Transportsystem Transportsystem-Mix macht individualisierte Massenproduktion wirtschaftlich

Autor / Redakteur: Carmen Klingler-Deiseroth* / Jan Vollmuth

Ein intelligentes Transportsystem macht die individualisierte Massenproduktion wirtschaftlich. Manchmal schon in Kombination mit einer konventionellen Lösung, wie das Beispiel einer Getränkeabfüllanlage zeigt.

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(Bild: B&R)

Wer gerne Smoothies trinkt, landet früher oder später im Internet auf der Suche nach exotischen Rezepten. Anschließend heißt es: Jacke anziehen, im Supermarkt Obst einkaufen und es wieder zu Hause pürieren. Das ist mühsam und braucht Zeit. Wie viel einfacher und schneller wäre es, sich seinen ultimativen Smoothie online zusammenzustellen und an die Haustür liefern zu lassen: zum Beispiel mit 60 Prozent Banane, 20 Prozent Kirsche, 10 Prozent Ananas und 10 Prozent Kiwi. Und als Tüpfelchen auf dem Smoothie: Die Farbe des Verschlusses für den Vitamincocktail und das Motiv des Etiketts sollen auch noch individuell gestaltbar sein.

Aus Wunsch wird Wirklichkeit

Ein derart individualisierter Smoothie auf Mausklick? Tolle Idee, doch Wunschdenken – würden viele Hersteller sagen. Denn bisher war es kaum möglich, personalisierte Produkte wirtschaftlich in Menge herzustellen. Der Grund dafür: Die herkömmliche Massenproduktion ist gekennzeichnet von Produkten, die in definiertem Abstand mit konstanter Geschwindigkeit auf Förderbändern an verschiedenen Stationen vorbeifahren, bis sie für den Verkauf verpackt werden.

„Zum Personalisieren der Produkte reicht in vielen Fällen ein kurzes Stück eines flexiblen und intelligenten Tracksystems“: Robert Kickinger, Manager Mechatronic Technologies bei B&R.
„Zum Personalisieren der Produkte reicht in vielen Fällen ein kurzes Stück eines flexiblen und intelligenten Tracksystems“: Robert Kickinger, Manager Mechatronic Technologies bei B&R.
(Bild: B&R)

„Eine solche Massenproduktion ist nicht mehr zeitgemäß“, sagt Robert Kickinger, Manager Mechatronic Technologies bei B&R. Die junge Generation der Digital Natives habe Spaß daran, sich mit auf sie zugeschnittenen Waren zu differenzieren. Für die Personalisierung ihrer Lieblingsprodukte seien sie auch bereit, mehr zu bezahlen. Um sich diesem Markt zu stellen und weiterhin wettbewerbsfähig zu sein, stehen Hersteller vor der Herausforderung, ihre Produktionen flexibler zu gestalten.

Manchmal reicht ein kurzes Stück

Doch wie können sie das schaffen? Eine Möglichkeit besteht darin, statt eines konventionellen Transportsystems ein intelligentes Tracksystem einzusetzen. „Manchmal ist das gar nicht für die ganze Strecke notwendig“, sagt Kickinger. Aus diesem Grund hat B&R sein intelligentes Transportsystem Acopostrak so gestaltet, dass es perfekt mit konventionellen Förderbändern kombiniert werden kann. „Zum Personalisieren der Produkte reicht in vielen Fällen ein kurzes Stück eines flexiblen und intelligenten Tracksystems“, sagt Kickinger. Den restlichen Weg durch die Produktion können die Waren wie bisher fahren. So profitiert der Anwender von der Flexibilität des intelligenten Tracks und niedrigen Anschaffungskosten konventioneller Förderbänder.

Acopostrak lässt sich nahtlos in bestehende Fördersysteme integrieren.
Acopostrak lässt sich nahtlos in bestehende Fördersysteme integrieren.
(Bild: B&R)

Die kosteneffizienteste Antwort auf die Anforderung einer flexiblen Produktion ist also in manchen Fällen ein hybrides Transportsystem. „Wichtig dabei ist, die Produkte nahtlos von einem System zum anderen zu übergeben – ohne manuellen Eingriff oder Roboter“, sagt Kickinger. Wie lässt sich dies in der Praxis erreichen? Bei der Lösung von B&R macht dies die besondere Bauart der Shuttles möglich. Am Track werden sie durch Magnetkraft gehalten und am Förderband durch Reibschluss. Durchgehende Führungsschienen sorgen dafür, dass die Shuttles beim Übergang von einem Transportsystem zum anderen nicht vom Weg abkommen.

