Masterproef Realisa e van een demo opstelling rond order picking systemen

Masterproef Realisa e van een demo opstelling rond order picking systemen

Studiegebied Industriële wetenschappen en technologie Opleiding Master of Science in de industriële wetenschappen: elektrotechniek Afstudeerrich ng Automa sering Academiejaar 2011-2012

Dries Pinoy Academische bachelor- en masteropleidingen, Graaf Karel de Goedelaan 5, 8500 Kortrijk

Masterproef Realisa e van een demo opstelling rond order picking systemen

Studiegebied Industriële wetenschappen en technologie Opleiding Master of Science in de industriële wetenschappen: elektrotechniek Afstudeerrich ng Automa sering Academiejaar 2011-2012

Dries Pinoy Academische bachelor- en masteropleidingen, Graaf Karel de Goedelaan 5, 8500 Kortrijk

Voorwoord In mijn voorwoord zou ik enkele personen willen bedanken. Eerst en vooral mijn promotor Johannes Co yn, voor het vertrouwen dat hij in mij gesteld hee . Aangezien er een vrij groot budget aan de opstelling gespendeerd werd, was de basis van de masterproef mutueel vertrouwen. Indien ik een gefundeerde productkeuze kon voorleggen, werd na het nodige overleg vrij snel overgegaan tot het bestellen van de producten. Voor het ontwerp van de opstelling kreeg ik steeds duidelijke input van zijn kant. Hoewel de aankopen vlot verliepen, bleken de op de offerte vermelde levertermijnen niet al jd haalbaar. Op sommige onderdelen zoals de aluminium kabelgoten en de displays werd een levertermijn van der en weken gegarandeerd, terwijl ze pas na ach en weken geleverd werden. Dit hee geleid tot heel wat frustra e, aangezien dit belangrijke componenten waren voor de montage van alle toestellen. Afwisselend belden Johannes en ik dagelijks naar de leveranciers, die vaak slechts sporadisch een teken van leven gaven. Als er al informa e vrijgegeven werd, was men vaak onduidelijk over waar het probleem zich bevond of wanneer de bestelling geleverd zou worden. In de projec iche bij de aanvang van de masterproef werd deze problema ek reeds aangehaald als een mogelijk risico. Voor het ontwerp van de opstelling kreeg ik raad van Gerrit Taverniers van de firma PEC. Hij was zeer toegewijd en ik kon hem steeds contacteren indien nodig. Voor de montage van de applica e zou ik in het bijzonder mijn vader willen bedanken. Vaak zijn we tot 's avonds laat in het labo bezig geweest met de montage van het framework, het bewerken van de aluminium kabelgoten etc. Omwille van zijn handigheid en ervaring vorderde de handenarbeid veel sneller dan wanneer ik het alleen had moeten doen. Uiteindelijk hebben we ook best een leuke jd gehad. Ook de kablage hee heel wat jd in beslag genomen, en daarvoor heb ik hulp gekregen van Kris Degryse. Op het gebied van pick-to-light kreeg ik raad vanuit De Jaeger Automa on. Ik wil graag Patrick bedanken voor zijn jd om mij mee te nemen naar een bedrijf waar ze pick-to-light hebben geïmplementeerd. Ik kreeg ook hun so ware ter beschikking, die ik mocht aanpassen voor de opstelling. Het begrijpen en aanpassen van een dergelijk complex programma is helemaal iets anders dan de programmeeroefeningen die we op school krijgen. Daarom was de ondersteuning vanuit DJA zeer welkom. Dries Neyrick van DJA hee mij nu en dan bijgestaan, zowel in levende lijve als via Teamviewer. Een bijkoms ge moeilijkheid was dat het programma geschreven was in TwinCAT 2 en dit nu in TwinCAT 3 moest gebeuren. Aangezien de officiële release pas ergens in maart gebeurde, stond TwinCAT 3 duidelijk nog niet op punt, met de nodige bugs tot gevolg. Gelukkig kon ik rekenen op de hulp vanuit de support van Beckhoff, die vaak simultaan met dezelfde problemen kampten. Graag had ik ook nog mijn vrienden bedankt, vooral dan zij die ook aan een interne masterproef werkten.

i

Abstract This masters thesis was commissioned by eXper secentrum Industriële Automa sering Kortrijk (XiaK), the research and development department of Hogeschool West-Vlaanderen (HOWEST). XiaK combines extensive knowledge and exper se within industrial communica on and automa on, implemen ng it in demonstra on applicaons. These demonstra ons can be used by students in labs or by companies who are interested in similar technology implemented by XiaK. The demonstra on applica ons can also be used at exposi ons. The subject of this thesis is order picking systems, more specifically hand picking. There are three main goals: First of all literature ought to be read and summarised. The result of this study must give a clear insight in the different types of order picking. The study must also clearly define all kinds of suppor ng technologies for hand picking (e.g. pick-to-light and voice picking). The second goal is to design and build a demonstra on applica on concerning one or more of these supporting technologies. A grounded choice should be made about which technologies to integrate. The design of the applica on should take future integra on of other technologies into account. There also has to be space for an automa c return of the picked units to their original loca on, aided by Radio-Frequency Iden fica on (RFID). As the demonstra on applica on will be used in exposi ons, the applica on should be able to be secured, preven ng objects from falling out whilst being transported. A er having built and cabled the demonstra on applica on the third goal emerges, the so ware controlling the applica on. For this goal a Manufacturing Execu on System (MES) from De Jaeger Automa on was available to adapt. The so ware retrieves Extensible Markup Language (XML) customer orders and translates them into a working pick-to-light support for the operator who picks by hand. To enable the use of this applica on for this masters thesis, some changes had to be made. The original applica on only uses one type of pick-to-light, while the demonstra on applica on contains different types. XiaK wants to use the new TwinCAT 3 Programmable Logic Controller (PLC) so ware instead of version 2, which was used by De Jaeger Automa on. The conversion resulted in some difficul es, which caused some delay in the project. Because the MES has to be fed by external orders a small program with some Enterprise Resource Planning (ERP) func onali es was wri en. This program handles incoming orders and restores them in the right XML format to a specified loca on. To preserve the stock informa on, a Warehouse Management System (WMS) ought to be made. This WMS keeps the actual stock status of each loca on, using a MySQL database. In the end a simple scenario can be tested by using one or more picking technologies at the same me. In the future, the other types of picking assist technologies, such as voice picking and pick-by-vision will be integrated in the exis ng applica on. The use of RFID tags as stocked goods, will result in an automated check procedure of different performance indicators such as speed, accuracy, etc. By using RFID, an automated storage of the picked goods to their original loca on can be designed, making an infinite picking loop possible. With these new features, sta s cal conclusions can be made for each specific picking situa on. Companies for example, will be able to find out which technology ought to be used in their own situa on to result in the best overall performances.

ii

Lijst met a or ngen A ADS AR ARP AS/RS ASCII

Automa on Device Specifica on Augmented Reality Address Resolu on Protocol Automated Storage and Retrieval System American Standard Code for Informa on Interchange

C CAD CIM COI CPU CRM

Computer-Aided Design Computer Integrated Manufacturing Cube-per-Order Index Central Processing Unit Customer Rela onship Management

D DB DC DCS DIN DVI

Database Distribu on Center Distributed Control System Deutsches Ins tut für Normung Digital Visual Interface

E ERP EXE

Enterprise Resource Planning Executable

F FCFS FIFO

First-Come, First-Served First-In, First-Out

iii

G GUI

Graphical User Interface

H HMI HOWEST HUD

Human Machine Interface Hogeschool West-Vlaanderen Head-Up Display

I I/O IEC IP iPC

Input/Output Interna onal Electrotechnical Commission Internet Protocol Industrial Personal Computer

J JTDS JIT

Just in Time Delivery System Just In Time

L LAN LED LES LIFO LIMS

Local Area Network Light-Emi ng Diode Logis cs Execu on System Last In, First Out Laboraty Informa on Management System

M MAC MES MMS

Media Access Control Manufacturing Execu on System Maintenance Management System

O

iv

OPC

OLE for Process Control

P PC PLC PLM

Personal Computer Programmable Logic Controller Product Lifecycle Management

R RF RFID

Radio-Frequency Radio-Frequency Iden fica on

S SCADA SCM SLAA

Supervisory Control And Data Acquisi on Supply Chain Management Stock Loca on Assignment Algorithm

T TELNET TSP

TELetype NETwork Traveling Salesman Problem

U UHF UMQS USB

Ultra High Frequency Universal Manufacturing execu on Quality assurance System Universal Serial Bus

V VLM VRP VTB

Ver cale Li Module Vehicle Rou ng Problem Verifica on op cal Touch Bu on

W

v

Wi-Fi WMS

Wireless Fidelity Warehouse Management System

X XiaK XML

eXper secentrum Industriële Automa sering Kortrijk Extensible Markup Language

vi

Inhoudsopgave 1 Inleiding 1.1 Aanleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Doelstellingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Projectaanpak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 1 1 1

2 Literatuurstudie 2.1 Inleiding: Het warehouse en order picking . . . . . . . . . 2.2 Order picking systemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Algemeen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2 Voorbeelden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Inline picking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Productalloca e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Pickingstrategieën . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.1 Rou ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.2 Batching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.3 Zoning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 Ondersteunende technologieën bij manuele order picking 2.6.1 Picklijst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2 Mobiele toestellen . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.3 Pick-to-light . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.4 Voice picking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.5 Pick-by-vision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.6 Vergelijking technologieën . . . . . . . . . . . . . 2.7 RFID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8 MES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 3 4 4 5 7 7 9 9 13 14 17 17 17 18 19 20 21 24 25

3 Hardware 3.1 Magazijnbakken . . . . . . . . . . 3.2 Frame . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 HMI . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 Pick-to-light . . . . . . . . . . . . 3.4.1 K50 . . . . . . . . . . . . 3.4.2 VTB . . . . . . . . . . . . 3.4.3 Implementa e K50 en VTB 3.4.4 Pick-to-display: Microsyst 3.4.5 Implementa e displays . . 3.5 Controller . . . . . . . . . . . . . 3.6 RFID . . . . . . . . . . . . . . . . 3.7 Applica e . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

27 27 27 28 29 29 30 30 32 33 36 37 37

. . . .

39 39 39 42 42

. . . . . . . . . . . .

4 So ware 4.1 Algemeen . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Business Management Niveau: ERP 4.3 Produc e Management Niveau . . . 4.3.1 MES . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

vii

4.4

4.3.2 WMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Produc e Controle Niveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.1 PLC + I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 Demo scenario pick-to-light 5.1 Werking pick-to-light . . . . 5.1.1 K50 . . . . . . . . . 5.1.2 VTB . . . . . . . . . 5.1.3 R/G11 . . . . . . . . 5.1.4 R/G223 . . . . . . . 5.2 Stappenplan demo scenario

46 49 49

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

51 51 51 51 51 51 52

6 Toekomst 6.1 Uitbreiding ondersteunende technologieën 6.1.1 Mobiele terminal . . . . . . . . . . 6.1.2 Voice . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.3 Vision . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Automa sche evalua e . . . . . . . . . . . 6.2.1 RFID . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.2 Automa sche terugvoer . . . . . . 6.3 Demo scenario's . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

53 53 53 53 53 54 54 54 54

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

7 Besluit

55

A Handleiding ERP

58

B Handleiding MES

60

C Handleiding WMS

66

D Handleiding IO test

68

E

Kablage K50 en VTB

70

F

Gateway configura e

71

G Ontwerpen applica e

73

H Datasheet K50

76

I

Datasheet VTB

85

J

Datasheet RG11

94

K Datasheet RG223 L

Datasheet CX5010

97 100

M Datasheets EL1004 en EL2004

103

N Datasheet CP6901

106

viii

Lijst van tabellen 2.1 2.2 2.3

Pickfouten bij picken met een picklijst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gemiddeld foutpercentage per ondersteunende technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Persoonlijke bevindingen van de deelnemers (de hoogste score is 1) . . . . . . . . . . . . . . . .

22 22 23

C.1

De mogelijke statussen van een pickloca e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

67

E.1 E.2 E.3

Aanslui ng I/O aan de toestelzijde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aanslui ng I/O aan het tussenstuk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aanslui ng I/O aan de PLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

70 70 70

ix

Lijst van figuren 1.1

Flowchart van de projectaanpak van de masterproef . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22

De produc low in het warehouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Typische jdsverdeling van de picker bij manuele picking met een picklijst . . . . . . De onderverdeling van de order picking systemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . De aanvulling van de pickface gebeurt automa sch bij stockage in een gravity rack . De VLM biedt ar kels steeds op dezelfde hoogte aan . . . . . . . . . . . . . . . . . Een A-frame dispenser die dozen op één centrale transportband deponeert . . . . . Een layout met forward en reserve area's . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Within-aisle en across-aisle opslag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Standaard layout van een order picking omgeving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 blok rou ngmethodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Seed algoritme om de rou ng te op maliseren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Het warehouse opgedeeld in verschillende zones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Onderverdeling van het zoning-concept in het warehouse . . . . . . . . . . . . . . Toepassing van pick-to-belt, waarbij een transportband alle werksta ons aandoet . Een op een pistool gemonteerde terminal die de operator informa e verscha . . . Elke pickloca e is voorzien van een a en elamp met picksensor . . . . . . . . . . . Pickface waarbij sommige pickloca es van een display voorzien zijn . . . . . . . . . Een operator uitgerust met een voice picking systeem . . . . . . . . . . . . . . . . Het gebruik van een HUD in de luchtvaart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . De pickloca e wordt aangewezen door het einde van de tunnel . . . . . . . . . . . De gemiddelde jd om één order af te werken jdens het onderzoek . . . . . . . . De CIM piramide beschrij de automa seringsniveau's binnen een produc ebedrijf

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 4 5 6 6 7 8 9 10 12 14 15 15 16 18 19 19 20 21 21 23 25

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19

Eén van de 84 magazijnbakken waarin de te picken producten gestockeerd zijn Het frame van de demo applica e. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Links de K50 met IR-sensor, rechts de K50 met drukknop . . . . . . . . . . . . Aansluitschema pick-to-light toestel K50 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . De VTB, een pick-to-light toestel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-pin M12 connector om de VTB en K50 aan te sluiten . . . . . . . . . . . . . Aansturing K50's en VTB's . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . De R/G223 display gee de te picken hoeveelheid weer . . . . . . . . . . . . De communica e met de displays verloopt via RS485 . . . . . . . . . . . . . . Interferen e beïnvloedt data via RS485 niet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . De communica e tussen de controller en de displays gebeurt via een gateway De RS485 instelling van de DIP switches op de gateway . . . . . . . . . . . . . De print doet de omze ng van de MPI kabel naar de flatcable . . . . . . . . . De aanslui ng van de displays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vooraanzicht opstelling met flatcable (RS485) . . . . . . . . . . . . . . . . . . De structuur van de RS485 berichten van en naar de Microsyst toestellen . . . De embedded pc CX5010 bestuurt de demo applica e . . . . . . . . . . . . . Het schema van het RFID systeem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Communica eschema van de demo applica e . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27 28 29 30 30 31 31 32 33 33 33 34 34 35 35 36 37 38 38

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

x

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14

De algemene werking van de so ware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Opbouw order . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pickface opgedeeld in twee batches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . De GUI van het ERP met vijf random toegevoegde tasks aan een order . . . . . . . . . . . . Het classdiagram van het ERP programma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Werking so ware De Jaeger Automa on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . De samenhang van de so ware van De Jaeger Automa on . . . . . . . . . . . . . . . . . . Het verloop van de PLC cyclus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Het classdiagram van het jdelijke MES programma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Het WMS toont de huidige status van de voorraad en laat voorraadaanpassingen toe . . . . Het classdiagram van het WMS programma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . De drie tabellen van de database, de pijlen wijzen van de foreign keys naar de primary keys In de modus 'Uitgangstest' worden enkele uitgangen van de K50's en VTB's aangestuurd . . Het classdiagram van het IO test programma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

39 40 40 41 42 43 44 45 46 47 48 48 49 50

A.1 De GUI van het ERP bestaat uit drie delen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.2 Via inputboxen worden de parameters voor het automa sch order ingegeven . . . . . . . . . . . A.3 De loca e voor het XML order wordt gekozen via de treeview . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

58 58 59

B.1 B.2 B.3 B.4 B.5 B.6 B.7 B.8 B.9 B.10

Userinterface openen . . . Hoofdscherm HMI . . . . . Hoofdscherm HMI opgedeeld Wachtwoord ingeven . . . . Systeeminstellingen . . . . Terug . . . . . . . . . . . . Maintenance . . . . . . . . Maintenance test . . . . . . Instellingen . . . . . . . . . Orderfiles . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

60 60 61 62 62 62 63 63 64 64

C.1

De GUI van het WMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

66

D.1 De GUI van het IO test programma in de uitgangstest modus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.2 De infraroodstraal van een K50 en VTB werd onderbrokengma . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

68 69

F.1 F.2 F.3 F.4 F.5

Deel van de ARP tabel vóór de configura e . . . Deel van de ARP tabel na de configura e . . . . Connecteren via TELNET . . . . . . . . . . . . . Configureren via TELNET . . . . . . . . . . . . . Het LAN met de IP adressen van elke deelnemer

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

71 71 72 72 72

G.1 G.2 G.3 G.4 G.5

Een niet gerealiseerd ontwerp Een niet gerealiseerd ontwerp Een niet gerealiseerd ontwerp Een niet gerealiseerd ontwerp Het gerealiseerde ontwerp . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . .

73 73 74 74 75

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

xi

1

Inleiding

1.1 Aanleiding De masterproef kadert in de uitbreiding van de rich ng Industrieel Ingenieur Elektrotechniek op e Automa sering aan de campus Graaf Karel de Goedelaan van HOWEST. Onder leiding van ing. Johannes Co yn wordt het concept rond het geautoma seerd warehouse uitgediept. Naast theore sche vorming, dienen de studenten ook met de prak jk in contact te komen. Deze masterproef richt zich zowel op het theore sche als het prak sche aspect omtrent order picking systemen en technologieën.

1.2 Doelstellingen Het doel is een volledig theore sch overzicht te geven van de huidige systemen en technologieën. Over het laatstgenoemde is slechts weinig overkoepelende literatuur te vinden. Vervolgens wordt in de prak jk een opstelling gerealiseerd die enkele van de bestudeerde systemen illustreert. Deze demonstra e gebeurt aan de hand van verschillende voorgeprogrammeerde scenario's. Door middel van deze scenario's kunnen naderhand conclusies getrokken worden inzake gebruiksvriendelijkheid, efficiën e, foutenlast, etc. De pickpresta es kunnen eenvoudig gelogd worden doordat de te picken goederen RFID-tags zijn. Na de picking kan de doos met gepickte tags ingescand worden. Deze demo opstelling is gericht op twee doelgroepen. Enerzijds kan de applica e gebruikt worden als didac sche opstelling in het labo van HOWEST. De studenten komen hierdoor in contact met hardware en so ware die ook toegepast worden in de industrie. Anderzijds kan de opstelling ter beschikking gesteld worden van bedrijven die geïntresseerd zijn in één of meerdere aspecten van de opstelling. Door te experimenteren met de opstelling kan men ervaring opdoen met bepaalde technologieën of wordt hun kennis verrijkt door het ontdekken van voor hen onbekende toepassingen. Doordat de opstelling dienst kan doen als demo voor bedrijven, worden de banden tussen de hogeschool en de industrie aangehaald. Dit kan leiden tot eventuele samenwerking in de toekomst, wat beide par jen ten goede kan komen. Ter illustra e kan de applica e ook tentoongesteld worden op een beurs. Daarom moet de applica e ook voldoende robuust zijn, om beschadiging te vermijden. Naast de stevigheid is ook het standalone zijn een vereiste. De opstelling moet geheel ona ankelijk kunnen werken, zonder interac e met externe computers of netwerken.

1.3 Projectaanpak De aanpak van de masterproef wordt weergegeven in de flowchart op figuur 1.1. De masterproef ging van start met een drieweekse stage. Deze stage werd ingevuld met de literatuurstudie omtrent warehousing en specifieker picking. Vervolgens werd een marktstudie uitgevoerd om een idee te krijgen van wat prak sch realiseerbaar was. Hierbij werden verschillende producten en fabrikanten vergeleken. Intussen werden enkele bedrijven bezocht om de bestudeerde principes in de prak jk waar te nemen. Er werd gekozen om ini eel het principe van pick-tolight uit te werken, aangezien deze technologie bepaalde vereisten aan het frame van de opstelling oplegt. Dit frame werd getekend in een Computer-Aided Design (CAD)-programma, aan de hand van standaard construc ematerialen van het bedrijf Item. Tijdens de ontwerpfase werden ook contacten gelegd met het bedrijf De Jaeger Automa on, dat onder andere gespecialiseerd is in het integreren van pick-to-light in zowel warehouses als produc e. Hun exper se inzake productkennis werd aangewend en hun standaard so ware werd ter beschikking gesteld. Deze so ware dient echter nog aangepast te worden aan de func es en eigenschappen van de demo opstelling. Met de huidige demo opstelling is het mogelijk om verschillende types van pick-to-light uit te testen en te evalueren. Ook picking aan de hand van een picklijst is uiteraard mogelijk. De opstelling kan in de toekomst

1

uitgebreid worden met andere ondersteunende technologieën zoals voice picking of pick-by-vision, zodat uiteindelijk alle gangbare technieken getest en tegen elkaar afgewogen kunnen worden. Naast order picking bestaat er bijvoorbeeld ook inline picking, waarbij het picken deel uitmaakt van een produc e- of assemblageproces.

Figuur 1.1: Flowchart van de projectaanpak van de masterproef

2

2

Literatuurstudie

2.1 Inleiding: Het warehouse en order picking De supply chain omvat de flow van grondstoffen tot de afgewerkte producten én de daaraan gekoppelde flow aan informa e. Om te voldoen aan de eisen van de klant is er een op male coördina e van de supply chain nodig. Een bedrijf dient hiervoor vaak beroep te doen op andere ondernemingen. Binnen de supply chain vormt het warehouse (magazijn) een essen ële schakel. Producten worden er geïmporteerd (receiving) en op specifieke vraag gedistribueerd (shipping). Figuur 2.1 toont de typische produc low binnen het warehouse [1]. Het type warehouse wordt bepaald door de aard van het bedrijf. Indien het bedrijf enkel producten importeert, stockeert en exporteert, gaat het om een Distribu on Center (DC). De tegenhanger van een DC is een produc ewarehouse. Zo'n warehouse func oneert als opslagplaats voor grondstoffen, halffabrikaten en afgewerkte producten binnen een produc eomgeving. De opgeslagen goederen worden niet louter gestockeerd, maar dus ook gebruikt jdens de produc e of assemblage [2]. Dit proces wordt besproken in paragraaf 2.3. In een warehouse worden producten meestal jdelijk gestockeerd. Het komt ook voor dat er geen tussen jdse stockage nodig is. Dit fenomeen heet cross-docking of transshipment. Geïmporteerde goederen worden meteen voorbereid voor distribu e [3].

Figuur 2.1: De produc low in het warehouse

Het func oneren van een warehouse is volledig klantgericht. Een order moet correct en zo snel en goedkoop mogelijk uitgevoerd worden. Het transport van en naar het warehouse (receiving en shipping) is een reeds sterk geop maliseerd onderdeel van de flow. Daarom richt deze thesis zich op het proces waarbij producten uit het magazijn gehaald worden, ook wel order picking genoemd. Het order picken slaat op het proces waarbij er, op vraag van de klant, een bepaald aantal producten uit het warehouse gehaald wordt [4].

3

Figuur 2.2: Typische jdsverdeling van de picker bij manuele picking met een picklijst

Prak sch omvat het order picken verschillende handelingen, die elk een bepaalde jd in beslag nemen. De gemiddelde jdsverdeling van de order picker wordt weergegeven in figuur 2.2 [1]. Vooreerst is er de setup jd, de jd nodig om een nieuw order te ontvangen en te begrijpen. In het geval van een man-to-goods magazijn, volgt hierna de reis jd naar de loca e van het te picken onderdeel. Indien de werknemer de loca e niet meteen vindt, resulteert dit in de zoek jd. Pas daarna kan er gepickt worden. Indien de werknemer zich nog moet verplaatsen om zijn gepickte producten af te ze en in een depot, wordt dit bij de reis jd gerekend. Gemiddeld 5% van de jd houdt de order picker zich met andere handelingen bezig. Dit is bijvoorbeeld het wegen van de doos met gepickte units om eventuele pickfouten op te merken. Het transporteren van de gepickte goederen naar de verpakkingsafdeling wordt hier ook bijgerekend [1]. Het order picken is een arbeidsintensief en bijgevolg duur proces. Gemiddeld bedraagt de kost van het order picken 55% van de totale kost in een warehouse [5]. Op malisa e van het order picken kan bijgevolg tot grote besparingen leiden. Vaak wordt gestreefd naar het minimaliseren van de reis jd van de picker. Deze reis jd bedraagt tot 50% van de totale jd van het order pick proces (Figuur 2.2) en kan aanzien worden als een directe kost, die geen meerwaarde levert aan het gepickte product [5]. De reis jd verhoudt zich recht evenredig tot de reisafstand, indien een constante snelheid van de picker of van het voertuig beschouwd wordt [6].

2.2 Order picking systemen 2.2.1 Algemeen Deze paragraaf beschrij de structuur van de verschillende order picking systemen (Figuur 2.3) [1]. Er bestaan twee soorten order picking systemen, a ankelijk van de menselijke tussenkomst. Enerzijds zijn er de manuele systemen, anderzijds de gemechaniseerde. Bij manuele systemen is een menselijke picker noodzakelijk. De manuele systemen worden in drie categorieën onderverdeeld: man-to-goods, goods-to-man en putsystemen. Ten eerste is er het man-to-goods systeem (= picker-to-parts). Dit is de meest gebruikte methode aangezien het ook de meest eenvoudige is. De picker start in het depot en verplaatst zich naar de pickloca e. Vervolgens pickt hij de gevraagde ar kels en keert hij terug naar het depot. Er bestaan twee soorten man-to-goods systemen: low-Level en high-level picking. In low-level systemen is de hoogte van de opslag beperkt tot het bereik van de picker die zich op grondniveau voortbeweegt. Bij high-level picking gebeurt de stockage in veel hogere rekken. De picker dient zich in een li of kraansysteem te begeven. De li brengt de picker naar alle gevraagde loca es in de pickface. De pickface is het twee-dimensionaal oppervlak van een rek waaruit gepickt wordt. Een andere naam voor high-level picking is het man-on-board systeem, aangezien de picker zich effec ef in een li of kraan bevindt. De kost van de installa e en het onderhoud zijn bij het laatstgenoemde systeem beduidend hoger. Er wordt evenwel beter omgesprongen met de opslagruimte, daar ook de hoogte van het magazijn benut wordt. Bij high-level picking wordt de picker steeds op een ergonomisch verantwoorde pickhoogte gebracht, terwijl hij bij low-level picking soms laag tegen de grond of boven het hoofd moet picken. Plotse versnellingen van de li bij high-level picking dienen vermeden te worden [7]. Ten tweede is er het goods-to-man systeem (= parts-to-picker), de logische tegenhanger van het man-to-goods

4

systeem. Om de reis jd van de picker te elimineren, worden de te picken goederen van de opslagruimte automa sch naar een verzamelpunt gebracht. Zodoende moet de picker zelf geen beweging naar de pickloca e maken. De meest gebruikte goods-to-man systemen zijn het Automated Storage and Retrieval System (AS/RS) en de horizontale en ver cale carousel. Goods-to-man systemen zorgen voor een verhoogde produc viteit en een eenvoudiger beheer. De handelingen kunnen immers gemakkelijker gelogd worden, waardoor een beter beeld van het pickproces gevormd kan worden. Het komt vaak voor dat in één warehouse meerdere order picking systemen toegepast worden. Een typisch voorbeeld hiervan is een AS/RS voor weinig gevraagde producten (slow movers) en een low-level picking systeem voor frequent gevraagde (fast movers). Het derde en laatste systeem is afgeleid van het man-to-goods en het goods-to-man systeem. Naar deze methode wordt ook verwezen als het put systeem. Het systeem bestaat uit twee delen, de pickac e en de putac e. Het picken kan via het man-to-goods of het goods-to-man systeem gebeuren. Vervolgens wordt het bakje met gepickte items doorgegeven aan een twee picker die de items tussen de verschillende klanten verdeelt.

