Neues Transportsystem erhöht Gesamtanlageneffektivität
Wirtschaftliche Symbiose von Losgröße 1

27.02.2018 Auf der SPS IPC Drives hat B&R erstmals sein neues intelligentes Transportsystem Acopostrak vorgestellt. Es ist bislang das weltweit erste System auf dem Markt, mit dem die wirtschaftliche Symbiose von Losgröße 1 und Massenfertigung möglich wird. Das System verspricht eine sehr hohe Gesamtanlageneffektivität, eine hohe Rendite und kurze Time-to-Market.

Die Systemkonzeption des Transportsystems Acopostrac ermöglicht entscheidende Technologievorteile zur Flexibilisierung und Digitalisierung der Produktion.
© Foto: B&R
Die Systemkonzeption des Transportsystems Acopostrac ermöglicht entscheidende Technologievorteile zur Flexibilisierung und Digitalisierung der Produktion.
Bisher lagen Wunsch und Wirklichkeit deutlich auseinander: Lassen sich Kleinstchargen bis hin zur Losgröße 1 in einer Abfüllanlage realisieren? Und zwar so, dass sich der Aufwand auch wirtschaftlich rechnet?

Nun wird aus Wunsch tatsächlich Wirklichkeit. Mit Acopostrak setzt B&R die Flexibilität von Maschinen und Anlagen auf ein neues Niveau. Das flexible Transportsystem ermöglicht die wirtschaftliche Symbiose von Losgröße 1 und Massenfertigung. Produkte und Produktbestandteile werden auf einzelnen Shuttles schnell und flexibel durch die Maschine oder Anlage von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation transportiert. „Auslöser der Entwicklung waren nicht nur die Maschinenbauer und Hersteller von Konsumgütern, sondern Anforderungen, die jeder von uns hat. Wir alle wollen letztlich Produkte kaufen, die auf unsere Vorlieben zugeschnitten sind“, so Markus Sandhöfner, Geschäftsführer B&R Deutschland.

„Und wenn es eine Technologie gibt, die es erlaubt, Produkte auf persönliche Vorlieben hin zu designen, zu fertigen und dann noch auszuliefern, dann werden diese Produkte künftig verstärkt nachgefragt – vorausgesetzt, der Preisunterschied zu klassischen Massenprodukten ist nicht all zu hoch. Wenn das sichergestellt ist, wird es mehr und mehr Produkte geben, die sich auf die persönlichen Anliegen und individuellen Vorlieben jedes einzelnen Konsumenten zuschneiden lassen. Heutzutage ist der Maschinenpark, mit dem Konsumgüter hergestellt und verpackt werden, jedoch nicht auf Flexibilität und spezifische Kundenwünsche ausgerichtet. Der Fokus liegt hier auf maximalen Stückzahlen.“

System bereits testweise integriert

Das System ist bereits bei Krones testweise in Linien integriert und wurde bereits auf der Drinktec im letzten September für die Bottling on Demand-Kampagne vorgestellt. Mit Acopostrak ausgerüstete Abfüll- und Verpackungsmaschinen verfolgen den Ansatz Just-in-Time-Abfüllung von Kleinstchargen zu ermöglichen, Getränken und Verpackungen zu individualisieren, Produktwechsel ohne Rüstzeit zu generieren sowie die Produktion von Mischpaletten ohne Lagern und Kommissionieren zu realisieren.

Wie funktioniert Acopostrak ?

Das flexible Design des Track-Systems erlaubt es, alle möglichen offenen und geschlossenen Track-Formen auf Basis einer Gitterstruktur zu realisieren. Zudem beschleunigt das System mit mehr als 5 g und erreicht eine Maximalgeschwindigkeit von mehr als 4 m/s. Der minimale Produktabstand liegt bei nur 50 mm. Ein System mit diesen Performancedaten in Kombination mit Weichen und der weitreichenden Designflexibilität ist tatsächlich ein Novum am Markt. „Mit dem hoch performanten System lässt sich die Produktivität steigern und der ROI maximieren“, ist sich Robert Kickinger sicher.

Kern der Entwicklung ist eine rein elektronisch arbeitende Hochgeschwindigkeitsweiche, mit der Produktströme bei voller Geschwindigkeit getrennt und wieder zusammengeführt werden. So kann zum Beispiel eine Servicelinie eingerichtet werden. Auf der Servicelinie werden die neuen Shuttles angebracht und über eine Weiche in die Produktivlinien des Tracks eingeschleust. Zeitgleich werden die nicht mehr benötigten Shuttles auf die Servicelinie umgeleitet. All das passiert bei voller Produktionsgeschwindigkeit. „Dadurch werden Produktwechsel ganz ohne Maschinenstillstand Realität", erklärte Robert Kickinger anlässlich der spektakulären Produktenthüllung zum Messeauftakt.
Der Produktionsfluss lässt sich völlig individuell gestalten. © Foto: B&R
Der Produktionsfluss lässt sich völlig individuell gestalten.

