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cav MSR- UND AUTOMATISIERUNGSTECHNIK, DIGITALISIERUNG Sensor liefert digitale Echtzeitdaten Schüttgutbestand jederzeit im Blick Chemie- und Pharmaunternehmen arbeiten mangels geeigneter Messtechnik meist mit ungenauer Kenntnis ihres Schüttgutbestands, was sich negativ auf ihre Materialplanung auswirkt. Abhilfe schafft eine 3D-Lidar-basierte Lösung zur Echtzeit-Volumenerfassung, die effizientere, digitale Logistik- und Produktionsprozesse ermöglicht, wie das Beispiel der Düngemittelproduktion zeigt. Viele Warenlager setzen bereits auf digitale Technologien und profitieren dadurch von effizienteren Prozessen und Materialflüssen. Doch das gilt noch kaum für Schüttgutlager. Für diese stehen meist keine aktuellen Bestandsinformationen zur Verfügung, die Unternehmen mit vertretbarem Aufwand erheben und in ihr IT-System oder die Cloud leiten könnten. Denn die Erfassung von Schüttgutbeständen stellt eine technische Herausforderung dar, bei der die heute üblichen Methoden trotz erheblichen Aufwands und hoher Kosten nur ungefähre Werte liefern. Vermessung von Schüttgut schwierig Bislang gab es keine Technologie, die es ermöglichte, den Schüttgutbestand mit vertretbarem Aufwand genau zu erfassen, und erst recht keine Möglichkeit, die Menge in Echtzeit zu messen und die aktuellen Bestandinformationen jederzeit auf Abruf zu liefern. Daher gilt bislang in schüttgutverarbeitenden Industrien wie der Chemie- und Pharmabranche (und in so unterschiedlichen Branchen wie beispielsweise dem Bergbau, der Abfallverwertung, der Landwirtschaft und dem Bauwesen), dass sie ihren Bestand in der Regel durch visuelle Inspektionen schätzen und Lastwagenladungen bei der Anund Ablieferung zählen. Diese Methoden bieten zwar einen groben Überblick, liefern aber nicht die präzisen Echtzeitdaten, die für eine zuverlässige Planung erforderlich sind. Punktwolke eines Schüttguthaufens: Aus der Oberflächenstruktur errechnet eine integrierte Software den Bestand Bilder: Blickfeld Kontinuierliche Volumenerfassung Um die Planungsgrundlage für schüttgutverarbeitende Betriebe zu verbessern und die Digitalisierung und Automatisierung der Lieferkettenprozesse voranzutreiben, hat Blickfeld eine Lösung für die Echtzeiterfassung von Schüttgutbeständen auf Basis von 3D-Lidar-Technologie entwickelt. Lidar ist eine Abkürzung für „Light Detection and Ranging“, auf Deutsch etwa Objekterkennung und Abstandsmessung mithilfe von Licht, genauer gesagt von Laserpulsen. 3D steht für die Erstellung von dreidimensionalen Abbildungen, die als Punktwolken dargestellt werden. Jeder Punkt repräsentiert einen Abstandswert. Die Blickfeld-Lösung zur Volumenerfassung besteht aus nur etwa handtellergroßen Lidar-Sensoren des Modells Qb2, die jeweils unter 500 g wiegen und die Oberfläche von Schüttguthaufen scannen, in Kombination mit einer speziell für die Volumenberechnung entwickelten, in das Sensorgehäuse integrierten Software. Diese Lösung 34 cav 03-2024
