Das neue Lagerverwaltungs- und

ALUMINIUM
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ALUMINIUM . 80 (2004) 1/2
Das neue Lagerverwaltungs- und
Transportmanagementsystem bei
Alcan Nachterstedt
The new store and transport management system
at Alcan Nachterstedt
Alcan Deutschland GmbH
Werk Nachterstedt
Gaterslebener Straße 1 D-06469 Nachterstedt
Tel. +49 34741 77-0 Fax +49 34741-204
http://www.alcan.com
Das neue Lagerverwaltungs- und
Transportmanagementsystem bei Alcan Nachterstedt
The new store and transport management system at Alcan Nachterstedt
Im September 2002 hat das in
Berlin ansässige Softwareunternehmen PSI-BT AG ein neues
Lagerverwaltungs- und Transportmanagementsystem beim Alcan-Werk in Nachterstedt eingeführt. Das Werk ist innerhalb des
Alcan-Konzerns der bedeutendste
Produzent von Aluminiumhalbzeugen, vor allem für die Automobilindustrie. Das neue System
bewerkstelligt die werksinterne
Bestandsbewegung und Platzierung. Dieser Artikel behandelt die
wichtigsten Fähigkeiten des Systems und ihre Auswirkungen auf
die Produktivität innerhalb der
Anlage.
Bild 1 gibt einen Überblick über
die Anlage mit ihren wichtigsten
Einrichtungen und Transportrouten. Die Anlage ist in drei Bereiche
gegliedert. Der südliche Bereich
hat mehrere Schneidanlagen und
die Rampe für die Bahnanlieferung der Coils. Der Kran AK3 arbeitet in diesem Bereich. Der mittlere Bereich beinhaltet zwei Walzstraßen. Dieser Bereich wird durch
den Automatikkran AK1 sowie
durch einige manuell betriebene
Krane unterstützt.
Der nördliche Bereich beinhaltet
die wichtige Bandverarbeitungs-
anlage (Kontianlage) sowie mehrere Schneidanlagen. Ein kontinuierlicher Betrieb der Kontianlage
muss gewährleistet sein, da ungeplante Ausfälle an dieser Stelle
sehr kostspielig sind. Transporte
werden in diesem Bereich vom
Automatikkran AK2 ausgeführt.
Die automatisch oder manuell gesteuerten
Bundtransportwagen
(BTW) verbinden die verschiedenen Kranbahnen. Die automatischen Bundtransportwagen BTW4
und BTW5 verbinden die Bahnen
der automatischen Krane, die das
Herz des Transportnetzes bilden.
Die Coils werden in diesem Bereich häufig bewegt, oft über lange Distanzen. Es gibt über 1.500
Lagerplätze und täglich etwa
1.000 Transporte.
Die Aufgabe
Der Hauptgrund für die Einführung des neuen Systems ("PSImetals WTM") war die Komplexität
des Materialflusses nach der Erweiterung der Anlage. Das früher
eingesetzte Softwaresystem, das
nur Teile des Coillagers und der
Transportmittel verwaltete, war
nicht mehr ausreichend. Die Mitarbeiter mussten die Versorgung
In September 2002 the software
company PSI-BT AG in Berlin
installed a new store and transport management system at the
Alcan works in Nachterstedt. The
plant is the largest producer of
aluminium semis within the Alcan concern, especially for the
automobile industry. The new
system carries out in-plant stock
movements and placements. This
article describes the most important capabilities of the system
and their effects on plant productivity.
Fig. 1 shows an overall view of the
plant with its most important
equipment and transport routes.
The plant is divided into three
parts. The southern area accommodates several cutting units and
the ramps for rail delivery of the
coils. An automatic crane AK3 operates in this area. The central
area contains two rolling lines.
This area is served by an automatic crane AK1 and some manually
operated cranes.
