Siemens, Quinaptis en Thomas More Hogeschool Geel zorgen voor doorbraak in automatisering magazijnen

In een magazijn worden automatische kranen aangestuurd door specifieke software, terwijl in datzelfde magazijn de voorraden beheerd en de goederenstromen gepland worden met andere software. Het koppelen van beide maakt een enorme efficiëntieslag mogelijk, maar de twee systemen samenbrengen is een bijzonder moeilijke uitdaging. Men kan immers niet zomaar experimenteren in een echt magazijn.

Quinaptis, Siemens en de Thomas More Hogeschool in Geel vonden een baanbrekende oplossing door de communicatie te testen in een miniatuurmagazijn én in een virtuele omgeving.

De logistieke wereld (het beheren van het magazijn en de voorraden met onder meer SAP EWM software) en de automatiseringswereld (het besturen van de kranen met programmeerbare controllers (PLC's) zijn gescheiden.

Als S AP-specialist werkt Quinaptis al een tijdje aan het verbeteren van de werking van geautomatiseerde magazijnen door bepaalde taken te plannen en de kranen vooraf bepaalde bewegingen te laten uitvoeren.

"Wij werken al langer aan een oplossing om voorraadbeheer en procesautomatisering te koppelen door beide softwares met elkaar te laten 'praten'. Maar als SAP-specialist hebben we slechts beperkte kennis in huis op gebied van automatisatie. Wij zijn dan ook gaan aankloppen bij Siemens, de marktleider inzake PLC's, om die twee werelden samen te brengen", vertelt Dieter Baert, Logistics Consultant SAP bij Quinaptis.

Samen met An Lietaert, specialist automatisatie bij Siemens België, onderzochten zij verschillende pistes om de koppeling tussen SAP EWM en de PLC te realiseren. "Ik stelde voor om dat aan de hand van 'Virtual Commissioning' te doen", zegt ze. V

irtual Commissioning is het virtueel laten proefdraaien van een machine, installatie of in dit geval een geautomatiseerd magazijn, nog voor de oplevering gebeurt. Men creëert een 'digitale tweeling' van de installatie om, nog voor de inbedrijfstelling, eventuele fouten te ontdekken en te 'debuggen'. "Zo'n 'digital twin' kan men realiseren met de Siemens NX MCD software", legt ze uit.

Studenten ingeschakeld in een volwaardig projectteam

Quinaptis en Siemens zouden dus een reële én een virtuele versie van een magazijn uitwerken, waarbinnen SAP EWM en PLC's zouden communiceren en samenwerken. Geen eenvoudige taak. De twee partners kwamen bij Frank Peeters terecht, lector procesautomatisering aan de Thomas More Hogeschool in Geel, waar werken met PLC's al jaren een belangrijk onderdeel van de opleiding professionele bachelor elektromechanica is.

Hij zocht twee studenten die voor hun bachelorproef deze dubbele uitdaging wilden aangaan. "Deze was niet min, omdat de studenten geen kennis hadden van de NX-MCD software en nog minder van SAP software. Gillian Stevens en Stef Dierickx namen de handschoen op", zegt Frank Peeters.

In februari werd een volwaardig projectteam samengesteld, dat bestond uit twee experten van Quinaptis, twee van Siemens en de twee studenten. Zij besloten om het probleem zowel hardwarematig als softwarematig aan te pakken.

Maar omdat het uittesten in een echt magazijn – de hardware - moeilijk te verwezenlijken is, werkten de studenten met een automatisch miniatuurmagazijn van Fischer Technik, aangestuurd door een PLC. "Parallel daarmee hebben we er ook een digitale versie -de 'digital twin'- van gecreërd", legt Stef Dierickx uit.

"Eerst hebben we dankzij het miniatuurmagazijn de communicatie tussen de SAP software en de PLC computer verder uitgewerkt en verfijnd. Daarnaast hebben we het magazijn virtueel gereproduceerd. Dat maakte het mogelijk om fouten veel sneller te ontdekken en op te lossen.", voegt Gillian Stevens toe.

Proof-of-concept levert bewijs

Het resultaat van deze aanpak was bijzonder succesvol. Ze leverde een werkbare proof-of concept op. "Met de NX-MCD simulatietool hebben we niet alleen kunnen verifiëren dat de communicatie SAP EWM/PLC werkt, maar ook dat het concept schaalbaar is en toepasbaar in een echt magazijn, met echte kranen", zegt Stef Dierickx.

Volgens Dieter Baert kan hetzelfde concept nu worden gebruikt voor de communicatie tussen SAP EWM en PLC's om andere magazijntoestellen aan te sturen, zoals Automated Guided Vehicles (AGV's) en zelfs robots.

"Een project softwarematig aanpakken werkt vaak sneller en doeltreffender. Het project bewees ook dat kennisuitwisseling tussen partijen uit verschillende werelden een vruchtbare kruisbestuiving oplevert: het geheel was hier duidelijk meer dan de som van de delen", stelt An Lietaert.

"Zo'n samenwerking is zeker voor herhaling vatbaar", voegt Frank Peeters toe.

De zeer sterke bachelorproef van Gillian Stevens en Stef Dierickx werd beloond met een 17/20.