IT-Grundlagen der Logistik 2015 Kapitel 1: Systemarchitektur für Intralogistiklösungen / Modularisierung von Förderanlagen

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1 Vorlesung: IT-Grundlagen der Logistik 2015 Kapitel 1: Systemarchitektur für Intralogistiklösungen / Modularisierung von Förderanlagen Prof. Dr.-Ing. Frank Thomas Dr. Thomas + Partner GmbH & Co. KG, Karlsruhe Karlsruhe, den DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

2 Modularisierung von Förderanlagen - Begrifflichkeiten Förder Element Förder Gruppe Förder Segment Förder Bereich sind entlang der Geschäftsprozesse... Wareneingang Bestandsverwaltung Einlagerung Nachschub Kommissionierung Warenausgang... innerhalb eines Distributionszentrums im folgendem Film aufbereitet: 2 DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

3 Im Detail erkennt man den Profi! ERP WMS MFCS TS Hersteller (Versender) SSCC GTIN Mandantenkennung Kundenauftragsbezug Bestellung Purchase Order ::: Netzwerk ERP WMS MFCS TS WVZ (Empfänger) SSCC SSCC WARENAUSGANG Dienstleister automatisierter WARENEINGANG WA SSCC: Serial Shipping Container Code EDI (Electronic Data Interchange) Physischer Warenfluss DR. THOMAS + PARTNER WE

4 Modularisierung von Förderanlagen gesichertes Ethernet MFCS F:TA - Transportabwicklung F:TK - Transportkoordination TCP/IP C:CA - Conveying Area (A:FB - Förderbereich) Gemeinsame Ressourcennutzung C:CS - Conveying Segment (A:FS - Fördersegment) Gemeinsame Auftragsverwaltung C:CG - Conveying Group (A:FG - Fördergruppe) Gemeinsame Richtungsentscheidung C:CE - Conveying Element (A:FE - Förderelement) Antriebe und Sensorik F:RU - Resource Utilisation (F:RN - Ressourcennutzung) Transportressourcen, Routen F:MM - Mission Management (F:FA - Fahrauftragsverwaltung) von A nach B über Verzweigungspunkte F:DC - Direction Control (F:RE - Richtungsentscheidung) Verzweigungspunkte F:FC - Facility Control (F:AS - Anlagensteuerung) Elementsteuerung DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

5 Anwendung GS1-Standard zur Identifikation im WE (adidas) WE: KOLA: AKL: PRL: WA: SSCC: CCD: OCL: Wareneingang Kommissionierlager Automatisches Kartonlager Palettenlager Warenausgang Serial Shipping Container Code Charge Coupled Device Over Corner Label PRL SSCC-Label auf Karton wird über CCD-Kamera erfasst DR. THOMAS + PARTNER 5 DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

6 Modularisierung von Förderanlagen - Begrifflichkeiten Förder Element Förder Gruppe Förder Segment Förder Bereich sind entlang der Geschäftsprozesse... Wareneingang Bestandsverwaltung Einlagerung Nachschub Kommissionierung Warenausgang Denkschritte für die Systemarchitektur... 6 DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

7 Systemarchitektur für Intralogistiklösungen (SAIL) Denkschritte für die Systemarchitektur: 1. Primäre Anlagenzerlegung nach fördertechnischen Funktionen 2. Kapselung der gefundenen Funktionen in Komponenten 3. Standardisierung der Komponenten 4. Standardisierung der Schnittstellen der Komponenten Homogene Anlage mit passgenauen Komponenten: DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

8 Systemarchitektur für Intralogistiklösungen! Logistiksysteme basieren auf standardisierten Funktionskomponenten, welche durch anbieterübergreifende Harmonisierung eine problemlose Integration unterschiedlicher Gewerke ermöglichen! Standardisierungselemente sind die Funktionen und die Schnittstellen! Eine Systemarchitektur für Intralogistiklösungen ist plattform-neutral DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

9 Applikationsspezifische Modularisierung von Förderanlagen (vereinfachte Darstellung) MFCS DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

10 Applikationsspezifische Modularisierung von Förderanlagen (vereinfachte Darstellung) MFCS Förder Element DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

11 Applikationsspezifische Modularisierung von Förderanlagen (vereinfachte Darstellung) MFCS Förder Gruppe DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

