Materialflussrechner

Ein Materialflussrechner (engl.: material flow controller, MFC) ist eine Software zum Steuern der Daten- und Informationsflüsse in automatischen Anlagen und Hochregallagern. Gelegentlich wird er auch als Datenkonzentrator (DKZ) bezeichnet.

Unterschiedliche Maschinen und Komponenten von automatischen Anlagenteilen wie Fördertechnik, Verschiebewagen und Regalbediengeräte können durch eine Materialflussrechner-Software gesteuert werden. Eine Visualisierung gibt dem Bediener einen Überblick über den aktuellen Materialfluss in der Anlage und bietet die Grundlage für die Störungsdiagnose und Störungsbehebung. Moderne, eigenständige Materialflussrechner bieten ergänzend umfangreiche Diagnosefunktionen und unterstützen den Bediener bei der Störungsbeseitigung.

Steuerung

Der Materialflussrechner (MFR) ist eine Software, die in Automatiklagern und komplexen Produktionsanlagen die zentrale Steuerung übernimmt. Er ermöglicht also die Kommunikation zwischen den angebundenen Komponenten.<ref name="midrange"><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20150427124855

      | {{#ifeq: 20150427124855 | *
    | Vorlage:Webarchiv/Wartung/Stern{{#if: Beitrag Midrange Magazin | {{#invoke:WLink|getEscapedTitle|Beitrag Midrange Magazin}} | {{#invoke:Webarchiv|getdomain|http://www.midrange.de/mm/artikel.html?id=6488&SID=9e58d2fd4cae977e14aae33c40bac608}} }} (Archivversionen)
    | {{#iferror: {{#time: j. F Y|20150427124855}}
         | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/DatumDer Wert des Parameters {{#if: wayback | wayback | Datum }} muss ein gültiger Zeitstempel der Form YYYYMMDDHHMMSS sein!
         | {{#if: Beitrag Midrange Magazin | {{#invoke:WLink|getEscapedTitle|Beitrag Midrange Magazin}} | {{#invoke:Webarchiv|getdomain|http://www.midrange.de/mm/artikel.html?id=6488&SID=9e58d2fd4cae977e14aae33c40bac608}} }} {{#ifeq:  | [] | [ | ( }}Memento{{#if: {{#if: 2019-04-30 12:01:04 InternetArchiveBot | 2019-04-30 12:01:04 InternetArchiveBot |  }} |  des Vorlage:Referrer }} vom {{#time: j. F Y|20150427124855}} im Internet Archive{{#if:  | ;  }}{{#ifeq:  | [] | ] | ) }}
      }}
  }}
      | {{#if:
          | {{#iferror: {{#time: j. F Y|{{{webciteID}}}}}
    | {{#switch: {{#invoke:Str|len|{{{webciteID}}}}}
       | 16= {{#if: Beitrag Midrange Magazin | {{#invoke:WLink|getEscapedTitle|Beitrag Midrange Magazin}} | {{#invoke:Webarchiv|getdomain|http://www.midrange.de/mm/artikel.html?id=6488&SID=9e58d2fd4cae977e14aae33c40bac608}} }} {{#ifeq:  | [] | [ | ( }}Memento{{#if: {{#if: 2019-04-30 12:01:04 InternetArchiveBot | 2019-04-30 12:01:04 InternetArchiveBot |  }} |  des Vorlage:Referrer }} vom {{#time: j. F Y| 19700101000000 + {{#expr: floor {{#expr: {{#invoke:Str|sub|{{{webciteID}}}|1|10}}/86400}} }} days}} auf WebCite{{#if:  | ;  }}{{#ifeq:  | [] | ] | ) }}
       | 9 = {{#if: Beitrag Midrange Magazin | {{#invoke:WLink|getEscapedTitle|Beitrag Midrange Magazin}} | {{#invoke:Webarchiv|getdomain|http://www.midrange.de/mm/artikel.html?id=6488&SID=9e58d2fd4cae977e14aae33c40bac608}} }} {{#ifeq:  | [] | [ | ( }}Memento{{#if: {{#if: 2019-04-30 12:01:04 InternetArchiveBot | 2019-04-30 12:01:04 InternetArchiveBot |  }} |  des Vorlage:Referrer}} vom {{#time: j. F Y| 19700101000000 + {{#expr: floor {{#expr: {{#invoke:Str|sub|{{#invoke:Expr|base62|{{{webciteID}}}}}|1|10}}/86400}} }} days}} auf WebCite{{#if:  | ;  }}{{#ifeq:  | [] | ] | ) }}
       | #default= Der Wert des Parameters {{#if: webciteID | webciteID | ID }} muss entweder ein Zeitstempel der Form YYYYMMDDHHMMSS oder ein Schüsselwert mit 9 Zeichen oder eine 16-stellige Zahl sein!Vorlage:Webarchiv/Wartung/webcitation{{#if:  || }}
      }}
    | c|{{{webciteID}}}}} {{#if: Beitrag Midrange Magazin | {{#invoke:WLink|getEscapedTitle|Beitrag Midrange Magazin}} | {{#invoke:Webarchiv|getdomain|http://www.midrange.de/mm/artikel.html?id=6488&SID=9e58d2fd4cae977e14aae33c40bac608}} }} (Memento{{#if: {{#if: 2019-04-30 12:01:04 InternetArchiveBot | 2019-04-30 12:01:04 InternetArchiveBot |  }} |  des Vorlage:Referrer}} vom {{#time: j. F Y|{{{webciteID}}}}} auf WebCite{{#if:  | ;  }}{{#ifeq:  | [] | ] | ) }}
