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Fashion am laufenden Band

Bei der effizienten Zusammenstellung von Packstücken kommt es nicht nur auf Geschwindigkeit an, sondern auch auf Genauigkeit:

Je höher die Leserate von Barcodes, desto geringer der Aufwand für manuelles Nachsortieren. Gerade bei qualitativ sehr unterschiedlichen Barcodes sind bildbasierte Leser gegenüber Laserscannern im Vorteil.

 

Forever 21 ist eine Mode-Einzelhandelskette mit einem Umsatz von 3,85 Milliarden US-Dollar im Geschäftsjahr 2014. Seine Produkte vertreibt das Unternehmen an 600 Standorten weltweit und auch in Online-Shops. Für die effiziente Kommissionierung seiner Online-Bestellungen nutzt Forever 21 in seinem US-Versandzentrum eine Fallklappensorter-Linie von Euro Sort. Bei voller Kapazität verarbeitet die Linie 28800 Packstücke pro Stunde, vorausgesetzt, die Barcode-Etiketten der zu sortierenden Artikel werden korrekt gelesen.

 

Sortieren bei einem Meter pro Sekunde


Effizienz ist bei der Zusammenstellung der Packstücke das A und O: Die eintreffenden Online-Bestellungen werden im Versandzentrum von Forever 21 an Kommissionierer verteilt, die die Artikel aus dem Lager nehmen und sie auf die Fallklappensorter-Linie von Euro Sort platzieren. Jeder Artikel wird dabei in einem eigenen Fach transportiert. Sobald ein Artikel in den Sorter eingelegt wird, wird das Kennzeichnungsschild des jeweiligen Faches gelesen. Die Fächer laufen auf dem Transportband des Sorters mit einer Geschwindigkeit von circa einem Meter pro Sekunde um. Erreicht der Artikel sein Ziel, einer vorher festgelegten Zusammenstellungs-Station, öffnet sich das entsprechende Fach, indem es wie eine Falltür nach unten und zur Seite schwingt. Der Artikel fällt durch die Klappe in die darunter befindliche passende Station. Nun leuchtet automatisch das Ablagefach auf, in das der Bediener den Artikel platzieren muss. Jede Konfektionierungsstation weist 24 Ablagefächer auf, in denen die Artikel der Bestellung abgelegt werden können, bis die Bestellung vollständig ist.


Ein kritischer Aspekt beim Sorter-Betrieb ist das schnelle und genaue Lesen der Etiketten auf jedem Artikel, so dass dieser ohne manuelles Eingreifen zur richtigen Konfektionierungsstation geleitet wird. Früher wurden wegen ihrer Einfachheit, geringen Kosten und Benutzerfreundlichkeit opto-mechanische Laserscanner zum Lesen der Etiketten verwendet. Diese Anwendung stellt jedoch für Laserscanner eine besondere Herausforderung dar, da sich die Codes in unterschiedlichen Winkeln und Positionen befinden und durch einen Kunststoffbeutel verdeckt sein können, der Reflexionen oder Verzerrungen hervorrufen oder geknittert sein kann. Die größte Herausforderung im Fall von Forever 21 waren die qualitativ sehr unterschiedlichen Barcodes der zwei Hauptlieferanten, die teilweise sehr schwer zu lesen waren.


Basierend auf der Strichcode-Qualität zum Zeitpunkt der Installation, entschied sich Euro Sort, der Lieferant des Fallklappensorters, zunächst für den Einsatz von Laserscannern zum Lesen der Strichcodes bei Forever 21. Weil diese aber nur sehr begrenzt in der Lage waren, schlecht oder schwach gedruckte, beschädigte oder schlecht platzierte Codes zu lesen, konnten zwischen fünf und sechs Prozent der Codes nicht gelesen werden. Bei Betrieb mit Spitzenkapazität bedeutete dies, dass 1728 Artikel pro Stunde manuell durch das Kommissionierungs-Team zur richtigen Zusammenstellungs-Station geliefert werden mussten, was ungefähr 15 Prozent der Arbeitszeit des Teams in Anspruch nahm.