Figuur 2.3: De onderverdeling van de order picking systemen

Naast de order picking systemen met menselijke tussenkomst, bestaan er ook systemen zonder directe inmenging van een operator. Deze systemen worden onderverdeeld in geautoma seerd picken en picken door middel van robots. De eerste categorie, het geautoma seerd picken, omvat verschillende systemen zoals A-frames, dispensers en volautoma sche AS/RS. De tweede categorie slaat op pickingrobots [8]. Deze robots doen meestal aan layer picking, waarbij een volledige laag met dozen van een pallet gehaald wordt. Het op llen van een laag kan gebeuren via vacuümzuigen of het vastklampen van de vier zijden. De klant dient hiervoor grote volumes te bestellen, aangezien kleine volumes niet gepickt kunnen worden. De kost van dergelijke robots is slechts in zeer beperkte gevallen te rechtvaardigen [3].

2.2.2 Voorbeelden In deze paragraaf worden de principes van enkele belangrijke order picking systemen toegelicht. • Gravity rack: Een gravity rack kan gezien worden als een aangepast klassiek sta sch rek. De normaal horizontaal opgestelde planken worden hellend gemonteerd, waardoor de extra voorraad autonoom naar de pickface glijdt indien er plaats vrijgekomen is (Figuur 2.4). In gravity rack moet dus minstens double-deep gestockeerd worden om het voordeel van het rek uit te buiten. Er kan ook gewerkt worden met rollen om het glijden te vergemakkelijken. Nadeel van dit rek is dat er weinig tot geen toegang is tot de goederen die zich niet in de pick-face bevinden. Het aanvullen van de voorraad gebeurt steeds aan de achterkant van het rek. De strategie is bijgevolg First-In, First-Out (FIFO). Een extra gang aan de achterkant is noodzakelijk, wat resulteert in een minder efficiënt gebruik van de ruimte.

5

Figuur 2.4: De aanvulling van de pickface gebeurt automa sch bij stockage in een gravity rack

• Ver cale Li Module (VLM): De VLM, ook wel de lean li genoemd, bestaat uit planken die horizontaal opgehangen zijn. Ver cale ke ngen zorgen ervoor dat de planken kunnen roteren. De picker staat voor de VLM en kan telkens op dezelfde hoogte ar kels uit het rek picken. Een VLM wordt weergegeven in figuur 2.5. Hoe hoger de VLM, hoe langer het kan duren vooraleer het te picken ar kel op de te picken hoogte komt. Indien nodig kunnen er meerdere ona ankelijke VLM's boven elkaar geïnstalleerd worden. Vervolgens kan er ona ankelijk gepickt worden op verschillende etages. Op deze manier wordt de hoogte van het warehouse op maal benut én blij de maximale wach jd beperkt. Meestal is een VLM van een veiligheidsscherm voorzien, waardoor de planken jdens de picking nooit kunnen bewegen. Het gebruik van een VLM werd reeds ervaren jdens een vakan ejob in Barco Kuurne.

Figuur 2.5: De VLM biedt ar kels steeds op dezelfde hoogte aan

• A-frame dispenser: Een A-frame dispenser is een systeem dat automa sch producten op een transportband zet. De producten worden tegen een hellend oppervlak gestockeerd. Dit gebeurt langs beide zijden, waardoor het rek de vorm van de le er A aanneemt. In een bepaalde jdsspanne worden producten van eenzelfde order computergestuurd losgelaten, waardoor ze op een transportband terechtkomen. Aan het einde van deze band worden de producten in de doos voor dat order gedeponeerd. Deze manier van picken staat bekend om zijn zeer hoge throughput. Het is noodzakelijk dat de voorraad frequent aangevuld wordt. Dit is zeer arbeidsintensief en is bijgevolg erg nadelig [9]. Er bestaan A-frames waarbij één transportband door het midden van de A-structuur loopt (Figuur 2.6), terwijl er ook toepassingen zijn waarbij er aan elke

6

zijde van de A een transportband loopt [10]. A-frames worden vooral toegepast voor kleine items die geen schade kunnen oplopen door de val op de transportband [11].

Figuur 2.6: Een A-frame dispenser die dozen op één centrale transportband deponeert

2.3 Inline picking Naast het klassieke order picken bestaan er ook andere processen waarbij het picken aan bod komt. Zo is er bijvoorbeeld het inline picken, waarbij het hoofddoel niet het picken van een order is, maar wel het picken van eenheden om een bepaalde produc estap uit te voeren. Bij het inline picken worden goederen gepickt om meteen gebruikt te worden in de produc e of assemblage. Inline betekent immers dat de picking een deel van de ac viteiten van de produc e- of assemblagelijn omvat. Meestal betekent dit dat een transportband of rollenbaan verschillende werksta ons aandoet. Hiermee worden de halffabrikaten getransporteerd. In elk werksta on worden vervolgens de nodige producten gepickt om gebruikt te worden jdens de assemblage. Het betre meestal manuele picking, daar een geautoma seerde picking voor elk werksta on een te grote investeringskost met zich mee brengt.

2.4 Productalloca e Voor er gepickt kan worden, moeten de goederen in het warehouse opgeslagen worden. Hiervoor bestaan verschillende strategieën. Eerst moet nagedacht worden over de splitsing tussen de opslagruimte en de pickruimte. De opslagruimte dient als reserve area, waar het grootste deel van de voorraad opgeslagen wordt. Meestal bestaat deze opslagruimte uit een high-bay warehouse, aangezien het niet de bedoeling is dat daar vaak manueel gepickt wordt. De effec eve pickzone heet ook de forward area of de fast pick area. Deze pickzone moet zo compact mogelijk gehouden worden, met als doel de reisafstand van de picker te minimaliseren. Figuur 2.7 toont een mogelijke layout bij het gebruik van een forward en een reserve area [5]. Het gebruik van een forward en reserve area betekent dat er vrij frequent producten in de forward area aangevuld moeten worden met die uit de reserve area. Het is aan te raden om de forward area aan te vullen op momenten wanneer niet gepickt moet worden. Rechtstreeks picken uit de reserve area is uit den boze, tenzij voor slowmovers die geen loca e hebben in de pickzone. Tijdens het ontwerp van een warehouse moeten meerdere beslissingen gemaakt worden. Is er nood aan het gebruik van een forward en reserve area? Welke ar kels krijgen een loca e in de forward area? Welke hoeveelheid van een ar kel wordt er in de forward area gestockeerd? Wanneer gebeurt het aanvullen van de forward area?

7

Figuur 2.7: Een layout met forward en reserve area's

Het bepalen van de meest geschikte loca e voor ar kels in het magazijn is beter bekend als 'slo ng'. Deze productalloca e steunt op twee pijlers. Enerzijds moet de kost van het picken, van het aanvullen van de stock en van het mogelijk opnieuw toewijzen van ar kels geminimaliseerd worden. Anderzijds horen frequent gevraagde en/of zware ar kels in de 'golden zone' gestockeerd te worden, met het oog op het ergonomische aspect van het picken. De golden zone bestrijkt de zone die het meest toegankelijk is voor de picker. Deze zone bevindt zich ter hoogte van de buik. Er kunnen ook andere aspecten meespelen in de slo ngstrategie. Het kan bijvoorbeeld nodig zijn om rekening te houden met de opstopping van de pickgangen. Wanneer de meest gevraagde producten in dezelfde gang gestockeerd worden, kan dit leiden tot aanzienlijk meer verkeer in die gang. Hierbij vergroot de kans dat verschillende pickers elkaar hinderen, wat zo veel mogelijk vermeden dient te worden. In sommige situa es kan er ook gekozen worden om op elkaar lijkende producten niet dicht bij elkaar te stockeren, om de kans op pickfouten te verkleinen. De toewijzing van loca es kan op verschillende manieren gebeuren. De meest eenvoudige opslagstrategie is de random storage. Een product wordt willekeurig en soms op verschillende loca es gestockeerd. Indien de toewijzing computergestuurd gebeurt, zal er bij benadering random gealloceerd worden. Wordt de toewijzing door de pickers zelf gedaan, resulteert dit in een 'first-fit storage' of 'closest open loca on storage'. Telkens wordt de meest nabijgelegen vrije loca e gebruikt om producten te stockeren. Dit resulteert in een magazijn waarbij de inhoud sterk geconcentreerd is rond het depot. Met een dedicated of fixed storage toewijzing hee elk item zijn vaste loca e. Na verloop van jd kan de picker vertrouwd geraken met de loca es, wat de zoek jd vermindert. Nadeel is dat er voor producten die niet aanwezig zijn, toch een plaats gereserveerd is. Hierdoor wordt niet efficiënt omgesprongen met de stockageruimte. Full-turnover based storage, ook wel demand-based storage genoemd, alloceert producten op basis van de klantenorders. Er kunnen verschillende parameters in acht genomen worden, zoals de frequen e van de vraag of de omzet. Een andere parameter is de Cube-per-Order Index (COI). De COI van een item is de verhouding van het totale opslagvolume van dit item gedeeld door de omzet van dat item. Ar kels met een lage COI worden bijgevolg dicht bij het depot gealloceerd. Class-based storage verdeelt de ar kels in verschillende klasses. Een vaak gebruikte strategie is de ABC-stockage. Hierbij worden de ar kels in drie klasses verdeeld, naargelang de pickfrequen e. Producten die vaak gepickt moeten worden, heten fast-movers en behoren daardoor tot klasse A. Deze producten worden op een guns ge pickloca e gestockeerd. De ABC-stockage steunt op het principe van Pareto, ook gekend onder de 80/20-regel. Deze stelt dat 20% van de bevolking 80% van het vermogen bezit. Toegepast op het warehouse betekent dit dat 20% van de stock instaat voor 80% van de omzet. Er zijn twee basismethoden om productklasses een loca e toe te wijzen. Deze methoden worden afgebeeld in figuur 2.8 [12]. De eerste methode bestaat erin dat elke rayon enkel producten uit eenzelfde klasse toegewezen krijgt. Deze opslag staat bekend als de within-aisle storage. De andere methode is de across-aisle methode. Hierbij worden de A-klasse producten in het begin van elke rayon gestockeerd, dicht bij het depot. De efficiën e van de opslagmethode is onder andere a ankelijk van de rou ngstrategie. Als de picker niet mag terugkeren in een rayon, is de within-aisle opslagmethode vaak een vrij op male methode. Deze alloca e van klasses is natuurlijk ook a ankelijk van de loca e van het depot.

8

Figuur 2.8: Within-aisle en across-aisle opslag

Family grouping is een strategie die rekening houdt met de onderlinge rela es van producten. Met de rela e wordt bedoeld dat producten vaak samen gepickt moeten worden of dat ze een gelijkaardige groo e of func e hebben. Bijgevolg worden producten met een sterke rela e bij elkaar geplaatst. Voldoende gegevens omtrent deze rela es zijn nodig om family grouping mogelijk te maken [12]. In een warehouse met een gescheiden forward en reserve area bestaat er een strategie waarbij producten een vaste doch jdelijke loca e toegewezen krijgen in de forward area. Dit wordt toegepast met behulp van het Dynamic Stock Loca on Assignment Algorithm (SLAA). Dit algoritme poogt de gemiddelde orderverwerkings jd te minimaliseren. Dit is de som van de order pick jd en de jd om producten opnieuw te alloceren. De loca es kunnen bijgevolg wijzigen, als dit voor een versnelling van het order picken zorgt. Merk op dat dit algoritme geen rekening houdt met de jd nodig om de loca es in de forward area aan te vullen [13] [5]. Deze dynamische vorm van toewijzing is zeer geschikt wanneer productrelaes snel veranderen of in het geval van seizoensgebonden orders. Er worden soms combina es van voorgaande strategieën gebruikt. Het gebruik van class-based storage deelt de producten op in klasses en gee deze klasses een loca e, maar een afzonderlijk product hee hierdoor nog geen loca e gekregen. Daarom wordt bijvoorbeeld de random-storage gebruikt binnen een klasse.

2.5 Pickingstrategieën Er bestaan verschillende strategieën inzake order picking, waarvan er drie toegelicht worden. Ten eerste is er het routen van een operator. Dit betekent het bepalen van de door de picker af te leggen route doorheen het warehouse. Een tweede strategie is gebaseerd op het samennemen van verschillende orders in een batch. Deze batch wordt dan op zijn geheel gebruikt als pickopdracht. De derde strategie die besproken wordt, behandelt het zoning-concept. Hier wordt ingegaan op het idee om het warehouse in verschillende pickingzones op te delen.

2.5.1 Rou ng In een man-to-goods systeem moet de picker een bepaald traject naar de pickloca es volgen. Na het picken keert hij terug naar het depot. Aangezien de reis jd een groot aandeel van de totale pick jd beslaat, is het van kapitaal belang dat de picker een zo kort mogelijk pad volgt. Met de te picken loca es als gegeven, moet dit traject doorheen het magazijn uitgerekend worden. Dit heet het 'routen' van de order picker. Het betre een geval van het Traveling Salesman Problem (TSP) of handelsreizigersprobleem [1] [6]. Een handelsreiziger moet via het kortste traject verschillende steden éénmaal bezoeken. Dit vertoont veel analogie met de order picker, die bepaalde loca es op zijn traject moet aandoen. Een probleem met N loca es, telt (N-1)! mogelijke oplossingen. Meestal moeten er meerdere loca es op 1 pickroute bezocht worden, waardoor het aantal mogelijke oplossingen snel oploopt. Er worden twee manieren om een route te bepalen onderscheiden, enerzijds via een op maal of exact algoritme, anderzijds via vereenvoudigde algoritmes, ook wel heuris eken genoemd. Zoals reeds aangehaald zijn er zeer veel mogelijke routes. Het berekenen van dé op male oplossing neemt bijgevolg zeer veel jd in beslag.

9

Er moet te lang gewacht worden alvorens de picker in ac e kan komen. De andere manier om te routen, via heuris ek, benadert de op male oplossing en kan bij toeval zelfs de op male oplossing vinden. Er zijn verschillende heuris eken ontwikkeld, specifiek om het TSP van de order picker op te lossen. Elke heuris ek legt enkele regels vast, waardoor het aantal variabelen van het exacte algoritme vermindert. Dit vereenvoudigt het originele TSP, waardoor het probleem sneller (maar mogelijk minder op maal) opgelost wordt. Het berekenen van de route via heuris ek vergt minder rekenwerk, waardoor het zoeken van de route snel en frequent kan gebeuren. De reken jd is tevens voorspelbaar, terwijl dat in het geval van een exact algoritme meestal niet zo is. Daarnaast is het gebruik van op male algoritmes een vrij nieuwe techniek, waarbij de te boeken winst tegenover de heuris ek op voorhand niet bekend is. De op male route houdt geen rekening met opstopping (conges on) in het magazijn en kan voor de picker ook onlogisch lijken, waardoor hij er eventueel van afwijkt. De verschillende routes berekend via heuris ek zijn meestal vrij vergelijkbaar, waardoor de picker meer vertrouwd raakt met de paden. Om deze redenen staat de bedrijfswereld eerder terughoudend tegenover de op male rou ng en blij het bij de vaak reeds gekende en geïmplementeerde heuris ek. Het enige nadeel is dat er meestal een iets langere route uitges ppeld wordt [1].

Figuur 2.9: Standaard layout van een order picking omgeving

De rou ng is a ankelijk van de layout van het warehouse. Daarom kan er een onderverdeling gemaakt worden tussen het routen in een warehouse met éé blok en met meerdere blokken. Eerst wordt de algemene layout van het pickgedeelte van het warehouse besproken, opdat de gebruikte terminologie gekend is. Figuur 2.9 toont een standaard rechthoekige layout van een warehouse met vier blokken [2]. Deze blokken worden van elkaar gescheiden door dwarsgangen (cross aisles), waaronder de voorste en achterste dwarsgang. Gangen die meerdere blokken doorlopen, heten pickgangen. Het stuk van een pickgang binnen één blok, heet een subgang. Een opslagloca e wordt voorgesteld door een hokje, dat zwart gekleurd is indien er gepickt moet worden. De picker begint zijn route in het depot en levert er nadien de gepickte producten af. Om een warehouse te ontwerpen, moeten er keuzes gemaakt worden omtrent het aantal en de dimensies van de gangen en blokken. Dit staat bekend als het 'aisle configura on problem'. De keuzes moeten gemaakt worden met het oog op het minimaliseren van de reisafstand van de picker. Een andere factor die een rol speelt bij het routen van de picker is de opslagcapaciteit van zijn transportsysteem. De picker moet alle gepickte producten kunnen transporteren, het is niet de bedoeling dat hij terugkeert naar

10

het depot jdens zijn route. Een andere bemerking is dat zware producten eerst gepickt moeten worden, opdat lichtere producten erop gestapeld kunnen worden. Andersom zou nefast kunnen zijn voor de goederen en de picker zou veel jd verliezen om telkens zijn gepickte goederen te herschikken. Rou ng in één blok Dit is de meest rudimentaire layout van een warehouse. Voor deze layout bestaan drie soorten heuris eken (Sshape, Return, Midpoint), waarvan er één afgeleide methode (Largest gap) en twee combina es bestaan (Composite en Combined). Ten slo e is er ook nog het op maal algoritme. Figuur 2.10 gee een voorstelling van deze rou ngmethodes. In het geval waarbij slechts op één loca e gepickt moet worden, loopt het kortste pad simpelweg van het depot naar de loca e en terug. De keuze van heuris ek speelt geen rol. Wanneer er twee loca es gepickt moeten worden, is het kortste pad nog steeds ona ankelijk van de soort heuris ek én van de volgorde van de stops. Verschillen tussen de verschillende rou ngmethodes worden pas opgemerkt bij het routen naar drie of meer loca es [2]. • De S-shape of Transversal heuris ek is de meest gebruikte rou ng methode. De picker start in een uithoek van het magazijn en wandelt in elke gang waar een item gepickt moet worden. Eens de pickac e voltooid is keert de picker niet terug maar loopt hij verder tot het einde van de gang. Vervolgens treedt hij de eerstvolgende gang waar gepickt moet worden binnen. Nadat alle loca es gepickt zijn, keert hij terug naar het depot. Aangezien hij nooit terugkeert in een gang, leent deze techniek zich tot het 'Double-sided' picken. Dit betekent dat de picker zowel links als rechts items pickt. • De Return methode is de tegenhanger van de S-shape heuris ek. Nadat alle items van een gang gepickt zijn, keert de picker terug naar het begin van de gang en treedt hij de volgende gang binnen. Aangezien de picker terugkeert, kan hier gewerkt worden met 'Single-sided' picking. Bij het binnentreden wordt bijvoorbeeld links gepickt, terwijl op de terugweg de andere kant wordt aangedaan. • Bij het gebruik van de midpoint heuris ek wordt het magazijn in twee hel en verdeeld. Te picken loca es die zich in de voorste hel bevinden worden door de picker bezocht via de voorste dwarsgang en vice versa. De picker overschrijdt de imaginaire grens tussen de hel en nooit, tenzij in de eerste en de laatste gang. • De Largest gap methode is afgeleid van de midpoint heuris ek. Er wordt niet meer gewerkt met hel en, wel wordt er per gang een grens bepaald die niet overschreden mag worden. Die grens wordt bepaald door 'the largest gap' van de gang, de grootste afstand tussen twee pickloca es of tussen een pickloca e en de voorste of achterste dwarsgang. De afstand berekend met de largest gap heuris ek is al jd korter of gelijk aan de route van de midpoint heuris ek. • De Composite heuris ek is een combina e van de S-shape en de Return heuris ek. Per gang wordt er berekend of het beter is om een gang volledig te doorlopen of terug te keren. • De Combined heuris ek is een afgeleide van de composite heuris ek. De combined heuris ek houdt bij de keuze tussen S-shape en Return van elke gang ook rekening met de volgende gang. Het kan bijvoorbeeld zijn dat de Composite heuris ek aanraadt om bij een bepaalde gang de return strategie te gebruiken, terwijl de Combined heuris ek de picker de volledige gang laat doorlopen, aangezien dat een betere startposi e oplevert voor het picken in de volgende gang. • In tegenstelling tot de heuris eken, houdt het op maal algoritme rekening met alle mogelijke manieren van bewegen in het magazijn. Er worden geen restric es opgelegd zoals bijvoorbeeld bij de S-shape heuris ek, waarbij een picker geen gang mag betreden waar niet gepickt moet worden en hij niet mag terugkeren in een gang.

11

Conclusie Zoals reeds aangegeven zorgt het op maal algoritme steeds voor de kortste route. De heuris eken kunnen deze route opleveren maar zorgen meestal voor een iets langere route. De keuze van heuris ek is a ankelijk van verschillende factoren. Neem bijvoorbeeld een situa e waarbij er op zeer veel loca es gepickt moet worden. Dan lijkt het gebruik van een S-shape heuris ek zeer logisch. Dit gee aan dat ook het picken van meerdere orders op één route, het batchen, zijn invloed hee op het routen. Ook de te picken producten spelen een rol. Zware eenheden moeten eerst gepickt worden, aangezien je deze als basis kan gebruiken om lichtere producten op te stapelen. Er bestaat ook een sterke rela e tussen rou ng en de keuze van de opslagloca es. Bij een S-shape heuris ek lijkt het logischer om frequent gevraagde producten in eenzelfde gang te stockeren, aangezien de picker de gang toch volledig moet doorlopen indien er in die gang minstens één te picken loca e is. In het geval van een largest-gap strategie, worden die producten het best dicht bij de in- en uitgang van de gangen geplaatst [2].

Figuur 2.10: 1 blok rou ngmethodes

12

Rou ng in meerdere blokken Deze layout stelt een warehouse voor met meerdere blokken, gescheiden door hoofdgangen. Voor deze situa e kunnen twee reeds gekende rou ngmethodes gebruikt worden (S-shape en Largest gap), een nieuwe heuris ek genaamd aisle-by-aisle en als laatste ook het op male algoritme. In deze masterproef wordt hier niet dieper op ingegaan, hiervoor wordt verwezen naar specifieke literatuur [2].

2.5.2 Batching Bij het order picken kan er gepickt worden per order, dit heet discreet of single order picken. Elk order wordt apart beschouwd en gepickt. Wanneer de orders slechts weinig orderlijnen beva en, kan het voordelig zijn om meerdere orders tegelijk te picken. Zo daalt de afgelegde reisafstand van de picker aanzienlijk. Deze manier van picken staat bekend als batch picking. De verschillende orders die in één traject gepickt worden, vormen samen de batch. Aangezien deze verschillende orders bij verschillende klanten horen, moeten de gepickte volumes gesplitst of gesorteerd worden. Dit sorteren kan jdens het picken gebeuren, sort-while-pick, of na het picken, pick-andsort [1]. Bij de toepassing van sort-while-pick is er geen nood aan een sorteersysteem zoals bij pick-and-sort [14]. Er dient een keuze gemaakt te worden over welke orders samen in een batch terecht komen. Hiervoor bestaan verschillende aanpakken. Ten eerste is er een logische oplossing, het First-Come, First-Served (FCFS) principe. Vervolgens bestaat er een op maal algoritme, dat vereenvoudigd wordt tot een heuris ek. Deze heuris ek biedt twee oplossingen voor het proximity batchen: het seed en het savings algoritme. Als laatste wordt ook het me window batchen besproken. Ona ankelijk van het batchalgoritme moet steeds gelet worden dat de te picken goederen transporteerbaar blijven. Het nut van het batchen wordt immers teniet gedaan indien de picker jdens zijn route terug naar het depot moet. • FCFS biedt een logische en eenvoudige oplossing. Het algoritme ordent de orders chronologisch. Vervolgens worden de orders in deze volgorde aan een batch toegevoegd. Een nieuwe batch wordt gestart wanneer bijvoorbeeld de capaciteit van de pickkar overschreden wordt. • Proximity batching tracht de reisafstand te beperken. Hiervoor worden orders samengenomen die dicht bij elkaar gestockeerd zijn. Het definiëren van de term 'dicht' is zeer complex. Bijgevolg wordt dit probleem gebruikelijk met algoritmes aangepakt. De belangrijkste zijn de seed en savings algoritmes. – Het seed algoritme wordt afgebeeld in figuur 2.11 [15]. Het bestaat uit twee fasen: het kiezen van een seed order en het toevoegen van orders aan een seed order. In de eerste fase pikt het seed algoritme aan de hand van seed selec on rules één order uit, dat als seed order dient. Dit (seed) order is het begin van een batch. De seed selec on rules zijn bijvoorbeeld het random kiezen van een order, of het kiezen van het order met de langste reisafstand. De batch wordt aangevuld met orders die nog niet aan een batch zijn toegevoegd. Order addi on rules bepalen welke orders in de batch van dat seed order horen. Deze regels zijn vaak gebaseerd op de afstand tussen de loca es van de twee orders, zoals het extra aantal gangen dat bezocht moet worden door het toevoegen van het order aan de batch. Na het toevoegen van een order aan de batch zijn er twee op es: Het seed order blij steeds hetzelfde order (Single Seed Rule) of het laatst toegevoegde order en het seed order worden samengenomen als het nieuwe seed order (Cumula ve Seed Rule). Orders blijven aan de batch toegevoegd worden tot de stopping rule van kracht wordt. Deze regel bepaalt wanneer een nieuwe batch gestart moet worden. Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer de capaciteit van de pickkar overschreden wordt of wanneer het algoritme geen geschikte orders voor die batch vindt.

13

Figuur 2.11: Seed algoritme om de rou ng te op maliseren

– Het savings algoritme is gebaseerd op het algoritme van Clarke and Wright, dat een op male oplossing voor het Vehicle Rou ng Problem (VRP) zoekt. Voor elk paar orders wordt de jd van het discreet picken vergeleken met de jd van het batchpicken van deze twee orders. Hiervoor kunnen rou ngheuris eken gebruikt worden. Vervolgens wordt de combina e van orderparen, waarmee het meest jd uitgespaard wordt, opgezocht. Deze twee orders vormen uiteindelijk een nieuwe batch, indien de orders nog niet tot een batch behoorden. Als een order reeds in een batch zit, wordt de mogelijkheid overwogen om de andere orders in deze batch te plaatsen. Na het toevoegen aan een batch, wordt de cyclus opnieuw doorlopen. Het grootste nadeel van een saving algoritme is dat de Central Processing Unit (CPU) van het rekenmechanisme aanzienlijk meer belast wordt dan door een seed algoritme [16]. • Time window batching groepeert orders die gedurende een bepaald jdsinterval het warehouse bereiken. Het jdsinterval ( me window) kan zowel vast als variabel zijn. Het op maal aantal orders per batch kan berekend worden aan de hand van de gemiddelde doorloop jd. Dit is de jd dat een order gemiddeld in het warehouse doorbrengt [6]. Om rekening te houden met de deadline van een order en de bijbehorende extra kosten indien de deadline niet gerespecteerd wordt, kunnen strafpunten aangerekend worden indien een order te laat gepickt wordt. Wordt er gestreefd naar het Just In Time (JIT) principe, dan kunnen ook strafpunten aangerekend worden voor het te vroeg picken van een order. Bij het batchen is het minimaliseren van de strafpunten één van de objec even [5]. De term wave picking slaat op het gelijk jdig starten van orders met eenzelfde deadline. Met de deadline wordt hier het jds p van de distribu e via bijvoorbeeld een vrachtwagen bedoeld. Een dergelijke pickac e kan uit één of meerdere orders bestaan. Er is dus zowel discreet als batch picking mogelijk. Een pickwave vormt het startcommando voor het picken van een bepaalde batch. Een nieuwe pickwave kan pas van start gaan wanneer de vorige volledig afgewerkt is [1].

2.5.3 Zoning Het verdelen van de order picking ruimte in zones is een alterna ef voor het klassieke single order picken. Elke picker wordt toegewezen aan een zone en pickt bijgevolg enkel in zijn zone. Een klassieke layout voor het zone picking wordt weergegeven in figuur 2.12 [14]. Elke zone bestaat uit één gang, terwijl alle gangen verbonden zijn met een transportband. Via deze band worden de gepickte units getransporteerd. Zoning biedt enkele belangrijke voordelen. Elke picker bestrijkt een beperkt gebied, waardoor de reisafstand beperkt wordt. De pickers raken tevens sneller vertrouwd met de loca es van de producten. Er is geen sprake meer van opstopping van de pickgangen, aangezien elke picker binnen zijn zone blij . Het nadeel van zoning is dat orders door verschillende pickers gepickt worden en bijgevolg na het picken samengebracht moeten worden.