Jedes Shuttle individuell regeln

Während Geschwindigkeit und Produktabstand auf dem Förderband konstant sind, lässt sich jedes Shuttle entlang der Acopostrak-Strecke individuell regeln. Der minimale Produktabstand liegt bei 50 mm. Das intelligente Teilstück hebt damit die Taktung des Förderbandes auf – die Personalisierung in Losgröße 1 kann starten.

Das klingt nach einer aufwendigen und komplizierten Installation und Konfiguration der Produktionsabläufe – was nicht der Fall ist: dank der Systemsoftware Mapp Trak von B&R. Sie basiert auf einer prozessorientierten Programmierung und verfügt über eine integrierte Simulation, was beides das Engineering deutlich vereinfacht. Mapp Trak stellt sicher, dass die Shuttles nicht am Track kollidieren, keine virtuellen Barrieren überfahren oder die konfigurierbaren Geschwindigkeiten einhalten.

Deutlich reduzierter Programmieraufwand

Bei der Programmierung mit Mapp Trak legt der Applikationssoftware-Ingenieur die Regeln fest, wie sich die Shuttles am Track verhalten sollen. Diese Regeln werden aktiv, sobald die Shuttles virtuelle Triggerpunkte am Track passieren. Bewegungsabläufe lassen sich so effizient implementieren, der Programmieraufwand sinkt deutlich.

Auf diese Weise können an der beispielhaften Smoothie-Abfüllmaschine – Details hierzu siehe Kasten „Ergänzendes zum Thema: Studie Bottling on Demand“ auf dieser Seite – die unterschiedliche Geschwindigkeiten und Verweildauern der Acopostrak-Strecke an den verschiedenen Abfüllstationen und Verschließ-Stationen oder für personalisierte Etiketten unkompliziert realisiert werden. Somit bringt bereits ein kurzes Stück Acopostrak im Fördersystem die benötigte Flexibilität für wirtschaftlich hergestellte, individualisierte Massenprodukte. Kickinger unterstreicht dabei: „Der Fantasie für neue personalisierte Produkte sind somit keine Grenzen gesetzt.“

Konventionelle und intelligente Förderstrecken kombinieren

Führungsschienen ermöglichen einen nahtlosen Übergang vom konventionellen Förderband zum intelligenten Acopostrak.
Führungsschienen ermöglichen einen nahtlosen Übergang vom konventionellen Förderband zum intelligenten Acopostrak.
(Bild: B&R)

Aufgrund des modularen Aufbaus lassen sich unterschiedlich lange Teilstrecken des Acopostraks in ein konventionelles Förderband integrieren – „und zwar auch in Bestandsanlagen“, hebt Kickinger hervor. Ist die Förderstrecke zum Beispiel 100 Meter lang und der Hersteller benötigt auf etwa zehn Metern eine intelligente Strecke, bleiben 90 Meter konventionelles Förderband.

Die Trackelemente von Acopostrak verfügen über eine integrierte Antriebseinheit. „Die Leistungselektronik und ein leistungsfähiger Prozessor sind im Motor eingebaut“, erläutert Kickinger. Zusätzliche Umrichter und Motion-Control-Units, die nicht nur einen bedeutenden Kostenfaktor darstellen, sondern auch noch viel Platz im Schaltschrank beanspruchen, sind daher nicht notwendig. Das macht Acopostrak in Kombination mit Förderbändern zu einer kompakten und platzsparenden Lösung.

Kickinger ergänzt: „Durch diese Kombination weiten wir die Einsatzmöglichkeiten von Acopostrak deutlich aus.“ Viele Applikationen, die von mehr Flexibilität profitieren würden, werden ökonomisch sinnvoll, denn „ein kleines Stück Intelligenz reicht oftmals aus, um die individuelle Massenfertigung in Losgröße 1 wirtschaftlich umzusetzen.“ (jv)

SPS IPC Drives 2018: Halle 7, Stand 206 und 114

Carmen Klingler-Deiseroth ist freie Fachjournalistin aus München.
Carmen Klingler-Deiseroth ist freie Fachjournalistin aus München.
(Bild: B&R)

* Carmen Klingler-Deiseroth ist freie Fachjournalistin.

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