DS Smith revolutioniert als führender Hersteller nachhaltiger Verpackungslösungen mit 3D-Vermessung seine Logistikprozesse SICK

DS Smith, ein führender Anbieter von nachhaltigen Verpackungslösungen, Papierprodukten und Recycling-Dienstleistungen plante die Aufrüstung seiner End-of-Line-Überwachungslösung zur Automatisierung eines überaus arbeitsintensiven Prozesses. Die Wahl fiel dabei auf eine Lösung, die auf der Sensorintelligenz von SICK, der Azure Depth Plattform von Microsoft und einer von Neadvance entwickelten KI-Software basiert.

Als führender Anbieter für nachhaltige, faserbasierte Verpackungen ist es das Ziel von DS Smith, die Effizienz in Transport und Lagerhaltung zu optimieren und gleichzeitig eine optimale Präsentation im Handel zu gewährleisten um dadurch bei seinen Kunden eine Steigerung der Produktumsätze zu sichern. Das Unternehmen mit Hauptsitz in London spielt in der Wertschöpfungskette zahlreicher Sektoren, wie E-Commerce, schnelllebige Konsumgüter oder Industrie, eine wichtige Rolle und sucht stets nach Möglichkeiten, seinen Produktionsprozess noch effizienter zu gestalten. Insbesondere bei der Optimierung von Lagerprozessen führt dabei kaum ein Weg an einer Echtzeit Vermessung der verpackten Produkte vorbei.

Die Herausforderung: Bestimmen der Maße, des Volumens und der Anzahl palettierter Verpackungsprodukte

DS Smith entwickelt maßgeschneiderte Verpackungslösungen, die auf die Anforderungen der Wertschöpfungskette des Kunden zugeschnitten sind und auf diese Weise die Endkunden- und Markenerfahrung verbessern. Für DS Smith ergibt sich daraus die Herausforderung, dass zahlreiche individuelle Verpackungslösungen entwickelt, umgeschlagen und zu verschiedenen Endkunden-Standorten und Lagern versandt werden müssen. Am Ende des Produktionsprozesses dieser Verpackungslösungen – auch End-of-Line genannt – muss dafür die Produktionsleistung präzise erfasst werden. Hierzu werden die Maße, das Volumen und die Anzahl der palettierten Produkte ermittelt. Diese Dimensions- und Mengendaten sind der Schlüssel zur Optimierung der Lager- und Transportprozesse und damit zu einer möglichst effizienten Nutzung des verfügbaren Platzes.

Hochdynamische Einsatzumgebung mit beengten Platzverhältnissen

Die Lösung: Digitale End-of-Line-Überwachungslösung

Im Rahmen der digitalen Transformation des Unternehmens war DS Smith auf der Suche nach einer digitalen End-of-Line-Überwachungslösung, die in die bestehenden Produktionsprozesse integriert werden konnte und genauere Vermessungsdaten liefern würde. Auf der Suche nach Partnern zur Lösung dieser Herausforderungen und Implementierung einer Pilotlösung, mit der die Ergebnisse validiert und das Potenzial für künftige Optimierungen evaluiert werden sollte, fiel die Entscheidung auf Neadvance, einem Lösungsanbieter für Computer Vision und künstliche Intelligenz im Industriesektor, und auf SICK, einem führenden Hersteller von Sensoren und Sensorlösungen für die Industrieautomation. Mit dem Visionary-T Mini von SICK, welcher auf der Microsoft 3D-Time-of-Flight-Technologie (ToF) basiert, konnte DS Smith die erforderlichen Daten schnell, genau und ohne Bindung zusätzlicher Ressourcen oder Unterbrechung des Produktionsprozesses erfassen. Die Integration der Lösung und die Verarbeitung der durch die 3D-Vision-Kamera generierten Bilder wurde dann von Neadvance entwickelt.

SICK Visionary-T Mini

Der Visionary-T Mini verwendet die innovative 3D-Time-of-Flight Kameratechnologie von Microsoft die anhand von Tiefendaten eine schnelle und genaue Messung der räumlichen Abmessungen und der volumetrischen Beladung von Paletten ermöglicht. Die Lösung wird über dem Ende des Produktionsförderbands, kurz vor der Stapler-Abnahmestelle, montiert und kann ohne großen Integrationsaufwand in die Produktion eingebunden werden. SICK hat mit dem Visionary-T Mini eine robuste 3D ToF-Snapshot-Kamera entwickelt, die trotz ihrer geringen Baugröße Industrieanwendungen standhält und rund um die Uhr eine hervorragende Verfügbarkeit bietet. Das kompakte Gerät mit Schutzart IP67 liefert hochwertige und kalibrierte 3D-Tiefendaten sowie 2D-Intensitätsdaten für die externe Weiterverarbeitung. „Mit der 3D-Snapshot-Kameratechnologie, wie 3D ToF, kann der Visionary-T Mini dreidimensionale Bilder erstellen – und zwar völlig ohne bewegliche Teile im Gerät oder Bewegung des kompletten Sensors“, erklärt Dr. Anatoly Sherman, Head of Business Unit 3D Compact Systems bei SICK. Dank der schnellen Berechnung der Distanzdaten für jedes Pixel der Sensorauflösung und der hohen Wiederholrate werden Unschärfen, beispielsweise durch Bewegung, zuverlässig vermieden. Der Visionary-T Mini steht kurz vor der offiziellen Markteinführung und ist das erste Produkt einer SICK Produktfamilie, die auf der Microsoft ToF-Technologie basiert und mit der eine langfristige strategische Zusammenarbeit mit Microsoft begründet werden soll.

