Siemens zeigt den digitalen Zwilling eines Logistikzentrums

Siemens zeigt den Digital Twin (digitaler Zwilling) eines Logistikzentrums auf der Logimat 2023.

Mit dem digitalen Zwilling eines realen Logis­tik­zen­trums können Arbeits­ab­läu­fe effi­zi­en­ter und nach­hal­ti­ger gestaltet werden. Zum Einsatz kommen unter anderem Simu­la­ti­ons- und KI-Software.

Unter dem Motto „Intel­li­gent intra­lo­gi­stics – expe­ri­ence the flow“ prä­sen­tiert Siemens auf der dies­jäh­ri­gen Logimat den ganz­heit­li­chen Digital Twin eines realen Logis­tik­zen­trums. Die Logistik- und Intra­lo­gis­tik­bran­che befindet sich in einem sich schnell ver­än­dern­den und anspruchs­vol­len Umfeld: Stei­gen­der Bedarf an Ener­gie­ef­fi­zi­enz und Nach­hal­tig­keit, der Mangel an Arbeits­kräf­ten, sowie Cyber­si­cher­heits­be­dro­hun­gen sind nur einige dieser Herausforderungen.

Mithilfe eines umfas­sen­den Port­fo­li­os an Auto­ma­ti­sie­rungs- und Digi­ta­li­sie­rungs­lö­sun­gen entlang der gesamten Wert­schöp­fungs­ket­te, speziell für die Intra­lo­gis­tik-Branche, unter­stützt Siemens Maschi­nen­bau­er und Betreiber von Logis­tik­zen­tren dabei, diese Her­aus­for­de­run­gen zu bewäl­ti­gen. Digi­ta­li­sie­rungs- und Auto­ma­ti­sie­rungs­tech­no­lo­gien aus dem Siemens Digital Enter­pri­se Portfolio und IoT-kom­pa­ti­ble Hardware und Software aus dem Siemens Xce­le­ra­tor Portfolio decken alle Bereiche des Lager­be­triebs ab, ein­schließ­lich Waren­ein­gang, Transport, Lagerung, Kom­mis­sio­nie­rung, Ver­pa­ckung und Versand. Voll­au­to­ma­ti­sche Mate­ri­al­fluss­sys­te­me beschleu­ni­gen den Lager­be­trieb, opti­mie­ren Prozesse, redu­zie­ren Kosten und Fehler und erhöhen schließ­lich den Durchsatz. Das wird auf der Messe durch den digitalen Zwilling des Siemens-eigenen Logis­tik­zen­trums in Nürnberg demons­triert. Das Dis­tri­bu­ti­ons­zen­trum bedient 25.000 Kunden weltweit mit 12.000 Aufträgen pro Tag, 22.000 Lie­fer­schein­po­si­tio­nen, 27 Regal­be­dien­ge­rä­ten und drei Kilo­me­tern auto­ma­ti­scher För­der­bän­der. Anhand dieses realen Beispiels können sich Kunden auf der Messe im Detail infor­mie­ren, wie Simu­la­ti­ons­sze­na­ri­en dort dazu beitragen, bei­spiel­wei­se die Schicht­pla­nung zu opti­mie­ren, um maximale Pro­duk­ti­vi­tät zu erreichen. Außerdem wird gezeigt, wie Digital Twins helfen, Engpässe und Last­spit­zen zu iden­ti­fi­zie­ren, um den Mate­ri­al­fluss zu opti­mie­ren und wie dadurch Durchsatz und Gesamt­leis­tung des Lagers und somit die Erfül­lungs­ra­te von fast 100 Prozent gehalten werden können. Das nahtlose Zusam­men­spiel von realer und digitaler Welt erhöht die Pro­duk­ti­vi­tät und Fle­xi­bi­li­tät der Anlagen, senkt nach­hal­tig die Kosten und den Ener­gie­ver­brauch und somit auch den CO2-Fußabdruck.

KI-basiertes Kommissionieren mit Robotern

Das Intra­lo­gis­tik-Portfolio von Siemens wird durch Simatic Robot Pick AI erweitert, einer Bild­ver­ar­bei­tungs­soft­ware für Roboter-Lösungen auf Basis maschi­nel­len Lernens, die ebenfalls auf der Logimat prä­sen­tiert wird. Die 3D-Bild­ver­ar­bei­tungs­soft­ware ermög­licht Robotern das Greifen belie­bi­ger Artikel in Lager­kom­mis­sio­nier­auf­ga­ben, unab­hän­gig von deren Form und Größe. Ein vor­trai­nier­ter Deep-Learning-Algo­rith­mus steuert diese Fähigkeit, um die am besten geeig­ne­ten 3D-Posi­tio­nen für die Entnahme zu iden­ti­fi­zie­ren und diese für die Robo­ter­aus­füh­rung bereit­zu­stel­len. Die Berech­nung zuver­läs­si­ger Ent­nah­me­po­si­tio­nen erfolgt schnell und ermög­licht Systeme mit hohem Durchsatz ohne Kol­li­sio­nen in der Box. Es ist kein zusätz­li­ches CAD-basiertes Training erfor­der­lich. Die Appli­ka­ti­on ist so ausgelegt, dass sie bereits auf der Rechen­leis­tung eines Tablet-ähnlichen IPCs Berech­nungs­zei­ten unter 1,5 Sekunden und somit System-Pickraten von über 1.000 Picks pro Stunde ermög­licht. Die Feh­ler­ra­te liegt im Durch­schnitt bei unter zwei Prozent, was der Feh­ler­ra­te eines Menschen ent­spricht, der diese Aufgabe ausführt. KI-gesteu­er­te Kom­mis­sio­nier­ro­bo­ter können so zukünftig zur gefor­der­ten Fle­xi­bi­li­tät beitragen, hohe Varianzen von Objekten mit ver­schie­de­nen Formen, Größen und Ver­pa­ckungs­ar­ten in dynamisch sich ver­än­dern­den Situa­tio­nen zeitnah zu bear­bei­ten. Aus­wir­kun­gen des Arbeits­kräf­te­man­gels können somit abge­fe­dert werden und gleich­zei­tig die betrieb­li­che Effizienz in den Lagern gestei­gert werden. Simatic Robot Pick AI bietet eine nahtlose Inte­gra­ti­on in die Auto­ma­ti­sie­rungs­platt­form TIA Portal. Mithilfe der Simatic Robot Library kann zudem eine stan­dar­di­sier­te Kom­mu­ni­ka­ti­on zwischen Roboter- und PLC-Systemen etabliert werden.