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Automatisierte Verladedokumentation

Nur selten finden sich in Produktionsbetrieben Systeme, die drei unterschiedliche Welten reibungslos miteinander vereinen. Wie genau das durch die Bereitstellung einer offenen Steuerungs- und Protokolllandschaft gelingen kann, zeigt ein Projekt von WAGO und TTS-Automation: Es vereint IT-Welt, Prozesstechnik und Logistik, um effiziente, sichere und gut dokumentierte Verladevorgänge zu erhalten.

TTS Automation und WAGO:

Intelligente Industriekamera und WAGO IoT Box zur Verladedokumentation
Automatisierung des Kontroll- und Verladevorgangs von Containern
Datenschutzkonforme Dokumentation über WAGO Steuerung

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Keine Fahrt leer!

Über diese uralte Weisheit der Logistikbranche können moderne Spediteure und Logistikmanager nur müde lächeln. Längst hängt die Rendite davon ab, nicht nur die letzte Lücke im Lieferterminkalender sondern auch in jedem einzelnen Lkw zu finden. Um den Materialfluss und den Versand zu optimieren, versuchen bereits viele Unternehmen, ihre Geschäftsprozesse zu automatisieren und mit Softwareanwendungen zu unterstützen. Dennoch ist es in den meisten Logistikabteilungen immer noch das Manuelle, das den Arbeitsalltag prägt: Aufträge erfassen, Sendungen planen, Transportrouten und Auslieferung überwachen und den Kunden über den Lieferstatus informieren sind meist – wenn überhaupt – nur teilautomatisiert.

So sehen wir die WAGO IoT Box: Unsere Funktionen müssen offen und einfach sein, sodass sie an die jeweilige Kundenapplikation ohne großen Aufwand angepasst werden können.

Wolfgang Laufmann, Global Key Account Manager bei WAGO

Allein aus wirtschaftlicher Sicht macht eine Automatisierung dieser Abläufe in den meisten Fällen Sinn. Viele Entscheider zögern jedoch mit der Investition. Nicht selten übersehen sie bei ihrer Entscheidung jedoch einen zunächst unsichtbaren aber sehr wesentlichen Aspekt: Die fehlerhafte Beladung eines Fahrzeugs birgt ein nicht unerhebliches Risiko mit unter Umständen weitreichenden juristischen Konsequenzen.

„Wer einmal einem Staatsanwalt in die Augen schauen musste bei der Frage ‚Was haben Sie dazu beigetragen, dass es nicht zu diesem Unfall kommen konnte?‘ weiß um die Bedeutung des Themas Dokumentation der Transportsicherung, wenn einmal ein Schadensfall eingetreten ist“, sagt Thomas Striegel, Geschäftsführer der TTS Automation GmbH.

Wolfgang Laufmann (Global Key Account Manager bei WAGO) und Thomas Striegel (Geschäftsführer bei TTS Automation) am WAGO Standort Minden Päpinghausen

Die intelligente Industriekamera von TTS Automation filmt den Verladevorgang datenschutzkonform mit Einfahrt des Lkw auf das Firmengelände – die gewonnen Daten werden per WAGO Steuerung an das gewählte IT-System kommuniziert.

Als intelligente Schnittstelle zwischen Kamera und IT-System speist die WAGO Steuerung die Daten aus der Industriekamera ein und dokumentiert sie datenschutzkonform.

Eine passende Kombination: die Industriekamera von TTS Automation und die flexiblen Komponenten der WAGO IoT Box

Thomas Striegel wurde vor einigen Jahren von einem Kunden in der Chemieindustrie angesprochen, ob nicht seine Industriekameras auch in der Lage sein könnten, den bislang händischen Kontroll- und Dokumentationsvorgang bei der Beladung von Gefahrguttransportern zu automatisieren. Die Verantwortlichen hatten bis zu dem Zeitpunkt mit einem Tablet-PC oder einer Digitalkamera von der Ladung Fotos gemacht und händisch in eine Dateiablage sortiert.

Die Probleme bei dieser Vorgehensweise liegen im fehlenden standardisierten Vorgehen und in der Fehleranfälligkeit. „Es kam nicht selten vor, dass die Fotos verwackelt waren, entscheidende Bereiche verdeckt oder die Fotos schlicht gar nicht mehr aufzufinden waren, da sie offensichtlich falsch oder gar nicht abgelegt worden waren“, beschreibt Striegel den früheren Zustand. Bei einer fehleranfälligen händischen Dokumentation kann es selbst bei der korrekten Beladung jedes einzelnen Lkw zu Problemen kommen: Beispielsweise im Falle eines Unfalls kann es vorkommen, dass der zur eigenen Entlastung nötige Nachweis einer korrekten Vorgehensweise fehlt oder nicht brauchbar ist.

Industriekameras als Dokumentatoren

Uns geht es nicht darum, einfach nur eine Kamera zu montieren, die wie eine Überwachungskamera alles filmt. Unsere Lösung wertet die Ladesituation intelligent aus und erzeugt datenschutzkonform nutzbringende Bilder mit wichtigen Informationen zur Dokumentation.“, erläutert Striegel. Da das alles andere als trivial ist, steckt hinter jeder individuellen Kundenapplikation ein eigenes Projekt.

Bei den meisten Anfragen geht es darum, mit Hilfe der aufgezeichneten Bilder zu dokumentieren, dass die auf den Auftrag bezogen korrekten Waren und Gebindetypen auf den korrekten Lkw verladen wurden und eine Ladungssicherung vorgenommen wurde. Die Software ergänzt die zuvor ausgewählten, aussagekräftigen Bilder mit Zeitstempel und Auftragsnummer, die in die Bilddaten eingebrannt werden, sodass auch eine nachträgliche Manipulation erschwert wird.

