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PC-based Control

Einzelhändler stellt mit Beckhoff-Controller Weichen für Onlinegeschäft

| Autor/ Redakteur: Shane Novacek* / Ines Stotz

Wenn Einzelhändler mit dem anhaltenden Aufschwung im Onlinehandel Schritt halten wollen, müssen sie ihre Online-Shops optimieren, Lieferkapazitäten erweitern und Logistikprozesse optimieren.

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Das Journeys Distribution Center in Lebanon, Tennessee, übernimmt die Auftragsabwicklung für hunderte von Ladengeschäften und das wachsende Onlinegeschäft des Schuh-Einzelhändlers.
Das Journeys Distribution Center in Lebanon, Tennessee, übernimmt die Auftragsabwicklung für hunderte von Ladengeschäften und das wachsende Onlinegeschäft des Schuh-Einzelhändlers.
(Bild: Beckhoff Automation, USA)

Mit dem Onlinehandel Schritt zu halten – ist ein wohlbekanntes Problem für Retailer Journeys aus den USA, der sich mit Marken wie Adidas, Fila, Converse und Vans auf Footwear für junge Erwachsene spezialisiert hat. Bereits im Jahr 2000 hatte Journeys mit Softwarespezialist Fortna bei der Planung und Implementierung seines Lager- und Logistikzentrums in Lebanon, Tennessee, zusammengearbeitet. Ursprünglich mit einer Fläche von rund 30.000 m2 für die Belieferung von 800 Filialen ausgelegt, versorgte es diese pro Jahr mit der beeindruckenden Zahl von 17 Mio. SKUs (Stock Keeping Units).

Steigende Nachfrage durch den Boom im Onlinehandel veranlassten Journeys und Fortna 2015 zu der Planung einer Modernisierung, die 2017 umgesetzt wurde. Ziel war neben einer Erweiterung der Kapazitäten eine Erhöhung des Durchsatzes und Optimierung der Auftragsabwicklungsprozesse, damit Journeys neben seinen landesweit erfolgreichen Ladengeschäften auch das Onlinegeschäft adäquat bedienen und neue Verbraucherwünsche wie Lieferung am selben oder nächsten Tag erfüllen konnte.

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William King, Group Vice President für integrierte Technologielösungen bei Fortna, berichtet: „Im Zuge der Erweiterung haben wir eine zusätzliche Förder- und Kommissionieranlage bereitgestellt und damit die Umschlagkapazitäten des Logistikzentrums erhöht. Teil des Projekts war unter anderem ein Upgrade der Lagersteuerung mit unserer FortnaWES (Warehouse Execution System)-Software und einer passenden Hardwareplattform.“

Fortna Inc., mit Hauptsitz in West Reading, Pennsylvania, und zahlreichen Standorten weltweit, entwickelt und implementiert Logistiklösungen inkl. der branchenspezifischen Software FortnaWES für Kunden in aller Welt. Das Unternehmen unterstützt und berät bei der Einführung innovativer Steuerungstechnologie, integriert jedoch im Interesse der Anwender auch vorhandene Systeme. Bei der Integration aller Steuerungen und Feldgeräte in der Lagerumgebung von Journeys und der Optimierung der Logistikprozesse setzte Fortna konsequent auf die Systemoffenheit und Flexibilität von PC-based Control und Ethercat.

In der Logistik Pflicht: maximaler Durchsatz und minimierte Stillstandszeiten

Das Pflichtenheft für die Modernisierung wurde von den hohen Durchsatzanforderungen im Logistikzentrum bestimmt. Highspeed-Sorter und -Zusammenführungen müssen beispielsweise mehr als 130 Kartons pro Minute mit hoher Genauigkeit verarbeiten. Wenn das Timing bei der Platzierung auch nur eines Kartons nicht genau passt, kann dies einen Stau auf einem Förderband auslösen, der den gesamten Betrieb zum Stillstand bringt. Dabei sind ungeplante Ausfallzeiten genau das, was sich ein Unternehmen wie Journeys nicht leisten kann. Deswegen durfte die Auftragsabwicklung nicht einmal während der Umbaumaßnahmen unterbrochen werden, merkt Jeremy Davidson, Director bei Fortna, an. Dieses Problem wurde durch die Migration in Phasen gelöst: Zuerst wurden Beckhoff-Controller für die Ausführung der vorhandenen Software hinzugefügt, dann folgte ein Upgrade auf Ethercat für die Feldbuskommunikation, und schließlich wurden komplette Automatisierungslösungen auf Basis von Twincat und Embedded-PCs CX2030 eingeführt.