The northern area contains the
important continuous strip treatment plant (conti-unit) and several cutting units. Continuous operation of the conti-unit must be ensured, since unplanned stoppages
at this point are very expensive. In
this area transport is undertaken
by an automatic crane AK2. Coil
transport wagons (CTW) link the
various crane tracks. The automatic coil transport wagons CTW4
and CTW5 link the tracks of the
automatic cranes, which form the
core of the transport network.
In this area coils are moved frequently, often over long distances.
There are over 1,500 storage locations and about 1,000 transport
operations take place per day.
The task
The main reason for introducing
the new system ("PSImetals
WTM”) was the complexity of the
material flow after the plant had
been enlarged. The software
system in use earlier, which managed only part of the coil store and
transport means, was no longer
sufficient. The workers themselves
had to ensure that the working
units were kept supplied. Once the
coils had been found, they had to
indicate the transport routes and
all the operations for the cranes
and coil wagons along those routes
(either with the help of the computer system or simply by driver
commands).
Thus,
conflicts
between the requirements of the
various production units were unavoidable.
Accordingly, the management
decided that the new system had to
do more than just be a limited
database for the information
("where is what?”) and an interface to the automatic cranes and
coil transport wagons. In particular, it was clearly too elaborate and
expensive to control the material
flow, the supply and the management of the production units manually. Rather, the new system
should take control of the transport operations and make appropriate decisions when transport
means were unavailable.
The new system
PSImetals WTM is a computersupported store and transport
Bild 1: Überblick der Anlage mit ihren
wichtigsten Einrichtungen und
Transportrouten
Fig. 1: Overall view of the plant with
its most important equipment and
transport routes
der Anlagen selbst sicherstellen.
Nach dem Auffinden des Coils,
hatten sie die Transportroute sowie alle Aufträge für die Krane
und die Bunttransportwagen entlang der Route (entweder mit Hilfe des Rechnersystems oder einfach durch Aufforderung der Fahrer) anzugeben. Konflikte zwischen den Anforderungen der verschiedenen Produktionseinheiten
waren so unvermeidbar.
Das Management entschied deshalb, dass das neue System mehr
leisten muss als nur eine beschränkte Datenbasis für die Information ("Wo ist was?") und eine Schnittstelle zu den Automatikkranen und den Bundtransportwagen. Es erschien insbesondere
zu aufwändig, den Materialfluss,
die Versorgung und die Disposition der Produktionsanlagen manuell zu betreuen. Vielmehr sollte das
neue System die Steuerung des
Transportnetzwerkes
übernehmen, d.h. Auswählen der Transportrouten, Planen der Transporte,
sinnvolle Entscheidungen beim
Ausfall von Transportmitteln treffen.
duktionsmanagementsystems
speziell für die Anforderungen der
Metallindustrie entwickelt worden. Dieses System, welches bereits in verschiedenen Projekten,
zum Beispiel bei Corus in Belgien,
eingesetzt und optimiert wurde,
bildete die Basis für die Lösung in
Nachterstedt. Das System ist übrigens nicht begrenzt auf die Aluminiumbranche und wird auch bei
ThyssenKrupp Stahl oder Arcelor
EKO GmbH benutzt.
Der größte Teil des Wissens über
die betrieblichen Abläufe ist in
Form von benutzerdefinierten Regeln vorhanden und nicht fest
programmiert. Es sind keine Programmierkenntnisse notwendig
um die Regeln zu ändern – dies
kann von der hierfür befugten Belegschaft ausgeführt werden. Dies
betrifft zum Beispiel die Struktur
der Lagerbereiche, des Transportnetzwerkes, Strategien zum Einlagern und zum Transportieren und
andere. Insgesamt setzt sich das
System aus den drei Teilsystemen
"Lagerverwaltung",
"Materialfluss" und "Transportverwaltung"
zusammen.