  }}
          | {{#if: 
              | Vorlage:Webarchiv/Today
              | {{#if:
                      | Vorlage:Webarchiv/Generisch
                      | {{#if: Beitrag Midrange Magazin | {{#invoke:WLink|getEscapedTitle|Beitrag Midrange Magazin}} | {{#invoke:Webarchiv|getdomain|http://www.midrange.de/mm/artikel.html?id=6488&SID=9e58d2fd4cae977e14aae33c40bac608}} }}  
                 }}}}}}}}{{#if:2019-04-30 12:01:04 InternetArchiveBot
    | Vorlage:Webarchiv/archiv-bot
  }}{{#invoke:TemplatePar|check
     |all      = url=
     |opt      = text= wayback= webciteID= archive-is= archive-today= archiv-url= archiv-datum= ()= archiv-bot= format= original=
     |cat      = Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Webarchiv
     |errNS    = 0
     |template = Vorlage:Webarchiv
     |format   = *
     |preview  = 1
  }}{{#ifexpr: {{#if:20150427124855|1|0}}{{#if:|+1}}{{#if:|+1}}{{#if:|+1}}{{#if:|+1}} <> 1
    | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Genau einer der Parameter 'wayback', 'webciteID', 'archive-today', 'archive-is' oder 'archiv-url' muss angegeben werden.|1}}
  }}{{#if: 
    | {{#switch: {{#invoke:Webarchiv|getdomain|{{{archiv-url}}}}}
        | web.archive.org = 
          {{#if:  || }}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Im Parameter 'archiv-url' wurde URL von Internet Archive erkannt, bitte Parameter 'wayback' benutzen.|1}} 
        | webcitation.org = 
          {{#if:  || }}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Im Parameter 'archiv-url' wurde URL von WebCite erkannt, bitte Parameter 'webciteID' benutzen.|1}} 
        | archive.today |archive.is |archive.ph |archive.fo |archive.li |archive.md |archive.vn = 
          {{#if:  || }}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Im Parameter 'archiv-url' wurde URL von archive.today erkannt, bitte Parameter 'archive-today' benutzen.|1}}
      }}{{#if: 
         | {{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}
             | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Der Wert des Parameter 'archiv-datum' ist ungültig oder hat ein ungültiges Format.|1}}
          |  }} 
         | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Der Pflichtparameter 'archiv-datum' wurde nicht angegeben.|1}}
      }}
    | {{#if: 
         | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Der Parameter 'archiv-datum' ist nur in Verbindung mit 'archiv-url' angebbar.|1}}
      }}
  }}{{#if:{{#invoke:URLutil|isHostPathResource|http://www.midrange.de/mm/artikel.html?id=6488&SID=9e58d2fd4cae977e14aae33c40bac608}}
    || {{#if:  || }} URL/Pfad ungültig.
  }}{{#if: Beitrag Midrange Magazin
    | {{#if: {{#invoke:WLink|isBracketedLink|Beitrag Midrange Magazin}}
        | {{#if:  || }} Linktext ungültig.
      }}
    | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Linktext_fehlt Linktext fehlt.
  }}{{#switch: 
    |addlarchives|addlpages= {{#if:  || }}{{#if: 1 |Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter}}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: enWP-Wert im Parameter 'format'.|1}}
  }}{{#ifeq: {{#invoke:Str|find|http://www.midrange.de/mm/artikel.html?id=6488&SID=9e58d2fd4cae977e14aae33c40bac608%7Carchiv}} |-1
    || {{#ifeq: {{#invoke:Str|find|{{#invoke:Str|cropleft|http://www.midrange.de/mm/artikel.html?id=6488&SID=9e58d2fd4cae977e14aae33c40bac608%7C4}}%7Chttp}} |-1
         || {{#switch: {{#invoke:Webarchiv|getdomain|http://www.midrange.de/mm/artikel.html?id=6488&SID=9e58d2fd4cae977e14aae33c40bac608 }}
              | abendblatt.de | daserste.ndr.de | inarchive.com | webcitation.org = 
              | #default = {{#if:  || }}{{#if: 1 |Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL}}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Archiv-URL im Parameter 'url' anstatt URL der Originalquelle. Entferne den vor der Original-URL stehenden Mementobestandteil und setze den Archivierungszeitstempel in den Parameter 'wayback', 'webciteID', 'archive.today' oder 'archive-is' ein, sofern nicht bereits befüllt.|1}}
            }} 
       }}
  }}</ref> Bei einem Automatiklager sind dies unter anderem