14

Figuur 2.12: Het warehouse opgedeeld in verschillende zones

Het verwerken van een order kan algemeen gezien op twee manieren gebeuren. Een overzicht wordt gegeven op figuur 2.13. Enerzijds is er het pick-and-pass systeem of progressief samenstellen van een order (progressive assembly). De eerste picker begint met een nieuw order. Dit kan zowel een discreet als een batch order zijn. De picker pickt de ar kels binnen zijn zone. Na het picken wordt het order doorgegeven aan de volgende picker. Ook de gepickte ar kels worden meegegeven. Deze cyclus wordt herhaald tot alle ar kels van dat order gepickt zijn. Anderzijds bestaat er ook een synchrone of parallele benadering, waarbij een aantal order pickers tegelijk aan eenzelfde order werken. Elke picker blij evenwel binnen zijn eigen zone. Na het picken worden de apart gepickte ar kels van het order samengevoegd [5]. Het progressief picken hee als voordeel dat een order gedurende het hele pickproces samengehouden wordt, terwijl het gesynchroniseerd picken gemiddeld een snellere orderverwerking biedt [7].

Figuur 2.13: Onderverdeling van het zoning-concept in het warehouse

Een klassieke toepassing van het progressief zoningconcept is het pick-to-belt systeem dat afgebeeld wordt op figuur 2.14 [4] . Een centrale transportband of rollenbaan vervoert verschillende bakjes doorheen alle zones van het warehouse. Elk bakje vertegenwoordigt één order. Samen met een bakje wordt de orderlijst meegestuurd. Indien er gepickt moet worden in een bepaalde zone, worden het bakje en de lijst van de band geduwd of genomen. Dit gebeurt in het picksta on van de zone. Na het manueel picken worden het bakje en de lijst terug op de band geplaatst, waardoor de pickopdracht naar de volgende zones getransporteerd wordt. Het pick-to-belt systeem wordt vaak gebruikt bij het picken van grote hoeveelheden van kleine units [4]. Het grote voordeel is de flexibiliteit inzake throughput. Wanneer er bijvoorbeeld niet veel orders zijn, kunnen minder pickers ingezet worden die meerdere zones voor zich nemen. De overige order pickers kunnen bijgevolg andere taken in het warehouse uitvoeren [17].

15

Figuur 2.14: Toepassing van pick-to-belt, waarbij een transportband alle werksta ons aandoet

Een belangrijk aandachtspunt, vooral bij het progressief picken, is het balanceren van de werklast tussen de verschillende pickers. Dit met het oog op de doorloop jd van het order. Verschillende heuris eken worden gebruikt om het evenwicht tussen de verschillende pickers te bewerkstelligen en om de groo e van de zones te bepalen. De bucket-brigade, een dynamischer alterna ef op het progressief picken, speelt hierop in. Deze methode beschouwt het picken als assemblagelijn, waarbij het order zone per zone geassembleerd wordt. In het algemeen geval wordt gesteld dat er slechts één lange pickface is, langs deze assemblagelijn. Aan het begin van de lijn begint de eerste picker aan een nieuw order. Hij start het picken en gee zijn order op een bepaald moment door aan de volgende picker. Deze picker gaat verder waar de vorige picker gestopt was. Dit proces zet zich voort tot het order zich op het einde van de lijn bevindt. Daar worden de gepickte units op een transportband gezet voor verdere verwerking. De clue van bucket brigade is het moment waarop het order doorgegeven wordt. Veronderstel de situa e waarbij elke picker bezig is met een pickopdracht. De laatste picker, de picker aan het einde van de lijn, werkt zijn order af en plaatst de goederen op de transportband. Nu begee hij zich langs de lijn, rich ng de startposi e. Wanneer hij onderweg de voorlaatste picker kruist, neemt hij diens order over en werkt hij de pickac e verder af. De voorlaatste picker hee bijgevolg geen order meer en verplaatst zich vervolgens rich ng de eerste picker. Hij neemt het order over van de picker die hij het eerst ontmoet. Deze cyclus zet zich verder tot aan het begin van de lijn. De eerste picker kan immers geen order overnemen van een andere picker. Daarom start hij een nieuw order wanneer de tweede picker zijn opdracht overgenomen hee . De bucket brigade techniek vormt bijgevolg een menselijke ke ng. Om een goede werking te verzekeren, moeten de pickers in s jgende volgorde van handelsnelheid geordend worden. Zoniet verloopt het overnemen van orders niet vloeiend. Het grootste voordeel van bucket brigade is dat de werklast automa sch gebalanceerd wordt. Elke order picker blij namelijk aan het werk. Door deze op male verdeling van het werk vergroot de throughput van het systeem. Het aanleren van de bucket brigade aan de order pickers gebeurt ook zeer snel aangezien het een begrijpelijk systeem is [5]. De bucket brigade kan als een speciale vorm van progressief picken aanzien worden, omdat een order op elk ogenblik slechts door één picker behandeld wordt. De zones zijn evenwel niet vast afgebakend, maar worden bepaald door de werklast [7].

16

2.6 Ondersteunende technologieën bij manuele order picking Manueel picken kan zowel voorkomen bij order picking, inline picking als bij het put-proces. De operator moet een opgegeven order afwerken door de verschillende pickloca es te bezoeken en telkens het benodigde aantal units mee te nemen. Om zijn taak naar behoren uit te voeren kan de operator ondersteund worden door verschillende technologieën. Het doel van deze ondersteuning is het op maliseren van de picking door de efficiën e van de operator te maximaliseren. Dit betekent dat de snelheid van de uitvoering verhoogt, terwijl de foutenlast daalt. De streefdoelen van het orderpicken worden kort opgelijst [18]: • Het juiste ar kel • De juiste hoeveelheid • Voor de juiste klant • Op het juiste ogenblik • In een correcte staat • Tegen de laagste kost Het gebruik van ondersteunende technologieën tracht het behalen van bovenstaande doelen te op maliseren. Alleen de staat van de gepickte goederen wordt niet beïnvloed. De belangrijkste technologieën worden kort toegelicht.

2.6.1 Picklijst Dit is de meest primi eve vorm van picking. De operator krijgt een picklijst met verschillende orderlijnen. Elke lijn beschrij naast een ar kel steeds een pickloca e en -hoeveelheid. Aan de hand van deze lijst kan de operator het hele order afwerken. Het spreekt voor zich dat een operator met veel ervaring in het magazijn sneller en correcter zal werken dan een nieuwe operator. De ervaring zorgt er immers voor dat hij sneller zijn weg naar de verschillende pickloca es vindt en hij bovendien voeling hee met de verschillende ar kels. Hierdoor zullen minder foute ar kels gepickt worden. De picklijst hee als voordeel dat de operator na elke pickac e de orderlijn kan afvinken. Hierdoor verkleint de kans dat de operator twijfelt over het feit dat hij de pickac e reeds uitgevoerd hee of niet. Persoonlijk werd het gebruik van de picklijst reeds ervaren jdens een vakan ejob bij Districo te Gullegem.

2.6.2 Mobiele toestellen De operator gebruikt een mobiel toestel dat meestal via Radio-Frequency (RF) of Wireless Fidelity (Wi-Fi) communiceert met het WMS. Het bereik van Wi-Fi is echter beperkt, waardoor meerdere access points moeten voorzien worden. Daarom wordt tradi oneel gekozen voor RF-communica e. De terminals worden gevoed door ba erijen. Het opladen gebeurt door de terminal in een docking sta on te plaatsen. • Barcode scanner: Met dit toestel kan de barcode van de pickloca e of van de gepickte units ingelezen worden. Deze informa e dient als terugkoppeling naar het WMS. Op deze manier wordt de picking beves gd en kan het picken op een verkeerde loca e of het picken van een verkeerd ar kel gedetecteerd worden. Bij het gebruik van een barcode scanner is steeds een picklijst nodig om de nodige informa e omtrent het order ter beschikking te hebben. • Terminals: De func e van een terminal is tweeledig. Enerzijds ziet de operator de nodige informa e omtrent de te behandelen orderlijnen op het scherm van de terminal. Hierdoor kan hij zich naar de te picken loca e begeven en de gevraagde picking uitvoeren. Anderzijds kan dit toestel ook barcodes inlezen, zoals een barcode scanner. De terminals worden ingedeeld in twee groepen: de handheld terminals en de mounted

17

terminals. De handheld terminals worden in de handpalm vastgehouden of op een pistool gemonteerd. De mounted terminals kan vastgeklikt worden op een frame dat bijvoorbeeld op een he ruck gemonteerd is.

Figuur 2.15: Een op een pistool gemonteerde terminal die de operator informa e verscha

• Draagbare computers: De draagbare computers hebben dezelfde func e als de klassieke terminals. Alleen zijn bij draagbare computers de computer en de scanner apart uitgevoerd. Hierdoor kan de computer aan de riem van de operator vastgemaakt worden, terwijl de scanner met een riem aan de vingers of de pols van de operator vastgegespt kan worden. Op deze manier kan het inlezen van de barcodes vloeiender verlopen, terwijl het zwaarste gedeelte van het toestel nooit vastgehouden moet worden.

2.6.3 Pick-to-light Bij de toepassing van pick-to-light wordt elke pickloca e van een a en elamp voorzien. Wanneer de operator zich naar een nieuwe pickloca e moet begeven, wordt de a en elamp van die loca e ontstoken. Op deze manier wordt de aandacht van de operator onmiddellijk op de pickloca e geves gd. Hij moet de juiste loca e niet meer zoeken, wat de zoek jd van de operator elimineert (Figuur 2.2 p4). In het geval van meerdere rayons kunnen extra a en elampen per rayon gebruikt worden, zodat de operator weet in welke rayon de nieuwe pickloca e is. Bij pick-to-light wordt vermeden dat meerdere operatoren in dezelfde rayon werken. Prak sch zou het mogelijk zijn door de a en elampen in verschillende kleuren te laten oplichten, waarbij elke operator enkel mag picken wanneer hij een bepaald kleur ziet. Om verwarring te vermijden, wordt dit meestal niet toegepast. Een betere oplossing is om het magazijn in zones op te delen (paragraaf 2.5.3). In elke zone werkt dan telkens slechts één operator. Naast het lokken van de operator, hee de a en elamp nog een andere func e. Er moet immers ook feedback naar het WMS gestuurd worden, zodat de volgende lamp kan oplichten. Deze feedback gebeurt ofwel door een drukknop die ingedrukt wordt na het picken, ofwel door een sensor die het picken detecteert (Figuur 2.16). Pick-to-light wordt ook vaak gebruikt voor inline picking aan een assemblagelijn. De assemblage wordt in feite begeleid door de lampen: telkens een ar kel nodig is voor de assemblage, licht de lamp van die loca e op. Een implementa e van pick-to-light, zowel voor prepicken als inline picken, werd bezocht in Johnson Controls te Zelzate. Prepicken is het picken van goederen die gezamenlijk naar de produc e getransporteerd worden.

18

Figuur 2.16: Elke pickloca e is voorzien van een a en elamp met picksensor

Een variant op het klassieke pick-to-light concept heet pick-to-display. In plaats van a en elampen wordt per pickloca e een display voorzien (Figuur 2.17). Op deze display kan een bepaald getal getoond worden. Dit kan bijvoorbeeld de te picken hoeveelheid zijn. Naast de display is steeds een a en elamp en een beves gingsknop voorzien. Er kunnen ook extra knoppen op de display aanwezig zijn, om bijvoorbeeld stockbreuk te signaleren of om cycle coun ng te ac veren. Hierbij worden de aanwezige ar kels op elke loca e geteld en wordt met extra pijltjestoetsen de aanwezige hoeveelheid doorgegeven. In Agami Hama te We eren werd het magazijn, uitgerust met pick-to-display toestellen, bezocht.

Figuur 2.17: Pickface waarbij sommige pickloca es van een display voorzien zijn

2.6.4 Voice picking Bij voice picking, ook wel pick-by-voice genoemd, wordt de operator begeleid door spraakcommando's via een headset (Figuur 2.18). Alle instruc es worden op deze manier aan de operator meegegeven. Feedback gebeurt door middel van de microfoon van de headset. De headset is verbonden met een terminal aan de riem van de operator. De terminal communiceert via Wi-Fi of RF met het WMS. De terminal kan opgeladen worden in een docking sta on. Voordelig aan voice picking is dat de operator beide handen vrij hee om te picken en zich vervolgens volledig kan focussen op het uitvoeren van de picking. Voor een operator voice picking kan toepassen, moet hij eerst een training doorlopen. Dit betekent dat de operator verschillende commando's en antwoorden te horen krijgt en vervolgens moet herhalen. Wanneer de operator effec ef voice picking toepast, zal het systeem de geluidsopnamen van de training gebruiken. Enerzijds zal het systeem de geluidsopnamen gebruiken om de commando's aan de operator te laten horen. Anderzijds worden de antwoorden van de operator vergeleken met de geluidsopnamen van de training, om te weten te komen wat de operator precies bedoelt. Er zijn ook voice picking systemen waarbij geen training nodig is, maar dit wordt niet aangeraden. De training neemt slechts enkele entallen minuten in beslag en zorgt voor een betere performan e inzake herkenning van de antwoorden van de operator.

19

Figuur 2.18: Een operator uitgerust met een voice picking systeem

Bij voice picking wordt de operator stap voor stap begeleid door het bovenliggende systeem. Bij de start van een order krijgt hij te horen hoe hij de te picken goederen moet opslaan (bijvoorbeeld op een pallet of in een doos). Na het beves gen dat hij in het bezit is van bijvoorbeeld een pallet, krijgt hij te horen naar welke rayon hij zich moet begeven. De operator moet opnieuw beves gen wanneer hij de juiste rayon bereikt hee . Dit proces van commando en beves ging wordt con nu herhaald tot het order afgewerkt is. Indien de operator een commando niet goed begrepen hee , kan hij het systeem vragen om het commando te herhalen. Het verloop van het voice picken werd gevolgd in het magazijn van Aveve te Wilsele.

2.6.5 Pick-by-vision Bij pick-by-vision wordt een bril of een brilglas gebruikt om informa e aan de operator mee te geven. De bril is gekoppeld aan een draagbare computer. Deze computer zorgt voor de communica e met het bovenliggende systeem en voor de interac e met de operator, zoals het beves gen dat de picking is gebeurd. Pick-by-vision is gebaseerd op Augmented Reality (AR). Deze technologie voegt real- me computergestuurde beelden aan reële beelden toe. Er bestaan twee varianten: • De informa e omtrent de uit te voeren picking, zoals de pickloca e en -hoeveelheid, worden rechtstreeks in de bril, meerbepaald de Head-Up Display (HUD), van de operator geprojecteerd. De posi e van de informa e wordt niet aangepast aan de kijkrich ng van de bril. De informa e wordt meestal sta sch aan de zijkant van het gezichtsveld van de operator weergegeven. Het voordeel van deze techniek is dat de picker zonder extra inspanning steeds de nodige informa e kan zien. Op deze manier hoe de operator zijn blik nooit af te richten van de pickloca e, wat bij het gebruik van een terminal of picklijst wel het geval kan zijn. Om deze reden is het gebruik van een HUD reeds sterk aanwezig in de militaire luchtvaart (Figuur 2.19). • De geprojecteerde informa e is a ankelijk van de posi e van het hoofd. Op deze manier kan de pickloca e aangewezen worden door middel van een pijl of een tunnel van cirkels. Op figuur 2.20 is te zien wat de operator precies door een pick-by-vision monocle ziet.

20

Figuur 2.19: Het gebruik van een HUD in de luchtvaart

Figuur 2.20: De pickloca e wordt aangewezen door het einde van de tunnel

De technologie van pick-by-vision staat voorlopig nog in de kinderschoenen. Een vergelijkende studie met andere technologieën zou duidelijkheid kunnen scheppen over de toekomst van dit systeem bij het picken.

2.6.6 Vergelijking technologieën In deze paragraaf worden de ondersteunende technologieën bij manuele picking vergeleken. Opvolging Het gebruik van een picklijst is goedkoop en eenvoudig. Toch wordt er meer en meer voor gekozen om de operator te begeleiden met andere technologieën. Deze hebben als doel ervoor te zorgen dat de picker efficiënter kan werken. Een bijkomend voordeel van deze methoden is dat de ac es van de operator gelogd kunnen worden. Bij voice picking worden alle spraakberichten tussen het systeem en de operator gelogd. Het indrukken van de bevesgingsknop bij pick-to-light of het doorbreken van de infraroodsensor bij de handdetec e kan ook geregistreerd worden, enzovoort. Door dit te doen, kan de opvolging van het picken veel grondiger gebeuren. Het volledige proces kan in kaart gebracht worden en eventuele bo lenecks kunnen aan het licht komen. Ook persoonlijke stas eken van individuele operatoren kunnen opgemaakt worden. Op deze manier kunnen beslissingen genomen worden inzake personeelsmanagement of extra trainingen. Pickfouten Tijdens de manuele picking zijn fouten onvermijdbaar. Toch moet er gestreefd worden naar de minimalisa e ervan, daar fouten resulteren in ontevreden klanten, grotere kosten, foute voorraad, etc. De soorten fouten bij manuele picking met een picklijst worden weergegeven in tabel 2.1 [18]. Tevens zijn percentages opgegeven van hoe vaak ze voorkomen. De fout die het vaakst voorkomt is het niet picken van een ar kel, terwijl het wel aanwezig is in het magazijn. Dit kan veroorzaakt worden door het niet real- me updaten van het voorraadbeheer of doordat

21

de operator niet correct handelt. Een andere oorzaak is het slecht beheer van het WMS, waarbij ar kels op een andere loca e dan de geregistreerde loca e gestockeerd zijn. Een tweede type fout is het picken van een verkeerd ar kel. Dit kan opnieuw veroorzaakt worden door enerzijds de operator en anderzijds het bovenliggend systeem. Het picken van de verkeerde hoeveelheid is het derde type fout. Opnieuw kan de fout door het WMS veroorzaakt worden, als er een verkeerde pickhoeveelheid opgegeven wordt. De operator kan ook in de fout gaan. Hij kan de hoeveelheid verkeerd aflezen en verder een correct aantal picken of hij kan de hoeveelheid juist aflezen en zelf verkeerd picken [18]. Tabel 2.1: Pickfouten bij picken met een picklijst

Soort fout Ar kel niet gepickt Verkeerd ar kel Verkeerde hoeveelheid

Percentage voorkomen [%] 45 30 25

Tabel 2.2 gee een overzicht van de gemiddelde foutpercentages bij manuele picking voor elke ondersteunende technologie [8]. Tabel 2.2: Gemiddeld foutpercentage per ondersteunende technologie

Technologie Voice picking Picklijst Barcode Pick-to-light Mobiele terminal Mobiele terminal + barcode

Gemiddeld foutpercentage [%] 0.08 0.35 0.37 0.40 0.46 0.94

Er kan geconcludeerd worden dat de soort ondersteuning weinig invloed hee op het gemiddeld aantal fouten bij de picking. Dit kan verklaard worden doordat de menselijke tussenkomst bij het picken niet geëlimineerd wordt. Pickfouten blijven bijgevolg a ankelijk van de kunde en ople endheid van de operator [8]. Er is slechts één technologie die opmerkelijk beter scoort dan de andere, namelijk het voice picken. Dit is verklaarbaar doordat het voice picken een aaneenschakeling van opdrachten en antwoorden is. De operator wordt stap voor stap naar de loca e geleid, zonder te weten wat de volgende stap is: Eerst krijgt hij te horen naar welke rayon hij zich moet begeven. Wanneer hij zich aan deze rayon bevindt, herhaalt hij bijvoorbeeld een code die vooraan op elke rayon beves gd is. Aangezien elke rayon een unieke, random code hee , merkt het systeem automa sch op indien de picker zich voor de verkeerde rayon bevindt. Een fout, veroorzaakt door het picken in een verkeerde rayon, is dus vrijwel uitgesloten. Bij een correcte beves ging van het rayonnummer antwoordt het systeem met de loca e van de te picken goederen. Na de beves ging van de operator, laat het systeem de operator weten hoeveel units gepickt moeten worden, etc. Deze manier van werken zorgt ervoor dat de operator enkel op de hoogte is van de informa e die hij op dat moment moet weten om zijn taak correct uit te voeren. Hierdoor kan hij zich focussen op de net gehoorde informa e en wordt hij niet verward door informa e die op dat ogenblik niet van belang is. Onderzoek In een recent kleinschalig onderzoek door universiteiten uit Duitsland en de Verenigde Staten werden enkele technologieën vergeleken [19]: Pick-by-vision (met een HUD), voice picking en picken aan de hand van twee verschillende picklijsten. De éne picklijst is een klassieke picklijst (tekstgebaseerd), de andere is een grafische, waarop de te picken aantallen op een a eelding van de pickface aangeduid zijn. De HUD toont geen tunnel die de operator

22

naar de juiste loca e leidt, maar wel een 2D-beeld van de pickface, net zoals de grafische picklijst. Aan het onderzoek namen twaalf deelnemers deel, die eerst een korte training kregen voor het gebruik van elke technologie. Per technologie werden telkens drie orders gepickt. Elk order bestond uit het picken van 1 item op drie loca es en het picken van twee items op een vierde loca e. De gepickte ar kels moeten per order in een doos geplaatst worden. De gemiddelde jd om de drie orders af te werken wordt weergegeven in figuur 2.21.

Figuur 2.21: De gemiddelde jd om één order af te werken jdens het onderzoek

Het gebruik van een HUD zorgt voor de beste resultaten qua snelheid van het afwerken van een order. Daarna volgen de twee varianten van de picklijst. De grafische manier is hierbij de snelste, al is dit soort picklijst niet geschikt voor het effec ef gebruik in het warehouse. Het zou immers onlogisch zijn om voor elk order de pickface van alle rayons af te drukken. In het onderzoek worden ook de pickfouten per technologie uitgezet. Ook hier scoort de HUD het best, terwijl bij het gebruik van de picklijsten de meeste fouten gemaakt worden. Naast de objec eve resultaten zijn ook subjec eve resultaten bekomen door de deelnemers een vragenlijst te laten invullen na het uitvoeren van de picking. Er werd de deelnemers gevraagd een score van 1 tot 5 te geven aan vijf parameters, waarbij 1 de hoogste score is (Tabel 2.3). Tabel 2.3: Persoonlijke bevindingen van de deelnemers (de hoogste score is 1)

Parameter Algemeen Training Comfort Snelheid Nauwkeurigheid

Vision

Voice

Lijst (grafisch)

Lijst (tekst)

1 2.5 1 1 2

2 2.5 2 3 2

2.5 2 3 2 3

4 4 4 4 4

Meteen springen de slechte resultaten van de klassieke picklijst in het oog, terwijl de quota es voor pick-by-vision globaal zeer goed zijn. Deze resultaten moeten echter met een korrel zout genomen worden. Het onderzoek is gebeurd in een kleine ruimte en in een beperkt jdsbestek. Hierdoor kan het comfort van een HUD moeilijk correct gewaardeerd worden. Vermoedelijk waren de deelnemers ook onder de indruk van deze futuris sche technologie en hebben ze bijgevolg betere quota es gegeven. Conclusie Rond de vergelijking van de presta es van ondersteunende technologieën bij picking bestaat slechts weinig literatuur. Slechts twee bronnen werden hieromtrent gevonden en geanalyseerd. In beide gevallen betre het

23

kleinschalige onderzoeken, waarbij sommige resultaten op het eerste zicht niet representa ef lijken. Deze masterproef speelt hierop in door een opstelling te bouwen waar na verloop van jd alle gangbare ondersteunende technologieën gebruikt zullen kunnen worden. Door middel van uitgebreide pickscenario's kunnen dan meer accurate conclusies genomen worden. Deze masterproef omvat echter enkel pick-to-light varianten.

2.7 RFID RFID is een manier van dataoverdracht door middel van magne sche of elektromechanische velden die radiogolven opwekken. De data wordt opgeslagen op een elektronische datadrager, de tag [20]. Deze tag wordt meestal op een product of een levend wezen beves gd, zodat de drager van de tag geïden ficeerd kan worden. Er bestaan zowel ac eve, semi-ac eve/semi-passieve en passieve tags. Ac eve tags maken gebruik van een ba erij om data te zenden en zenden hun data vaak zonder een aanvraag van een reader. Semi-ac eve/semi-passieve tags hebben ook een ba erij, maar sturen enkel data wanneer de tag gevraagd wordt om data te versturen. Een tag zonder een ba erij, is een passieve tag. Deze gebruikt de energie van het elektromagne sch veld van de reader om data te versturen. Het is de bedoeling om in de toekomst gebruik te maken van tags als producten in de magazijnbakken. De gepickte producten kunnen dan ingelezen worden ter evalua e van de picking. De radiogolven om data over te dragen zijn beschikbaar op vier frequen ebanden: • Low frequency: 125 - 134 kHz • High frequency: 13.56 MHz • Ultrahigh frequency: 868 MHz • Microwave: 2.45 GHz De frequen ekeuze is a ankelijk van de situa e waarin RFID geïmplementeerd moet worden. De omgevingsfactoren zijn van belang, net als de gewenste performan es zoals de leessnelheid en -afstand. RFID hee drie grote voordelen tegenover andere iden fica esystemen zoals barcodes of magneetstrips. Ten eerste kan dataoverdracht gebeuren zonder contact met de datadrager. Het tweede voordeel bouwt hierop verder: er is geen sprake van een 'line of sight', de tag hoe zich niet op één lijn met de reader te bevinden. De mogelijkheid om meerdere tags in één leescyclus uit te lezen is een derde grote voordeel. RFID kent echter ook enkele nadelen. Bij de iden fica e van bijvoorbeeld goederen in de supermarkt, worden klassieke barcodes gebruikt. Wanneer hier RFID tags ingevoerd worden, zal de kost van de tag meegerekend worden in de aankoopkost van de producten. De tag, die verwerkt kan worden in de verpakking, wordt immers mee verkocht aan de klant. De verpakking, inclusief de tag, komen na verloop van jd in het afvalcircuit terecht. Dit zorgt voor een nega eve impact op het milieu. Een mogelijk nog groter nadeel betre de privacy. Momenteel worden enkel dieren voorzien van een tag, maar wat als werknemers con nu gevolgd worden met een verborgen tag in hun beroepskledij? Of wat als alle tags binnen een huis ingelezen kunnen worden, waardoor alle producten die van een tag voorzien zijn gedetecteerd worden?

24

2.8 MES Een produc ebedrijf bestaat uit verschillende afdelingen die elk hun func onaliteit uitvoeren. De meest actuele defini e van het Computer Integrated Manufacturing (CIM) concept beschrij de integra e van alle func onele afdelingen van het bedrijf. Concreet gee de CIM piramide de gelaagde structuur binnen een produc ebedrijf, van het administra ef/management niveau (bovenaan) tot het produc eniveau (onderaan), weer [21]. De CIM piramide bestaat uit drie niveaus (Figuur 2.22). De masterproef concentreert zich op de integra e van een bestaand MES in de opstelling.

