeyse gerçek zamanlı olarak kontrol edip optimize edebildiği, giderek daha akıllı izleme ve kontrol teknolojilerinin yaratılması eşlik ediyor. Başlangıçta üretim ve taşımacılıkta tamamen otonom karar alma süreçlerinin uygulanmasıyla sonuçlanacak bir gelişme.
Buna doğru bir adım da kendi kendine öğrenen akıllı fabrikadır ( Akıllı Fabrika ). Burada odak noktası akıllı, kendi kendini düzenleyen üretim sistemleri ve süreçlerinin geliştirilmesinin yanı sıra ağ bağlantılı, bağımsız olarak iletişim kuran üretim tesislerinin uygulanmasıdır.
Akıllı Lojistik: Geleceğin lojistiği
akıllı teknolojiler de taşımacılık lojistiğinde giderek daha fazla yer buluyor
Peki akıllı teknolojiler nedir?
Tüm iş süreçlerini tam otomatik olarak kontrol eden, otonom hareket edebilen ve dolayısıyla tüm süreci bağımsız olarak kontrol edebilen bilgisayar destekli sistemlerdir.
Günümüzün lojistiğinin, birkaç yıl önceki malların nispeten tek boyutlu depolanması ve nakliyesi ile pek az ortak yanı var. Bunun nedeni kesinlikle katılımcılar arasında yepyeni bir etkileşim düzeyine olanak tanıyan yeni web teknolojileridir. Ve gelişme hızla devam ediyor. Kısmen veya hatta tamamen otomatikleştirilmiş taşıma sistemleri halihazırda çeşitli şekillerde test edilmektedir.
Akıllı Fabrika – geleceğin akıllı fabrikası
Akıllı Fabrika adı verilen geleceğin akıllı fabrikasının ilk prototipini geliştirdi . Ana özelliği, çeşitli bilgi sistemlerini kullanarak birbirleriyle bağımsız olarak iletişim kuran bağımsız üretim modüllerinin bileşimidir. İnsan emeğinin üretim sürecinde yalnızca yardımcı bir rolü vardır.
Gelişimin temelini üç merkezi yapı taşı oluşturur:
- akıllı, iletişim kuran ürün
- ağ bağlantılı sistem
- sistemin yardımcı operatörü
Entegre sensörlerin (örneğin RFID veya Bluetooth) yardımıyla akıllı ürün, mevcut siparişi, malzemesi ve üretim verileri hakkında kalıcı olarak bilgilendirilir ve böylece kendi üretimini etkiler. Ağ bağlantılı sistem, CPS bileşenleri aracılığıyla bireysel akıllı ürünlerle paralel olarak iletişim kurar ve bireysel çalışma adımlarını izler. Bu sistemde insan yardımcısı operatör, gerekli iş adımları da dahil olmak üzere montaj detayları hakkında doğrudan ürün tarafından bilgilendirilir.
Akıllı fabrika ve veri lojistiği
Akıllı Fabrikada, üretim planlama ve üretim kontrolünün olağan ayrımı artık geçerli değil. Bunun yerine, makinelerin birbirleriyle üretim süreci hakkında bilgi ve tahmin alışverişinde bulunduğu ve sonraki iş adımlarını koordine ettiği entegre bir yaklaşım ortaya çıkıyor. Malzeme akışı, makinelerin ve depolama sistemlerinin kullanımı ve kaynak tüketimine ilişkin veriler de sürece dahil edilir ve önlemler planlanırken dikkate alınır. Bilgi akışının devam eden üretim üzerinde kalıcı bir etki yaratabilmesi için cihazlar arasında gerçek zamanlı olarak gerçekleşmesi gerekiyor.
Bu, veri lojistiğinin özellikle önemli bir rol oynadığı noktadır çünkü mevcut ve tahmin edilen tüm verilerin hızlı ve kapsamlı bir şekilde kullanılabilir olmasını ve zaman kaybı olmadan iletilmesini sağlamalıdır.
Bu modern üretim şekli Akıllı Fabrika şirket kapısında bitmiyor. Hammaddeden nihai endüstriyel ürüne kadar tüm değer zincirini kapsayan entegre, sipariş odaklı üretim yaklaşımı, sorunsuz bilgi alışverişini sağlamak için şirketler arası düşünmeyi ve veri lojistiğini gerektirir.
Bununla ilgili zorluklar çok büyük. Bir yandan, BT altyapısının kapsamlı bir şekilde yeniden düzenlenmesini gerektirecek devasa bir veri akışı bekleniyor. Bu nedenle boru hattı ağının hızlı bir şekilde genişletilmesi projenin başarısı için şarttır.