Regalbediengeräte, die die Waren in die Regale einlagern und bei Bedarf wieder entnehmen
Fördertechnik, die Paletten oder Behälter mit Ware durch das Lager transportiert
Verschiebewagen, die ebenfalls Paletten mit Ware durch das Lager transportieren
Liftsysteme, die Fördertechnik auf mehreren Ebenen miteinander verbindet
Sorter, die die Waren nach bestimmten Vorgaben sortieren
Waagen, für die Gewichtskontrolle von Paketen, Tüten und Behältern
Etikettierer, mit denen eine automatische Etikettierung von Paketen oder Tüten erfolgt
Maschinen wie Verdeckler oder Entstapler für Behälter, Prüfsysteme für Paletten und Produktionsmaschinen
ein übergeordnetes Warenwirtschaftssystem (Software), an das die Veränderungen im Lagerbestand zurückgemeldet werden müssen

Erschwerte Bedingungen herrschen, wenn die einzelnen Komponenten von unterschiedlichen Herstellern stammen oder teilweise ältere Hardware mit moderner Lager- und Fördertechnik im selben Lager zum Einsatz kommen soll. In diesem Fall ist ein Materialflussrechner mit konfigurierbaren Schnittstellen notwendig, um das automatische Lager trotzdem zentral steuern zu können.<ref name="mfr">Beispiel für Hersteller unabhängigen Materialflussrechner</ref>

Abgrenzung zum Datenkonzentrator (DKZ/DAKO)

Im Alltag werden die Begriffe Materialflussrechner und Datenkonzentrator häufig synonym verwendet. Ein Datenkonzentrator im ursprünglichen Sinne bezeichnet allerdings streng genommen eine Variante des Materialflussrechners, wie sie bis ca. 1998 von vielen Lagertechnikherstellern für die Realisierung ihrer Anlagen verwendet wurde.