Figuur 2.22: De CIM piramide beschrij de automa seringsniveau's binnen een produc ebedrijf

• Business management niveau Dit is het bovenste niveau en houdt zich voornamelijk bezig met commerciële ac viteiten: inkoop, marke ng, financiën, human resources, etc. Op dit niveau wordt een planning opgemaakt op lange termijn (weken, maanden, jaren). Deze planning wordt opgemaakt aan de hand van informa e (actuele voorraden, produc ecapaciteiten) vanuit het produc e management niveau. Andersom wordt de planning van het business management niveau doorgestuurd naar het produc e management niveau, zodat daar een gedetailleerde produc eplanning gemaakt kan worden [21]. In de kantooromgeving wordt meestal een ERP gebruikt als administra eve so ware. Een ERP systeem automa seert alle administra eve ac viteiten van het business management niveau. Om alle bedrijfsgegevens op te slaan, wordt meestal een database gebruikt. Andere so warepakke en op dit niveau zijn Customer Rela onship Management (CRM), Product Lifecycle Management (PLM) en Supply Chain Management (SCM). • Produc e management niveau Dit niveau verzorgt de koppeling tussen het business management niveau en de onderste laag, het produc e controle niveau. Een hoofdfunc onaliteit van dit niveau is het opstellen van een gedetailleerde produc eplanning, op basis van de langetermijnplanning van het business management niveau. De gedetailleerde planning houdt rekening met de beschikbare produc emiddelen, het beschikbare personeel, etc. Het produc e management niveau staat ook in voor het beheer van alle middelen inzake kwaliteit, onderhoud, produc e, voorraad, etc. So ware op produc e management niveau dient ter besturing en ondersteuning van de produc e. Er bestaat een grote diversiteit aan so ware op produc e management niveau. Wat volgt is een korte beschrijving van de meest gebruikte applica es. Het eerste systeem is het MES. Een MES vormt de link tussen het bussiness management niveau (ERP) en het produc e controle niveau. Het systeem staat in voor het management van de produc e om de efficiën e

25

en de transparan e ervan op te krikken. Een MES stuurt de produc e aan door bepaalde informa e aan de produc emiddelen te verstrekken. Deze informa e bepaalt waar (welke machine), wanneer, hoeveel, hoe (recept, instellingen) en wat (welk product) geproduceerd moet worden. Een MES is ook verantwoordelijk voor het opmaken van een gedetailleerde produc eplanning en voor datacapta e. Aan de hand van deze data kunnen bijgevolg analyses uitgevoerd worden. Een ander systeem dat kort aangehaald wordt, is het Laboraty Informa on Management System (LIMS). Dit systeem staat in voor het beheer van alle ac viteiten en middelen binnen een laboratorium. Een LIMS automa seert de processen en func es binnen een laboratorium, zoals het nemen van stalen voor kwaliteitscontrole. Een WMS beheert het management van alle logis eke processen. Dit betekent onder andere het op maal gebruik van magazijnruimte, het bijhouden van stockniveau's en de aansturing van automa sche magazijnen. Een vierde systeem, het Logis cs Execu on System (LES), vormt de link tussen het MES en het WMS: het verzorgt de uitvoering en het beheer van de logis eke processen. Het MES staat in voor de produc e, het LES transporteert de goederen en het WMS beheert het magazijn waarin de goederen gestockeerd worden. Het Maintenance Management System (MMS) is verantwoordelijk voor het beheer van alle onderhoudsac viteiten, zoals het plannen van onderhoudstaken en het bijhouden van de draai jden van machines (voor onderhoudsdoeleinden). • Produc e controle niveau De onderste laag van de CIM piramide beheert de aansturing van de produc eprocessen. De laag kan opgesplitst worden in drie subniveau's: – Sensor / Actor De onderste laag van het produc e controle niveau (en tevens van de CIM piramide) omvat alle sensoren en actoren. Dit beslaat dus alle Input/Output (I/O)-signalen van de produc e. Een sensor stuurt inputsignalen naar het controlesysteem, terwijl een actor een outputsignaal omzet in een ac e. – PLC / Distributed Control System (DCS) De I/O-signalen worden bestuurd door middel van controle systemen. Voorbeelden van controle systemen zijn een PLC, een Industrial Personal Computer (iPC) en een DCS. De communica e met de sensoren en actoren kan gebeuren via klassieke signaaldraad of door middel van veldbussen (om de totale kabellengte te minimaliseren). – Supervisory Control And Data Acquisi on (SCADA) Dit is de bovenste laag van het produc e controle niveau. Een SCADA-systeem staat onder andere in voor het zichtbaar maken van gegevens aan een operator (aan de hand van een Human Machine Interface (HMI)), het beïnvloeden van controle systemen, de verwerking van meetgegevens, alarmering, etc. In de CIM piramide is de ver cale posi e bepalend voor enkele eigenschappen [21]: • Tijdsconstante: Hoe hoger in de piramide, hoe groter de jdsconstante. Het managementniveau bekijkt de situa e's vooral op lange termijn, terwijl de operatoren op produc eniveau enkel informa e op korte termijn nodig hebben. • Reac esnelheid: Hoe lager in de piramide, hoe sneller de reac e. Het binnen nemen van I/O-signalen gebeurt real- me, terwijl het leveren van data aan het managementniveau bijvoorbeeld dagelijks kan gebeuren [22]. • Hoeveelheid informa e: Hoe hoger in de piramide, hoe groter de hoeveelheid te verwerken data. Het management dient op een overzichtelijke wijze over grote hoeveelheden data te beschikken. Deze data zijn immers noodzakelijk om beslissingen te nemen op managementniveau. Op de produc evloer zijn telkens kleine hoeveelheden data nodig, net genoeg opdat de operator zijn taak naar behoren kan uitvoeren. Meer informa e is voor de operator overbodig en kan alleen voor vertraging in de uitvoering zorgen [21].

26

3

Hardware

3.1 Magazijnbakken Grote hoeveelheden van kleine ar kels worden klassiek in magazijnbakken gestockeerd, als er telkens maar kleine hoeveelheden gepickt moeten worden. Aangezien de afme ngen van de demo-applica e beperkt zijn en het aantal te stockeren goederen miniem is, dienen de magazijnbakken in verhouding te zijn. De productkeuze is vooral gebaseerd op de beschikbare afme ngen van de fabrikanten. Voor deze applica e is het wenselijk dat er bijvoorbeeld twee verschillende bakken zijn, waarbij in vooraanzicht de breedte verschilt, maar de lengte (= diepte) en de hoogte gelijk zijn. Het verschil in breedte kan later misschien van belang zijn bij het al dan niet detecteren van een hand jdens de pickac e. Er is uiteindelijk gekozen voor de volgende polystyrol bakken van KAISER+KRAFT [23]: • l x b x h = 234 x 147 x 129 mm • l x b x h = 234 x 218 x 129 mm Een doorsnee magazijnbak wordt weergegeven in figuur 3.1. De pickface van de opstelling bestaat uit 84 dergelijke magazijnbakken.

Figuur 3.1: Eén van de 84 magazijnbakken waarin de te picken producten gestockeerd zijn

3.2 Frame De magazijnbakken en de sturing van de opstelling komen in een framework terecht. Hiervoor bestaan twee oplossingen: ofwel een fragiel voorgefabriceerd magazijnrek met een aparte stuurkast (van bijvoorbeeld Ri al), ofwel een zelf samengesteld geheel waarin zowel de magazijnbakken als de sturing ingebouwd worden. Aangezien de applica e transporteerbaar en bijgevolg voldoende robuust moet zijn, is gekozen voor de tweede oplossing. Aan de hand van standaard Item-componenten, geleverd door PEC, is een opstelling getekend die aan alle eisen voldoet. • De totale opstelling hee de volgende afme ngen: l x b x h = 3000 x 820 x 1950 mm. De opstelling is voldoende breed zodat deze niet gemakkelijk kan omkantelen. Een deuropening is standaard 2 meter of hoger, waardoor de opstelling al jd door een deuropening kan, indien er genoeg ruimte is om de opstelling te draaien. In de deur is een uitsparing voorzien voor een scherm. In de achterzijde van de deur (bovenaan) is een magneet geplaatst die aangetrokken wordt door een aanslagplaatje. Wanneer de deur dicht is, is ze dus ook lichtjes vergrendeld. De totale lengte beslaat zowel de pickface als de stuurkast. • Met de voorheen gekozen magazijnbakken is er plaats voor 84 pickloca es. Dit is voldoende om een pickface voor demonstra edoeleinden te creëren.

27

• Er zijn zes wielen voorzien, waardoor transport geen probleem is. De twee wielen in het midden vermijden eventuele doorbuiging van het framework. • In de stuurkast is een valse wand voorzien. Op de wand zijn twee Deutsches Ins tut für Normung (DIN) rails gemonteerd waarop alle toestellen van de sturing opgehangen worden. De bekabeling kan hierdoor op een ne e manier gebeuren. • Vooraan de pickface is ruimte voorzien om pick-to-light en pick-to-display te kunnen integreren. • Tijdens transport kan de pickface afgesloten worden met behulp van twee uitneembare rasters, die vastgemaakt worden door gebruik te maken van een safety umbraco. Het ontwerp van de structuur van de opstelling werd meerdere malen aangepast om verschillende redenen. De wensen van de opstelling waren niet meteen volledig duidelijk, de productkeuze lag nog niet vast waardoor de montage en kablage steeds veranderde. Om de draagkracht en doorbuiging van de opstelling in te scha en, werd beroep gedaan op de exper se van PEC, de leverancier van de Item producten (frames, wielen, etc.). De uiteindelijke opstelling wordt in perspec ef weergegeven in figuur 3.2. Het ontwerp werd telkens getekend in het CAD-programma Siemens NX. De gebruikte item producten werden als .stp-file gedownload van hun website [24]. Ook onderdelen zoals het Beckhoff scherm werden op deze manier in de tekening geladen. De pick-to-light en pick-to-display toestellen werden zelf gemodelleerd op basis van de technische tekeningen uit de datasheets. Het linkergedeelte van de opstelling, de pickface, kan afgeschermd worden door middel van twee rasters. Op de figuur is slechts éé raster weergegeven. Het rechtergedeelte herbergt de sturing van de opstelling. Er werd gekozen om het bewerken van de frames te laten uitvoeren door PEC. Dit betekent dat de frames op maat gezaagd werden en er boringen voorzien werden waar nodig. Ook de bepla ng werd op maat gemaakt. Het monteren van de opstelling werd zelf uitgevoerd.

Figuur 3.2: Het frame van de demo applica e.

3.3 HMI De interac e met de gebruiker gebeurt door middel van een touch panel. Dit is een klassiek extern scherm met touch func e, zonder enige ingebouwde intelligen e. Aangezien het HMI in de deur ingebouwd wordt, is een goedkoop scherm van bijvoorbeeld Iiyama geen op e. Er is uiteindelijk gekozen voor een 19 inch touch panel van Beckhoff CP6903-0001-0000, zonder toetsen. Het beeldsignaal wordt aangebracht via Digital Visual Interface (DVI), terwijl de touchfunc e data teruglevert naar de embedded pc via Universal Serial Bus (USB). De datasheet is bijgevoegd in bijlage N.

28

3.4 Pick-to-light 3.4.1 K50 Het K50-model van Banner is een pick-to-light toestel. In een opslagruimte wordt elke pickloca e voorzien van een K50. De K50 biedt twee func onaliteiten. Enerzijds is er een bolvormige lamp, anderzijds een drukknop of infraroodsensor (IR). Via de PLC kan de lamp ingeschakeld worden, waardoor deze oplicht. Hiermee wordt de te picken loca e aangeduid. De lamp hee een diameter van 5 cm waardoor het oplichten vanop geruime afstand meteen opgemerkt wordt. De lamp zelf is uitgevoerd in een doorschijnende plas c, waardoor meerdere kleuren kunnen gekozen worden. De K50 kan zowel één-, twee- als driekleurig uitgevoerd worden. Er is al jd één kleur nodig om aan te geven waar er gepickt moet worden, in dit geval groen. Een tweede kleur, rood, gee aan dat de sensor iets detecteert of de drukknop ingeduwd wordt. In het geval dat er niet gepickt hoe te worden op een loca e en de bijbehorende K50 toch iets detecteert, licht de lamp kortstondig rood op. Als er wel gepickt moet worden, is de lamp groen. Indien de pickhandeling opgemerkt of beves gd wordt, flitst de lamp rood. Een derde kleur wordt gebruikt om een verschil te maken in de twee voorgaande situa es van het tweede kleur. Als de sensor of knop geac veerd wordt, brandt de lamp geel als er effec ef gepickt moest worden. Indien er op een foute loca e gepickt wordt, brandt de lamp rood. De infraroodsensor of drukknop, gemonteerd op de top van de lamp, worden gebruikt om een pickac e te beves gen. Deze beves ging gebeurt door het onderbreken van de infraroodstraal of door het indrukken van de knop op de lamp. Indien er meerdere onderdelen op dezelfde loca e gepickt moeten worden, kan er gekozen worden dat er per onderdeel gedrukt wordt of slechts één maal voor alle onderdelen op die loca e. Klassiek wordt gekozen voor het eerstgenoemde principe, waarbij de lamp blij branden zolang er op die loca e producten gepickt moeten worden. De infraroodstraal daarentegen wordt per handbeweging onderbroken. De keuze tussen beide systemen wordt beslist door het gebruiksgemak. Het indrukken van de knop vergt een extra beweging naar de K50, terwijl het doorbreken van de infraroodstraal bij een vloeiende pickbeweging automa sch gebeurt. Beide versies zijn afgebeeld op figuur 3.3.

Figuur 3.3: Links de K50 met IR-sensor, rechts de K50 met drukknop

De infraroodstraal kan retroreflec ef of met een vaste range werken. Bij de retroreflec eve toepassing wordt de detec estraal met een reflector teruggekaatst. Hiermee kunnen afstanden tot 2 m gecontroleerd worden. De andere methode werkt zonder reflector. De detec estraal hee dan een range van 5 of 10 cm. Het gebruik van de reflec emethode wordt vermeden, aangezien daarbij een extra reflector nodig is en deze voldoende nauwkeurig opgesteld moet worden. Een range van 10 cm is voor onze toepassing ook voldoende. Aangezien de K50 enkele cen mer boven de pickcontainer hangt én de straal de hoogte van de pickopening in de container moet controleren, is de range van 10 cm aangewezen. De K50 wordt voor de pickcontainer opgehangen, zodat de sensor nooit de container zelf kan detecteren. Een K50 kan zowel boven, naast als onder de pickloca e opgesteld worden. Aangezien reeds gekozen is om de pick-to-light displays boven hun respec evelijke loca e te hangen, worden ook de K50 toestellen boven de pickcontainers gemonteerd. De montage gebeurt in de onderkant van de kabelgoot van de pick-to-light displays, zodat de kabels netjes weggeborgen zijn. Zoals elke sensor kan er gekozen worden tussen een PNP of een NPN model. In Europa wordt enkel met PNP gewerkt. De K50 wordt gevoed via 24 V, met de bruine(+) en blauwe aanslui ng(-). De PLC aanslui ng kan gebeuren via een 4-polige M12-connector of via de vier draden apart (voeding, massa, digitale ingang en digitale uitgang), zoals weergegeven wordt op figuur 3.4. De datasheet is bijgevoegd in bijlage H.

29

Figuur 3.4: Aansluitschema pick-to-light toestel K50

1. Bruin = +24 V (Ingangskaart) 2. Wit = OUT (DO) = True = De lamp licht groen op wanneer hij niets detecteert = Op deze loca e: picken = False = De lamp licht niet op wanneer hij niets detecteert = Op deze loca e: niet picken 3. Blauw = 0 V (Uitgangskaart) 4. Zwart = IN (DI) = Gee True als de sensor iets detecteert = Gee False als de sensor niets detecteert 5. Niet van toepassing

3.4.2 Verifica on op cal Touch Bu on (VTB) Een VTB is een pick-to-light toestel dat sterk lijkt op de K50. De VTB wordt weergegeven in figuur 3.5. Naast de vormgeving verschilt ook de manier van feedback naar de PLC. De pickbeves ging wordt gegeven wanneer een vinger zich in de aanraakzone van de VTB bevindt. Dit principe lijkt sterk op de K50 met infrarood straal, alleen is de zone van de VTB veel kleiner. De operator dient zijn vinger tussen de twee rechtopstaande zijden van de VTB te leggen. Deze zone wordt gecontroleerd via een infrarood straal. Het voordeel van de VTB is dat er geen fysieke druk dient uitgeoefend te worden door de operator. De VTB hee naast een aanraakzone ook een doorschijnende plas c basis. Deze kan net als de K50 oplichten in een kleur naar keuze. Klassiek kan er gekozen worden tussen een één- en een tweekleurige VTB. De eerste kleur dient als a en elicht. Een tweede kleur kan gebruikt worden in situa es waarbij twee operatoren tegelijk in dezelfde pickface werken. De datasheet is bijgevoegd in bijlage I.

Figuur 3.5: De VTB, een pick-to-light toestel

3.4.3 Implementa e K50 en VTB De opstelling telt twaalf K50's en zeven VTBs. Zoals reeds aangehaald werd, gebeurt de aanslui ng van een K50 iden ek als bij een VTB. Een 4-aderige signaaldraad zorgt voor de voeding en het in- en outputsignaal. De K50 toestellen zijn aangekocht met een mannelijke pigtail aanslui ng, een 4-pin M12 connector zoals weergegeven op figuur 3.6. De VTB's zijn aangekocht zonder pigtail connector, wat nochtans wel de bedoeling was. Daarom werden zeven extra connectoren aangekocht om eenzelfde manier van kableren als bij de K50's te verkrijgen.

30

Deze M12 connector wordt verbonden met een andere kabel, waarvan de lengte gekozen kan worden, om de verbinding met de I/O-kaarten van de PLC te maken. De connec e van de andere kabel met de pigtail gebeurt aan de hand van een tussenstuk, een vrouwelijke pigtail aanslui ng. In bijlage E staat de gedetailleerde informa e van de kablage van de K50's en VTB's.

Figuur 3.6: 4-pin M12 connector om de VTB en K50 aan te sluiten

Voor de magazijnbakken zijn aluminium kabelgoten opgehangen, waar displays op gemonteerd worden (Paragraaf 3.4.4). In de onderzijde van deze kabelgoten zijn gaten geboord waarin telkens een K50 of VTB gemonteerd is, geborgen door middel van een moer. De communica e van de K50's en VTB's gebeurt apart per unit. Hierdoor is een bussysteem niet aan de orde. Per toestel wordt een kabel naar rechts geleid tot het einde van de aluminium kabelgoten. Daar worden ze door een sleuf in het frame naar klassieke plas c kabelgoten geleid. Deze kabelgoten brengen de kabels naar de achterkant van de tussenwand van het stuurgedeelte. De kablage wordt via boringen naar de voorzijde van de tussenwand gebracht. Daar worden de kabels gestript en wordt iedere signaaldraad apart geconnecteerd. De rack met I/O-kaarten is afwisselend input en output, omdat een K50 of VTB telkens één ingang en één uitgang hee . De 24 V voeding komt van een ingangskaart, de 0 V van een uitgangskaart. Op de combina e van één ingangskaart en één uitgangskaart kunnen bijgevolg vier toestellen netjes bekabeld worden, zowel de I/O als de voeding. De aansturing wordt weergegeven in figuur 3.7.

Figuur 3.7: Aansturing K50's en VTB's

De intelligen e van het systeem is geprogrammeerd in .NET, terwijl de aansturing van de I/O in TwinCAT 3 gebeurt. De Jaeger Automa on hee de so ware van een project met K50's ter beschikking gesteld. Het wordt gebruikt als MES bij één van hun klanten en is nu geïntegreerd in de demo opstelling. Hiervoor zijn een reeks aanpassingen

31

gebeurd, daar de so ware niet op maat gemaakt is van de demo opstelling. Ook de aansturing van de VTB's en displays is toegevoegd aan het MES.

3.4.4 Pick-to-display: Microsyst Bij pick-to-display is elke pickloca e van een display voorzien. Tijdens het picken wordt de te picken hoeveelheid op de display weergegeven. Het beves gen van de picking gebeurt door een knop in te drukken. Op het toestel is ook steeds een lampje voorzien dat fungeert als a en elamp. Het toestel dat in de opstelling verwerkt wordt, is de R/G223 van Microsyst (Figuur 3.8). Dit toestel bestaat uit een display, een a en elampje, een drukknop en twee pijltjestoetsen. Naast het begeleiden van de picking kan de display ook dienst doen bij cycle coun ng. Hiervoor moet de beves gingsknop drie seconden ingedrukt worden. Tijdens het cycle counten worden per loca e alle aanwezige eenheden geteld. Eens de effec eve hoeveelheid van een ar kel gekend is, wordt dit aantal met de pijltjestoetsen ingegeven. Het beves gen gebeurt met de beves gingsknop. De pijltjestoetsen kunnen ook gebruikt worden jdens het picken, om aan te geven dat er een andere hoeveelheid dan de gevraagde hoeveelheid gepickt werd. De datasheet is bijgevoegd in bijlage K.

Figuur 3.8: De R/G223 display gee de te picken hoeveelheid weer

Naast de R/G223 displays worden ook R/G11 toestellen geïntegreerd (Bijlage J). Dit zijn echter geen pick-to-light displays daar ze geen display hebben. De werking en aansturing gebeurt echter iden ek als bij de R/G223. Alle toestellen worden op een flatcable, de veldbus volgens RS 485, geklikt. Via deze veldbus kan het bovenliggende systeem communiceren met de toestellen. De voeding gebeurt apart met 12 V. De RS485-standaard definieert een seriële elektrische interface voor datatransmissie tussen verbonden toestellen. De verbinding gebeurt via een twisted-pair kabel. In het geval van een tweeaderige kabel betekent dit dat de twee aders rond elkaar gewonden zijn, ter elimina e van elektromagne sche interferen e. Bij een kabel met meer dan twee aders, zijn telkens getwiste paren gevormd. Deze paren zijn ten slo e nogmaals samen getwist. De interface van RS485 is de meest gebruikte bij industriële netwerken. Klassiek worden twee kabels gebruikt. Ac eve deelnemers op de bus kunnen een spanningsverschil tussen de twee draden opwekken, tussen de 1,5 en 5 V. De polariteit van de kabels bepaalt de status van de verzonden bit: het posi ef maken van de éne draad ten opzichte van de andere resulteert in het versturen van een logische '0' en vice versa. Een weergave van het gebruik van RS485 is te vinden in figuur 3.9 [22].

32

Figuur 3.9: De communica e met de displays verloopt via RS485

Deelnemers bekijken al jd het verschil in spanning tussen de twee draden, aangezien RS485 volgens het differeneel principe werkt. In het geval van interferen e worden beide draden meestal gelijkaardig beïnvloed (Figuur 3.10). Dit betekent dat op elke draad bijvoorbeeld +2 V gesuperponeerd wordt. Aangezien elke deelnemer kijkt naar het spanningsverschil, blij de waarde van de bit onveranderd [22].

Figuur 3.10: Interferen e beïnvloedt data via RS485 niet

3.4.5 Implementa e displays De opstelling is voorzien van twaalf R/G11 en twaalf R/G223 displays. De controller, de CX5010, is via Ethernet verbonden met een gateway, die de vertaalslag naar de seriële RS485 communica e doet (Figuur 3.11). Op deze bus zijn alle Microsyst toestellen geklikt. De gateway doet dienst als master op de bus.

Figuur 3.11: De communica e tussen de controller en de displays gebeurt via een gateway

Naast RS485 kan de gateway ook gebruikt worden voor andere seriële communica e zoals RS232 en RS422. Om de gateway in te stellen op een bepaalde communica estandaard, zijn twee DIP switches voorzien op de voorzijde van de gateway. Figuur 3.12 gee de instelling van de eerste twee DIP switches weer voor RS485. Dip switch 3 schakelaar 2 staat geschakeld op 'OFF', dit betekent dat er maximaal 64 in plaats van 128 toestellen op de bus

33

zi en. Op deze manier wordt de duty cycle gehalveerd naar 100 ms. Het verloop van de configura e van de gateway staat uitgelegd in bijlage F.

Figuur 3.12: De RS485 instelling van de DIP switches op de gateway

Voor de verbinding via RS485 aan de gateway is een mannelijke 9-polige SUB-D connector nodig. Aan de andere kant is geen connector nodig, aangezien het uiteinde verbonden wordt met een print waar de 10-polige flatcable start. De kabel wordt gewoon gestript en de nodige draden worden verbonden op de print. De gebruikte kabel van de gateway naar deze print is een MPI kabel, aangezien MPI ook RS485 is. RS485 verstuurt data via het verschil tussen twee spanningsniveau's: TxD-/RxD- en TxD+/RxD+. Deze zijn respec evelijk verbonden met pin 3 en 8. Na het uitmeten van de aders blijken pin 3 met de wi e ader en pin 8 met de gele ader verbonden te zijn. Deze aders worden vervolgens op de print verbonden zoals op figuur 3.13, de voeding van de MPI kabel wordt niet gebruikt.

Figuur 3.13: De print doet de omze ng van de MPI kabel naar de flatcable

Figuur 3.14 toont de aanslui ng van de Microsyst toestellen. Een hulpstukje wordt rond de flatcable gehangen en met een tang dicht geduwd, waardoor de pinnetjes van het hulpstuk contact maken met de aders van de flatcable. Het tussenstukje wordt vervolgens op de zwarte plug van de print aan de achterzijde van de display geklikt. Op deze manier kan de display communiceren via de bus. Aangezien er tot 128 deelnemers per tak kunnen communiceren, worden alle 24 Microsyst toestellen op dezelfde flatcable geplaatst (Figuur 3.15). De flatcable begint rechtsbovenaan en eindigt linksonderaan. Dit betekent dat hij telkens een rij moet zakken. Aan de linkerkant gebeurt dit via een sleu e in de afslui ng van de aluminium kabelgoot. De flatcable is jdens de overgang van rij aan de linkerkant telkens zichtbaar. Aan de rechterkant wordt de flatcable door de sleuf en via de plas c kabelgoten naar de achterzijde van de tussenwand geleid. Daar gebeurt de overgang naar de rij eronder en keert de flatcable terug via de plas c kabelgoot en de sleuf. Elk Microsyst toestel fungeert als slave op de bus. Omdat de master met elke deelnemer moet kunnen communiceren, hee elk toestel een uniek adres. Dit adres kan ingesteld worden door middel van dipswitches op de achterzijde van het toestel. De voeding van de Microsyst toestellen gebeurt via 12 V. Via een spanningsverdeelklem wordt voor elke rij 12 V en 0 V bekomen. In elke aluminium kabelgoot liggen deze twee voedingskabels. Via squeeze connectoren wordt per toestel de voeding afgetakt. Zoals de naam het aangee , worden de connectoren met een tang op de voedingslijnen geduwd, waardoor ze doorheen de isola e snijden en contact maken met de aders. De squeeze connectoren zijn steeds per twee (24 V en 0 V) verbonden met een wi e plug die op de print van de display geconnecteerd wordt. Op het einde van elke rij zijn de voedingskabels telkens afgesloten met lasklemmen van WAGO. Op de laatste deelnemer op de bus, in dit geval een R/G11 toestel, moet een busafsluitprint geklikt worden. Dit om reflec es en storingen te minimaliseren.

34

Figuur 3.14: De aanslui ng van de displays

Figuur 3.15: Vooraanzicht opstelling met flatcable (RS485)

Om te communiceren zijn twee types berichten tussen de controller (de CX5010) en de Microsyst toestellen gedefinieerd: • Commando's: Berichten van de CX naar de displays, via de gateway. De gateway verstuurt een nieuw commando wanneer de bus minstens één seconde inac ef is of wanneer een antwoord op het vorige commando ontvangen werd. • Statusberichten: Berichten van de displays naar de CX, via de gateway. Er bestaan drie soorten: – Beves gingen: Berichten die beves gen dat een commando uitgevoerd werd. – Events: Worden verstuurd zonder aanvraag van de master. Voorbeeld: het indrukken van een knop. – Bus deelnemer berichten: Worden verstuurd wanneer deelnemers verwijderd of toegevoegd worden. De gateway pollt cyclisch alle deelnemers op de bus. Wanneer een event zich voordoet, wordt dit opgemerkt door deze polling en lanceert de gateway een acyclische event naar de controller. De frames van de commando's en statusberichten over RS485 zijn iden ek en worden weergegeven in figuur 3.16. Tussen de controller en de gateway worden deze frames in Ethernet TCP/IP berichten uitgewisseld. Een TCP/IP socket wordt aangemaakt om een logsiche verbinding op te ze en tussen de PLC en gateway. Vanaf dan kan gecommuniceerd worden door een array van bytes te sturen en te ontvangen.

35

Figuur 3.16: De structuur van de RS485 berichten van en naar de Microsyst toestellen

Bij de demo opstelling zijn 64 adressen mogelijk, van 0 tot 63. Om als master een broadcast bericht te sturen moet als adres 255 ingegeven worden. Het dataveld van een commando bericht bestaat uit een byte met het type commando en vervolgens eventuele parameters. De lengte die meegestuurd moet worden is vervolgens gelijk aan het aantal parameters plus één. Om data uit te wisselen met de gateway wordt gewerkt met de TCP/IP library van TwinCAT 3. Eerst moet een connec e aangemaakt worden met de gateway, op basis van diens Internet Protocol (IP) adres en ingestelde poort. Data verzenden gebeurt via de func eblok SocketSend, data ontvangen door gebruik te maken van SocketReceive. De te verzenden data moet opgebouwd worden in een array van bytes. In TwinCAT is dit mogelijk door een eigen struct datatype aan te maken. De gedetailleerde invulling van de bytes kan teruggevonden worden in de bijlages op de CD-ROM. Een belangrijk gegeven bij de toestellen met display is dat de weer te geven getallen op de display in American Standard Code for Informa on Interchange (ASCII) code verstuurd moeten worden. Met de Ethy test so ware van Microsyst kan de verbinding getest worden en kunnen de bytes eenvoudig verstuurd worden.