Verschiedene Bussysteme und Steuerungssysteme unter einen Hut zu bekommen und trotzdem genug Rechenleistung zu liefern, um auch anspruchsvollere Algorithmen laufen zu lassen – das lässt sich nur mit WAGO realisieren.

Thomas Striegel, Geschäftsführer TTS Automation GmbH

Um diese Vorgänge dokumentieren zu können, ist Technik und Logik gefragt: So muss beispielsweise das vordere und hintere Nummernschild des leeren Lkw erkannt werden. Anschließend wird der Lastwagen automatisch dem passenden ERP-Auftrag zugeordnet und an die für ihn reservierte Laderampe geführt. Im Verladeterminal wiederum sorgen Kameras an den passenden Stellen der Rampe und auf den Gabelstaplern dafür, dass aussagekräftige Bilder erzeugt werden. Die Kameras und ihre Software identifizieren den Stapler, erkennen, wenn er ein- und ausgefahren ist und speichern dann ein Bild der erfolgten sicheren Beladung.

Die Schnittstelle zum ERP dient jetzt dazu, dass die Fotos im Warenwirtschafts- und Logistikmanagementsystem des Anwenders auffindbar abgelegt werden.

Die Herausforderung für Kamera und Software besteht dabei vor allem in einem Aspekt: Das erzeugte Bild muss aussagekräftig sein. Unzählige Selbstkontrollaspekte durchläuft das Programm dazu im Hintergrund. Für ein verwertbares Bild bei jeglicher Beleuchtungssituation im Lkw muss die Kamera erkennen, dass sie nicht von der Sonne oder einer anderen Lichtquelle geblendet ist oder aufgrund von Temperarturschwankungen ihre Linse nicht beschlägt.

Auch muss die Software so programmiert sein, dass das System den richtigen Moment für die Aufnahme findet. In der Sekunde, in der die Software auf den virtuellen Aufnahmeknopf drückt, darf weder der Stapler im Weg sein noch sich eine erkennbare Person im Bild befinden. In besonders kritischen Anwendungen sorgt das System zudem dafür, dass einzelne Gebinde z.B. über einen Barcode erkannt werden, um die Nachverfolgbarkeit der einzelnen Teillieferungen gewährleisten zu können.

Vielfältige Sprachen und Protokolle

Um aus den ersten Anfragen der Logistikabteilungen der Chemieindustrie ein funktionierendes Produkt zu erarbeiten, musste zunächst vor allem eine Hürde genommen werden: Eine der ersten und großen Herausforderungen für die Techniker von TTS Automation lag in der Anbindung der Kamera an die Steuerungen und angrenzende Systeme: „Wir waren lange auf der Suche, bis wir mit WAGO einen Automatisierer gefunden hatten, der eine Steuerung anbietet, die die notwendigen Protokolle in der Breite unterstützt“, erzählt Striegel von den ersten Schritten. WAGO kommt bei Projekten immer dann zum Einsatz, wenn es darum geht, viele unterschiedliche dezentral verteilte Feldsignale einfach und schnell zu erfassen und eine lokale Intelligenz zur Optierung von Ablauf bei kundenspezifischen Projektanforderungen beizufügen. Die mithilfe der Steuerung gewonnenen Daten werden so in die IT-Welt übersetzt und den verschiedenen Anwendergruppen bereitgestellt – quasi eine Verschmelzung von OT- und IT-Welt.

TTS Automation erarbeitet in jedem Projekt kundenspezifische Software, die auf der WAGO Steuerung abläuft und die mit dem jeweiligen Bus-System des Endanwenders kommuniziert. Dabei sind die Schnittstellen durchaus vielfältig: Neben der Anbindung an das jeweilige ERP-System, um die Auftragsdaten auszulesen und die Dokumentation abzulegen, muss das System auch mit den Steuerungen der Prozessleitebene kommunizieren. „Das ERP-System sagt uns, welche Daten wir erfassen sollen, aber die übergeordnete Steuerung muss angeben, wann wir das tun sollen. Für uns ist das ein Spagat, der immer schwieriger wird, denn es kommen immer mehr Anforderungen aus Richtung der Digitalisierung und des Internet of Things hinzu“, beschreibt Striegel die Herausforderungen.

Bei den Beladevorgängen mit Gabelstaplern steckt beim Gedanken an Big Data und künstlicher Intelligenz durchaus Optimierungspotenzial, das durch eine erweiterte Nutzung der vorhandenen Geräte gehoben werden könnte: „Denkbar wäre eine Wegoptimierung aufgrund der vorhandenen Daten. Wenn eine Software die Informationen aus dem genauen Lagerort im Stückgutlager mit dem zu beladenen Lkw kombiniert, könnten Beladungszeiten gekürzt oder auch potenziell gefährliche Staplerkreuzungen verringert oder vermieden werden“, sagt Laufmann.

So können in der intelligenten Kombination von Messtechnik, offenen und flexiblen Protokollen und leistungsfähiger Steuerungstechnik nicht nur einfach Kontrollaufgaben gelöst werden, sondern auch komplexe Dokumentationsvorgänge mit unterschiedlichsten Schnittstellen abgebildet werden – und das im Zusammenspiel ganz unterschiedlicher Abteilungen und ihren Anforderungen.

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