Die 1978 gegründete Grafik Werkstatt Bielefeld ist bekannt für ihr umfangreiches, attraktives Produkt-Portfolio, das neben Post- und Doppelkarten kunstvolle Kalender, aufwändig illustrierte Geschenkbücher, Lesezeichen, Geschenkanhänger, Wandbilder und viele weitere Geschenkartikel umfasst. Die mehr als 3.800 Einzelartikel werden in Buchläden sowie ausgewählten Geschäften über selbst entworfene Displays angeboten. Die Drehständer enthalten dabei bis zu 100 verschiedene Motive, sodass sich der Kunde zu jeder Gelegenheit einen passenden Gruß aussuchen kann. Je nach Jahreszeit und Anlass wie Weihnachten, Hochzeit oder Geburt tauschen die rund 60 Handelsvertreter die Motive in regelmäßigen Abständen aus, um dem jeweiligen Ereignis sowie dem sich stetig wandelnden Geschmack gerecht zu werden. Während dieser Tauschphase haben die Mitarbeiter in der Retouren-Bearbeitung der Grafik Werkstatt alle Hände voll zu tun, denn die zurückgegebene Ware muss zeitnah registriert, dem jeweiligen Handelsvertreter zugeschrieben sowie in das Lagerverwaltungssystem zurückgebucht werden. Entsprechen die Karten, Kalender und Bücher nicht mehr dem aktuellen Geschmack oder ist absehbar, dass sich dieser bei saisonalen Motiven im nächsten Jahr geändert hat, werden sie nach der Retouren-Erfassung aussortiert. Intelligenter Erfassungsprozess Die von den Handelsvertretern angelieferten Retouren wurden bislang manuell bearbeitet, was zeitaufwändig und in Phasen hoher Arbeitsbelastung zudem fehlerträchtig ist. Die Verantwortlichen der Grafik Werkstatt suchten daher nach einer Möglichkeit, um die zurückgenommene Ware schnell und kostengünstig zu sortieren und einzubuchen. Mit dieser Aufgabenstellung wandte man sich an die ISI Automation GmbH & Co. KG. Im Fokus des im lippischen Extertal ansässigen Unternehmens stehen moderne Systemlösungen zur Automation von Fertigungsabläufen, Materialflüssen, Krananlagen und Hochregallagern, Montage- und Produktionslinien und Verpackungsmaschinen sowie Logistikmanagement-, Lagerverwaltungs- und Staplerleitsystemen. Die Mitarbeiter von ISI Automation begannen ihre Tätigkeit für die Grafik Werkstatt mit der Analyse der bei der Retouren-Bearbeitung anfallenden Arbeitsschritte. Zuerst wurde dort die Anzahl der verschiedenen Artikel innerhalb einer Charge der zurückgeschickten Ware bestimmt. Anschließend zählten die Grafik Werkstatt-Mitarbeiter die einzelnen Artikel händisch, wobei sie gleichzeitig deren Qualität kontrollierten und die beschädigten Produkte ausrangierten. Nachdem alle Artikel sortiert und mengenmäßig ermittelt worden waren, wurden die Daten ins Warenwirtschaftssystem eingegeben. Da der gesamte Workflow reine Handarbeit war, gestaltete sich der Prozess entsprechend langsam und fehlerträchtig. Eine geeignete Automatisierungslösung schafft Abhilfe, indem die Schritte der Klassifizierung, des artikelgenauen Zählens sowie der Eingabe in das Verwaltungssystem vollautomatisch ablaufen. Vor der Automatisierung stand allerdings die Produktanalyse, die den hohen Anspruch der Aufgabe verdeutlichte. Eine einzige Automatisierungslösung sollte eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte, die sich erheblich in punkto Format und Dicke unterscheiden, selbsttätig erfassen. Die Maschine sollte zudem nicht umgerüstet werden müssen. Gefragt ist also ein intelligenter Erfassungsprozess. Automatisches Signalisieren von Fremdartikeln Das von ISI Automation entwickelte Automatisierungskonzept sieht sowohl Handarbeitsplätze als auch automatisierte Prozesse vor. So können sich die Mitarbeiter auf eine Aufgabe konzentrieren und arbeiten daher konzentrierter und damit fehlerfreier. Die Automatisierung der Abläufe führt zudem zu einem deutlich einfacheren Workflow. Um eine Rücklieferung korrekt zu erfassen, muss die Ware durch mehrere Sensoren erkannt und in der Höhe vermessen werden. Nur mit diesen Informationen können die Einzelprodukte oder die aus mehreren Produkten zusammengesetzten Verkaufseinheiten unterschieden werden. Die Erfassungsaufgabe für die Zeilenkamera ist dabei anspruchsvoll. 