3.5 Controller In de keuze van de fabrikant van de PLC speelt reeds opgedane ervaring met de fabrikant een grote rol. In de labo's van HOWEST worden vooral PLC's van Siemens en Phoenix Contact gebruikt. In het labo van warehousing zijn ook Beckhoff-toestellen in gebruik. Aangezien samengewerkt wordt met De Jaeger Automa on en dit bedrijf standaard met Beckhoff-apparatuur werkt, is de keuze gemaakt. Beckhoff voorziet geen losse PLC's, wel embedded pc's. Dit zijn toestellen die zowel pc als PLC func onaliteiten uitvoeren. De so ware van De Jaeger Automa on kan bijgevolg op deze éne controller draaien, aangezien de so ware bestaat uit een VB.NET programma (pc) en een TwinCAT sturing (PLC). De uiteindelijke keuze gaat naar de CX5010-0121 (Figuur 3.17) met audio interface en flashcard van 4 GB. Dit betekent dat de CPU een klokfrequen e van 1.1 GHZ hee en er zowel Windows Embedded als TwinCAT op geïnstalleerd is. Om Windows Embedded te kunnen gebruiken is een flash card nodig van minstens 2 GB. Om ook de nodige data te kunnen loggen, is gekozen om een geheugenkaart van 4 GB aan te kopen. Beckhoff gebruikt twee bussystemen: E-bus en K-bus. De laatsgenoemde is een eigen protocol, terwijl E-bus gebaseerd is op het EtherCAT-protocol. Hierdoor wordt een snellere data-uitwisseling bekomen. Daarom is gekozen voor E-bus. De CX5000-reeks hee standaard twee ethernetpoorten, vier USB-poorten en één DVI plug. Zoals aangegeven gebeurt de connec e met het touch panel via USB en DVI. Naast de standaard poorten is er ook de mogelijkheid om een op onele interface te kiezen. Deze interface kan bijvoorbeeld dienen als deelnemer op Profibus of CANopen. Voor deze applica e is gekozen voor de audio-interface, die in de toekomst gebruikt kan worden om voice picking te ondersteunen. Bijlage L is de datasheet van de embedded pc. De embedded pc dient de I/O-signalen van de pick-to-light toestellen te besturen. De K50's en VTB's worden met klassieke digitale in- en uitgangskaarten aangestuurd. Samen zijn er 19 dergelijke toestellen die elk één digitale inen uitgang hebben en met 24 V gevoed worden. De EL1004 ingangskaart voorziet vier digitale ingangen en vier 24 V aanslui ngen. De EL2004 is zijn tegenhanger, met vier digitale uitgangen en vier 0 V aanslui ngen. Bijgevolg zijn er 5 in- en uitgangskaarten nodig om de 19 toestellen aan te sluiten. De rack wordt afgesloten met een end cap. Bijlage M bestaat uit de datasheets van de gebruikte in- en uitgangskaarten. De displays worden onrechtstreeks aangestuurd, er gebeurt immers een conversie via de Ethernet/RS485 interface. Eén van de twee Ethernetpoorten wordt bijgevolg gebruikt om de embedded pc aan te sluiten op deze gateway. De tweede Ethernet poort wordt gebruikt om een laptop aan te sluiten op de embedded pc. De mogelijkheid bestaat dat er in de toekomst een switch nodig zal zijn, indien er nog andere toestellen via Ethernet communiceren.

36

Figuur 3.17: De embedded pc CX5010 bestuurt de demo applica e

3.6 RFID In de demo opstelling is het de bedoeling om RFID tags te gebruiken als te picken goederen. Deze worden dan gezien als ar kels, voorzien van een tag, zoals in de realiteit. De implementa e van dit systeem werd niet gerealiseerd, hoewel de theore sche studie en productkeuze uitgevoerd zijn. Het gebruik van de tags als goederen wordt verder beschreven. In de huidige applica e zijn de te picken goederen bouten, moeren, etc. Het picken gebeurt door enkele tags uit het rek te halen en vervolgens in een doos te plaatsen. Na het picken van een volledig order, wordt de doos ingescand. In één leesac e worden alle tags gelezen. De ingelezen data wordt vergeleken met de informa e uit de database en mogelijke pickfouten komen meteen aan het licht. Ook de eind jd van het picken wordt gelogd, opdat de snelheid van de a andeling van het order achterhaald kan worden. Aangezien de leesafstand klein is en het gaat om betrekkelijk veel tags, zijn passieve tags op maal. Hieronder volgen de eisen die gesteld worden aan de implementa e van het RFID systeem: • Passieve tags • Leesafstand circa 30 cm • Meerdere tags gelijk jdig lezen Om meerdere tags tegelijk in te lezen moet gewerkt worden in de Ultra High Frequency (UHF) band. Voor passieve tags op deze frequen e is een leesafstand tot drie meter mogelijk [25]. De antenne wordt aan de PLC gekoppeld via een interfacemodule. Deze module doet de vertaalslag van Modbus TCP/IP naar RS485. Er bestaan verschillende varianten van deze interfacemodule, waarbij 16 het maximum aantal aan te sluiten antennes is. Indien nog meer antennes nodig zijn, moeten meerdere interfacemodules gebruikt worden. De demo applica e beschikt slechts over één reader, dus de 'BL compact' module met twee aansluitkanalen volstaat. De aanslui ng van de antenne gebeurt via een M12-connector. Het schema van de RFID toepassing wordt weergegeven in figuur 3.18.

3.7 Applica e De schema sche opbouw van de demo applica e met de pick-to-light toestellen wordt afgebeeld in figuur 3.19. De aardingen van het touch panel, de gateway en de embedded pc zijn verbonden met aardingsklemmen op de DIN rails. Ook de DINrails zijn met elkaar verbonden zodat alles op één poten aal staat. Doordat de behuizingen van de voedingen metallisch contact maken met de DIN rails, wordt de aarding verbonden met de aarding van de netvoeding. Enkele ontwerpen van de opstelling staan weergegeven in bijlage G. Het laatste ontwerp is tevens het defini eve ontwerp.

37

Figuur 3.18: Het schema van het RFID systeem

Figuur 3.19: Communica eschema van de demo applica e

38

4

So ware

4.1 Algemeen De globale werking van de so ware wordt weergegeven in figuur 4.1. Het basisprogramma betre een MES, het UMQS van De Jaeger Automa on, geschreven in VB .NET. Om het MES te voorzien van orders is een programma met zeer beperkte ERP func onaliteiten geschreven. Deze toepassing laat de gebruiker toe om orders te simuleren, met de technologie naar wens, en op te slaan als XML-file. Het MES pikt nieuwe orders op en stuurt het TwinCAT 3 project aan, waarmee de PLC bestuurd wordt. Wat volgt is een bespreking van elk programma afzonderlijk, met een WMS en I/O test programma als bijkomende so ware.

Figuur 4.1: De algemene werking van de so ware

4.2 Business Management Niveau: ERP Zoals aangegeven voert het Universal Manufacturing execu on Quality assurance System (UMQS) enkel de taken van een MES uit. De bovenliggende applica e, het ERP werd niet geschreven door De Jaeger Automa on en daarvoor is een eigen programma in VB .NET ontworpen. De centrale server van figuur 4.6 is niet geïmplementeerd, het nieuwe ERP schrij meteen XML's in het juiste formaat naar de IN-map van de Picking Frames map, waar het UMQS ze ophaalt. Het ERP biedt de gebruiker de mogelijkheid om een order op te stellen. Dit order bestaat uit één of meerdere picking ac es. Een order wordt gekenmerkt door een mix- en een sequen enummer. Dit zijn respec evelijk het externe ordernummer (van de klant) en het interne ordernummer (van de so ware). Figuur 4.2 gee een mogelijke opbouw van een XML-order weer. Deze structuur moet gebruikt worden zodat het UMQS de orders kan uitlezen en verwerken.

39

Figuur 4.2: Opbouw order

Een orderfile bestaat uit één of meerdere batches. Een batch is een logisch onderdeel van een order. Een order kan ingedeeld worden in verschillende batches wanneer er bijvoorbeeld in meerdere rayons gepickt moet worden. Elke batch omvat dan één rayon. Er kunnen ook meerdere batches in dezelfde pickface gedefinieerd zijn (Figuur 4.3). Dit gebeurt indien er verschillende groepen producten in één rayon gestockeerd zijn. Per productgroep wordt dan een batch gedefinieerd.

Figuur 4.3: Pickface opgedeeld in twee batches

Een batch bestaat uit één of meerdere units. Een unit is een verzameling van tasks die zorgt voor een naar traceerbaarheid toe, uniek stuk. Dit betekent dat enkel een unit gekoppeld wordt aan een bepaald serienummer. Indien één bepaalde task achteraf getraceerd moet kunnen worden, dient de task aan één unit gekoppeld te zijn. Het kan evengoed dat slechts de groepering van vijf tasks traceerbaar moet zijn, dan worden deze vijf tasks gebundeld in één unit. Een task stelt een pickac e, verschroeving, laspunt, barcode inlezing, etc. voor. In deze applica e wordt enkel gepickt, dus een task is al jd een pickac e. Eén task staat voor een picking op één loca e. Wanneer bijvoorbeeld 20 eenheden op één loca e gepickt moeten worden, staat dit gelijk aan één task. In het geval dat er

40

op 20 loca es telkens één product gepickt dient te worden, worden 20 tasks gedefinieerd. Nadat de gebruiker een nieuw order aanmaakt, kan hij er tasks aan toevoegen. Er kan gekozen worden voor het inlezen van een barcode, lassen, verschroeven, etc. In deze toepassing kunnen enkel picking tasks toegevoegd worden. Na het kiezen van de picking task wordt gevraagd hoeveel ar kels gepickt moeten worden en op welke loca e (kolom en rij). Tasks toegevoegd aan het laatst gecreëerde order zijn weergegeven in de listbox aan de rechter zijde. Het programma laat ook toe om automa sch random tasks toe te voegen aan een order. De gebruiker dient enkel in te geven hoeveel tasks er aangemaakt moeten worden en wat de maximaal te picken hoeveelheid op één loca e is. Tevens kunnen te demonstreren pick-to-light technologieën gekozen worden. Normaliter is dit geen op e in een ERP pakket, maar deze func onaliteit is wel aangewezen in dit programma. Eens alle tasks toegevoegd zijn, kan het order opgeslagen worden op de correcte loca e. In deze toepassing is dit de IN-map in de Picking Frames map. De loca e kan aangepast worden via een treeview in een extra form. Het order wordt in een correct XML formaat gegoten via de klasse clsXML. Opgeslagen orders worden chronologisch opgehaald door het WMS. De Graphical User Interface (GUI) wordt afgebeeld op figuur 4.4.

Figuur 4.4: De GUI van het ERP met vijf random toegevoegde tasks aan een order

De structuur van het programma wordt weergegeven in figuur 4.5. Concreet bestaat het programma uit de volgende klasses : • frmERP: De code om beide forms te gebruiken. • clsOrder: Deze klasse stelt een object 'order' voor. Elk order bevat een lijst van tasks (clsTask). • clsTask: De basisklasse voor eender welk soort task. • clsPicking: Een afgeleide klasse van clsTask, specifiek voor picking. • clsXML: Maakt een XML bestand op basis van het ingegeven order. • clsExcep onLogger: Vangt onvoorziene errors op, zodat het programma blij werken. Tevens wordt de fout gelogd in een tekstbestand.

41

Figuur 4.5: Het classdiagram van het ERP programma

De klasse clsTask hee slechts twee proper es, namelijk de beschrijving en de prioriteit van de task. De afgeleide klasse clsPicking biedt een picking task extra proper es zoals de te picken hoeveelheid en de pickloca e. Voor een andere task zoals het verschroeven zijn andere proper es nodig, vandaar de keuze voor overerving.

4.3 Produc e Management Niveau 4.3.1 MES Het MES van De Jaeger Automa on heet UMQS. Dit is de so ware ter controle van alle bewerkingen in de produc e, assemblage en picking. Het programma dient aangepast te worden naar de mogelijkheden van de demo opstelling. Eenvoudige manuele pickac es dienen gestuurd te worden via de embedded pc van Beckhoff. Ter uitbreiding kunnen ook verschroevingen, barcode scans ed. geïmplementeerd worden. De so ware zorgt ervoor dat de verschillende ac es enkel uitgevoerd kunnen worden wanneer het nodig is. De schroe oor wordt bijvoorbeeld enkel geac veerd wanneer de operator een verbinding moet verschroeven. Op deze manier wordt de operator beperkt in zijn mogelijkheden en worden ac es in een verkeerde volgorde vermeden. De basisopstelling van deze masterproef voorziet enkel de mogelijkheid om pickac es uit te voeren. Door middel van UMQS worden de verschillende processen op een transparante manier aangestuurd en opgevolgd. UMQS slaat alle gedane handelingen en bijbehorende parameters op, met het oog op kwaliteitscontrole en traceability. De normale werking (Figuur 4.6) verloopt als volgt: De func e van het ERP wordt uitgevoerd door een bovenliggend systeem. Deze so ware bestond reeds bij de klant waarvoor het MES ontworpen werd. De klassieke werking van de totale so ware wordt verder beschreven. Klantenorders worden door het bovenliggend systeem verwerkt en als XML opgeslagen op de centrale server. Deze orders worden omgezet in een ander XML formaat en getransfereerd naar de lokale server. Het nieuwe XML formaat kan opgehaald en ingelezen worden door het MES. Dit is het VB .NET programma geschreven door De Jaeger Automa on. Dit programma hee drie hoofdtaken. Ten eerste haalt het systema sch een nieuw order van de lokale server. Ten tweede verwerkt het programma het actuele order en stuurt het hiervoor I/O-commando's naar het PLC-gedeelte. Dit gebeurt door een TwinCAT 2 programma. Deze so ware ontsteekt de lamp van de VTB of K50 die bij de te picken loca e hoort. Tevens houdt het programma de inputs van alle toestellen bij, om te controleren of de operator op de gewenste loca e pickt.

42

Figuur 4.6: Werking so ware De Jaeger Automa on

Het UMQS hee als doel om het eerstvolgende order in te lezen en de tasks met eenzelfde prioriteit door te sturen naar de PLC. Belangrijke aspecten in het UMQS, in de map Picking Frames > Controllers: • De klasse ClsCtrlApplica on.vb – Timer Filewatcher.Tick = Cyclisch de IN-map controleren op nieuwe XML orders a oms g van het ERP. – Sub SendPickingJobToPLC = De status van elke PLC variabele aanpassen aan de status uit het pc programma. – Func on ConnectLocalIO = Maakt de connec e tussen de pc en de PLC op basis van het AMS adres en de poort. • De klasse ClsLocalIOVariables.vb – Sub: CreatePLCVariables = Hier gebeurt de mapping tussen de pc en de PLC variabelen. Belangrijk is de array van IO, met telkens het IO nummer en de te picken hoeveelheid. • Se ngs.Config: Hier worden alle instelling hardcoded bewaard. Belangrijke voorbeelden zijn het AMS Net ID (local = 172.0.0.1.1.1 / CX = 5.15.127.70.1.1) en de poort (TC3 = 851). Hier worden ook instellingen gedaan omtrent het aantal IO toestellen dat er zijn en waar de loca e van de ERP orders is. De samenhang van de so ware wordt weergegeven in figuur 4.7. Op de CX5010 draait Windows XP Embedded waarop de verschillende programma's werken. De pc func es worden uitgevoerd in het VB .NET programma, in dit geval het UMQS van De Jaeger Automa on. De So PLC van TwinCAT voert de PLC service uit. De So PLC die op een embedded pc draait is dus iden ek aan de TwinCAT so ware van een laptop. Aangezien een pc geen hardware kan aansturen, is een interne coupler nodig. Deze is standaard ingebouwd in de CX, waardoor de koppeling met de hardware gemaakt kan worden.

43

Figuur 4.7: De samenhang van de so ware van De Jaeger Automa on

Er kunnen twee types communica e onderscheiden worden: • Automa on Device Specifica on (ADS) Via ADS communiceert de VB .NET applica e (het UMQS) met de TwinCAT PLC sturing. De informa e wordt uitgewisseld door middel van merkers uit de map Global_Variables_PC. Het merendeel van de merkers zijn booleans die gebruikt worden als handshake tussen de pc en de PLC. Een voorbeeld is de boolean PLCAcknowledgeToSendNewPickingJob met adres %MX100.5, die geset wordt door de PLC indien de opstelling wacht op een nieuw order. Naast de vele handshake merkers moet de PLC ook informa e krijgen over het uit te voeren order. Dit gebeurt via de array merker TaskDetails, waarin tot en tasks gedefineerd kunnen worden. De twee ADS pijlen stellen de handshake merkers voor. Tevens wordt de array TaskDetails uitgewisseld volgens pijl 1. Deze array wordt slechts éénmalig aangepast vanuit TwinCAT, met name na de afwerking van een order. Het programma ClearPickJob reset daarbij alle tasks. 1. Merkers 'PC......' worden door VB .NET gemanipuleerd en gelezen door TwinCAT 2. Merkers 'PLC....' worden door TwinCAT gemanipuleerd en gelezen door VB .NET In de VB .NET applica e worden alle ADS merkers gedefinieerd in de klasse LocalIOVariables (Picking_Frames > Controllers) • I/O De in- en uitgangskaarten worden aangesproken vanuit TwinCAT. Een voorbeeld hiervan is de variabele PickInput_0 %IX0.0 in de map Global_Variables_IO. 3. PickOutputs worden individueel gemanipuleerd vanuit TwinCAT 4. PickInputs worden individueel binnengelezen in TwinCAT Figuur 4.8 toont de verschillende stappen van de PLC cyclus. Dit wordt cyclisch uitgevoerd in het programma MAIN. Het eerste deel code wordt enkel uitgevoerd bij de opstart van de applica e en wordt hier buiten beschouwing gelaten.

44

Figuur 4.8: Het verloop van de PLC cyclus

1. De hardware inputs worden binnengelezen en in de array Sensor_IN van Global_Variables_IO gestockeerd. Dit gebeurt door het programma PickPlaceIOInputs. In deze cyclus wordt enkel nog gebruik gemaakt van deze momentopname van de ingangen. 2. Nu de status van de ingangen gekend is, worden de handshake merkers vanuit de pc uitgelezen. Het betre de merkers die gemanipuleerd worden door de pc. Ze worden gekenmerkt door de prefix PC. Van deze merkers wordt een lokale versie gebruikt, met de prefix M_PC. Deze conversie gebeurt in het programma Communica onPC_PLC. 3. Het programma PTL_Sta on zoekt via een geïmproviseerde case naar de huidige modus van de applica e. Vervolgens wordt het programma dat bij die modus hoort opgeroepen. 4. De array TaskDetails is opgebouwd uit en structs van het type TaskDetail. Elke TaskDetail bestaat uit een lampnummer en de hoeveelheid die gepickt moet worden. De PLC beschikt niet over de volledige informa e van een order, enkel over de set van tasks met een gelijke prioriteit, doorgegeven door de pc. Hier wordt niet dieper op ingegaan, op vraag van De Jaeger Automa on. De tasks worden ingeladen in de ConfigurePTLIO mode en gestockeerd in de array PickPosi ons van Global_Variables. Dit is een array met instan es van de func eblok PickPosi on. In de Pick mode wordt deze array cyclisch overlopen, om de status van elke loca e te actualiseren. Na het afwerken van de tasks van eenzelfde prioriteit, wordt de prioriteit met één verhoogd en keert het systeem terug naar de mode ConfigurePTLIO. 5. Na het uitvoeren van de modus func eblok, gebeurt de aansturing van de outputs. Het programma manipuleert immers een array van uitgangen (Sensor_Out). De status van de variabelen uit de array wordt gemapt naar de individuele variabelen via het programma PickPlaceIOOutputs. 6. Op het einde van de PLC cyclus worden de handshake variabelen van de PLC naar de pc geüpdate. In het programma worden de merkers met de prefix M_PLC gemanipuleerd, terwijl de merkers met prefix PLC door de pc binnengelezen worden. De mapping naar deze merkers gebeurt door het programma Communica onPLC_PC. Omwille van problemen met de omze ng naar TwinCAT 3 is eenvoudig programma geschreven ter jdelijke vervanging van het UMQS. Dit programma merkt nieuwe XML orders op via de SystemFileWatcher en leest ze binnen. Vervolgens kan het order naar de PLC gestuurd worden zodat de gevraagde picking uitgevoerd kan worden. Het classdiagram van dit programma wordt gegeven in figuur 4.9. Na het uitvoeren van het order, wordt het MES hiervan op de hoogte gebracht en kan een nieuw order gestuurd worden.

45

Figuur 4.9: Het classdiagram van het jdelijke MES programma

4.3.2 WMS Om het voorraadbeheer van de opstelling uit te voeren, is een WMS ontworpen in VB .NET. De voorraadinforma e wordt bijgehouden in een MySQL database. Het WMS laat de gebruiker toe om de status van elke opslagloca e op te vragen of te manipuleren. Wanneer in de prak jk de voorraad aangevuld wordt, moet de gebruiker dit via het HMI ingeven om de database te actualiseren. De GUI biedt de operator een overzicht van alle pickloca es, waarbij de status van elke loca e aangegegeven wordt via een kleurencode. Er worden drie verschillende kleuren gebruikt. Groen gee aan dat de loca e leeg en beschikbaar is. Daar tegenover staat de kleur rood, die wijst op een beschikbare doch reeds beze e loca e. Een grijze loca e staat voor een vergrendelde loca e, dit betekent dat de inhoud van die loca e niet mag veranderen, tenzij de loca e eerst ontgrendeld wordt. Een vergrendelde loca e kan zowel leeg als bezet zijn. Het vergrendelen van loca es kan toepasselijk zijn wanneer een magazijnbak niet meer bruikbaar is door bijvoorbeeld een gelekte vloeistof, of wanneer een loca e expliciet gereserveerd is voor een bepaald ar kel.

46

Figuur 4.10: Het WMS toont de huidige status van de voorraad en laat voorraadaanpassingen toe

Concreet bestaat het VB .NET programma uit de volgende klasses. Het classdiagram wordt weergegeven in figuur 4.11. • frmWMS: De code achter de form • clsWMS: Bevat de lijst van pickloca es • clsLoca e: Klasse voor de objecten van de loca es • clsDatabase: Legt de connec e met de database en schrij alle SQL querys. • clsExcep onLogger: Vangt onvoorziene errors op, zodat het programma blij werken. Tevens wordt de fout gelogd in een tekstbestand. De opbouw van de MySQL database wordt weergegeven in figuur 4.12. De database bestaat uit drie tabellen, waarvan de tabel 'Loca es' de belangrijkste is. Hier wordt voor elke loca e alle noodzakelijke informa e bijgehouden, zoals diens status en de opgeslagen hoeveelheid ar kels. Het betre een rela onele database, waarbij rela es gelegd worden tussen de tabellen onderling. De ID's van de twee overige tabellen, 'Status' en 'Producten', dienen immers als primary key voor de tabel 'Loca es'. In deze tabel zijn twee kolommen aangemaakt die gebruikt worden als foreign key. Deze foreign keys verwijzen naar de primary keys van de andere tabellen.

47

Figuur 4.11: Het classdiagram van het WMS programma

Figuur 4.12: De drie tabellen van de database, de pijlen wijzen van de foreign keys naar de primary keys

48

4.4 Produc e Controle Niveau 4.4.1 PLC + I/O Bij een automa seringsproject is het testen van I/O een must. Deze tests zijn noodzakelijk om te controleren indien alle I/O devices correct werken. Als dit het geval is, kunnen de echte programma's geïntegreerd worden. Deze programma's zijn immers veel uitgebreider en complexer. Wanneer de I/O voorafgaand niet getest wordt, kan veel jd verloren gaan in het vinden van de oorzaak van een fout van hardwarema ge a omst. Daarom wordt al jd een simpel programma geschreven om mogelijke kabelbreuken, defecte I/O devices, etc. te achterhalen. Voor deze applica e is een testprogramma geschreven waarbij de GUI de pickface weergee . De te testen toestellen zijn de K50's en VTB's. Deze toestellen hebben elk één ingang (een infrarooddetec e) en één uitgang (de lamp). Om de uitgangen van de devices te testen, moet geklikt worden op de lamp van de K50 of VTB. Het desbetreffende toestel zal zowel so warema g (via de GUI) als hardwarema g oplichten. Wanneer opnieuw op het device geklikt wordt, zal de lamp doven. Figuur 4.13 toont een momentopname van een I/O test van de uitgangen. Het testen van de ingangen verloopt uiteraard iets anders. De PLC bewaart intern een tabel van booleans, voor elk IO device één. De booleans worden gebruikt als reset-set. Wanneer de infraroodstraal doorbroken wordt, wordt de boolean geset. Als de operator dit ziet en beves gt, wordt de boolean gereset. In de ingangstest modus leest de pc deze tabel om de vier seconden binnen. De booleans worden aan hun respec evelijk object verbonden en indien er één of meerdere true geworden zijn, wordt dit via de GUI getoond door een vinkje te plaatsen bij het device. Door te klikken op een device met een vinkje, worden de status van het object en de PLC variabele terug op false geplaatst.

Figuur 4.13: In de modus 'Uitgangstest' worden enkele uitgangen van de K50's en VTB's aangestuurd

49

Concreet bestaat het VB .NET programma uit de volgende klasses. Het classdiagram wordt weergegeven in figuur 4.14. • frmIO: De code achter de form • clsIO: Bevat een lijst van I/O devices • clsIOdevice: Klasse waarvan de objecten een I/O device voorstellen (K50 of VTB) • clsADS: Verzorgt de communica e tussen het pc en het PLC programma. • clsExcep onLogger: Vangt onvoorziene errors op, zodat het programma blij werken. Tevens wordt de fout gelogd in een tekstbestand.

Figuur 4.14: Het classdiagram van het IO test programma

De klasse clsADS zorgt voor de connec e met de PLC. Bij Beckhoff wordt het ADS protocol toegepast. De pc wordt gezien als de client, die connecteert op de PLC, de server, via het AMS Net ID en de poort van de run me. Bij TwinCAT 3 is de poort 851. Het AMS Net ID kan achterhaald worden door met een extern scherm of via Remote Desktop Connec on de proper es van TwinCAT op de CX te bekijken. In de pc wordt voor elk I/O punt een serverhandle aangemaakt en opgeslagen in een array van serverhandles. Het aanmaken van een serverhandle gebeurt op basis van de benaming van de variabele in het PLC programma. Om ten slo e een I/O punt te manipuleren vanuit de pc is enkel deze serverhandle nodig en de wenswaarde voor deze variabele.

50

5

Demo scenario pick-to-light

De verschillende implementa es van pick-to-light kunnen getest worden door orders te creëren in het ERP. Bij de op e om automa sch een order te genereren kunnen één of meerdere technologieën geselecteerd worden. Dit hoofdstuk beschrij kort de effec eve werking van elke technologie afzonderlijk en beschrij hoe een demonstrae kan uitgetest worden.

5.1 Werking pick-to-light 5.1.1 K50 De lamp van de eerstvolgende te picken loca e wordt ontstoken. Wanneer de operator op deze loca e pickt, wordt de infraroodstraal al jd onderbroken. Dit signaal wordt teruggekoppeld naar de controller. Indien er slechts één eenheid gepickt moet worden, wordt onmiddellijk de volgende loca e aangewezen door diens a en elamp. In het geval van meerdere te picken eenheden blij de a en elamp branden. Het moet voor de operator duidelijk zijn dat hij telkens slechts één ar kel mag picken en het ar kel in zijn pickcontainer moet plaatsen. Wanneer hij twee stuks in één keer neemt, zal de lamp één keer te veel branden. Een oplossing hiervoor is dat de operator voor het picken op een loca e telkens het touch panel raadpleegt waarop het aantal te picken hoeveelheden weergegeven wordt. Een alterna ef hiervoor is de bijkomende ondersteuning door middel van een klassieke picklijst. Er moet opgemerkt worden dat er so warema g een an dender aanwezig is in het UMQS, zodat wanneer bij één pickbeweging de infraroodstraal enkele keren onderbroken wordt (door bijvoorbeeld een schuine handbeweging), de K50 slechts één pickbeweging detecteert.

5.1.2 VTB Het aanduiden van de loca es gebeurt op iden eke wijze als bij de K50. De terugkoppeling gebeurt echter anders, de hand van de picker wordt immers niet automa sch gedetecteerd. De operator moet een extra beweging doen naar de VTB, door zijn vinger er op te plaatsen. Dit betekent dat de operator, indien hij weet hoeveel stuks hij moet picken, alle ar kels op één loca e kan picken en vervolgens de picking kan beves gen. De hoeveelheid te picken goederen kan achterhaald worden via het touch panel of een picklijst.

5.1.3 R/G11 Picking, ondersteund door R/G11 toestellen, gebeurt volledig iden ek als met een VTB, alleen is de vormgeving van het toestel anders. Nu is de a en elamp een Light-Emi ng Diode (LED) en is er een echte drukknop om de picking te beves gen.

