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Schneller und präziser ans Ziel - Bosch setzt intelligente Positioniersysteme von PSI Technics ein

(Modernisierungsfibel 2011 "Retrofit & Co.")

"Um die Verschiebewagen in Automatiklagern schnell, präzise und nachhaltig zu positionieren, setzt die Robert Bosch GmbH in ihrem Geschäftsbereich Automotive Aftermarket auf das intelligente Positioning Solution System von PSI Technics. Dieses ist nicht nur ein perfektes Substitut für die nicht mehr verfügbaren Trimble-Positioniersysteme, sondern ermöglichen als Retrofit-Lösung auch schnellere, präzisere und anlagenschonendere Einlager- und Auslagerprozesse.


Abbildung: Verschiebewagen übernehmen in den Automatiklagern von Bosch die automatische Ein- und Auslagerung von Kfz-Ersatzteilen.




Die Bosch-Gruppe ist ein international führendes Technologie- und Dienstleistungsunternehmen. Mit Kraftfahrzeug- und Industrietechnik sowie Gebrauchsgütern und Gebäudetechnik erwirtschafteten rd. 283 500 Mitarbeiter im Geschäftsjahr 2010 nach vorläufigen Zahlen einen Umsatz von 47,3 Mrd. €. Die Bosch-Gruppe umfasst die Robert Bosch GmbH und ihre mehr als 300 Tochter- und Regionalgesellschaften in über 60 Ländern. Inklusive Vertriebspartner ist Bosch in etwa 150 Ländern vertreten. Dieser weltweite Entwicklungs-, Fertigungs- und Vertriebsverbund ist die Voraussetzung für weiteres Wachstum. Im Jahr 2010 gab Bosch rd. 4 Mrd. € für Forschung und Entwicklung aus und meldete weltweit über 3800 Patente an. Am Standort Karlsruhe bietet der Geschäftsbereich Automotive Aftermarket (AA) Handel und Werkstätten weltweit die komplette Diagnose- und Werkstatttechnik sowie ein umfassendes Kfz- und Nfz-Ersatzteilsortiment - vom Neuteil über instandgesetzte Austauschteile bis hin zur Reparaturlösung. Das Produktportfolio des Bereichs AA besteht aus Erzeugnissen der Bosch-Erstausrüstung sowie aus aftermarket-spezifischen Produkten und Dienstleistungen, die im Unternehmen entwickelt und gefertigt werden.

Ersatz für Trimble-Systeme gesucht

Bei der Ein- und Auslagerung von Kfz-Ersatzteilen in den unternehmenseigenen Automatiklagern nutzte Bosch bislang zur Positionierung der Verschiebewagen und Regalbediengeräte Positioniersysteme von Trimble. Nachdem Trimble im Jahr 2005 die Produktion des Positioniersystems ICS5000L eingestellt hatte, musste sich Bosch nach einer alternativen Lösung umsehen. Die Anforderungen an das System waren ganz klar definiert. Die Modernisierung sollte in kürzester Zeit abgewickelt werden, wobei das System ohne größere Umbaumaßnahmen in die bestehende Infrastruktur zu integrieren war.

Fündig wurde Bosch bei dem in Urmitz am Rhein ansässigen Unternehmen PSI Technics, das sich vor allem auf intelligente und effektive Lösungen zur Steigerung der Produktivität und Qualität von Industrie-Positioniersystemen spezialisiert hat. Mit dem Positioning Solution System hat das Unternehmen ein System für Positionierungsaufgaben entwickelt, das die Leistungsfähigkeit des Trimble-Systems sogar noch übertrifft.

Technologisch handelt es sich bei dem System um eine Kontrolleinheit in Form eines kompakten Industrie-PC, der über zahlreiche industriegerechte Schnittstellen und Anschlussmodule verfügt, mit einer Kommunikationsschnittstelle und einem Distanzmesser pro zu regelnder Achse. Die Funktionen des Systems erschöpfen sich nicht in der Wegmessung, sondern das Positioning Solution System regelt und optimiert auch den zeitlichen Ablauf, indem es aus der maximalen Beschleunigung sowie dem zurückzulegenden Weg ein ideales Bewegungsprofil berechnet. Auf diese Weise werden Schleichfahrten vermieden und die Durchlaufzeiten erheblich verkürzt.

Zudem handelt es sich bei dem Positioniersystem von PSI Technics um das weltweit einzige System, das die Parameter bestehender Trimble-Positioniersysteme konvertieren und einlesen kann, was bei der Implementierung dieser Retrofit-Lösung zu minimalen Stillstandszeiten führt.