Auf der Steuerungsebene oberhalb der verschiedenen Regalbediengeräte-Steuerungen wurde die Datenkonzentrator-Software installiert und stellte für das vorgelagerte Lagerverwaltungssystem eine Schnittstelle für die gesamte Anlage bereit. Das Lagerverwaltungssystem konnte normale Transporte an den Datenkonzentrator senden und dieser steuerte die einzelnen Anlagenkomponenten entsprechend. Oft wurden diese Systeme innerhalb einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) wie Simatic S5, Simatic S7, Siemens oder auch MMC 216 abgebildet und diese dann als Kopfsteuerung der Anlage bezeichnet.<ref name="automatisierer">{{#switch:

   |0|=Vorlage:Toter Link/Core{{#if: http://www.wirautomatisierer.de/praxis/-/article/22469894/24195045//Schritt+f%C3%BCr+Schritt+zum+Standard/art_co_INSTANCE_0000/maximized/
       | {{#if: Portal Wir automatisierer | Portal Wir automatisierer }} (Seite {{#switch:|no|0|=|dauerhaft }}nicht mehr abrufbar{{#if: 2019-04 | , festgestellt im {{#invoke:DateTime|format|2019-04|F Y}} }}. Suche im Internet Archive (T)){{#if: 2019-04-30 12:01:04 InternetArchiveBot
           | {{#if:  | | Vorlage:Toter Link/archivebot }}
         }}
       |   (Seite {{#switch:|no|0|=|#default=dauerhaft }}nicht mehr abrufbar{{#if: 2019-04 | , festgestellt im {{#invoke:DateTime|format|2019-04|F Y}} }}.)
     }}{{#switch: 
         |no|0|=
         |#default={{#if:  ||  }}
    }}{{#invoke:TemplatePar|check
         |opt      = inline= url= text= datum= date= archivebot= bot= botlauf= fix-attempted= checked=
         |cat      = Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Toter Link
         |errNS    = 0
         |template = Vorlage:Toter Link
         |format   =  @@@
         |preview  = 1
    }}{{#if: http://www.wirautomatisierer.de/praxis/-/article/22469894/24195045//Schritt+f%C3%BCr+Schritt+zum+Standard/art_co_INSTANCE_0000/maximized/
      | {{#if:{{#invoke:URLutil|isWebURL|http://www.wirautomatisierer.de/praxis/-/article/22469894/24195045//Schritt+f%C3%BCr+Schritt+zum+Standard/art_co_INSTANCE_0000/maximized/}}
          ||  Fehler bei Vorlage:Toter Link: Wert in 'url' ist ungültig.{{#if:  ||  }} 
        }}
      | {{#if: Portal Wir automatisierer
           |  Fehler bei Vorlage:Toter Link: 'text' angegeben, aber 'url'' fehlt.{{#if:  ||  }}
           | {{#if:  ||  }}
        }}
    }}{{#if: 2019-04
       | {{#if:{{#invoke:DateTime|format|2019-04|F Y|noerror=1}}
             ||  Fehler bei Vorlage:Toter Link: Wert in 'date' ist ungültig.{{#if:  ||  }} 
         }}
    }}{{#switch: 
         |checked|deadurl|= 
         |#default=   Fehler bei Vorlage:Toter Link: Wert in 'botlauf' ist ungültig.{{#if:  ||  }}
    }}|#default= https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?title=Wikipedia:Defekte_Weblinks&dwl=http://www.wirautomatisierer.de/praxis/-/article/22469894/24195045//Schritt+f%C3%BCr+Schritt+zum+Standard/art_co_INSTANCE_0000/maximized/ Die nachstehende Seite ist {{#switch:|no|0|=|dauerhaft }}nicht mehr abrufbar]{{#if: 2019-04 | , festgestellt im {{#invoke:DateTime|format|2019-04|F Y}} }}. (Suche im Internet Archive. (T).)  {{#if: 2019-04-30 12:01:04 InternetArchiveBot
            | {{#if:  | | Vorlage:Toter Link/archivebot }}
         }}Vorlage:Toter Link/Core{{#switch: 
          |no|0|=
          |#default= {{#if:  ||  }}
        }}{{#invoke:TemplatePar|check
         |all      = inline= url=
         |opt      = datum= date= archivebot= bot= botlauf= fix-attempted= checked=
         |cat      = Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Toter Link
         |errNS    = 0
         |template = Vorlage:Toter Link
         |format   =  @@@
         |preview  = 1
       }}{{#if: http://www.wirautomatisierer.de/praxis/-/article/22469894/24195045//Schritt+f%C3%BCr+Schritt+zum+Standard/art_co_INSTANCE_0000/maximized/
       | {{#if:{{#invoke:URLutil|isWebURL|http://www.wirautomatisierer.de/praxis/-/article/22469894/24195045//Schritt+f%C3%BCr+Schritt+zum+Standard/art_co_INSTANCE_0000/maximized/}}
          ||  Fehler bei Vorlage:Toter Link: Wert in 'url' ist ungültig.{{#if:  ||  }} 
        }}
    }}{{#if: 2019-04
         | {{#if:{{#invoke:DateTime|format|2019-04|F Y|noerror=1}}
             ||  Fehler bei Vorlage:Toter Link: Wert in 'date' ist ungültig.{{#if:  ||  }} 
           }}
    }}{{#switch: 
         |checked|deadurl|= 
         |#default=   Fehler bei Vorlage:Toter Link: Wert in 'botlauf' ist ungültig.{{#if:  ||  }}
    }}[http://www.wirautomatisierer.de/praxis/-/article/22469894/24195045//Schritt+f%C3%BCr+Schritt+zum+Standard/art_co_INSTANCE_0000/maximized/ }}</ref>