12 Applikationsspezifische Modularisierung von Förderanlagen (vereinfachte Darstellung) MFCS Förder Segment DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

13 Applikationsspezifische Modularisierung von Förderanlagen (vereinfachte Darstellung) MFCS Förder Bereich DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

14 Applikationsspezifische Modularisierung von Förderanlagen (vereinfachte Darstellung) MFCS Förder Gruppe Förder Segment Förder Element Förder Bereich DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

15 Applikationsspezifische Modularisierung von Förderanlagen (vereinfachte Darstellung) Förder Bereich C:CA - Conveying Area (Förder Bereich) Förder Segment C:CS - Conveying Segment (Förder Segment) Förder Gruppe C:CG - Conveying Group (Förder Gruppe) Förder Element C:CE - Conveying Element (Förder Element) 15 DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

16 Applikationsspezifische Modularisierung von Förderanlagen gesichertes Ethernet MFCS F:TA - Transportabwicklung F:TK - Transportkoordination TCP/IP C:CA - Conveying Area (A:FB - Förderbereich) Gemeinsame Ressourcennutzung C:CS - Conveying Segment (A:FS - Fördersegment) Gemeinsame Auftragsverwaltung C:CG - Conveying Group (A:FG - Fördergruppe) Gemeinsame Richtungsentscheidung F:RU - Resource Utilisation (F:RN - Ressourcennutzung) Transportressourcen, Routen F:MM - Mission Management (F:FA - Fahrauftragsverwaltung) von A nach B über Verzweigungspunkte F:DC - Direction Control (F:RE - Richtungsentscheidung) Verzweigungspunkte C:CE - Conveying Element (A:FE - Förderelement) Antriebe und Sensorik F:FC - Facility Control (F:AS - Anlagensteuerung) Elementsteuerung 16 DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

17 Systemarchitektur für Intralogistiklösungen (SAIL) F:FC Bedient direkt die Anlage. Steuert die Eigensicherheit der Anlage und realisiert alle Entscheidungen für die Durchführung eines Transportschrittes. F:DC Richtungsentscheidung an einem Verzweigungspunkt der Anlage für ein Transportobjekt. F:MM Stellt für die Fördergruppe F:DC die relevanten Daten des Fahrauftrags zur Verfügung. Verwaltet Richtungsanweisungen pro Transportobjekt und Anlagenpunkt. F:RU Verteilt Transportobjekte auf freie Ressourcen. Berücksichtigt Belegungszustand, Transportkapazität, Struktur und vorliegende Transportaufträge. Erzeugt Fahraufträge. F:TC Schnittstelle zu den beauftragenden Systemen. Gruppierung und Sequenzierung von Transportaufträgen. Strategische Entscheidungen abhängig von Verfügbarkeit, Laststeuerung und Betriebsstrategien. DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

18 Systemarchitektur für Intralogistiklösungen (SAIL) Kapselung der gefundenen Funktionen und Komponenten Transportauftragskopplung z.b. Durchführung Kommissionierung, Nachschubkoordination gesichertes Ethernet MFCS F:TC Transport Koordination TCP/IP C:CA - Conveying Area eigenständiger Materialflussbereich, Gruppierung von C:CS mit gemeinsamer Ressourcenverwaltung C:CA F:RU Förderbereich C:CS - Conveying Segment Gruppierung von Fördergruppen mit gemeinsamer Fahrauftragsverwaltung (z.b. Materialflussabschnitt) C:CS F:MM Fördersegment C:CG - Conveying Group Gruppierung von Förderelementen mit gemeinsamer Richtungsentscheidung (z.b. Materialflussabschnitt) C:CG F:DC Fördergruppe C:CE - Conveying Element Ablaufsteuerung, Logikverknüpfung Aktoren Sensoren C:CE F:FC Förderelement (Element) 18 DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

19 Systemarchitektur für Intralogistiklösungen (SAIL) Standardisierung der Schnittstellen der Komponenten? Neue Komponententechnologien erfordern Handlungsbedarf! Behauptung: Unkoordinierte Funktionsmodellierung führt zu Fraktionsbildung! Projekt nur mit extremem Engineering-Aufwand beherrschbar! " Kostenfalle " Heterogene Individualität in der Umsetzung neuer Technologien ist ein Rückschritt! DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