Veri lojistiği, veri hatlarının niteliksel ve niceliksel genişlemesine ek olarak oldukça karmaşık ve şu anda çok tartışılan bir başka görevle karşı karşıyadır: kapsamlı veri güvenliğinin sağlanması. Verilerin yetkili kişiler için kullanılabilirliğini sağlamanın yanı sıra, bu kişilerin gizliliğinin korunması da merkezi bir rol oynar. Yetkisiz kişilerin müdahalesini ve ayrıca gizli verilerin kaybolmasını veya izinsiz ifşa edilmesini önlemek önemlidir. Veri lojistiği uzmanları bu nedenle kapsamlı güvenlik konseptleri ve standartlarının geliştirilmesini ve işletilmesini ilerletme göreviyle karşı karşıyadır.
Veri ve nakliye lojistiği arasındaki bağlantı
Endüstri 4.0'ın ardından veri lojistiğinin yanı sıra nakliye lojistiği de daha önemli bir rol oynayacak. Bu özellikle taşıma zincirinde yer alan tüm nesnelerin tam ağ oluşturmasıyla ilgilidir. Bu, halihazırda geniş alanlarda ve çeşitli uygulamalarda günlük kullanımda uygulanmıştır: Tahmini trafik koşullarına veya hava durumuna dayalı esnek rota planlaması ve trafik akışlarının yazılım destekli kontrolü sadece iki örnektir. Ancak teknik gelişme bu noktada bitmiyor. Akıllı, sürücüsüz araçların Nesnelerin İnterneti tabanlı bir ulaşım altyapısında kullanılmaya başlanması, otomatik ve esnek lojistik çözümlerinin bambaşka boyutlarına kapı açacak.
Bu alanda veri ve nakliye lojistiği el ele gider, çünkü veri ve nakliye lojistiği, nakliye lojistiğini optimize etmek için kullanılabilecek bilgileri sağlar. Mevcut kapasite, hava durumu, trafik ve araç bilgilerinin değişimi ne kadar kapsamlı olursa, artan lojistik akışları da o kadar verimli bir şekilde kontrol edilebilir. Üretimin arttığı ve parti boyutlarının giderek küçüldüğü (anahtar kelime e-ticaret) zamanlarda, üretim ve satış yönleri neredeyse nakliye lojistiğinin performansına ve esnekliğine bağımlıdır. Genel olarak dördüncü sanayi devrimi vizyonu ve özel olarak akıllı fabrika konsepti ancak hammaddelerin, ön ürünlerin veya sevk edilebilecek öğelerin zamanında yerinde olmasını garanti edebilirse gerçekleştirilebilir.
Akıllı teknolojilerin er ya da geç üretimde yerleşmesi bekleniyor. Peki bu depo lojistiğini nasıl etkiler? Oradaki gelişme aynı şekilde mi yoksa benzer biçimde mi gerçekleşecek?
Bunun yeterince işareti var.
Depoda akıllı taşıma sistemleri
Merkezi kontrol olmadan, bu cihazlar birbirleriyle gelen taşıma siparişlerini görüşüyor, geçiş hakkı kurallarını belirliyor ve depodaki ilgili konumları hakkında veri alışverişinde bulunuyor. Her mekik, bilgisini merkezi olmayan bir şekilde işlediğinden, tüm kontrol sistemi birçok sanal omuza dağıtılmıştır. Arıza meydana gelmesi durumunda araç sürüsü kendi kendine tepki vererek sorunu düzeltir.
Kendi kendine yeten taşıma robotları
İşte bu noktada Kardex Remstar ve Servus Intralojistik adlı iki şirket devreye giriyor. Akıllı Fabrika , müşterilerinin dahili üretim lojistiğini optimize etmek için yeni bir çözüm geliştirdiler.
Çözümün temel yapı taşları, Kardex Remstar'ın dinamik tedarik çözümleri ve Servus Intralojistik'in raylar üzerinde hareket eden otonom taşıma robotlarından oluşan özel bir taşıma sistemidir. Her iki firmanın ürünleri uzun süredir ayrı ayrı satışa sunuluyor. Yeni olan, bileşenlerin yeni geliştirilen yazılım kullanılarak verimli bir genel çözüm halinde birleştirilmesidir. Montaj için gerekli parçalar, Kardex Remstar'ın dikey depolama asansörlerinde, sirkülasyon raflarında veya konteyner depolama sistemlerinde yerden tasarruf sağlayacak şekilde depolanır. Tedarik sırasında Servus taşıma sistemi, parçaları otomatik olarak depodan alır ve otonom taşıma robotlarının yardımıyla montaj iş istasyonlarına taşır. Cihazlar gerekli çalışma adımlarına ilişkin bilgileri otomatik olarak alır ve diğer tüm adımları bağımsız olarak gerçekleştirir. Taşıma robotları diğer taşıma robotları ve iş istasyonlarıyla kızılötesi kullanarak doğrudan iletişim kurduğundan ve dolayısıyla yakın çevrelerine tepki verdiğinden Servus sistemi bu nedenle merkezi bir kontrol gerektirmez. Servus taşıma sistemi, fabrika salonunda serbest yönlendirmeye izin verdiği ve mevcut bina yapılarına en iyi şekilde uyum sağladığı için özellikle esnek olduğunu kanıtlıyor. Bu, rotanın depo ve üretim salonlarında zeminden tavana kadar herhangi bir noktaya kurulabileceği anlamına gelir.