Visionary-T lässt sich einfach installieren

Visionary-T Mini lässt sich einfach Installieren und in bestehende Prozesse einbinden

Intelligente Bildverarbeitung durch die Kombination von 3D- und 2D-Daten

Durch die einfache Installation und Inbetriebnahme wird der bereits etablierte Produktionsprozess von DS Smith weder gestört noch verändert, die Abmessungen der produzierten Waren sofort erfasst und das Volumen mithilfe der Neadvance Edge-Software berechnet. „Der Schlüssel für die zuverlässige Lösung der Anwendung liegt in der intelligenten Bildverarbeitung, bei der 2D- und 3D-Daten kombiniert werden“, erklärt Jose Pedro Ferreira, Head of Business Development & Sales bei Neadvance. Außerdem werden die 2D-Bilddaten für nachgelagerte Qualitäts- und Plausibilitätsprüfungen im Falle von Fehlern oder zur Prozessanalyse verwendet.

Präzise 2D- und 3D-Messungen auf Grundlage der intelligenten Bildverarbeitung

Die 2D- und 3D-Daten werden an der Edge vorverarbeitet, gefiltert und im digitalen Service von SICK persistent gespeichert. Die Kommunikation zwischen dem Sensorsystem und dem digitalen Service erfolgt über den Azure IoT Hub von Microsoft, der auch die Verschlüsselung der Datenverbindung übernimmt. Alexander Wiestler, Head of Global Product Management Industrial Integration Space bei SICK, erläutert: „SICK hat die digitale Lösung auf Grundlage der vielseitigen Azure-Webservices entwickelt und DS Smith kann auf diese Software-as-a-Service über den Digitalen Service Katalog des SICK IntegrationSpace zugreifen. Diese Lösung wurde von den Cloudsoftware-Experten von SICK, die auch den digitalen Service betreiben, individuell auf die Bedürfnisse von DS Smith zugeschnitten. Auf diese Weise können sich unsere Kunden auf ihr Kerngeschäft konzentrieren und gleichzeitig den optimalen Nutzen aus den digitalen Services von SICK ziehen.“ Das SICK Dashboard liefert DS Smith Echtzeitinformationen zur Anzahl der vermessenen Paletten pro Stunde und dem produzierten Volumen. Gleichzeitig werden bei der Datenspeicherung und -analyse in der Azure-Cloud aktuelle Daten erfasst und können in Echtzeit mit historischen Daten von jedem Terminal verglichen werden. Mit diesem Datenbestand, der zu einer vollständigen Implementierung skaliert wird, erhalten Produktionsmitarbeiter, Systemingenieure und Produktionsleiter ganz neue Möglichkeiten, die Produktionsprozesse auf Basis fundierter Kenntnisse zu optimieren. Da die Daten und Bilder in die Azure Cloud geladen werden, sind Materialflussangaben für DS Smith jederzeit und von überall aus abrufbar.

Mit dem Cloud-Dashboard sind alle wichtigen Prozessinformationen immer und überall verfügbar

Ein System mit umfassenden Möglichkeiten für effizientere Logistikprozesse

Am DS Smith Standort in Esmoriz (in der Nähe von Porto) liefern Neadvance, SICK und Microsoft somit Daten, die auf Produktionsebene zur Lösung einer zentralen Aufgabe unerlässlich sind und zugleich die Effizienz innerhalb der Logistik steigern. Durch den Azure-Service eröffnen sich für DS Smith neue Möglichkeiten zur nachhaltigen Analyse und Optimierung bestehender Prozesse. Die Lösung kombiniert eine Bildverarbeitung vor Ort und eine Verarbeitung in der Cloud in einem einzigen System. Rui Oliveira, IT Applications Manager bei DS Smith Iberia, erklärt dazu: „Durch das automatische Lesen der Paletten mit Hilfe von RFID-Tags und der Bildverarbeitung erwarten wir präzisere und zuverlässigere Bestandsdaten für fertige Produkte und Ladungsträgern sowie eine Minimierung der Fehlerhäufigkeit beim Warenumschlag im Lager. Außerdem erwarten wir erhebliche Effizienzsteigerungen in der Logistik sowie weitere zukünftige Verbesserungen dank der neuen technologischen Möglichkeiten und Daten, die uns durch dieses Projekt zur Verfügung stehen.“

Die reine Volumenanalyse von Transportgütern in der Cloud eröffnet heute deutlich mehr Möglichkeiten, als es bisher auf der Produktionsebene möglich war: vom Produktivitätsmanagement über die Prozesssteuerung und eine verbesserte Raumausnutzung bis hin zum Tracking. Das Projekt bei DS Smith ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie aus der engen Zusammenarbeit zwischen SICK, Neadvance und Microsoft ein System hervorgeht, das weitreichende Möglichkeiten für eine effizientere Logistik in der Industrie bietet. Eine intelligente Frachtvermessung birgt somit großes Potenzial für die Effizienzsteigerung im Transport. Das Projekt zeigt außerdem, wie wichtig es ist, Daten in Wissen umzuwandeln, um wertschöpfende Prozesse in der Fertigung und der Logistik zu optimieren.

Nach der erfolgreichen Implementierung dieses Pilotprojektes ist man beim international tätigen Verpackungshersteller DS Smith davon überzeugt, dass der neue Ansatz in Kombination mit den durch die neue Technologie verfügbar gemachten Daten dazu führt, die Materialflüsse zukünftig besser überwachen und langfristig optimieren zu können.