20 Systemarchitektur für Intralogistiklösungen (SAIL) Homogene Integration eigenständiger Lösungen der jeweiligen Hersteller erfordert gemeinsames Lösungsverständnis! Eindeutige Schnittstellen- Definitionen an den Bausteingrenzen! Funktionale Komponenten statt Steuerungsstruktur! Keine Uniformität! Raum für Lösungsvielfalt bestehen lassen! Homogene Anlage mit passgenauen Komponenten: 20 DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

21 Die klassische Systemlandschaft in der Intralogistik ERP: Enterprise Ressource Planning WMS: Warehouse Management System MFCS: Material Flow Control System TS: Transport System DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

22 Einordnung des MFCSystems in die Systemlandschaft MFCS ERP WMS F : RU - Resource Utilisation F : MM - Mission Management F : DC - Direction Control Warenbereitstellung Nachschubkoordinierung MFCS Durchführung Kommissionierung Durchführung Nachschub Transportauftragsplanung Transportdurchführung Transportverwaltung Routing Teilfahraufträge Prioritäten Verfügbarkeit Belegung Kapazitäten siehe auch Kapitel 2 TS DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

23 Einordnung des Transportsystems in die Systemlandschaft ERP WMS MFCS F : DC - Direction Control Richtungsentscheidung an einem Verzweigungspunkt der Anlage für Transportobjekte. F : FC - Facility Control TS Fördern: Richtungsanfrage Richtungsanweisung Aktionsmeldung siehe auch Kapitel 2 Steuert die Eigensicherheit der Anlage und realisiert alle Entscheidungen für die Durchführung des Transports. Fördern: Freigabe Anforderung Freigabe DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

24 Nutzen und Vorteile der Systemarchitektur in der Intralogistik (I) Kunden- und Betreibernutzen Projektrisiko der Schnittstellenanpassung entfällt Paradigmawechsel zu standardisierten Funktionsgruppen ermöglicht: Verkürzte Projektlaufzeiten Sicheren Betrieb Vereinfachten Service Erhöhte Systemverfügbarkeit Flexibilität bei späteren Anlagenmodifizierungen DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

25 Nutzen und Vorteile der Systemarchitektur in der Intralogistik (II) Vorteile der Systemarchitektur Gesteigerte Planungsintelligenz Einheitliche und eindeutige Begriffsdefinition Kommunikationsmethoden werden definiert Einfache Umsetzung des Kundenwunsches: Kunde sagt, was er will - Lieferant sagt was er liefert! Projektpartner verständigen sich auf derselben Basis Die Systemarchitektur wirkt als Kostenbremse bei der Modellierung von intralogistischen Steuerungssystemen DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

26 Fazit (Systemarchitektur) Die Systemarchitektur unterstützt den gesamten Lebenszyklus. Es bietet: Eine modulare Baukastensicht der Anlage in der Planungsphase Eine transparente Funktionsbewertung in der Beschaffungsphase Eine klare Funktionsabgrenzung bei der interdisziplinären Zusammenarbeit während der Realisierungsphase Eine eindeutige Schnittstellendefinition an den Bausteingrenzen während der Realisierungsphase Eine hohe Verfügbarkeit durch klare Funktionsabgrenzung in der Betriebsphase Eine risikoarme Austauschbarkeit funktional abgegrenzter Teilgewerke oder Komponenten in der Modernisierungsphase. DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

27 Diskussionsforum - Systemarchitektur Nutzen und Vorteile der Systemarchitektur (Systemarchitektur für Intralogistiksysteme - SAIL) Wo liegen die größten Potentiale in der Intralogistik Paradigma Suboptimum versus standardisierte Funktionskomponenten SAIL wirkt als Kostenbremse Kunde sagt was er will - Lieferant sagt was er liefert! DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

28 Systemarchitektur / SAIL SAIL führte zu einem Novum in der Zusammenarbeit der beiden Verbände VDI und VDMA VDI/VDMA 5100 SAIL Juli 2011 July 2011 DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

29 Funktionsmodularisierung - Industrie 4.0 Applikationsansatz: keine doppelte Datenhaltung... siehe auch Kapitel 2 MFCS F : RU - Resource Utilisation F : MM - Mission Management F : DC - Direction Control Freigabeanforderungen durch: Signalaustausch oder Telegramme ETHERNET TCP/IP ETHERNET TCP/IP SENSOREN AKTOREN DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG Am Sandfeld 9 D Karlsruhe Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0)

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