1D- und 2D-Barcodes, die an unterschiedlichen Stellen der Ware angebracht sind, müssen sicher eingelesen werden. Jedes Produkt hat einen Warengruppen- und einen Artikel-Barcode. Nur letzterer ist für die Erfassung relevant, will heißen es werden beide Barcodes gelesen und nur der Artikel-Barcode verarbeitet. Produkte, die nicht erkannt werden, sind automatisch zu kennzeichnen und auszusortieren. Darüber hinaus muss die erfasste Ware logisch geprüft werden. Zu diesem Zweck integriert das ISIPlus-System von ISI Automation einen Gurtförderer mit intelligenter Erfassungstechnik. Neben der Kleinsteuerung ILC 150 ETH von Phoenix Contact zählen hierzu eine Zeilenkamera und verschiedene Sensoren von Sick sowie eine für diesen Anwendungsfall konstruierte Elektrotechnik von ISI Automation. Nach dem Einscannen des jeweiligen Handelsvertreter-Codes legen die Mitarbeiter der Grafik Werkstatt die Retouren einzeln hintereinander auf das Förderband. Die Zeilenkamera erfasst den Anfang sowie das Ende des durchlaufenden Artikels. Mit Hilfe des aufgedruckten Barcodes und der ermittelten Abmessungen wird nun vom ISIPlus-System kontrolliert, ob das Produkt dem Referenzartikel entspricht. Ist dies der Fall, wird die Retoure über das Band in einen Auffangkorb gefördert. Sollte der Barcode nicht lesbar sein oder es sich um ein anderes Produkt handeln, zeigen seitlich am Laufband montierte LED dies an, sodass es aussortiert werden kann. Bei kleineren Artikeln wie Post- oder Doppelkarten erfolgt die Sortierung vollautomatisch. Nachdem der gesamte Auftrag erfasst und gezählt worden ist, werden die Daten an die Datenbank der Lagerverwaltung übertragen und der nächste Auftrag kann gestartet werden. Direkte Kopplung an die Lagerverwaltungs-Datenbank Obgleich zur Retouren-Bearbeitung eine kleinere Maschine eingesetzt wird, verfügt sie über moderne Kommunikationstechnologie. ISI Automation hat sich hier für eine Kleinsteuerung der 100er Leistungsklasse von Phoenix Contact entschieden. Aufgrund der in den Inline Controller ILC 150 ETH eingebaute Ethernet-Schnittstelle lässt sich die SPS direkt mit den Standardbausteinen des ISIPlus-Systems koppeln. Das von ISI Automation erstellte Steuerungsprogramm synchronisiert die Bandgeschwindigkeit zur Zeilenkamera, berechnet die Produktgrößen, prüft alle Systemzustände und zeigt auf einem Leuchtband an, ob die Produkte erfasst worden sind. Außerdem kommuniziert es via TCP/IP in Echtzeit mit dem ISIPlus-System. Ein Inline-PWM-Modul zur Pulsweiten-Modulation der Ausgangssignale ermöglicht die Steuerung eines hochperformanten Servos. Dieser sortiert am Ende des Förderbands die nicht erkannten Produkte aus. Der ILC 150 ETH liest vor jedem Erfassungsauftrag die Abmessungen aus der Datenbank ein, sodass er die Auslaufsteuerung exakt ausführen kann. Da die Maschine und ihre Komponenten direkten Zugriff auf das Unternehmensnetzwerk haben, hat sich die Effizienz bei der Retouren-Bearbeitung deutlich gesteigert. Die Erfassung und Registrierung der zurück gelieferten Ware erfolgt papierlos. Das gesamte System arbeitet seit der Inbetriebnahme leise, störungsfrei und wirtschaftlich. Die Grafik Werkstatt-Mitarbeiter können nun in Echtzeit auf alle relevanten Informationen, artikelgenaue Bestände und Werte zugreifen. Frank Marek, geschäftsführender Gesellschafter von ISI Automation, berichtet: \“Die Kleinsteuerung ILC 150 ETH hat ihre Leistungsfähigkeit ein weiteres Mal unter Beweis gestellt. Ihre Ethernet-Schnittstelle und die flexible Erweiterbarkeit um die Klemmen des Inline-Installationssystems haben uns bei der erfolgreichen Umsetzung der anspruchsvollen Automatisierungsaufgabe unterstützt.\“ Fazit
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