Das neue System
Lagerverwaltung
PSImetals WTM ist ein Computer
gestütztes Lagerverwaltungs- und
Transportmanagement-System
und als Teil eines kompletten Pro-
Das System verwaltet eine beliebige Anzahl von Lagerbereichen,
wie benötigt. Das Krankoordinatensystem ermöglicht das automa-
tische Verfolgen von Coilbewegungen. PSImetals WTM hat
Kenntnis davon, dass ein Coil an
Position A angehoben und danach
an Position B abgelegt wurde. Mit
dieser Information ist das System
in der Lage, die Veränderung des
Coils von Position A nach Position B in seiner Datenbank zu aktualisieren. Die anpassbaren Einlagerungsbeschränkungen helfen
Lagerstrategien
durchzusetzen.
Zum Beispiel können Coils nach
Kunden, Größe oder Gewicht, und
anderen Kriterien gruppiert werden. Über 30 Arten von Regeln
sind verfügbar. Zudem besitzt das
System die Fähigkeiten, eine Inventur zu unterstützen und die Lagerbestandsmenge zu ermitteln.
Materialflussverwaltung
Das System bewältigt automatisch
die Ver- und Entsorgung von Coils
an den Produktionsanlagen. Die
Coils werden in der richtigen Zeit
und in der richtigen Reihenfolge
geliefert. Sofern dies nicht geschieht, wird der Mitarbeiter frühzeitig benachrichtigt. Die Nachricht wird an das Betriebsdatenerfassungsystem (BDE) weitergeleitet und dort ausgegeben, da die
BDE-Terminals hauptsächlich von
den Mitarbeitern benutzt werden.
Somit werden die Warnungen unmittelbar im BDE erkannt.
Informationen, die den Produktionsplan betreffen, sind wesentlich für die automatische Coilversorgung. Diese Informationen
werden nach jeder Änderung im
Planungssystem an das System
gesendet. Dieses generiert die
Transportaufträge nach Maßgabe
der Planung. Aber es kann noch
mehr: Es prüft die aktuellen und
die erwarteten Materialeigenschaften der Coils. Über eventuelle Differenzen kann festgestellt
werden, dass das Coil noch nicht
zur Verarbeitung freigegeben ist,
in der Regel auf Grund von Problemen in vorhergehenden Produktionsstufen, die dem Planungssystem unbekannt sind. In
solchen Fällen liefert das System
das Coil nicht aus und generiert
statt dessen unverzüglich eine
management system specially developed as part of a complete production management system to
suit the needs of the metal industry. This system, which has already been used and optimised in
various projects, for example at
Corus in Belgium, forms the basis
for the solution in Nachterstedt.
The system is not limited to the aluminium branch and is also used
by ThyssenKrupp Stahl and Arcelor EKO GmbH.
Most of the knowledge about the
operational sequences is available
in the form of user-defined rules
and not fixed programs. No knowledge of programming is necessary
to change the rules, which can be
done by the employees assigned to
the task. For example, this concerns the structure of the store area
the transport network, storage and
transport strategies, and other
matters. Overall, the system consists of three parts, namely "store
management”, "material flow”
and "transport management”.
Store management
This system manages an arbitrary
number of storage areas, as necessary. The crane coordinate system
enables coil movements to be followed automatically. PSImetals
WTM knows that a coil was taken
up from position A and then deposited at position B. With this information the system can update
the change in the coil’s position
from A to B in its databank. The
adaptable storage restrictions assist in applying storage strategies.
For example, coils can be grouped
according to customer, size, weight
or other criteria. Over 30 types of
rules are available. The system can
also produce an inventory and determine quantities in stock.
Material flow management
The system automatically manages the movement of coils to and
from the production units. The
coils are delivered at the right time
and in the correct sequence. When
this cannot take place, the work-
ers receive early warning. The
warning report is passed on to the
operating data capture (ODC)
system and issued from there, because the ODC terminals are mainly used by the workers. Thus warnings are recognised directly in
ODC.