stellt erstmals mit geringem Aufwand und Investitionsvolumen präzise Echtzeitbestandsdaten zur Verfügung. Echtzeitbestandsdaten sind wertvoll Anwender haben die Möglichkeit, die Anzahl und Zeitpunkte der Messungen frei an ihren Bedarf anzupassen. Beispielsweise können sie die Bestandsdaten jeden Morgen erheben und in die Planungssoftware übertragen lassen. Dann stehen den Mitarbeitern zu Beginn des Arbeitstages automatisch topaktuelle Daten auf ihrem PC, Tablet oder Smartphone zur Verfügung. Der Nutzen derart präziser, aktueller Daten ist vielfältig und reicht von der effektiven Organisation der Warenströme und Bestellvorgänge über die optimierte Nutzung von Lagerkapazitäten bis hin zur Schaffung stärker automatisierter Prozesse, um für reibungslosere Logistikund Produktionsabläufe zu sorgen. Der Lidar-Sensor Qb2 mit Datenanalyse-Software auf dem Gerät ist nur etwa handtellergroß und wiegt unter 500 g Beispiel Düngemittelherstellung Düngemittelhersteller arbeiten typischerweise mit geringen Margen, und Rohmaterial stellt für sie den größten Kostenfaktor dar. Deshalb ist eine präzise Überwachung der gelagerten Rohstoffe von besonders großer Bedeutung für sie. Einen zentralen Aspekt dabei stellt die Erkennung von sogenanntem Materialschwund dar. Verursacht beispielsweise durch Abrieb oder Pulverisierung aufgrund von Faktoren wie Luftverlust oder Kompression, beeinträchtigt der Schwund nicht nur die Qualität der betroffenen Rohstoffe und des Endprodukts. Er führt auch zu Inkonsistenzen in Produktionschargen, Verzögerungen in der Produktion und erhöhten Materialkosten. Wenn Unternehmen den Schwund erst nach Monaten feststellen, wie es mit den bisherigen Messmethoden oft der Fall ist, dann können sie auch die Gegenmaßnahmen erst mit großer Verzögerung einleiten und müssen damit einhergehende Verluste in Kauf nehmen. Riesigen Dimensionen Besonders herausfordernd ist die Bestandsüberwachung bei Düngerherstellern, weil sie nicht selten 50 und mehr Arten von Rohstoffen in großen Mengen vorrätig halten müssen. Und von keinem dürfen die Vorräte je ausgehen, damit die Produktion nicht unterbrochen wird. Meist sind die Vorräte in riesigen Hallen gelagert. Schon die schiere Größe mit Dutzenden von Bunkern stellt erhebliche Anforderungen an die Messtechnik. Dabei muss die Technik nicht Visualisierung der in Realität unsichtbaren Laserpulse eines 3D-Lidar-Sensors, der die Oberfläche von Schüttguthaufen scannt nur in der Lage sein, so große Flächen zu erfassen und die Ergebnisse mehrerer Sensoren koordiniert zu verarbeiten. Sie muss außerdem unkompliziert mit wenig Zubehör zu implementieren und zu betreiben sein. Denn wenn zu viel Zubehör und Kabel benötigt werden, dann ufert die technische Komplexität schnell aus und das System wäre schwierig oder sogar unmöglich zu installieren und handzuhaben. Einfach zur digitalen Supply Chain Der Lidar-Sensor Blickfeld Qb2 ist optimal für diese Aufgabe geeignet. Sein Betrieb ohne externen Computer, kombiniert mit der Strom- und Datenleitung über dasselbe Kabel (Power-over-Ethernet) minimiert den Bedarf an Netzwerkverkabelung und macht Installation und Betrieb extrem einfach. Das nach IP 67 gegen das Eindringen von Wasser und Staub geschützte Gehäuse ist für den Betrieb in rauen Umgebungen optimiert. Als Fazit lässt sich festhalten: Die Bereitstellung präziser, aktueller Schüttgutbestandsdaten, kombiniert mit den Vorteilen eines sehr einfachen Betriebs des Sensors und der automatisierten Datenübertragung in ein lokales IoT-System oder die Cloud macht die Lidarbasierte Bestandserfassung zu einem wichtigen neuen Baustein für effizientere, digitale Lieferketten- und Produktionsprozesse in der Chemie- und Pharmabranche und darüber hinaus. www.prozesstechnik-online.de Suchwort: Blickfeld AUTOR: CHRISTIAN WAIZENEGGER Vice President Industry Sales, Blickfeld cav 03-2024 35