Mit der Weiche lassen sich Produktvarianten zu individualisierten Paketen zusammenstellen – in verschiedenen Kombinationen, in Echtzeit – und das ohne Umrüstung. Damit lassen sich beispielsweise Sixpacks je nach Bedarf mit unterschiedlichen Getränken zusammenstellen.

Fehlerhafte Produkte können in der Maschine oder Anlage einzeln direkt über die Weiche aussortiert werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Maschinen und Anlagen erhöht sich durch die frühzeitige Entnahme, zum Beispiel vor der Primär- oder Sekundärverpackung, auch die Gesamtanlageneffektivität (OEE). Die Weiche löst auch bei maximaler Geschwindigkeit des Shuttles zuverlässig aus. Damit ist der Betrieb bei hoher Produktionsgeschwindigkeit in vollem Umfang möglich.

Shuttlewechsel im Betrieb

Die Shuttles haften durch Permanent-Magnet-Haltung am Track und lassen sich einfach und schnell aufsetzen und abnehmen: Der Bediener setzt die Räder auf die Führung auf; das Shuttle wird sogleich von der Permanentmagnetkraft gehalten. Mithilfe von Trackabschnitten für Umrüstung und Service ist der Wechsel noch effizienter – vollständig ohne Maschinenstillstände, im laufenden Betrieb – möglich.
Auch parallel laufende Prozesse stellen kein Hindernis dar. © Foto: B&R
Auch parallel laufende Prozesse stellen kein Hindernis dar.

Dank der hochdynamischen Weiche kann der Produktstrom auf mehrere parallele Bearbeitungsstationen verteilt und anschließend wieder zusammengeführt werden. Zeitkritische Prozesse lassen sich damit wesentlich beschleunigen. Die Durchlaufzeit verringert sich; die Produktivität steigt. Neben der Weiche, sorgen weitere Eigenschaften des Acopostrak für eine Optimierung der Gesamtanlageneffektivität (OEE). Treten im Betrieb Zwischenfälle wie zum Beispiel ein Fehler an einem Ventil einer Abfüllanlage auf, wird dieses Ventil einfach nicht mehr angefahren. Es entsteht kein Ausschuss – der Qualitätsfaktor der OEE-Kennzahl steigt.

Das Transportsystem lässt sich modular und flexibel um einzelne Trackelemente und Bearbeitungsstationen erweitern. Damit wird die Maschine skalierbar und kann jederzeit an steigenden Produktionsbedarf anpasst werden. Robert Kickinger: „Das ist eine echte Investitionssicherheit und gewährleistet eine hohe Rentabilität der Maschineninvestition. Zudem steigt damit die Produktivität pro Maschinenstellfläche.“
Das Transportsystem bietet bei der Anlagengestaltung voll Freiheit: Einzelne Trackteile lassen sich offen kombinieren, und passen so zu vielen Maschinen oder Anlagen. © Foto: B&R
Das Transportsystem bietet bei der Anlagengestaltung voll Freiheit: Einzelne Trackteile lassen sich offen kombinieren, und passen so zu vielen Maschinen oder Anlagen.

Das Transportsystem bietet bei der Anlagengestaltung volle Freiheit: Einzelne Trackteile lassen sich offen kombinieren, und passen so zu vielen Maschinen oder Anlagen. Den Kern des Track-Systems bildet ein Linearmotor, der modular aus vier Elementen aufgebaut ist: ein Geraden-Element, ein 45°-Element und zwei 22,5°-Elemente, mit jeweils einer Rechts- und einer Links-Biegung. Mit der modularen, flexiblen Systemkonzeption des Acopostrak sind jetzt völlig neue Maschinendesigns möglich. Die Programmierung des Tracks erfolgt prozessorientiert. Der Programmierer beschreibt Regeln, die den Produktfluss am Track definieren. „Das geht deutlich schneller, als eine hohe Anzahl an Achsen oder Shuttles einzeln zu programmieren“, so Kickinger. Der Entwickler der Applikations-Software wird zudem durch eine bereits integrierte Kollisionsvermeidung entlastet, die für einen reibungslosen Fluss der Produktion sorgt.

Erschienen in packREPORT Nr. 1-2 Februar/2018

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