Information concerning the production plan is important for the
automatic coil delivery system.
This information is transmitted to
the system whenever the plan is
changed, so that transport operations can be defined in accordance
with planning requirements. But
the system can do still more: it
tests the actual and expected material properties of the coil. Differences indicate that the coil has not
yet been released for processing, as
a rule because of problems in the
previous production steps which
are unknown to the planning
system. In such cases the system
does not deliver the coil and instead generates a warning without
delay, so that operating personnel
can intervene as necessary.
The ODC system informs the
system when a work step has been
completed, updates the coil properties, and automatically authorises clearance transport. Thereupon,
the destination position is determined on the basis of user-defined
rules. Possible strategies include
for example transport to the next
store or storage close to the next
production step.
The system shortens transport
times, since it generates commands in advance to transport
coils close to their next processing
step, using free transport capacities for this.
Transport management
The system supports both manual
and automatic transport. In the
first case it uses the interfaces for
vehicle control. For automatic
transport the vehicle is equipped
with a wireless terminal, which
displays the transport commands
to the driver.
The system controls transports,
recognising the paths through the
plant according to the user-defined
rules. They can be generated automatically in accordance with the
topography of the transport network and completed by the users
(e.g. provided with priorities). It is
easy to introduce new transport
means. The system selects the
transport path having regard to the
momentary and future load distribution in the various parts of the
plant. For example, it can decide
whether to wait for an automatic
crane which is occupied at the
time, or instead to use a fork-lift.
The system can re-check the
transport routes or bring back the
coil when transport cannot be continued. Automatic transport then
begins again as soon as possible.
The planning of time sequences
is governed by priorities, which
also take account of stocks ahead
of the production units. Thus, no
new material – even for the contiunit – is delivered when enough
material for production is still
available ahead of the production
unit.
Fig. 2 shows a transport operation from coil store A to the masking system of the system. The drive
commands for the cranes, the coil
movements along the transport
path and their status are indicated in the lower part of the mask.
The AK3 automatic crane has
loaded the CTW vehicle. The CTW
and the AK2 crane then receive
movement commands at the same
time. AK2 reaches the transfer
point earlier and its task of unloading the CTW is suspended.
Once the CTW has reached the
transfer point, the system again
commands the AK2 automatic
crane to unload, and this is shown
actually in progress.
The task of the final transport
means, namely the manually controlled crane K31, is also planned.
Here it becomes clear that the
system automatically covers the
complete coordination of all transport means along the entire transport path.
Other functions
The system can be accessed at any
point via mobile wireless termi-
Bild 2: Transport
vom Coillager A zur
Anlage 1 auf dem
Maskensystem des
PSImetals WTM
Fig. 2: Transport
operation from coil
store A to the
masking system of
the system
Warnung, so dass das Bedienpersonal die Möglichkeit zum Eingreifen hat.
Das BDE System benachrichtigt
das System, wenn ein Arbeitsgang
abgeschlossen wurde, aktualisiert
die Coil-Eigenschaften und der
Abtransport wird automatisch
veranlasst. Daraufhin werden automatisch die Zielposition auf Basis der benutzerdefinierten Regeln
ermittelt. Mögliche Strategien beinhalten zum Beispiel den Transport zum nächsten Lager oder das
Einlagern nahe beim nächsten
Produktionsschritt.
Das System verringert die Transportzeiten, in dem es voraus Aufträge generiert, um Coils in die
Nähe ihrer nächsten Fertigungsstufe zu transportieren und nutzt
dabei freie Transportkapazitäten.
Transportverwaltung
Das System unterstützt manuelle
und automatische Transporte. Im
ersteren Fall benutzt es die
Schnittstelle zur Fahrzeugsteuerung. Beim automatischen Transport ist das Fahrzeug mit einem
drahtlosen Terminal ausgestattet,
welches die Transportaufträge
dem Fahrer anzeigt.