5.1.4 R/G223 Hét voordeel van pick-to-displays is dat de operator volledig ona ankelijk van een picklijst of touch panel kan werken en toch meerdere eenheden per pickbeweging mag picken. Doordat de te picken hoeveelheid op de te picken loca e zelf getoond wordt, verliest de operator geen jd met het opzoeken van deze informa e. De R/G223 is tevens voorzien van een LED en een beves gingsknop. Daarnaast beschikt het toestel ook over twee extra knoppen waarmee de hoeveelheid van de display aangepast kan worden. Dit is bijvoorbeeld handig wanneer de operator moet aangeven dat hij minder eenheden hee gepickt dan gewenst, omwille van stockbreuk. Deze knoppen kunnen ook dienst doen bij het cycle counten, wanneer de voorraad geactualiseerd wordt.

51

5.2 Stappenplan demo scenario In deze paragraaf wordt beknopt geschetst wat er moet gebeuren om een pick-to-light demonstra e te geven. Ten eerste moet het PLC programma (TwinCAT 3) in de embedded pc gedownload worden en moet deze in RUN staan. Dit kan ook gebeuren door het project als boot project te downloaden, zodat de PLC bij de opstart reeds het programma uitvoert. Nu kan op twee manieren verder gegaan worden, hetzij via het touch panel, hetzij via een externe computer die deel uitmaakt van het Local Area Network (LAN). De twee VB.NET applica es, het ERP en het MES, moeten in beide gevallen opgestart worden door de exe-files uit te voeren. Nu wordt bovenaan de CIM piramide gestart, namelijk door een order aan te maken in het ERP. Dit kan door manueel tasks toe te voegen (pickloca es en pickhoeveelheden) of door een random order te laten samenstellen. De samenstelling van dit order kan beïnvloed worden door één of meerdere pick-to-light technologieën te selecteren, door een maximale pickhoeveelheid in te geven en door het aantal tasks in te vullen. Na het opbouwen van het order, moet de opslagloca e geselecteerd worden. De opslagloca e moet aangepast worden aan het toestel (touch panel of computer) waarmee gewerkt wordt. Om het order op te vangen, moet het MES gestart worden. Het order komt automa sch in de lijst van uit te voeren orders. Een uit te voeren order kan geselecteerd worden en naar de PLC gestuurd worden indien er momenteel geen order in verwerking is. Vanaf dan start de picking. De tasks van het order worden systema sch overlopen waardoor de operator het hele order pickt. De PLC stuurt na afloop van het order een signaal naar het MES dat het order afgewerkt is. Op de form zijn verschillende mestamps van de verwerking van het order te zien.

52

6

Toekomst

6.1 Uitbreiding ondersteunende technologieën De huidige opstelling biedt de mogelijkheid om de operator te begeleiden via enkele varianten van pick-to-light. De klassieke picklijst kan uiteraard ook gebruikt worden. Zoals in de literatuurstudie beschreven staat, zijn er nog andere ondersteunende technologieën bij manuele picking. De meest voorkomende worden kort aangehaald en de haalbaarheid tot implementa e wordt ingeschat.

6.1.1 Mobiele terminal Het gebruik van een mobiele terminal wordt vaak toegepast en kan ook func oneren in de demo applica e. De meeste terminals communiceren met een access point via wireless Ethernet, of via Bluetooth. Bluetooth hee een lager bereik, klassiek tot en meter, maar dit is ruim voldoende voor de twee meter lange pickface. Sowieso moet extra aandacht besteed worden aan de posi onering van het access point, zodat de signaalsterkte steeds op maal is. Op de terminal zelf draait meestal Windows CE. Via het scherm van de terminal kan informa e over de pickopdracht aan de operator getoond worden. Hiernaast zijn de terminals vaak ook uitgerust met extra funconaliteiten zoals het scannen van barcodes en het inlezen van RFID tags. Naast het access point en de terminal, is ook een docking sta on nodig om de terminal op te laden. Het docking sta on is soms ook uitgerust met een poort voor bedrade communica e, indien de wireless communica e niet zou werken en het toestel bijvoorbeeld geconfigureerd moet worden. De docking sta on kan gemonteerd worden aan de voorzijde van de tussenwand, zodat deze gemakkelijk toegankelijk is door het openen van de deur. Op onele extra's zijn een pistool om de terminal op te monteren, een barcodescanner die als ring rond de vinger gedragen wordt of een riembeves ging wanneer de operator de terminal even niet nodig hee . Bekende fabrikanten van mobiele terminals zijn Intermec, LXE, Motorola en Psion.

6.1.2 Voice De implementa e van een voice picking systeem lijkt sterk op die van de mobiele terminal. Ook hier is een access point nodig om de communica e met de operator tot stand te brengen. De operator draagt een ontvanger die de draadloze communica e met de controller voorziet en anderzijds de bedrade verbinding met de headset maakt. Opnieuw moet een oplaadsta on voorzien worden. De meest gebruikte so ware voor voice picking is Vocollect. Dit systeem wordt tevens door vele mobiele terminals ondersteund, zoals de Neo van Psion, de MC9090 van Motorola, etc. Het kan een goede keuze zijn om zo'n terminal te integreren, om naast het apart beschouwen van terminals en voice picking, ook de combina e te kunnen toepassen. Bekende fabrikanten van voice toepassingen zijn Intermec, LXE, Motorola, Psion en Top-Vox

6.1.3 Vision Ook de werking van pick-by-vision lijkt sterk op de voorgaande. De communica e tussen de draagbare computer en het bovenliggend systeem gebeurt opnieuw wireless, terwijl de computer bedraad communiceert met de bril. Zoals reeds aangegeven in de literatuurstudie, wordt deze techniek nog niet vaak toegepast in het warehouse. Het bedrijf Knapp houdt zich hier wel al mee bezig. Op vlak van onderzoek is vooral de Technische Universiteit van München ver gevorderd. Om deze technologie in de opstelling te integreren dient eerst grondig overlegd te worden met bijvoorbeeld één van deze twee contacten, vooral naar kostprijs en vereiste kennis toe.

53

6.2 Automa sche evalua e Om de picking nauwkeurig te kunnen evalueren op bijvoorbeeld snelheid en foutenpercentage, is een automasche controle nodig. Hiervoor is RFID dé technologie bij uitstek, terwijl dit ook perspec even opent om een automa sche terugvoer van de gepickte units te bekomen.

6.2.1 RFID De bedoeling is om RFID tags te gebruiken als te picken goederen. Wanneer alle gepickte eenheden in de doos van het order geput zijn, kan de doos voor een RFID reader geplaatst worden. Deze reader kan op één moment alle tags inlezen en loggen. Deze informa e kan dan vergeleken worden met de gewenste picking. Pickfouten komen automa sch aan het licht en ook de snelheid kan gemakkelijk achterhaald worden.

6.2.2 Automa sche terugvoer Eens de tags ingelezen zijn, zou het interessant zijn dat de tags automa sch terug in de juiste magazijnbak terecht komen. De tags moeten dan één voor één opnieuw ingescand worden, bijvoorbeeld op een transportband die de tags van de voorzijde naar de achterzijde van de tussenwand transporteert. Daar kan een li systeem gemaakt worden die de tags naar de juiste hoogte brengt. Per rij met bakken kan dan een hellend kanaal voorzien worden om de tags aan de hand van wissels naar de juiste bak te laten glijden of rollen. Het hoogteverschil dat overwonnen moet worden, is om en bij de en cen meter, terwijl de horizontale verplaatsing maximaal twee meter is. De tags zullen dus hoogstwaarschijnlijk naar beneden moeten rollen. Bolvormige tags bestaat niet meteen, dus mogelijk moeten knikkers gebruikt worden, waar een gaatje in geboord moet worden om de tags in op te slaan. De achterzijde van de opstelling biedt normaliter voldoende ruimte om een li systeem en terugvoercircuit te implementeren.

6.3 Demo scenario's Eens de verschillende technologieën geïmplementeerd zijn, kunnen verschillende demo scenario's uitgewerkt worden. Aan de hand van deze scenario's kan dan sta s sch bepaald worden wat de voor- en nadelen van elke technologie in een bepaalde situa e zijn. De belangrijkste te beschouwen parameters zijn: • Efficiën e: Hoe snel werkt de gemiddeld operator? • Kwaliteit: Wat is de gemiddelde foutenlast? Wat is het aandeel van elk type fout? • Onderhoud: Welk systeem is het meest geschikt om een zo correct mogelijk voorraadbeheer te bekomen? • Ergonomie: Vormt het gebruik van een bepaald systeem een fysieke beperking? • Percep e: Welke technologie verkiest de operator?

54

7

Besluit

De doelstelling van deze masterproef was drieledig. De eerste twee doelen, de literatuurstudie en het ontwerpen van een demo opstelling, zijn volledig gerealiseerd. De literatuurstudie gee een overzicht van de verschillende order picking systemen, zowel gebruik makend van een operator als volautoma sch. Verder wordt de productalloca e binnen een warehouse geschetst en komen de drie belangrijkste pickingstrategieën aan bod (rou ng, batching, zoning). De demo opstelling zelf beschikt over verschillende pick-to-light implementa es en kan uitgebreid worden met andere picking ondersteunende technologieën. Ook het toepassen van een automa sche terugvoer van de gepickte goederen op basis van RFID is mogelijk. Het integreren van de opstelling binnen een bestaand MES, het derde doel, is echter niet gebeurd. De overstap naar een nieuwe versie van TwinCAT bleek onmogelijk binnen de nog resterende jd. De globale werking van het MES staat wel uitgeschreven, met de klemtoon op de uitwisseling van de gegevens tussen het pc en PLC systeem. Om een werkende demo te kunnen geven, werd een programma geschreven ter vervanging van dit MES. Op deze manier werd de derde doelstelling toch min of meer behaald. Naast het MES zijn ook programma's geschreven die bepaalde func onaliteiten van een ERP en een WMS uitoefenen.

55

Literatuurlijst [1] T. Le-Duc, Design and Control of Efficient Order Picking Processes. PhD thesis, Erasmus University Ro erdam, 2005. h p://repub.eur.nl/res/pub/6910/EPS2005064LIS_9058920941_LEDUC.pdf (datum van opzoeking: 10/09/11). [2] K. J. Roodbergen, Layout and Rou ng Methods for Warehouses. PhD thesis, Erasmus Universiteit Ro erdam, 2001. h p://repub.eur.nl/res/pub/861/EPS2001004LIS_9058920054_ROODBERGEN.PDF (datum van opzoeking: 27/08/11). [3] D. Durdevic and M. Miljus, ``An approach of order-picking technology selec on.'' h p://www.geoci es.ws/icts_papers/Papers/Djurdjevic,%20Miljus.pdf (datum van opzoeking: 01/09/11). [4] M. Khachatryan, Small Parts High Volume Order Picking Systems. PhD thesis, Georgie Ins tute of Technology, 2006. h p://smartech.gatech.edu/handle/1853/14039 (datum van opzoeking: 20/09/11). [5] R. De Koster, T. Le-Duc, and K. Roodbergen, ``Design and control of warehouse order picking: a literature review,'' January 2006. h p://repub.eur.nl/res/pub/7322/ERS%202006%20005%20LIS.pdf (datum van opzoeking: 22/08/11). [6] P. Louis, ``Een geïntegreerde oplossingsaanpak voor order-picking in magazijnbeheer,'' Master's thesis, Universiteit Gent, 2009. h p://lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/001/392/223/RUG01001392223_2010_0001_AC.pdf (datum van opzoeking: 13/09/11). [7] M. Yu, Enhancing Warehouse Performance by Efficient Order Picking. PhD thesis, Erasmus Universiteit Ro erdam, 2008. h p://repub.eur.nl/res/pub/13691/EPS2008139LIS9058921673YU.pdf (datum van opzoeking: 20/09/11). [8] M. Ten Hompel and T. Schmidt, Warehouse Management: Automa on and Organisa on of Warehouse and Order Picking Systems. Springer, 2005. [9] V. J. Zivanic, D. and R. Dokic, Recommenda on for Choice of Order Picking Methods and Technologies, pp. 51-54. University of Novi Sad, 2011. h p://www.mdesign. n.uns.ac.rs/pdf/2011/no1/051054.pdf (datum van opzoeking: 01/09/11). [10] K. Peerlinck, ``Ontwerp en valida e van een ontwerpmethode voor parts picking zones in produc esystemen,'' Master's thesis, Universiteit Gent, 2010. h p://lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/001/418/553/RUG01001418553_2010_0001_AC.pdf (datum van opzoeking: 01/09/11). [11] J. BARTHOLDI and S. HACKMAN, WAREHOUSE & DISTRIBUTION SCIENCE. Georgia Ins tute of Technology, 2011. h p://www2.isye.gatech.edu/ȷ ̃jb/wh/book/edi ons/whsci-0.89.pdf (datum van opzoeking: 01/09/11). [12] C. Kong, ``Design and management of a learn order picking system,'' Master's thesis, Ohio University, 2007. h p://etd.ohiolink.edu/sendpdf.cgi/Kong%20Chenying.pdf?ohiou1193939205 (datum van opzoeking: 02/09/11). [13] P. Parikh, Designing Order Picking Systems for Distribu on Centers. PhD thesis, Virginia Polytechnic Ins tute, 2006. h p://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd09122006154340/unrestricted/Pra kParikh_Disserta on.pdf (datum van opzoeking: 01/09/11). [14] P. Parikh and R. Meller, ``Selec ng between batch and zone order picking strategies in a distribuon center,'' Transporta on Research Part E: Logis cs and Transporta on Review, vol. 44, p. 56, 2009. h p://mhportal.conflexion.com/content/8 (datum van opzoeking: 05/09/11).

56

[15] K. J. Roodbergen and I. Vis, ``A survey of literature on automated storage and retrieval systems,'' European Journal of Opera onal Research, vol. 194(2), pp. 343--362, 2009. [16] T. Le-Duc and R. de Koster, ``Travel me es ma on and order batching in a 2-block warehouse,'' tech. rep., Erasmus Universiteit Ro erdam, 2004. h p://repub.eur.nl/res/pub/1810/ERS%202004%20098%20LIS.pdf (datum van opzoeking: 20/09/11). [17] R. De Koster, ``Performance approxima on of pick-to-belt orderpicking systems,'' European Journal of Opera on Research, vol. 72, p. 16, 1992. h p://repub.eur.nl/res/pub/11836/PerformanceApproxima on_1994pdf.pdf (datum van opzoeking: 05/09/11). [18] MWPVL (2012), Leadership in Global Supply Chain h p://www.mwpvl.com/ (datum van opzoeking: 1/09/11).

and

Logis cs

Consul ng

[on

line].

[19] K. Weaver, H. Baumann, T. Starner, H. Iben, and M. Lawo, ``An empirical task analysis of warehouse order picking using head-mounted displays,'' 2010. h p://dmrussell.net/CHI2010/docs/p1695.pdf (datum van opzoeking: 17/11/11). [20] H. Capoen, ``Iden fica esystemen: Rfid,'' 2011. [21] J. Co yn, ``Produc eso ware,'' 2011. [22] H. Capoen, ``Industriële automa sering,'' 2010. [23] Kaiser+Kra (2012), Homepage [on line]. h p://www.kaiserkra .be/ (datum van opzoeking: 20/09/11). [24] Item (2012), Catalogus Item [on line]. h p://catalog.item24.us (datum van opzoeking: 04/10/11). [25] Mul prox (2012), Homepage [on line]. h p://www.mul prox.be/nl (datum van opzoeking: 10/10/11).

57

A

Handleiding ERP

Het grafische gedeelte van het ERP bestaat uit drie grote onderdelen (Figuur A.1):

Figuur A.1: De GUI van het ERP bestaat uit drie delen

1. Start order Via deze groupbox kan een nieuw order gestart worden. De gebruiker kan dit op twee manieren doen. Enerzijds kan hij manueel het order ingeven, anderzijds kan het order ook automa sch samengesteld worden. Dit gebeurt aan de hand van de random generator van VB.NET. Indien voor het automa sch order gekozen wordt, moet de gebruiker aangeven indien er één of meerdere ondersteunende technologiën gebruikt mogen worden. Dit gebeurt via checkboxen. Er kan gekozen worden om alle loca es te gebruiken, om de loca es zonder toestellen te gebruiken, of om loca es te gebruiken die voorzien zijn van bijvoorbeeld een K50 of een display. Meerdere op es aanvinken is mogelijk. Om de gebruiker inspraak te geven in het samenstellen van het automa sch order, worden 2 parameters opgevraagd: het aantal gewenste tasks en het maximum aantal te picken ar kels per task. Het opvragen van deze parameters gebeurt via inputboxen (Figuur A.2).

Figuur A.2: Via inputboxen worden de parameters voor het automa sch order ingegeven

58

2. Task toevoegen De tweede groupbox bevat de controls om tasks toe te voegen aan het net aangemaakte order. Deze groupbox wordt dus niet gebruikt bij het automa sch creëren van tasks. Het eerste wat de gebruiker moet kiezen is de soort task. In ons geval is dit steeds picken, maar later kan dit bijvoorbeeld ook verschroeven of lassen zijn, om een assemblagelijn te simuleren. Eens de task gekozen is, komen de parameters die voor die task nodig zijn te voorschijn. In het geval van picken moet het systeem de gewenste pickloca e en -hoeveelheid kennen. Na het toevoegen van de eerste task, wordt groupbox 3 bruikbaar. Groupbox twee blij echter ook beschikbaar aangezien de gebruiker er voor kan kiezen om meerdere tasks aan het order toe te voegen. 3. Order opslaan Het ERP moet de orders op een bepaalde loca e opslaan, waaruit het MES de orders oppikt. De loca e kan zelf gekozen worden of er kan een voorgeprogrammeerde loca e geselecteerd worden. Deze laatste op e is opmerkelijk sneller indien de loca e vast ligt. Wanneer de loca e zelf gekozen wordt, opent er een nieuwe form voorzien van een treeview (Figuur A.3). Eens de gewenste loca e geselecteerd is, kan via de drukknop het order aangemaakt worden. Het order wordt omgezet in het juiste XML formaat, zodat het ingelezen kan worden door het MES.

Figuur A.3: De loca e voor het XML order wordt gekozen via de treeview

59

B

Handleiding MES

Het VB.NET programma van De Jaeger Automa on, het UMQS, dat dienst doet als MES, voorziet een userinterface op het HMI voor de operator. Deze bijlage biedt de operator een summiere handleiding tot het gebruik van deze HMI. De basis voor de handleiding is een handleiding van een vorige versie van de so ware, opgemaakt door De Jaeger Automa on. Figuur B.1 toont de loca e van de Executable (EXE) file.

Figuur B.1: Userinterface openen

Het hoofdscherm wordt weergegeven in figuur B.2

Figuur B.2: Hoofdscherm HMI

De bespreking gebeurt aan de hand van de verschillende onderdelen van de userinterface (Figuur B.3)

60

Figuur B.3: Hoofdscherm HMI opgedeeld

1. Klok Huidige datum en jd. 2. Operator aanmelden Vóór het picken kan starten, moet de operator de barcode op zijn badge inscannen. Deze barcode komt overeen met een viercijferige code uit de personeelsdatabase. Ter simula e kan een random viercijferige code ingegeven worden. Dit vak wordt ook gebruikt voor het ingeven van een code ter simula e van een ingelezen barcode, zie punt 9. 3. Func es • Afmelden operator: Na zijn shi kan een operator het picken van een order stopze en. Aangezien voor elke task een status wordt bijgehouden, zal bij de volgende picking het order starten waar het gestopt was. • Bouw vanaf selex: Speciale modus. Wanneer de normale sequen e van orders niet gevolgd moet worden (omdat er dringende orders met hoge prioriteit afgehandeld dienen te worden), moet de selex modus gebruikt worden. Dit gebeurt door het inscannen van de selex die tot zo'n dringend order hoort. Hierdoor wordt een mogelijk openstaande sequen ële picking gestopt. De picking in de selex modus gebeurt zoals de normale modus die hieronder beschreven staat. Na het picken moet de selex opnieuw ingescand worden. Daarna dient de knop 'Bouw vanaf Selex' opnieuw ingedrukt te worden. Hierna wordt de sequen ële orderverwerking automa sch opnieuw opgestart. • Bouw met Sequen e: Normale modus. Het bovenliggende Just in Time Delivery System (JTDS)-systeem slaat orderfiles op in de centrale schijf op de server. De applica e haalt periodisch deze orderfiles op en slaat ze op de lokale schijf op. De orders worden automa sch sequen eel afgehandeld. 4. Order Alle tasks van het huidige order worden hier weergegeven. Elke task bestaat uit een horizontale balk. De kleur van de balk gee de pickstatus weer:

61

• Geel = Eerst te picken task • Wit = Wachtende te picken task • Groen = Gepickte task Als het order volledig afgewerkt is, haalt de applica e automa sch een nieuwe orderfile op (indien er een nieuw order op de lokale server staat). 5. Op es Er zijn drie knoppen om het programma te parametreren. Toegang tot deze op es kan enkel bekomen worden na het invoeren van het wachtwoord (Figuur B.4). BS staat voor BackSpace, met CE wordt het venster afgesloten en door OK wordt de ingegeven code beves gd.

Figuur B.4: Wachtwoord ingeven

De deelaspecten van de op es worden weergegeven in figuur B.5, figuur B.6, figuur B.7, figuur B.8, figuur B.9 en figuur B.10.

Figuur B.5: Systeeminstellingen

Figuur B.6: Terug

62

Figuur B.7: Maintenance

Figuur B.8: Maintenance test

63

Figuur B.9: Instellingen

Figuur B.10: Orderfiles

6. To-do informa e In tekstvorm wordt weergegeven wat de verwachte ac e inhoudt. Dit is bijvoorbeeld het inscannen van een barcode of het picken van een product. 7. Foutmelding Indien het programma een fout detecteert, wordt hier de fou nforma e weergegeven. 8. Te picken loca e Nummer van de te picken loca e van de pickface. 9. Barcode scanner simuleren Indien jdens de tes ase geen barcodescanner voorhanden is, kan de ingelezen barcode gesimuleerd worden door te dubbelklikken op deze knop. Vervolgens kan in vak nummer 2 (rechtsbovenaan) een numerieke waarde ingegeven worden, die dient ter simula e van het inlezen van een barcode. De a eelding is het logo van HOWEST, daar deze masterproef in opdracht van deze hogeschool is. 10. De Jaeger Automa on Logo van de constructeur en versie van het programma.

64

11. Orderinforma e Mix- en sequen enummer van het huidige order. Het mixnummer is het ordernummer van de klant. Het sequen enummer is het ordernummer dat intern wordt toegekend. Een nieuw order wordt automa sch gestart op basis van het eerstvolgende sequen enummer. 12. Pauzeknop De applica e kan in pauze gezet worden. In de prak jk wordt deze knop gebruikt wanneer een operator zijn werkzaamheden jdelijk pauzeert. Dit kan ook handig zijn wanneer de stock van de pickface wordt aangevuld. Het aanvullen kan immers zorgen voor fou eve afmeldingen van sensoren, wat het programma kan aanzien als foute pickac es. 13. Communica e en controle De bovenste hel van dit kader kleurt groen indien de communica e tussen de pc, PLC en Database (DB) ac ef is. In de onderste hel staat momenteel 'Inac ve'. Dit is de status van een aparte func onaliteit die enkel ingeschakeld wordt bij de samenwerking tussen inline picking sta ons en prepicking sta ons. Er moet immers een controle zijn over de voorsprong van het prepick sta on tegenover het inline picking sta on. Aan de assemblagelijn moeten steeds alle te assembleren producten aanwezig zijn. Dit betekent dat het prepicken reeds enkele sequen es verder moet zijn dan het assembleren, aangezien het prepicken meestal in een andere afdeling gebeurt en bijgevolg transport naar de assemblagelijn noodzakelijk is.

65

C

Handleiding WMS

Het WMS is een programma dat de voorraadstatus van elke loca e bijhoudt. De informa e wordt opgeslagen in een MySQL database. Via de GUI kan de voorraad geactualiseerd worden (Figuur C.1).

Figuur C.1: De GUI van het WMS

1. Actuele toestand De actuele toestand toont de pickface van de opstelling, waarbij elke pickloca e door een vierkant voorgesteld wordt. Het vierkant wordt ingekleurd volgens de status van de loca e, zie punt 4. Door te klikken op een loca e, wordt de gedetailleerde informa e van die loca e in groupbox 2 getoond. 2. Loca e info Als geklikt wordt op een loca e in groupbox 1, komt hier de informa e over die loca e. Ten eerste worden de coördinaten van de loca e getoond, vervolgens de naam van het product en ten laatste de hoeveelheid ar kels aanwezig op die loca e. In het geval van een lege magazijnbak, is de productnaam 'Niks' en het aantal gelijk aan 0. 3. Database reset Deze groupbox wordt gebruikt om de MySQL database te manipuleren vanuit de GUI. De eerste knop ledigt alle loca es. Dit brengt het programma terug naar de beginsitua e, waarbij alle loca es leeg en beschikbaar zijn. De andere knop reset de volledige database. Alle rijen van de 3 tabellen worden gedelete en opnieuw ingevuld. Op deze manier wordt het systeem teruggebracht naar de beginsitua e zoals ze effec ef geprogrammeerd is. Productsoorten die achteraf werden toegevoegd, zijn nu dus niet meer beschikbaar.

66

4. Legende Om de status van een loca e weer te geven, worden 3 kleuren gebruikt (Tabel C.1). Een vergrendelde loca e kan zowel leeg als bezet zijn. Tabel C.1: De mogelijke statussen van een pickloca e

Status

Leeg

Groen Rood Grijs

x x

Bezet

Vergrendeld

x x

x

5. Productsoort toevoegen Wanneer een productsoort nog niet in de database zit, kan ze toegevoegd worden via deze groupbox. De productsoort komt dan automa sch in de database en wordt beschikbaar in de groupbox om de loca einfo aan te passen. 6. Pas loca einfo aan Omdat dit een demo opstelling is, worden gepickte goederen na de picking terug op hun loca e gelegd. Dit betekent dat picking geen blijvende invloed hee op de voorraad. Daarom moet het MES niet in contact staan met het WMS, afgewerkte orders veranderen niets aan de voorraad. Wanneer echter nieuwe producten in het magazijn geplaatst worden, of producten blijvend uit het magazijn gehaald worden, moet de loca einfo aangepast worden. Hiervoor moet men eerst de x- en y-coördinaat van de loca e ingeven. Wanneer deze coördinaten veranderen, wordt in de database gekeken of die loca e vergrendeld is of niet. Als ze vergrendeld is, wordt het onmogelijk om een product en een hoeveelheid te selecteren. Eerst moet de loca e ontgrendeld worden, dan pas kan de voorraad aangepast worden.

67

D

Handleiding IO test

Door middel van het IO test programma wordt de controle over de K50's en VTB's getest. Dit gebeurt vanuit een VB.NET programma, dat gekoppeld wordt met TwinCAT 3 via ADS. Op deze manier wordt ook deze communica e getest. Figuur D.1 toont de visualisa e van het VB.NET programma.

Figuur D.1: De GUI van het IO test programma in de uitgangstest modus

Elke VTB en K50 hee 1 ingang en 1 uitgang. Beiden kunnen getest worden door de knop van de testmodus in te drukken. Om over te gaan naar de andere testmodus, moet eerst op de knop van de reeds geselecteerde modus gedrukt worden. • Ingangstest Wanneer de modus ingangstest geselecteerd is, kleurt de knop groen. Vanaf dit moment start een mer die om de 3 seconden een reeks booleans uit TwinCAT opvraagt. Er is 1 boolean per toestel, die true is wanneer de infraroodstraal onderbroken is geweest. Als dit het geval is, komt er een groen vinkje tevoorschijn bij dat toestel. Door te klikken op het toestel, wordt een signaal gegeven aan het TwinCAT programma dat de respec evelijke boolean opnieuw false moet zijn. Vanaf dan kan de boolean opnieuw geset worden, als de infraroodstraal onderbroken wordt. Figuur D.2 toont een VTB en een K50 waarvan de ingang getriggerd werd. De trigger kan beves gd worden door te klikken op het toestel.

68

Figuur D.2: De infraroodstraal van een K50 en VTB werd onderbrokengma

• Uitgangstest Het testen van de uitgangen verloopt eenvoudiger. Door te klikken op een toestel zal de lamp ontstoken worden. Opnieuw klikken op het toestel doet de lamp doven.

