無論是室內還是室外定位:材料處理流程中的全透明性

Feb 10, 2020

物流的流程複雜度不斷加深。因此,透明化越來越成為提高物流流程和生產效率的關鍵前提條件。在內部生產、安裝和配送物流的運輸流程越發靈活、模組化和自組織的背景下,需要及時、位置準確地解答工業卡車、運輸工具和貨物的所在地與時間等疑問。經過實踐檢驗的可行方案: SICK 定位和分析技術。

 

工業 4.0 願景和現實的關鍵之一在於沿著流程和價值產生鏈條收集、分析資料並將其轉換為資訊。為由此打造出適合各類決策的可信資料世界,需要避免影響透明化的系統漏洞——即造成現場與 IT 層面的資訊延遲且內容不符。在內部物流中,這類系統漏洞通常發生在以下情形:源點對象離開固有生產/裝配線或固定運輸技術裝備,以便經由移動運輸工具(例如升降車、叉車或牽引車等)運輸至匯點。與固定位置的運輸設備不同,企業內部車間和過道的穿梭之路通常無標識和定位——從控制層面看仿佛穿越「黑洞」運輸,這與宇宙中的概念類似,蹤跡都消失不見。此時缺乏透明度會損失流程效率——造成損耗、延遲、送至錯誤地點或其他故障。 

Indoor and outdoor localization: Full transparency in the material flow
Indoor and outdoor localization: Full transparency in the material flow

透過整合與融合感測器資料實現透明化 

資產定位系統採集並清晰呈現所有貨物移動情況,可為用戶營造真正的競爭優勢,在此避免流程故障、在生產、安裝、倉儲或配貨期間實現連續的計劃性資源利用、防止缺陷貨物堆積或掌控交付流程的複雜度。藉由用於識別、偵測位置與狀態的、相互協調的感測器系統以及用於分析和視覺化的工具,如今可以有目的地採集和分析大量資料。借助 Asset Analytics 解釋資料,識別物料流中源頭和終點的定時出入行為、跟蹤移動式資產在車間的移動,進而理解複雜的物流網路。目的是保障整個物料流隨時隨地具有可靠、可重複且具有前瞻性的過程。 

UWB 系統 LOCU :定位精確到米

各種物流定位和資產管理解決方案的基本前提在於:除了標識和識別外,還需要定位材料處理流程的所有相關對象。根據要求的定位精度及所需更新速度提供不同的感測器技術——其中包括 2D-LiDAR 感測器、 3D 攝像機系統、軌跡導引和基礎設施感測器。在此解決方案組合中,較新的關鍵技術為基於標籤定位的 UWB 系統 LOCU。這是用於短距離通訊的無線系統,頻帶介於 3.1 Ghz 至10.6 Ghz 。超大頻率範圍實現極高傳輸率。專為室內定位打造的 20 至 50 米掃描範圍——還有 UWB 天線(基站)持續運行的低傳送功率。為能識別資產需配備 UWB 標籤,其在定位時對應唯一標識。若物流對象在多個基站的採集範圍內移動,則可確定與標籤的距離——類似於航海交叉方位法——透過計算三個天線的距離值測定資產的室內位置。其中, LOCU 達到少於 1 米的定位精度。每個位置值都帶有時間標記——由此完整解答關於地點、對象和時間的疑問。

 

LOCU UWB system for tag-based localization
LOCU UWB system for tag-based localization

室內和室外區域之間的連續定位

材料處理流程和內部物流不僅發生在封閉車間,還經常同時出現在露天區域。在由內向外過渡期間,LOCU 將其定位功能交給 GPS 輔助系統解決方案——閘道系統 TDC-E。該多感測器聯網單元整合了 WLAN、WPAN 和手機網路通訊 (GSM 3G+),一般用於堆高機上。它收集流程資料(貨物、載物架 ID 、倉儲空間和車輛狀態資料),還將此資料融合 GPS 定位信號,得到完整的定位資訊。因此亦可在室外區域確保完整、及時的流程與資料透明度。

 

Asset Analytics 還是 ERP 應用?二者皆可!

單憑 LOCU 和 TDC-E 以及可能的支援性感測器技術的資料不會創造附加值——但它們是資產定位解決方案產生附加值的基礎。對此,必須透過適合的軟體算法與性能強悍的中間件融合所有參與定位系統的位置和時間資料,然後解析為資訊。SICK 就此開發了視覺化與分析平臺 Asset Analytics 。除了即時生動呈現位置、狀態和其他感測器資料,它主要還用於處理採集資料。因此, Asset Analytics 可展示移動特征、分析運輸和停機時間並得出流程物流的優化潛力。此外,可在此分析工具中設置客製化事件管理。其中可經由 SMS 或電子郵件自動觸發用戶自定義操作,例如發送通知。示例之一:在預定義的地理區域(收貨區域或發貨通道)僅針對某些資產定位對象,或是必須在此實施指定操作,例如透過中間件在貨物管理系統登記物品。

除了自帶的可視化和分析功能, Asset Analytics 還提供開放式介面,能在企業範圍內的供應鏈、資產管理及雲端應用中利用原始資料及預處理資料。透過互聯性可在 ERP 和 MES 層面上使用定位資料實現對材料處理流程的更充分了解,以便分析源點與匯點之間的運行和運輸時間並在供應鏈中加以優化。

 
Localization makes Logistics 4.0 possible
Localization makes Logistics 4.0 possible

定位實現物流 4.0 ——未來已來!

在工業 4.0 的意義上,定位技術是互聯物流的關鍵。定位資料實現高度透明化與了解所有生產性資產、載物架及裝載運輸工具。這樣可優化和動態調整行駛路線、靈活準備與規劃裝備時間、根據消耗計劃和控制材料處理流程、監控貨物移動、無需手動登記流程便可管理倉儲空間。定位資料實現敏捷規劃製造和物流流程,造就更高交付質量和交付信譽。SICK 定位和資產管理解決方案為企業內部的交付流程實現持續透明化、開拓提高流程效率的可能性並可為全新服務奠定基礎——甚至超越內部物流。 

作為在固定式倉儲和傳送技術以及自動導引系統、半自動化地面運輸工具和移動式平臺領域,可能是擁有最廣泛產品組合的感測器製造商,SICK 自己也依賴於透過定位實現更高的生產效率、產品品質和流程品質:在自己的網路化生產與分銷基地 Waldkirch 和 Buchhol 以及在弗萊堡附近的 Hochdorf 的極其現代、數位化聯網的 4.0 NOW Factory 。

 

 

Bernd von Rosenberger
Bernd von Rosenberger

Bernd von Rosenberger

物流自動化 GIC 高級副總裁

Bernd von Rosenberger 自 2001 年起在 SICK 從事物流解決方案方面的工作,並且是行業中 「Logistics gets smart (智慧物流)」領域備受尊敬的專家。作為行銷與銷售負責人,他在 2014 和 2015 年負責 SICK 公司面向美國市場的內部物流解決方案,並從 2015 年開始領導 SICK 股份公司的物流自動化 GIC 。

 
物流變得智慧
物流變得智慧

提高整條供應鏈的效率

SICK的智慧感測器解決方案推動製造業與物流業向網路化發展。