Das System steuert die Transporte. Es kennt die Wege durch die
Anlage entsprechend der benutzerdefinierten Regeln. Sie können
entsprechend der Topologie des
Transportnetzes automatisch generiert und von den Benutzern
nachbearbeitet (z.B. mit Prioritäten versehen) werden. Es ist einfach ein neues Transportmittel
einzuführen. Das System wählt
den Transportweg unter Berücksichtigung der augenblicklichen
und der zukünftigen Lastaufteilung an den Anlagenteilen. Es
kann zum Beispiel entscheiden, ob
es auf einen automatischen Kran
wartet, der im Augenblick belegt
ist, oder ob es statt dessen einen
Gabelstapler benutzt.
Das System kann die Transportroute erneut überprüfen oder das
Coil zurückbringen, wenn der
Transport nicht fortgesetzt werden
kann. Der automatische Transport
wird dann so früh wie möglich
wieder neu gestartet.
Die Planung des zeitlichen Ablaufs ist über Prioritäten gesteuert,
wobei auch Bestände vor den Produktionsanlagen berücksichtigt
werden. So wird kein neues Material - auch nicht für die Kontianlage - angeliefert, wenn noch genug Material für die Produktion
vor der Anlage liegt.
Bild 2 zeigt einen Transport vom
Coillager A zur Anlage auf dem
Maskensystem des Systems. Die
Fahraufträge für die Krane, die
Coilfähren entlang des Transportweges sowie ihr Status werden in
der Tabelle im unteren Teil der
Maske angezeigt. Der automatische Kran AK3 hat die BTW-Fähre beladen. Anschließend erhalten
die Fähre und der Kran AK2
gleichzeitig Fahraufträge. AK2 erreicht den Übergabepunkt eher
und sein Auftrag, die Fähre zu entladen, wird abgebrochen. Nachdem die Fähre den Übergabepunkt
erreicht hat, beauftragt das System
noch einmal den automatischen
Kran AK2 mit der Entladung, und
dieser Auftrag befindet sich aktuell in der Ausführung.
Der Auftrag für das letzte Transportmittel, d.h. den manuell gesteuerten Kran K31, ist immer
noch geplant. Hier wird deutlich,
dass die komplette Koordination
für alle Transportmittel entlang
der Transportwege automatisch
durch das System abgedeckt.
Weitere Funktionalitäten
Auf das System kann von jedem
Punkt über mobile, drahtlose Terminals zugegriffen werden. Sie
sind mit Scannern ausgestattet,
um Fehler bei der Eingabe von
Coilnummern, Position o. ä. zu
vermeiden.
Das System speichert die Historiendaten eines jeden Coils. Informationen, wer ein Coil transportiert hat und wann das geschah,
können nützlich sein, wenn ein
Coil gesucht wird.
Systemarchitektur
PSImetals WTM ist ein Client/Server System basierend auf einer
Oracle Datenbank. Die Systemarchitektur ermöglicht Programmänderungen ohne das System herunterzufahren sowie ein Rechnerplattform unabhängiges System.
Der Server in Nachterstedt ist eine
IBM RS 6000. Die Benutzeroberfläche ist für Windows-PCs und
drahtlose mobile Terminals verfügbar.
PSImetals WTM hat eine
Schnittstelle zum Planungssystem, über 15 BDE Systeme und
über 20 Krane und Transportmittel. Eine Standardschnittstelle zu
SAP/R3 wird bereitgestellt.
nals. These are equipped with
scanners to avoid errors in the input of coil numbers, positions or
other data.
The system stores the historical
data of every coil. Information
about who transported a coil and
when, can be useful when searching for a coil.
System architecture
PSImetals WTM is a client/server
system based on an Oracle databank. The system architecture enables program changes to be made
without major interference and
provides a system independent of
the computer platform. The server
in Nachterstedt is a IBM RS 6000.
The user interface is available for
Windows-PC and wireless mobile
terminals.