 

Bessere Ergebnisse mit bildverarbeitendem ID-Leser


Euro Sort suchte daher in Zusammenarbeit mit Cognex nach einer besseren Lösung. Nach eingehender Analyse und Tests mit den beiden unterschiedlichen Strichcodes der Forever 21-Lieferanten wurde schnell deutlich, dass ein bildgestütztes System, in diesem Fall das Bildverarbeitungssystem Data Man 503, bessere Ergebnisse liefert: Es ist in der Lage, fast jeden Strichcode zu lesen, mit Ausnahme derer, die beschädigt oder bei denen mehrere Striche verdeckt sind.


Statt eine Fotozelle zu verwenden, die die Reflexionen eines einzelnen Laserstrahls überwacht, der über den Strichcode läuft, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, erfassen bildgestützte Leser ein Bild und verwenden dann eine Reihe von Algorithmen, um das Lesen auszuführen. Ein typischer Algorithmus sucht das gesamte Bild nach dem Code ab und erkennt dessen Position und Orientierung. Ein bildgestützter Strichcodeleser ist daher auch in der Lage, mehrere Strichcodes in beliebiger Orientierung innerhalb eines einzigen Bildes zu lesen. Weitere Algorithmen behandeln Verschlechterungen der Codequalität, wie etwa Beschädigungen oder Reflexionen. Algorithmen erlauben es bildgestützten Lesern, Codes unabhängig von Qualität, Größe, Markierungsverfahren oder Material, Druckvariationen (Farbe, schlechter Druck, Kratzer, Auswaschungen), Druckarten (Tintenstrahl, Nadelmarkierung, Laser-Ätzen, direkte Teile-Markierung) und Oberflächentypen (Glas, Metall, Karton, Keramik, Kunststoff) erfolgreich zu lesen.


Bildgestützte Systeme bieten aber noch weitere Vorteile: So ermöglichen sie eine Speicherung der Bilder von Codes für eine spätere Überprüfung. Die Analyse der archivierten, nicht gelesenen Codes ermöglicht eine kontinuierliche Verbesserung, etwa wenn die Überprüfungen ergeben, ob das Problem an der Einstellung des Lesers oder am Prozess liegt. Hinzu kommt die weitgehende Wartungsfreiheit bildgestützter ID-Leser: Während Laserscanner bisweilen Reparatur und Austausch benötigen, da sie einen motorbetriebenen oszillierenden Spiegel nutzen, um den Laserstrahl über den Strichcode zu bewegen, ist die Lebensdauer der mit Halbleiter arbeitenden bildgestützten Leser in der Regel doppelt bis dreimal so lang.

 

Leserate von 99 Prozent spart eine Million US-Dollar


Für Forever 21 stattete Euro Sort die Linie mit den bildgestützten ID-Lesern Cognex Data Man 503 mit 2,1 Megapixel Auflösung, einer Erfassung von über 100 Bildern pro Sekunde und synchronem Mehrkamera-Betrieb aus. In der Nähe des Zuführungspunktes der Sortierlinie wurde eine Fotozelle positioniert. Die SPS ist mit dem Leser über eine serielle RS-232-Schnittstelle verbunden. Immer wenn ein Packstück auf dem Band das Fotoauge passiert, sendet es ein Signal an die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) von Beckhoff, die die Sortierlinie steuert. Die SPS steuert dann das Bildverarbeitungssystem an, um ein Bild des Artikels zu erfassen. Das SPS-Programm verfügt über Funktionsblöcke, die das serielle Schnittstellen-Modul auf das Ergebnis der Abtastung abfragen. Nach dem Lesen des Etiketts sendet der ID-Leser die Ergebnisse an die SPS.


Viele der Etiketten weisen zwei Strichcodes auf, einen mit zehn Stellen und den anderen mit zwölf Stellen. Die ID-Leser lesen beide Codes und senden sie an die SPS. Zurzeit wird nur der zehnstellige Strichcode zum Sortieren benutzt, so dass die SPS den zwölfstelligen Code ignoriert. Sollte der zwölfstellige Code jedoch in Zukunft genutzt werden, kann er durch eine einfache Programmänderung in den Sortierprozess aufgenommen werden.


Forever 21 ist mit dem Erfolg der bildgestützten Barcode-Leser von Cognex sehr zufrieden. Aktuell liegt die Leserate des Data Man bei über 99 Prozent, was dazu führt, dass die Kommissionierer weniger Zeit mit Nachsortieren verbringen. Die daraus resultierenden Kosteneinsparungen beziffert das Unternehmen auf rund eine Million US-Dollar im Jahr.

www.cognex.com

 

Beitrag aus dhf 5.2016

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