69

E

Kablage K50 en VTB • Toestelzijde Tabel E.1: Aanslui ng I/O aan de toestelzijde

Aanslui ng 1 2 3 4

K50

VTB

pigtail pigtail pigtail pigtail

Wit Bruin Zwart Blauw

• Tussenstuk Tabel E.2: Aanslui ng I/O aan het tussenstuk

Aanslui ng 1 2 3 4

K50

VTB

Geel Rood Blauw Wit

Rood Geel Wit Blauw

• PLC-zijde Tabel E.3: Aanslui ng I/O aan de PLC

Aanslui ng IN OUT 24V 0V

Kaart

K50 of VTB

EL1004 EL2004 EL1004 EL2004

Wit Rood Geel Blauw

70

F

Gateway configura e

Om de displays te kunnen aansturen, moet de gateway geconfigureerd worden. Het IP adres, het subnetmasker en de poort moeten ingesteld worden. Om de gateway te configureren moet hij via ethernet verbonden zijn met de pc (rechtstreeks of via een LAN). 1. Address Resolu on Protocol (ARP) In de MS DOS entry prompt kan een tabel opgevraagd worden van de toestellen waarmee de pc reeds gecommuniceerd hee . De tabel wordt bijgehouden door de netwerkkaart van de pc, want zowel het Media Access Control (MAC) adres als het IP adres zijn nodig om een deelnemer op het LAN aan te spreken. Als de pc een nieuwe deelnemer moet bereiken, is meestal enkel het IP adres bekend en moet via het ARP protocol het MAC adres van de te bereiken deelnemer opgevraagd worden. Om dit niet telkens opnieuw te moeten doen voor dezelfde deelnemer, wordt een ARP tabel bijgehouden. De tabel houdt voor elke deelnemer waarvoor het ARP protocol toegepast werd, het MAC en IP adres bij. Figuur F.1 toont een deel van de ARP tabel vóór de configura e van de gateway.

Figuur F.1: Deel van de ARP tabel vóór de configura e

Omdat de gateway nog geen IP adres hee , moet dit door de gebruiker toegewezen worden op basis van diens hardware adres (= MAC adres). Dit staat op een s cker op de achterkant van de gateway: 00-20-4AD8-14-6A. We kunnen hier een IP adres aan toewijzen. Dit mag vrij gekozen worden, zolang het maar binnen de range van de embedded pc valt (192.168.1.x) en het een uniek adres binnen het LAN betre . De ARP tabel na de configura e wordt weergegeven in figuur F.2. Indien alles correct verlopen is, staat de gateway nu in de tabel met het IP adres 192.168.1.20.

Figuur F.2: Deel van de ARP tabel na de configura e

2. TELetype NETwork (TELNET) Nu het IP adres ingesteld is, moeten het subnetmasker en de poort ingesteld worden. Dit gebeurt via TELNET en kan standaard gebruikt worden met Windows 2000 of XP. Bij recente versies zoals Windows 7 moet de TELNET client geac veerd worden via Windows Features. TELNET is een netwerkprotocol waarmee de pc als client via commando's een server zoals de gateway kan parametreren. Eerst moet een TELNET connec e gemaakt worden via het ingestelde IP adres op poort 1. Deze mislukt sowieso (Figuur F.3). Vervolgens moet

71

geconnecteerd worden op poort 9999. Dit lukt normaal wel. Binnen de 5 seconden moet op 'enter' gedrukt worden om in de setup modus terecht te komen.

Figuur F.3: Connecteren via TELNET

Eerst moet het subnetmasker ingevoerd worden. Aangezien het gaat om het configureren van de server, moet 0 ingegeven worden. Vervolgens wordt het IP adres van de server opgevraagd. Daarna moet twee maal op 'enter' gedrukt worden om tot de regel te komen waar het aantal hostbits van het subnetmasker gevraagd wordt. In ons geval is dit 8, aangezien de range van ons netwerk 192.168.1.x is. De volgende in te geven parameter is 1, omdat kanaal 1 geconfigureerd wordt. Enkele regels verder wordt het poortnummer gevraagd. Dit kan vrij gekozen worden en is hier 40 (Figuur F.4). Dit is normaal een nog niet gebruikt poortnummer. Nu alles geconfigureerd is, mag 9 getypt worden en daarmee wordt de configura e opgeslagen en wordt de TELNET connec e verbroken. De gateway is klaar om gebruikt te worden.

Figuur F.4: Configureren via TELNET

Na het toewijzen van een IP adres aan de embedded pc, via het HMI, is de configura e van het LAN volledig. Figuur F.5 gee de situa eschets van het netwerk.

Figuur F.5: Het LAN met de IP adressen van elke deelnemer

72

G

Ontwerpen applica e

Figuur G.1: Een niet gerealiseerd ontwerp

Figuur G.2: Een niet gerealiseerd ontwerp

73

Figuur G.3: Een niet gerealiseerd ontwerp

Figuur G.4: Een niet gerealiseerd ontwerp

74

Figuur G.5: Het gerealiseerde ontwerp

75

H

Datasheet K50

76

EZ-LIGHT™ K50 & K80 Series Pick-to-Light Sensors Compact, Single-Point Devices for Error-Proofing of Bin-Picking Operations

Features • R  ugged, cost-effective and easy-to-install solutions for error-proofing and partsverification applications • Compact devices are completely self-contained — no controller needed • Illuminated dome provides a big, easy-to-see green job light; some models also light red for alternate operation (see Specialty models listed on page 2) • Push-button and passive-actuation models available

T

• F ully encapsulated IP67 construction – ideal for use in abusive environments; rated to IP69K, depending on installation; see specifications E• YL

PIGTAIL • P

QPMA

-S

•C

A BL E

EURO

• Immune to ambient light, EMI and RFI interference

UR

Contact Factory for more information.

CA LL FACTORY

• AS-i module compatible • 12 to 30V dc operation

Standard Models – Single Color • Job light is ON at all times while job input is active. • Presence of hand (or pressing push button) activates output. Models

Sensing Mode/LED

Housing

Range

Cable*

K50APLPGXDQ K50RPLPGXDQ K50ANLPGXDQ K50RNLPGXDQ

NO

P

NC

2m

NO

POLAR RETRO

Visible red, 680 nm

NC

K50APFF50GXDQ

NO

K50RPFF50GXDQ K50RNFF50GXDQ K50RPFF100GXDQ

NC

50 mm Cutoff

K50ANFF50GXDQ K50APFF100GXDQ

Output

FIXED-FIELD

Infrared, 880 nm

50 mm dome/ 30 mm mount polycarbonate

NC NO 100 mm Cutoff

K50ANFF100GXDQ

NO

Integral 4-pin Euro QD

NC NO

K50RNFF100GXDQ

NC

K50APPBGXDQ

NO

K50RPPBGXDQ

NC

K50ANPBGXDQ

NO

K50RNPBGXDQ

NC

K80APPBGXDQ K80RPPBGXDQ K80ANPBGXDQ K80RNPBGXDQ

— PUSH-BUTTON

50 mm dome/ Flat or DIN-mount polycarbonate

NO NC NO NC

Output Type

Job Light

PNP NPN PNP NPN PNP Green NPN PNP NPN PNP NPN

See Safety Use Warning on Page 2 Printed in USA

05/08

P/N 126441 rev. C

EZ-LIGHT™ K50 & K80 Series Pick-to-Light Sensors Specialty C-Series Models – Two Color • Job light is Green while job input is active (unless hand is present). • Presence of hand (or pressing push button) activates output and overrides job light (turns Red) for visual verification that action was sensed. • Retroreflective models: To simplify alignment, sensor provides Red signal when retroreflective target is not correctly aligned. Sensing Models Housing Range Cable* Output Output Type Job Light Mode/LED K50APLPGRCQ K50RPLPGRCQ K50ANLPGRCQ K50RNLPGRCQ

NO

P

NC

2m

NO

POLAR RETRO

NC

Visible red, 680 nm

K50APFF50GRCQ

NO

K50RPFF50GRCQ K50ANFF50GRCQ K50APFF100GRCQ K50RPFF100GRCQ K50RNFF100GRCQ

NO

50 mm dome/ 30 mm mount polycarbonate

K50RNFF50GRCQ

K50ANFF100GRCQ

NC

50 mm Cutoff

NC NO 100 mm Cutoff

FIXED-FIELD

Infrared, 880 nm

Integral 4-pin Euro QD

NC NO NC

K50APPBGRCQ

NO

K50RPPBGRCQ

NC

K50ANPBGRCQ

NO

K50RNPBGRCQ

NC

—

K80APPBGRCQ K80RPPBGRCQ K80ANPBGRCQ K80RNPBGRCQ

PUSH-BUTTON

50 mm dome/ Flat or DIN-mount polycarbonate

NO NC NO NC

PNP NPN PNP NPN PNP NPN

Green (Red)

PNP NPN PNP NPN

WARNING . . . Not To Be Used for Personnel Protection Never use these products as sensing devices for personnel protection. Doing so could lead to serious injury or death. These sensors do NOT include the self-checking redundant circuitry necessary to allow their use in personnel safety applications. A sensor failure or malfunction can cause either an energized or de-energized sensor output condition. Consult your current Banner Safety Products catalog for safety products which meet OSHA, ANSI and IEC standards for personnel protection.

2    P/N 126441 rev. C

Banner Engineering Corp. • Minneapolis, MN U.S.A. www.bannerengineering.com • Tel: 763.544.3164

EZ-LIGHT™ K50 & K80 Series Pick-to-Light Sensors Specialty E-Series Models – Two Color • Job light is Green at all times while job input is active. • Presence of hand (or pressing push button) activates output. • Presence of hand (or pressing push button) while job input is inactive causes unit to light Red, providing visual verification that sensor is functioning properly. Models K50APLPGREQ K50RPLPGREQ K50ANLPGREQ K50RNLPGREQ

Sensing Mode/LED

Housing

Range

Cable*

NO

P

NC

2m

POLAR RETRO

NO

Visible red, 680 nm

NC

K50APFF50GREQ

NO

K50RPFF50GREQ

K50APFF100GREQ K50RPFF100GREQ

NC

50 mm Cutoff

K50ANFF50GREQ K50RNFF50GREQ

Output

FIXED-FIELD

Infrared, 880 nm

NO

50 mm dome/ 30 mm mount polycarbonate

NC NO 100 mm Cutoff

K50ANFF100GREQ

Integral 4-pin Euro QD

NC NO

K50RNFF100GREQ

NC

K50APPBGREQ

NO

K50RPPBGREQ

NC

K50ANPBGREQ

NO

K50RNPBGREQ K80APPBGREQ K80RPPBGREQ K80ANPBGREQ K80ANPBGREQ

— PUSH-BUTTON

50 mm dome/ Flat or DIN-mount polycarbonate

NC NO NC NO NC

Output Type

Job Light

PNP NPN PNP NPN PNP NPN

Green (Red)

PNP NPN PNP NPN

*Integral QD models are listed. For 2 m (6') cable, omit suffix Q from model number (example, K50APLPGRC). For 150 mm PVC pigtail with QD, replace Q with QP in model number (example, K50APLPGRCQP). For 9 m (30') cable, replace suffix Q with W/30 in model number (example, K50APLPGRC W/30). A model with a QD requires a mating cable (see page 7).

Banner Engineering Corp. • Minneapolis, MN U.S.A. www.bannerengineering.com • Tel: 763.544.3164

P/N 126441 rev. C    3

EZ-LIGHT™ K50 & K80 Series Pick-to-Light Sensors Overview

Sensor Face or Push Button

The K50 & K80 Pick-to-Light Sensors are suited to many part assembly and bin picking (pick-to-light) applications. The entire translucent dome provides the green job light or other indication (depending on model), for high visibility. The solid-state output easily interfaces to a system controller, which is pre-programmed for a specific sequence of tasks. Mounted in or near each bin in an assembler’s work station, the sensor job light signals the assembler: • Which bins contain items to be picked in a given operation; and • In what order they should be picked.

Job Light (Pick Light) is entire translucent dome Figure 1. Features

As the assembler takes a part in sequence, the K50 or K80 senses a hand in the bin and its output sends a signal to the controller. (For push-button models, the sensing occurs when the button is pushed. For other models, no action other than reaching for the part is required for the sensor to detect when a pick is made.) The system controller then verifies if the correct part was taken and may respond by turning that job light OFF and activating the job light of the next bin in the sequence. If multiple parts are to be removed from one bin, the job light may remain ON until the appropriate number of signals is returned to the controller. If an incorrect part is selected, the control system may be wired to signal an alarm for the assembler and/or a supervisor, or it may be programmed to interpret the action as a call for parts. The job light system results in increased efficiency (due to simplified job training), increased quality control (no skipped components), and reduced rework and inspections. It speeds the resumption of work after breaks and other distractions and is ideal for multilingual workplaces where communication is an issue. The fixed-field and retroreflective-mode models require no interaction to operate, and so eliminate the hand, wrist, and arm stresses associated with mechanical push buttons. All models are immune to EMI, RFI, and ambient light interference. The polycarbonate and nylon housing is capable of absorbing high impact (even at low temperatures) and is resistant to abrasion and to damage by most chemicals. Its domed construction allows most dust and debris to slide easily off the sensor housing, simplifying maintenance. The 30 mm threaded base on all models provides easy mounting. Indicator behavior is shown in the table below. K50 & K80 Indicator and Output Behavior

Models Standard (D-Series)

Sensor Conditions Job Input Active No Job Input

Job Light

Alternate Indicator

Output Signal Status

Hand/pick absent

ON Green

—

OFF

Hand/pick present

ON Green

—

ON

—

OFF

Hand/pick absent Hand/pick present

C-Series

Job Input Active No Job Input

E-Series

Job Input Active No Job Input

4    P/N 126441 rev. C

—

ON

ON Green

—

OFF

Hand/pick present

—

ON Red

ON

Hand/pick absent

OFF

OFF

OFF

Hand/pick present

—

ON Red

ON

Hand/pick absent

ON Green

—

OFF

Hand/pick present

ON Green

—

ON

Hand/pick absent

OFF

—

OFF

Hand/pick present

—

ON Red

ON

Hand/pick absent

Banner Engineering Corp. • Minneapolis, MN U.S.A. www.bannerengineering.com • Tel: 763.544.3164

EZ-LIGHT™ K50 & K80 Series Pick-to-Light Sensors Installation Mechanical Installation

The EZ-LIGHT™ K50 & K80 Sensors should be installed at such a height and in a location that will be comfortable for the user. When multiple sensors will be located in close proximity, to monitor multiple bins for example, it is a good idea to mount all the sensors in a similar sensing position (all mounted at the tops of the bins and pointing down, for example). This will reduce potential optical crosstalk, where one sensor detects another sensor’s beam.

Figure 2. Mount multiple sensors in a similar position and orientation to eliminate optical crosstalk (retroreflective models shown)

Banner Engineering Corp. • Minneapolis, MN U.S.A. www.bannerengineering.com • Tel: 763.544.3164

P/N 126441 rev. C    5

EZ-LIGHT™ K50 & K80 Series Pick-to-Light Sensors Specifications Supply Voltage and Current

12 to 30V dc (10% maximum ripple) Less than 60 mA max current @ 12V dc (exclusive of load) Less than 40 mA max current @ 30V dc (exclusive of load) AS-i compatible

Supply Protection Circuitry

Protected against transient voltages (fast-transient and over-voltage) and reverse polarity

Output Configuration

1 current sinking (NPN) transistor or 1 current sourcing (PNP) transistor, depending on model

Output Rating

Maximum load: 150 mA ON-state saturation voltage: < 2V @ 10 mA dc; < 2.5V @ 150 mA dc OFF-state leakage current: < 1 µA @ 30V dc

Output Protection Circuitry

Protected against false pulse on power-up and continuous overload or short-circuit of output

Output Response Time

3 milliseconds ON and OFF

Indicators

Entire translucent dome provides indicator light; either Job or Pick Sensed indicator inhibits the other light, depending on model. Job ("Pick") Indicator: Green Pick Sensed Indicator: Red or OFF, depending on model

Job Light Enable Input

Input impedance: 8000 ohms Sinking—Input low < 1.0V Sourcing—Input high > 7V

Construction

Base: polycarbonate Lens: polycarbonate or acrylic

Environmetal Rating

Fully encapsulated; IEC IP67 Integral QD models: DIN 40050 (IP69K) when using IP69K-rated cables Pigtail and cable models: IP69K when mounted with conduit

Connections

Integral 4-pin Euro-style QD fitting, PVC-jacketed 2 m (6.5') or 9 m (30') cable or 150 mm (6") PVC pigtail with 4-pin Euro-style QD fitting, depending on model.

Translucent dome: polycarbonate Push button: thermoplastic

Accessory QD cables required for QD models; see page 6. QPMA-style PUR pigtail models are also available; contact Factory for more information. Ambient Light Immunity

Up to 5,000 lux

EMI/RFI Immunity

Immune to EMI and RFI noise sources, per IEC 947-5-2.

Operating Conditions

Temperature: −40° to +50° C (−40° to +122° F) Max. Relative Humidity: 90% @ +50° C (non-condensing)

Certifications

6    P/N 126441 rev. C

Banner Engineering Corp. • Minneapolis, MN U.S.A. www.bannerengineering.com • Tel: 763.544.3164

80.8 mm 3.18" 65.0 mm 2.56"

7.9 mm 0.31"

EZ-LIGHT™ K50 & K80 Series Pick-to-Light Sensors Dimensions

65.0 mm 2.56"

K50

K80 Ø15.6 mm (Ø0.61")

7.6 mm 0.30"

80.8 mm 3.18"

50.0 mm (1.97") 7.9 mm 0.31"

Ø50.0 mm 1.97"

65.0 mm 2.56"

36.8 mm (1.45")*

M30x1 (mounting nut included) max. torque 4.5 Nm (40 lbf in)

72.5 mm 2.85"

20.0 mm (0.79") 65.0 mm 2.56"

11.0 mm (0.43")

½ -14 NPSM internal threads

41.3 mm 1.63"

7.6 mm 0.30"

*For push-button models, this dimension is 44.2 mm (1.74")

Ø50.0 mm 1.97"

72.5 mm 2.85"

Hookups

41.3 mm 1.63"

NPN (Sinking) Output Models bn bu bk wh

PNP (Sourcing) Output Models bn bu bk wh

+ 12-30V dc

-

Load

Job Light Enable < 1.0V dc

+ 12-30V dc

-

Load

Job Light Enable > 7V dc

NOTE: Cabled hookups are shown. Hookups are functionally identical for cabled or quick-disconnect models.

Accessories Quick-Disconnect (QD) Cables Style 4-Pin Euro Straight

Model MQDC-406 MQDC-415 MQDC-430

Length 2 m (6.5') 5 m (15') 9 m (30')

Dimensions

Pinout ø 15 mm (0.6")

44 mm max. (1.7")

M12 x 1

38 mm max. (1.5")

4-Pin Euro Right-Angle

MQDC-406RA MQDC-415RA MQDC-430RA

2 m (6.5') 5 m (15') 9 m (30')

White Wire Brown Wire Blue Wire Black Wire

38 mm max. (1.5")

M12 x 1 ø 15 mm (0.6")

Banner Engineering Corp. • Minneapolis, MN U.S.A. www.bannerengineering.com • Tel: 763.544.3164

P/N 126441 rev. C    7

EZ-LIGHT™ K50 & K80 Series Pick-to-Light Sensors Mounting Brackets • 12-ga. stainless steel right-angle mounting bracket with curved slot for versatile orientation • Clearance for M6 (¼") hardware

SMB30A

SMB30MM

• 30 mm 12-ga. stainless steel bracket with curved mounting slots for versatile orientation • Clearance for M6 (¼") hardware • Articulation slots for 90°+ rotation

SMBAMS30RA

• 12-ga. 300 series stainless steel • Right-angle SMBAMS series bracket with 30 mm hole for mounting sensors • Articulation slots for 90°+ rotation

SMB30SC

• 30 mm swivel bracket • Black reinforced thermoplastic polyester • Includes stainless steel mounting and swivel locking hardware

SMB30FA

• 12-ga. 300 series stainless steel • Right-angle bracket with 30 mm hole for mounting sensors • Attachment clamp allows 360° rotation • Threaded rod through-mounts to mounting surface

SMBAMS30P

• 12-ga. 300 series stainless steel • Flat SMBAMS series bracket with 30 mm hole for mounting sensors • Articulation slots for 90°+ rotation

SMB30FVK

• V-clamp, straight bracket and fasteners for mounting sensors to pipe or extrusions • Clamp accommodates 28 mm dia. tubing or 1” square extrusions • 30 mm hole for mounting sensors

SMB30RAVK

• V-clamp, right-angle bracket and fasteners for mounting sensors to pipe or extrusions • Clamp accommodates 28 mm dia. tubing or 1” square extrusions • 30 mm hole for mounting sensors

Retroreflective Targets A full selection of brackets is available for the targets listed below. See the Accessories section of your current Banner Photoelectric Sensors catalog or the Banner website for complete information. BRT35X35B

• Square, acrylic target • Reflectivity Factor: 1.3 • Max. Temperature: 65° C • Approximate size: 35 mm x 35 mm

BRT-50D

• Round, acrylic target with mounting stud • Reflectivity Factor: 1.0 • Max. Temperature: 65° C • Optional brackets are available; see catalog • Approximate size: 50 mm diameter

BRT-2X2

• Square, acrylic target • Reflectivity Factor: 1.0 • Max. Temperature: 50° C • Optional brackets are available; see catalog • Approximate size: 51 mm x 51 mm

BRT100X18A

• Rectangular, acrylic target • Reflectivity Factor: 1.4 • Max. Temperature: 50° C • Approximate size: 18.5 mm x 110 mm

See Catalog or Website

Banner offers a wide selection of highquality retroreflective tape targets, both continuous roll and individual sheets. See the Accessories section of your current Banner Photoelectric Sensors catalog or the Banner website for complete information.

WARRANTY:  Banner Engineering Corp. warrants its products to be free from defects for one year. Banner Engineering Corp. will repair or replace, free of charge, any product of its manufacture found to be defective at the time it is returned to the factory during the warranty period. This warranty does not cover damage or liability for the improper application of Banner products. This warranty is in lieu of any other warranty either expressed or implied. P/N 126441 rev.C

Banner Engineering Corp., 9714 Tenth Ave. No., Minneapolis, MN USA 55441 • Phone: 763.544.3164 • www.bannerengineering.com • Email: [email protected]

I

Datasheet VTB

85

EZ-LIGHT™ VTB Series Touch Button Ergonomic Optical Touch Button for Pick-to-Light Applications

Features • Microcontroller-based photoelectric touch buttons are a cost-effective and easy-toinstall alternative to capacitive touch switches and mechanical push buttons for errorproofing and parts-verification applications • Ergonomically designed to eliminate hand, wrist and arm stresses associated with repeated switch operation; require no physical pressure to operate • Illuminated base provides a bright, easy-to-see job light in one or two colors, depending on model • LED power and output indicators • Choose NPN or PNP output, depending on model • Immune to ambient light, EMI and RFI interference • High excess gain cuts through heavy airborne contamination to function in almost any environment; optional protective field cover available • 12 to 30V dc operation

Models One-Color Job Light Green Job Light

Models Red Job Light

Blue Job Light

VTBN6 VTBN6Q VTBN6L VTBN6LQ VTBP6 VTBP6Q VTBP6L VTBP6LQ

VTBN6R VTBN6RQ VTBN6RL VTBN6RLQ VTBP6R VTBP6RQ VTBP6RL VTBP6RLQ

VTBN6B VTBN6BQ VTBN6BL VTBN6BLQ VTBP6B VTBP6BQ VTBP6BL VTBP6BLQ

Cable* 2 m 4-wire cable 4-Pin Euro QD 2 m 4-wire cable 4-Pin Euro QD 2 m 4-wire cable 4-Pin Euro QD 2 m 4-wire cable 4-Pin Euro QD

Upper Housing

Output Type

Job Light Input

NPN

0V dc

PNP

+10 to 30V dc

NPN

0V dc

PNP

+10 to 30V dc

Polysulfone Polycarbonate Polysulfone Polycarbonate

Two-Color Job Light Green & Red Job Lights (see Hookups) VTBN6GR VTBN6GRQ VTBN6GRL VTBN6GRLQ VTBP6GR VTBP6GRQ VTBP6GRL VTBP6GRLQ

2 m 5-wire cable 5-Pin Euro QD 2 m 5-wire cable 5-Pin Euro QD 2 m 5-wire cable 5-Pin Euro QD 2 m 5-wire cable 5-Pin Euro QD

Polysulfone Polycarbonate Polysulfone Polycarbonate

* For 9 m (30') cable: add suffix “W/30” to the 2 m model number (e.g., VTBN6 W/30). A model with a QD connector requires a mating cable; see page 6.

See Safety Use Warning on Back Page Clearwater Tech - Phone: 800.894.0412 - Fax: 208.368.0415 - Web: www.clrwtr.com - Email: [email protected]

EZ-LIGHT™ VTB Series Touch Button Overview EZ-LIGHT VTB Series Touch Buttons are touch-activated photoelectric devices designed to replace capacitive touch switches and mechanical push buttons. Their outputs activate while a finger is in the “touch area” (yoke) of the switch, interrupting the button’s infrared sensing beam. The VTB is suited to many pick-to-light applications. Its solid-state output easily interfaces to a system controller, which is pre-programmed for a specific sequence of tasks. Mounted in or near each bin in an assembler’s work station, the Touch Button signals the assembler (by means of an easy-to-see job light): • Which bins contain items to be picked in a given operation; and • In what order they should be picked. As the assembler takes a part in sequence, and then reaches a finger into the yoke of the corresponding Touch Button, the VTB’s output sends a signal to the controller. The control system then verifies if the correct part has been taken, and may respond by turning that job light OFF, and activating the job light of the next bin in the sequence. If multiple parts must be removed from one bin, the job light may remain ON until the appropriate number of signals is returned to the controller. If an incorrect part is selected, the control system may be wired to signal an alarm for the assembler and/or a supervisor and (depending on sensor model) the job light may turn red. The result is increased efficiency (due to simplified job training), increased quality control (no skipped components), and reduced rework and inspections. The system speeds the resumption of work after breaks and other distractions. And it is ideal for multilingual workplaces where communication may be an issue. Banner VTB Series touch buttons are ergonomically designed to eliminate the hand, wrist, and arm stresses associated with mechanical push buttons. They require absolutely no physical pressure to operate. LED indicators light when power is on and outputs are activated. All models are immune to EMI, RFI, and ambient light interference. VTBs have either a black polysulfone or red polycarbonate upper housing (depending on model) and a translucent white polycarbonate base. Environmental considerations for use of the two upper housing types differ; see specifications. The entire base section lights to provide a bright job light where a task is to be performed. The 30 mm threaded base on all models provides easy mounting.

Output Conducting LED Switch "Touch Area"

Power ON/OFF LED

Black Polysulfone or Red Polycarbonate Translucent White Polycarbonate Base/Job Light

Figure 1.

VTB Touch Button features

Clearwater Tech - Phone: 800.894.0412 - Fax: 208.368.0415 - Web: www.clrwtr.com - Email: [email protected]

EZ-LIGHT™ VTB Series Touch Button VTB Series Touch Button Indicators Power On (red):

Steady ON when power is applied

Output Conducting (red): Steady ON when button is activated OFF when button is not activated Job Light:

Steady ON or flashing* when a task is to be performed

*Flashing job light is selected in hookup; see page 5. Color is dependent on model and hookup. Rugged polypropylene (TP) field covers are available to prevent inadvertent switch actuation due to objects (such as loose clothing or debris) which might accidentally block the sensing beam. The polypropylene material is capable of absorbing high impact (even at low temperatures) and is highly resistant to abrasion and to damage by most chemicals. A variety of colors is available, allowing color-coding when multiple touch buttons are used. Note that when a field cover is used, it will also block a portion of the job light.

Installation Mechanical Installation The VTB Touch Button should be installed at such a height and in a location that will be comfortable for the user. In addition, shields, covers, rings, collars, dividers, or similar protection may be used to prevent accidental switch actuation. Figure 2 shows two methods for mounting the VTB Touch Buttons to prevent accidental switch actuation. When mounted on top of a surface, the protective field covers may be used as shown, or the VTB Touch Buttons may be mounted sideways under and/or behind another surface. This side mount prevents an object from being left on the switch, in the path of the beam and continually interrupting the beam. Top Mount, with Field Cover in Place

Side Mount, Shielded by Mounting Bracket

Figure 2. VTB Buttons may be mounted with or without the optional field cover, so that they are protected from inadvertent actuation

Electrical Hookup For single-color models, the job light may be either a solid or flashing color. This is accomplished in the hookup. • For solid color, wire as shown in the standard hookups on page 5. • For flashing (2 Hz), wire as shown in the alternate hookups (i.e., blue 12-30V dc, brown 0V, also shown on page 5). For two-color models, the job light color is dependent on the hookup.