Zur Maximierung der Verfügbarkeit während des Umbaus installierte Fortna einen zusätzlichen Embedded-PC CX2030 in der Nähe der Hauptsteuerung einer Linie, sodass der Bediener bei Bedarf nur Ethernet-Kabel und CFast-Flash-Karte umstecken musste.

Weil der Warenumschlag auch durch unbefugte Systemzugriffe über das Internet verlangsamt oder zum Erliegen gebracht werden kann, war der Schutz der Netzwerkinfrastruktur eine weitere Anforderung. „IT-Sicherheit hat sich zu Recht zu einem großen Schwerpunktthema entwickelt“, sagt William King von Fortna.

Echtzeitautomatisierung bringt Transaktionen auf ein neues Level

Fortna nutzte die Automatisierungssoftware Twincat 3 als steuerungstechnische Grundlage für ein Update seiner Warehouse-Execution-Softwarelösung FortnaWES. Das Ergebnis, Fortna Real-Time Controls (FRC), ersetzte eine bereits 25 Jahre alte Software von Fortna. Wichtig ist dabei nach Aussage von William King auch die Twincat-TCP/IP-Kommunikation: „Ethernet TCP/IP ist das Protokoll, über das unsere FRC-Steuerungsebene in Echtzeit mit der Business-Ebene kommunizieren kann, um pro Stunde tausende von Transaktionen zu verarbeiten. Jedes Mal, wenn wir einen Karton in der Sortieranlage scannen, fragt die Steuerungsebene beispielsweise die Auftragsebene: ‚Wo soll das hingehen?‘ Die Auftragsebene, in der sich die Logik befindet, antwortet dann beispielsweise: ‚Bringe es zu Linie 6.‘ Das alles geschieht im Hundert-Millisekunden-Takt, und die direkte TCP/IP-Kommunikation aus der SPS heraus macht dies möglich.“

Hardwareseitig dient an jeder Förderlinie ein Multitouch-Control-Panel CP3919 für die Bedienung der WES-Software. Ein Embedded-PC CX2030 mit Dual-Core-Prozessor übernimmt die Steuerungsfunktionen. Interessanter Nebeneffekt des Formfaktors Embedded-PC laut William King: „In vielen Betrieben der Materialhandhabung und Logistik sind konventionelle SPS noch das Maß aller Dinge. Ein PC-basiertes Industriesystem, das wie eine SPS auf der Hutschiene im Schaltschrank montiert ist, wirkt vertraut und wird leichter akzeptiert.“

Mit Ethercat als industriellem Ethernet-Feldbus schuf Fortna die Voraussetzungen für weitverteilte I/O-Konzepte. „Aufgrund der weiten Verbreitung in der Logistikbranche war Ethercat für Fortna von vornherein attraktiv“, sagt Doug Schuchart von Beckhoff USA. „Diese Technologie bietet die einzigartige Fähigkeit, in riesigen Umschlagzentren den Datenaustausch von mehr als 65.000 Geräten in Netzwerken mit unterschiedlichsten Topologien und Netzwerkgeschwindigkeiten im Mikrosekundenbereich zu unterstützen.”

Logistik erfolgreich für den Onlinehandel aufgerüstet

Als das Logistikzentrum von Journeys nach dem kompletten Abschluss der Umbaumaßnahmen im April 2018 den Betrieb aufnahm, konstatierte man eine Vergrößerung der Lagerkapazitäten, einen Anstieg des Kartondurchsatzes und eine effizientere Auftragsabwicklung im Onlinegeschäft.

Gemeinsam konnten Fortna und Beckhoff zeigen, wie man mit Automatisierungstechnik und modernen Logistiklösungen nicht nur den Risiken durch den Aufschwung im Onlinehandel begegnen, sondern auch Wachstumschancen nutzen kann.

* Shane Novacek, Marketing Communications Manager Nordamerika, Beckhoff Automation

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