Abbildung: Die Kontrolleinheit des Positioning Solution System umfasst alle gängigen Schnittstellen zur Anbindung an Unternehmens-IT, Prozessrechner oder SPS sowie eine skalierbare Anzahl von I/O-Modulen zur direkten Anbindung von Distanzmessern, wie Lasern, Inkrementalgebern oder Barecodelesern.



Ziel der Modernisierung

Ziel der Modernisierung im Bosch-Logistikzentrum in Karlsruhe war es, die bestehenden Positioniersysteme, die sich durch kurze Durchlaufzeiten auszeichnen, bei möglichst geringem Integrationsaufwand zu ersetzen, um so aufwändige Umrüstungsarbeiten und die damit verbundenen Ausfallzeiten zu vermeiden. Außerdem sollte die neue Lösung die von den Alt-Systemen gewohnte hohe Zuverlässigkeit bieten sowie einen geringen Wartungsaufwand erfordern.

Da Bosch gute Erfahrungen mit dem Trimble-System gesammelt hatte, wurde eine langzeitverfügbare Lösung auf der Grundlage offener Standards angestrebt, um die Ersatzteilbeschaffung auch langfristig zu sichern. Um eine schnelle und unkomplizierte Inbetriebnahme garantieren zu können, wurden alle notwendigen technischen Daten im Vorfeld bei einer Anlagenbegehung aufgenommen.


Abbildung: Integration des Positioning Solution System am Beispiel des Verschiebewagens; bis zu drei Achsen sind regelbar, und außer einem Laser können auch Drehgeber oder Barcodeleser angebunden werden.




Technische Beschreibung und Umsetzung

Die Verschiebewagen im Automatiklager von Bosch waren vor der Modernisierung mit dem Positioniersystem ICS5000 von Trimble ausgestattet. Dieses war über eine ASCII-RS232-Kommunikation mit der Steuerung verbunden und löste somit die Fahrbefehle aus. Die bestehenden Antriebe und die Kommunikation sollten weiterhin im Einsatz bleiben, um eine schnelle und einfache Modernisierung zu gewährleisten.

Die flexible Integrationsfähigkeit des neuen PSI-Positioniersystems ermöglichte die Umrüstung in nur wenigen Stunden. Dabei wurde pro Verschiebewagen eine ISC5000-Einheit durch ein Positioning Solution System ersetzt. Als digitales Regelungssystem arbeitet das System autark und bietet eine breite Schnittstellenvielfalt. Sobald es mit den übergeordneten Lagerverwaltungssystemen oder Steuerungen (SPS) verbunden wird, führt die intelligente Regelungssoftware deren Befehlsketten selbstständig aus. Zur Kommunikation dienen dabei serielle Schnittstellen. Zur Regelung von Antrieben aller Art gibt das System den Umrichtern die Sollwerte per Analogspannung oder Analogstrom für die Fahrt vor. Für die Positionsrückmeldung des Positioniersystems wurden Laserentfernungsmesser eingesetzt, deren Entfernungswerte per SSI (Synchron-serielles Interface) von der Kontrolleinheit des Positioning Solution Systems eingelesen werden.

Das war ein großer Vorteil für den Betreiber, da das Positioniersystem 1:1 in die bestehende Infrastruktur eingesetzt werden konnte.


Abbildung: Verschiebewagen nach der Modernisierung des Positioniersystems ICS5000 durch das Positioning Solution System.




Erfolgreich im Einsatz

Das Positioning Solution System ist bei der Robert Bosch GmbH seit 2010 im Einsatz. Thomas Knebel, Instandhaltungsplaner im Geschäftsbereich Automotive Aftermarket, resümiert: „Die Mitarbeiter von PSI Technics zeichneten sich durch eine hohe Fachkompetenz und Einsatzbereitschaft aus. Aufgrund der flexiblen Integrierbarkeit des Systems konnten wir drei unserer Verschiebewagen ganz ohne den Austausch von Systemkomponenten und Antrieben in kürzester Zeit modernisieren. Der Prozess dauerte pro Verschiebewagen nicht länger als zwei Stunden und war so unkompliziert, dass unsere Techniker die Umrüstung eigenständig vornehmen konnten." Und auf künftige Vorhaben angesprochen, antwortet er: „Neben der einfachen Installation hat uns aber auch die Effizienzsteigerung des neuen Systems so sehr überzeugt, dass wir bereits zehn weitere Positioning Solution Systems bestellt haben, mit denen wir sowohl Alt-Systeme ersetzen als auch neue Anlagen ausrüsten werden."




Autor: Karl-Heinz Förderer, Geschäftsführer PSI Technics
Bilder: PSI Technics, Kontron AG


(Modernisierungsfibel 2011 "Retrofit & Co.")