Clearwater Tech - Phone: 800.894.0412 - Fax: 208.368.0415 - Web: www.clrwtr.com - Email: [email protected]

EZ-LIGHT™ VTB Series Touch Button Specifications Supply Voltage and Current

12 to 30V dc (10% maximum ripple) One-Color Job Light Models: Less than 120 mA max current @ 12V dc (exclusive of load) Less than 70 mA max current @ 30V dc (exclusive of load) Two-Color Job Light Models: Less than 67 mA max current @ 12V dc (exclusive of load) Less than 40 mA max current @ 24V dc (exclusive of load) Less than 35 mA max current @ 30V dc (exclusive of load)

Supply Protection Circuitry

Protected against transient voltages (fast-transient and over-voltage) and reverse polarity

Output Configuration

Choose 1 current sinking (NPN) open collector transistor or 1 current sourcing (PNP) open collector transistor, depending on model

Output Rating

Maximum load: 150 mA On-state saturation voltage: < 1.5V @ 150 mA Off-state leakage current: < 10 µ A

Output Protection Circuitry

All models protected against false pulse on power-up (outputs held OFF for 1 second at power-up), overload and short-circuits.

Output Response Time

100 milliseconds ON/OFF

Indicators

2 red LED indicators: Power ON and Output Conducting Base: Lights green, red or blue (depending on model and hookup) as a job light when input line is enabled. One-color models may be wired for flashing, rather than solid color operation.

Construction

Totally encapsulated, non-metallic enclosure. Black polysulfone or red polycarbonate upper housing (see Application Note below); translucent white polycarbonate base. Electronics fully epoxy-encapsulated.

Connections

PVC-jacketed 2 m (6.5') cables or 4-pin Euro-style QD fitting, depending on model. Accessory QD cables required for QD models; see Accessories, page 6. Integral 9 m (30') cables are also available; see model selection chart, page 1.

Ambient Light Immunity

Up to 120,000 lux (direct sunlight)

EMI/RFI Immunity

Immune to EMI and RFI noise sources, per IEC 947-5-2.

Operating Conditions

Temperature: -20° to +50° C (-4° to +122° F) Maximum relative humidity: 90% @ +50° C (non-condensing)

Application Notes

Environmental considerations for models with polysulfone upper housings: The polysulfone upper housing will become brittle with prolonged exposure to outdoor sunlight. Window glass effectively filters longer wavelength ultraviolet light and provides excellent protection from sunlight. Avoid contact with strong alkalis. Clean periodically using mild soap solution and a soft cloth. Environmental considerations for models with polycarbonate upper housings: Avoid prolonged exposure to hot water and moist high-temperature environments above 66° C (150° F). Avoid contact with aromatic hydrocarbons (such as xylene and toluene), halogenated hydrocarbons and strong alkalis. Clean periodically using mild soap solution and a soft cloth.

Certification

Clearwater Tech - Phone: 800.894.0412 - Fax: 208.368.0415 - Web: www.clrwtr.com - Email: [email protected]

EZ-LIGHT™ VTB Series Touch Button Dimensions

Euro-Style Quick-Disconnect

Integral Cable

59.9 mm (2.36") 27.9 mm (1.10")

VTBP6

22.1 mm (0.87")

35.0 mm (1.38")

43.2 mm (1.70")

VTBP6

22.1 mm (0.87") 15.2 mm (0.60")

NPSM Internal Threads

M30 External Threads Jam Nut, Lock Ring, and Seal Washers are Supplied max. torque 4.5 Nm (40 lbf in)

Hookups One-Color Job Light, NPN (Sinking) Output Models

One-Color Job Light, PNP (Sourcing) Output Models

Two-Color Job Light Models

Solid Job Light

Solid Job Light

NPN (Sinking) Output Models

bn bu bk wh

+ 12-30V dc

-

Load

Job Light Enable 0V dc

bn bu bk wh

Flashing Job Light bn bu bk wh

-

12-30V dc + Load

Job Light Enable 0V dc

-



Load

wh gy

Job Light Enable +10-30V dc

Flashing Job Light bn bu bk wh




+ 12-30V dc

-

12-30V dc + Load

Job Light Enable +10-30V dc

+ 12-30V dc

-

Load

Green Job Light Enable — 0V dc Red Job Light Enable — 0V dc

PNP (Sourcing) Output Models bn bu bk wh gy

+ 12-30V dc

-

Load

Green Job Light Enable — +10-30V dc Red Job Light Enable — +10-30V dc

NOTE: Cabled hookup shown. Cable and QD hookups are functionally identical.

Clearwater Tech - Phone: 800.894.0412 - Fax: 208.368.0415 - Web: www.clrwtr.com - Email: [email protected]

EZ-LIGHT™ VTB Series Touch Button Accessories Quick-Disconnect (QD) Cables Style 4-Pin Euro Straight for use with one-color job light models

Model MQDC-406 MQDC-415 MQDC-430

Length 2 m (6.5') 5 m (15') 9 m (30'

Dimensions

Pinout ø 15 mm (0.6")

44 mm max. (1.7")

M12 x 1

White Wire Brown Wire

38 mm max. (1.5")

4-Pin Euro RightAngle for use with one-color job light models

MQDC-406RA MQDC-415RA MQDC-430RA

2 m (6.5') 5 m (15') 9 m (30'

Blue Wire Black Wire

38 mm max. (1.5")

M12 x 1 ø 15 mm (0.6")

5-Pin Euro Straight for use with two-color job light models

MQDC1-506 MQDC1-515 MQDC1-530

2 m (6.5') 5 m (15') 9 m (30'

ø 15 mm (0.6") 44 mm max. (1.7")

M12 x 1

White Wire Brown Wire Blue Wire

38 mm max. (1.5")

5-Pin Euro RightAngle for use with two-color job light models

MQDC1-506RA MQDC1-515RA MQDC1-530RA

2 m (6.5') 5 m (15') 9 m (30'

Black Wire

Gray Wire

38 mm max. (1.5")

M12 x 1 ø 15 mm (0.6")

Field Covers Field covers are designed to prevent inadvertent activation of optical touch buttons due to objects (loose clothing, debris, etc.) which might accidentally block their sensing beam. Field covers are constructed of rugged polypropylene and are highly resistant to abrasion and to damage by most chemicals. Model

Description

OTC Series Field Cover

OTC-1-BK OTC-1-GN OTC-1-RD OTC-1-YW

Black cover Green cover Red cover Yellow cover

74.0 mm (2.9") 51.0 mm (2.0") 69.0 mm (2.7")

Clearwater Tech - Phone: 800.894.0412 - Fax: 208.368.0415 - Web: www.clrwtr.com - Email: [email protected]

J

Datasheet RG11

94

mipick R/G11

Beleglose Kommissionierung mit Pick-to-Light Paperless Order Picking with Pick-to-Light o sehr robust gegen äußere Einwirkungen o Sicherheitsdrucktaster o ultrahelle LED als Leuchtmelder o automatische Diagnosefunktionen

o highly resistant to external influences o safety push-button o ultra-bright LED indicator o automatic diagnosis function

Allgemeines

General

Beleglose Kommissionierung mit einem Pick-to-Light System reduziert den Arbeitsaufwand und vermindert die Fehlerquote. Für einen reibungslosen Ablauf ist eine hohe Zuverlässigkeit Grundvoraussetzung. Bei der Entwicklung des "mipick R/G11" wurden die Anforderungen der Anwender konsequent umgesetzt.

Paperless order picking with a Pick-to-Light system reduces workload and decreases error quotas. Good reliability is a basic prerequisite for trouble-free work sequences. User requirements have been consistently implemented in developing "mipick R/G11".

Zur Erreichung eines optimalen Sichtwinkels ist ein Leuchtmelder in LED-Technik mit weitem Abstrahlwinkel und intensiver Helligkeit eingesetzt.

An LED indicator lamp with a wide emission angle and intensive brightness is utilised in order to achieve an ideal visibility angle.

Ein massiver Druck-/Quittierungstaster in Metallausführung sichert mehr als eine Million Schaltspiele. Durch das busfähige Konzept wird eine schnelle Installation und Systemintegration erreicht.

A massive metal acknowledgement pushbutton ensures a service life of more than a million switching operations. Fast installation and system integration is made possible thanks to the bus compatible concept.

Anwendungsbeispiel

Application Example

System

Software

Interface RS 485

Interface RS 485

microSYST Systemelectronic GmbH • Zur Centralwerkstätte 10 • D-92637 Weiden • Tel. +49 961 39166-0 • Fax +49 961 39166-10 • [email protected] www.microsyst.de

mipick R/G11

Beleglose Kommissionierung mit Pick-to-Light Paperless Order Picking with Pick-to-Light Technische Information

Technical Data

Gesamtspezifikation

General Specification

Betriebsspannung: Stromaufnahme: Dateneingang: Sicherheitsdrucktaster:

Operating voltage: Power consumption: Data input: Safety push button:

Leuchtmelder:

Gehäuse: Größe: Schachttiefe: Gehäusefarbe: Schutzart: Betriebstemperatur: Lagertemperatur:

10...12 VDC max. 100 mA RS 485 mit 115 kBaud Metallausführung Mechanische Lebensdauer: 1.000.000 Zyklen Durchmesser 12 mm einzeln auswechselbar LED, rot (R) oder grün (G) LED-Durchmesser: 10 mm Metallfassung einzeln auswechselbar Aluminium, eloxiert 120 x 50 mm (B x H) oder 120 x 60 mm (B x H) 30 mm natur oder nach RAL, eloxiert frontseitig IP54 0...+50 °C -25...+70 °C

Abmessungen

10 to 12 VDC max. 100 mA RS 485 with 115 kBaud metal design mechanical durability: 1.000.000 cycles diameter 12 mm can be exchanged individually Signal lamp: LED, red (R) or green (G) LED diameter: 10 mm metal mounting can be exchanged individually Housing: aluminium, anodized Dimensions: 120 x 50 mm (w x h) or 120 x 60 mm (w x h) Shaft depth: 30 mm Housing colour: natural or RAL colours, anodized Protection: front panel IP54 Operating temperature: 0 to +50 °C Storage temperature: -25 to +70 °C

Housing Dimensions Drucktaster Push button

H

LED

D

C

B

Wir realisieren auch kundenspezifische Wünsche. Bitte fragen Sie bei uns an!

We fulfil customer-specific requirements as well. Please send us your inquiry!

Für weitere Informationen zu diesem Produkt senden wir Ihnen auf Anforderung gerne das aktuelle Benutzerhandbuch "mipick R/G11". Sie können das Benutzerhandbuch auch von unserer Homepage www.microsyst.de herunterladen.

If you require additional information concerning this product, please request the current user's manual, "mipick R/G11". The user's manual can also be downloaded from our website at www.microsyst.de.

Technische Änderungen vorbehalten!

Subject to change without notice!

microSYST Systemelectronic GmbH • Zur Centralwerkstätte 10 • D-92637 Weiden • Tel. +49 961 39166-0 • Fax +49 961 39166-10 • [email protected] www.microsyst.de

K

Datasheet RG223

97

mipick R/G223

Beleglose Kommissionierung mit Pick-to-Light Paperless Order Picking with Pick-to-Light o sehr robust gegen äußere Einwirkungen o Sicherheitsdrucktaster o ultrahelle LED als Leuchtmelder o automatische Diagnosefunktionen o Folientastatur z.B. zur Wertekorrektur o highly resistant to external influences o safety push-button o ultra-bright LED indicator o automatic diagnosis function o membrane keypad e.g. for values correction

Allgemeines

General

Beleglose Kommissionierung mit einem Pick-to-Light System reduziert den Arbeitsaufwand und vermindert die Fehlerquote. Für einen reibungslosen Ablauf ist eine hohe Zuverlässigkeit Grundvoraussetzung. Bei der Entwicklung des "mipick R/G223" wurden die Anforderungen der Anwender konsequent umgesetzt.

Paperless order picking with a Pick-to-Light system reduces workload and decreases error quotas. Good reliability is a basic prerequisite for trouble-free work sequences. User requirements have been consistently implemented in developing "mipick R/G223".

Eine hell leuchtende 7-Segmentanzeige mit hohem Kontrast sorgt für eine sichere Ablesbarkeit der Werte. Alle Segmente werden kontinuierlich überwacht und im Fehlerfall online gemeldet.

A bright 7 segment display with high contrast assures good legibility of displayed values. All segments are continuously monitored, and messages are generated online in the event of errors.

Zur Erreichung eines optimalen Sichtwinkels ist ein Leuchtmelder in LED-Technik mit weitem Abstrahlwinkel und intensiver Helligkeit eingesetzt.

An LED indicator lamp with a wide emission angle and intensive brightness is utilised in order to achieve an ideal visibility angle.

Ein massiver Druck-/Quittierungstaster in Metallausführung sichert mehr als eine Million Schaltspiele. Durch das busfähige Konzept wird eine schnelle Installation und Systemintegration erreicht.

A massive metal acknowledgement pushbutton ensures a service life of more than a million switching operations. Fast installation and system integration is made possible thanks to the bus compatible concept.

Die prinzipiell offene Struktur erlaubt die problemlose Erweiterung bestehender Anlagen.

The principally open structure allows for trouble-free expansion of existing systems.

Anwendungsbeispiel

Application Example

System

Software

Interface RS 485

Interface RS 485

Display

Display

Display

Display

microSYST Systemelectronic GmbH • Zur Centralwerkstätte 10 • D-92637 Weiden • Tel. +49 961 39166-0 • Fax +49 961 39166-10 • [email protected] www.microsyst.de

mipick R/G223

Beleglose Kommissionierung mit Pick-to-Light Paperless Order Picking with Pick-to-Light Technische Information

Technical Data

Gesamtspezifikation

General Specification

Displayart: Zeichenhöhe: Stellen: Leuchtfarbe: Betriebsspannung: Stromaufnahme: Dateneingang: Tastatur: Sicherheitsdrucktaster:

Display type: Character height: Digits: Display colour: Operating voltage: Power consumption: Data input: Keys: Safety push button:

Leuchtmelder:

Gehäuse: Größe: Schachttiefe: Gehäusefarbe: Schutzart: Betriebstemperatur: Lagertemperatur:

LED 7-Segment 20 mm 2 Stellen rot (R) oder grün (G) 10...12 VDC max. 200 mA RS 485 mit 115 kBaud Folientastatur mit 2 Tastern Metallausführung Mechanische Lebensdauer: 1.000.000 Zyklen Durchmesser 12 mm einzeln auswechselbar LED, rot (R) oder grün (G) LED-Durchmesser: 10 mm Metallfassung einzeln auswechselbar Aluminium, eloxiert 150 x 50 mm (B x H) oder 150 x 60 mm (B x H) 30 mm natur oder nach RAL, eloxiert frontseitig IP54 0...+50 °C -25...+70 °C

7 segment LED 20 mm 2 digits red (R) or green (G) 10 to 12 VDC max. 200 mA RS 485 with 115 kBaud membrane keypad with 2 keys metal design mechanical durability: 1.000.000 cycles diameter 12 mm can be exchanged individually Signal lamp: LED, red (R) or green (G) LED diameter: 10 mm metal mounting can be exchanged individually Housing: aluminium, anodized Dimensions: 150 x 50 mm (w x h) or 150 x 60 mm (w x h) Shaft depth: 30 mm Housing colour: natural or RAL colours, anodized Protection: front panel IP54 Operating temperature: 0 to +50 °C Storage temperature: -25 to +70 °C

Abmessungen

Housing Dimensions LED

2-stellige Anzeige 2 digit display

Drucktaster Push button

Folientastatur Membrane keypad

G

H

F

C

D

B

Wir realisieren auch kundenspezifische Wünsche. Bitte fragen Sie bei uns an!

We fulfil customer-specific requirements as well. Please send us your inquiry!

Für weitere Informationen zu diesem Produkt senden wir Ihnen auf Anforderung gerne das aktuelle Benutzerhandbuch "mipick R/G223". Sie können das Benutzerhandbuch auch von unserer Homepage www.microsyst.de herunterladen.

If you require additional information concerning this product, please request the current user's manual, "mipick R/G223". The user's manual can also be downloaded from our website at www.microsyst.de.

Technische Änderungen vorbehalten!

Subject to change without notice!

microSYST Systemelectronic GmbH • Zur Centralwerkstätte 10 • D-92637 Weiden • Tel. +49 961 39166-0 • Fax +49 961 39166-10 • [email protected] www.microsyst.de

L

Datasheet CX5010

100

CX5010, CX5020

Status LEDs

Ethernet and USB connection

Battery compartment (behind the flap)

DVI connection

Compact Flash insert (behind the flap)

Optional interfaces e. g. RS232, PROFIBUS, CANopen

CX5010, CX5020 | Embedded PC series with Intel® Atom™ processor The CX5010 and CX5020 are Embedded PCs from the CX5000 series based on Intel® Atom™ processors and differ only by the CPU version. The CX5010 has a 1.1 GHz Intel® Atom™ Z510 processor, while the CX5020 has a 1.6 GHz Intel® Atom™ Z530 processor. Apart from the clock speed, the two processors also differ by the fact that the Z530 features hyperthreading technology, i.e. it has two virtual CPU cores for more effective execution of software. Depending on the installed TwinCAT runtime environment, the CX5010/ CX5020 can be used for the implementation of PLC or PLC/Motion Control projects (with or without visualisation). The extended operating temperature range between -25 and +60 °C enables application in climatically demanding situations. The order identifier of the CX5000 devices is derived as follows:

Technical data

CX5010-x1xx

CX5020-x1xx

Processor

processor Intel® Atom™ Z510, 1.1 GHz clock frequency

processor Intel® Atom™ Z530, 1.6 GHz clock frequency

Flash memory

64 MB Compact Flash card (optionally extendable)

Internal main memory

512 MB RAM (internal, not expandable)

Persistent memory

integrated 1-second UPS (1 MB on Compact Flash card)

Interfaces

2 x RJ 45, 10/100/1000 Mbit/s, DVI-D, 4 x USB 2.0, optional 1 x RS232/RS422/RS485

Diagnostics LED

1 x power, 1 x TC status, 1 x flash access, 2 x bus status

Clock

internal battery-backed clock for time and date (battery exchangeable)

Operating system

Microsoft Windows CE or Microsoft Windows Embedded Standard

Control software

TwinCAT PLC run-time or TwinCAT NC PTP run-time

Power supply

24 V DC (-15 %/+20 %)

Dielectric strength

500 V (supply/internal electronics)

Current supply I/O terminals

2A

Max. power loss

12 W (including the system interfaces)

Dimensions (W x H x D)

100 mm x 100 mm x 91 mm

Operating/storage temperature

-25…+60 °C/-40…+85 °C

Relative humidity

95 %, no condensation

Vibration/shock resistance

conforms to EN 60068-2-6/EN 60068-2-27/29

BECKHOFF New Automation Technology

512 MB RAM (optionally expandable to 1 GB)

12.5 W (including the system interfaces)

We reserve the right to make technical changes.

EMC immunity/emission

conforms to EN 61000-6-2/EN 61000-6-4

Protection class

IP 20

Ordering information

Ebus

Kbus

Win CE

Windows Embedded Standard

TwinCAT PLC runtime

TwinCAT NC runtime

CX5010-0100

x

–

–

–

–

–

CX5010-0110

x

–

x

–

–

–

CX5010-0111

x

–

x

–

x

–

CX5010-0112

x

–

x

–

x

x

CX5010-0120

x

–

–

x*

–

–

CX5010-0121

x

–

–

x*

x

–

CX5010-0122

x

–

–

x*

x

x

CX5010-1100

–

x

–

–

–

–

CX5010-1110

–

x

x

–

–

–

CX5010-1111

–

x

x

–

x

–

CX5010-1112

–

x

x

–

x

x

CX5010-1120

–

x

–

x*

–

–

CX5010-1121

–

x

–

x*

x

–

CX5010-1122

–

x

–

x*

x

x

CX5020-0100

x

–

–

–

–

–

CX5020-0110

x

–

x

–

–

–

CX5020-0111

x

–

x

–

x

–

CX5020-0112

x

–

x

–

x

x

CX5020-0120

x

–

–

x*

–

–

CX5020-0121

x

–

–

x*

x

–

CX5020-0122

x

–

–

x*

x

x

CX5020-1100

–

x

–

–

–

–

CX5020-1110

–

x

x

–

–

–

CX5020-1111

–

x

x

–

x

–

CX5020-1112

–

x

x

–

x

x

CX5020-1120

–

x

–

x*

–

–

CX5020-1121

–

x

–

x*

x

–

CX5020-1122

–

x

–

x*

x

x

Options CX1900-0204

1 GB DDR2 RAM for CX5020, instead of 512 MB DDR2 RAM; pre-assembled ex factory

CX1800-0400

Windows Embedded Standard 7 E instead of Windows XPe; requires at least 1 GB RAM and 4 GB Compact Flash; supported devices: CX5020

CX1800-0401

Windows Embedded Standard 7 P instead of Windows XPe; requires at least 1 GB RAM and 4 GB Compact Flash; supported devices: CX5020

Product announcement

CX50x0-x1xx, CX50x0-N0xx, CX50x0-x310, CX50x0-B110: available CX50x0-x510, CX50x0-x930: estimated market release 4th quarter 2011 CX50x0-B950: estimated market release 2nd quarter 2012

*CX50x0 systems with Microsoft Embedded Standard require Compact Flash with a capacity of at least 2 GB (must be ordered separately).

BECKHOFF New Automation Technology

We reserve the right to make technical changes.

M

Datasheets EL1004 en EL2004

103

Digital Input

EL1004

Signal LED1

Signal LED2

Signal LED3

Signal LED4

Input 1

Input 2

+24 V Power contact +24 V

+24 V Power contact 0 V

Input 3

Input 4

Top view

Contact assembly

EL1004 | 4-channel digital input terminal 24 V DC, 3 ms The EL1004 digital input terminal acquires the binary control signals from the process level and transmits them, in an electrically isolated form, to the higher-level automation unit. Digital input terminals from the EL100x series have a 3 ms input filter. The EtherCAT Terminals indicate their state via an LED. Technical data

EL1004 | ES1004

Connection technology

2-wire

Specification

EN 61131-2, type 1/3

Number of inputs

4

Nominal voltage

24 V DC (-15 %/+20 %)

“0“ signal voltage

-3…+5 V (EN 61131-2, type 3)

“1“ signal voltage

15…30 V (EN 61131-2, type 3)

Input current

typ. 3 mA (EN 61131-2, type 3)

Input filter

typ. 3.0 ms

Distributed clocks

–

Current consumption power contacts

typ. 2 mA + load

Current consumption E-bus

typ. 90 mA

Electrical isolation

500 V (E-bus/field potential)

Bit width in the process image

4 inputs

Configuration

no address or configuration setting

Special features

standard input terminals for 2-wire connection

Weight

approx. 50 g

Operating/storage temperature

0…+55 °C/-25…+85 °C

Relative humidity

95 %, no condensation

Vibration/shock resistance

conforms to EN 60068-2-6/EN 60068-2-27/29

EMC immunity/emission

conforms to EN 61000-6-2/EN 61000-6-4

Protect. class/installation pos.

IP 20/variable

Pluggable wiring

for all ESxxxx terminals

Approvals

CE, UL, Ex

Special terminals EL1004-0020

4-channel digital input terminal 24 V DC, isolation voltage > 2,500 V

BECKHOFF New Automation Technology

We reserve the right to make technical changes.

Digital Output

EL2004

Signal LED1

Signal LED2

Signal LED3

Signal LED4

Output 1

Output 2

0V Power contact +24 V

0V Power contact 0 V

Output 3

Output 4

Top view

Contact assembly

EL2004 | 4-channel digital output terminal 24 V DC, 0.5 A The EL2004 digital output terminal connects the binary control signals from the automation unit on to the actuators at the process level with electrical isolation. The EtherCAT Terminal indicates its signal state via an LED. Technical data

EL2004

Connection technology

2-wire

Number of outputs

4

Rated load voltage

24 V DC (-15 %/+20 %)

Load type

ohmic, inductive, lamp load

Distributed clocks

–

Max. output current

0.5 A (short-circuit-proof) per channel

Short circuit current

typ. < 2 A

Reverse voltage protection

yes

Breaking energy

< 150 mJ/channel

Switching times

typ. TON: 60 µs, typ. TOFF: 300 µs

Current consumption E-bus

typ. 100 mA

Electrical isolation

500 V (E-bus/field potential)

Current consumption power contacts

typ. 15 mA + load

Bit width in the process image

4 outputs

Configuration

no address or configuration setting

Weight

approx. 55 g

Operating/storage temperature

0…+55 °C/-25…+85 °C

Relative humidity

95 %, no condensation

Vibration/shock resistance

conforms to EN 60068-2-6/EN 60068-2-27/29

EMC immunity/emission

conforms to EN 61000-6-2/EN 61000-6-4

Protect. class/installation pos.

IP 20/variable

Pluggable wiring

for all ESxxxx terminals

Approvals

CE, UL, Ex

BECKHOFF New Automation Technology

We reserve the right to make technical changes.

N

Datasheet CP6901

106

Industrial PC

CP69xx

148

CP69xx | “Economy” built-in Control Panel with DVI/USB Extended interface

Ordering information

without touch screen

with touch screen

with touch pad

Display only 5.7-inch display 640 x 480

CP6907-0000-0000

CP6907-0001-0000

6.5-inch display 640 x 480

CP6909-0000-0000

CP6909-0001-0000

12-inch display 800 x 600

CP6901-0000-0000

CP6901-0001-0000

15-inch display 1024 x 768

CP6902-0000-0000

CP6902-0001-0000

19-inch display 1280 x 1024

CP6903-0000-0000

CP6903-0001-0000

24-inch display 1920 x 1200

CP6904-0000-0000

CP6904-0001-0000

Display only, USB A socket in the front 12-inch display 800 x 600

CP6901-0020-0000

CP6901-0021-0000

15-inch display 1024 x 768

CP6902-0020-0000

CP6902-0021-0000

19-inch display 1280 x 1024

CP6903-0020-0000

CP6903-0021-0000

24-inch display 1920 x 1200

CP6904-0020-0000

CP6904-0021-0000

6.5-inch display 640 x 480

CP6919-0000-0000

CP6919-0001-0000

12-inch display 800 x 600

CP6911-0000-0000

CP6911-0001-0000

15-inch display 1024 x 768

CP6912-0000-0000

CP6912-0001-0000

19-inch display 1280 x 1024

CP6913-0000-0000

CP6913-0001-0000

6.5-inch display 640 x 480

CP6929-0000-0000

CP6929-0001-0000

12-inch display 800 x 600

CP6921-0000-0000

CP6921-0001-0000

CP6921-0002-0000

15-inch display 1024 x 768

CP6922-0000-0000

CP6922-0001-0000

CP6922-0002-0000

19-inch display 1280 x 1024

CP6923-0000-0000

CP6923-0001-0000

CP6923-0002-0000

12-inch display 800 x 600

CP6931-0000-0000

CP6931-0001-0000

CP6931-0002-0000

15-inch display 1024 x 768

CP6932-0000-0000

CP6932-0001-0000

CP6932-0002-0000

19-inch display 1280 x 1024

CP6933-0000-0000

CP6933-0001-0000

CP6933-0002-0000

With function keys

Numeric keyboard

Alphanumeric keyboard

Alphanumeric keyboard with PLC keys on the sides 15-inch display 1024 x 768

CP6942-0000-0000

BECKHOFF New Automation Technology

CP6942-0001-0000

We reserve the right to make technical changes.

Industrial PC

CP69xx

149

Without keys

Function keys

Numeric keyboard

CP69xx

“Economy” built-in Control Panel

Features

TFT display in six sizes –

5.7-inch display 640 x 480

–

6.5-inch display 640 x 480

–

12-inch display 800 x 600

–

15-inch display 1024 x 768

–

19-inch display 1280 x 1024

–

24-inch display 1920 x 1200

Alphanumeric keyboard

Alphanumeric keyboard with PLC keys on the sides

aluminium front with sheet-steel rear cover, front side IP 65, rear side IP 20 front laminate in five variants –

only display

–

function keys and 10 PLC special keys with LED

–

numeric keyboard and 10 PLC special keys with LED

–

alphanumeric PC keyboard in US layout and 10 PLC special keys with LED

–

alphanumeric PC keyboard in US layout and 16 PLC special keys with LED on the sides

integrated DVI/USB extension technology –

DVI-E and USB-E enable remote panel operation at a distance of up to 50 m from the PC.

–

DVI-E input is compatible to the standard DVI output of a PC.

USB input for the direct connection to a standard USB output of a PC with distances of up to 5 m all connectors at the lower rear side 24 V power supply operating temperature 0…55 °C pull-out clamping levers for fast installation without loose parts Options

touch screen pen with wall holder push-button extension with electromechanical switches and keys connecting kits for up to 50 m distance to the PC wall mounting frame for building installation

Further information

We reserve the right to make technical changes.

for further options, technical drawings, documentations, etc. see www.beckhoff.com/CP69xx

BECKHOFF New Automation Technology