Fraunhofer Enstitüsü'nden sürü zekası
Fraunhofer Malzeme Akışı ve Lojistik Enstitüsü Multishuttle adı verilen konteyner depolama ve taşıma sistemi, temelde karşılaştırılabilir bir yaklaşım sergiliyor, ancak mevcut haliyle daha da ileri gidiyor .
Temel fikir, bir depolama sisteminin önemli faydasının yalnızca saf depolama ve geri alma performansıyla değil, aynı zamanda depolama konteynerlerinin hedeflerine ulaşma hızıyla da ölçülmesidir. Fraunhofer IML'deki uzmanlar, bir öncül olarak, depo lojistiğinde küçük yük taşıyıcıları için konveyör ve depolama sistemlerinin oranının, palet konveyörü ve depolama sistemlerine kıyasla artmaya devam edeceğini varsayıyor. Bunun nedeni, sevkiyat boyutlarındaki sürekli azalma ve bunun sonucunda sanayi ve ticarette alınan stok azaltma tedbirleridir.
Orijinal fikir, düşük maliyetli, raylı araçların kullanıldığı bir ulaşım sisteminin geliştirilmesini içeriyordu. Ayrıca depodan iş istasyonuna kadar tüm nakliyeyi başka bir elleçleme işlemine gerek kalmadan gerçekleştirebilmek için depoda depolama ve geri alma süreçlerini bağımsız olarak yürütebilmelidirler. , Servus taşıma arabasına benzer şekilde çalışan Multishuttle adı verilen aracın ortaya çıkmasına neden oldu
Ancak mühendisler bu çözümün sınırlamalarını hemen fark etti: esnek olmayan ray sistemi. Daha sonra depoda raylar olmadan dolaşabilecek çoklu mekiği daha da geliştirmeye koyuldular. Enstitü, Dematic şirketiyle işbirliği içinde, geleneksel raylı sistemle uyumlu, ancak aynı zamanda zemin şasisi ve akıllı navigasyon sistemiyle donatılmış MultiShuttle Move'u Aracın ön ve arka tarafında hem rota bulma hem de koridor operasyonlarında güvenlik işlevi gören lazer tarayıcılar bulunuyor. Entegre konumlandırma teknolojisinin yardımıyla, uzayda tamamen serbestçe hareket edebilir ve herhangi bir kılavuza veya diğer sabit işaretlere gerek kalmadan değişikliklere dinamik olarak tepki verebilir. Kalıcı olarak monte edilen konveyör teknolojisi böylece minimuma indirilir ve aynı zamanda maksimum esneklik elde edilir.
Yeni sistemle, akıllı ve birbirine bağlı taşıma araçları, örneğin yüksek raflı bir depodan iş istasyonlarına kadar tüm taşımaları gerçekleştiriyor ve burada daha fazla işleniyor veya toplanıyor. Ancak çevik yardımcılar, yolculukları sırasında depo yönetimi yazılımı tarafından yönlendirilmez, ancak herhangi bir merkezi kontrol olmadan birbirleriyle bağımsız olarak koordine olurlar. Bu tür depo lojistiği çok sayıda küçük yardımcı gerektirdiğinden, yazılım bu robot sürüsü için kontrol görevlerinin karmaşıklığı karşısında bunalıma girecektir. Bu haliyle yüksek raflı depoda raylar üzerinde ve yerde tamamen serbestçe hareket edebiliyorlar.
Cihazlar sürü zekası prensibine göre birbirleriyle iletişim kurar ve kontrol ederler. Bu, radyo konumu, mesafe ve navigasyon araçları gibi işlevlerle donatılmış yeni geliştirilen sensör teknolojisinin kullanılmasıyla elde edilir. Bu, bireysel shuttle'ların her zaman varış noktalarına giden doğrudan ve en kısa rotayı araması, sipariş alma ve en uygun rotayı bulma konusunda birbirleriyle koordineli çalışması, böylece depoda maksimum iş hacmi ve dolayısıyla verimlilik sağlanması anlamına geliyor.
Başka bir cihazla veya bir kişiyle çarpışmanın yaklaşması durumunda araçları otomatik olarak durduran entegre sensör konsepti sayesinde çarpışmalar da önleniyor. Aksi takdirde depoda karayolu trafiğine benzer şekilde sabit geçiş hakkı kuralları geçerlidir.
Ek kaynaklara ihtiyaç duyulması halinde araç sayısı artırılarak sistemin taşıma performansı esnek bir şekilde ayarlanabilmektedir. Sabit sistemlere yatırım yapılmasına gerek yoktur.
İletişimi koparmamak