Der Datenkonzentrator ist je nach Hersteller der Anlage auf unterschiedliche Weise mit den einzelnen Anlagenkomponenten verbunden. Eine hierarchische Topologie liegt vor, wenn die Systeme untereinander ausschließlich über Datenschnittstellen kommunizieren. Oft wurden jedoch umfangreiche digitale Verbindungen zu den einzelnen Komponenten installiert, die eine Modernisierung dieser Systeme relativ aufwendig machen. Fördertechniksteuerung und Datenkonzentrator bilden eine Einheit und sind nicht durch definierte Schnittstellen voneinander getrennt.

Heute steuert ein DKZ meist nur einen Komponententyp, also nur Regalbediengeräte oder nur Fördertechnik. Der DKZ ist mit anderen Worten eine Art fest programmierte Kommunikationszentrale mit geringen Steuerungsmöglichkeiten. Darüber hinaus wird der DKZ von einigen Herstellern wie eine Art Blackbox eingesetzt. Für den Anwender hat dies den Nachteil, dass er zum Beispiel bei Störungen oder geplanten Lagererweiterungen nicht selbst auf die Software zugreifen kann. Er ist dafür auf den Hersteller angewiesen.

Steuerungskonzepte

Ein Materialflussrechner (MFR) empfängt Transportaufträge von einem übergeordneten System. Hierzu zählen bspw. Warenwirtschaftssysteme, Lagerverwaltungssysteme und Produktionsplanungssysteme. Die Transportaufträge definieren, dass ein bestimmtes Lademittel von einer Quelle zu einem Ziel transportiert werden soll. Dabei gibt es im Automatiklager grundsätzlich vier verschiedene Arten von Transportaufträgen:

Auslagerung: Die Quelle ist ein Lagerfach und das Ziel ein Platz der Fördertechnik
Einlagerung: Die Quelle ist ein Platz der Fördertechnik und das Ziel ist ein Lagerfach
Transport: Quelle und Ziel sind Plätze in der Fördertechnik
Umlagerung: Quelle und Ziel sind Lagerfächer

Der MFR unterteilt diese Transportaufträge in für die einzelnen Anlagenkomponenten verständliche Teilaufträge. Er sorgt so dafür, dass die richtigen Anlagenkomponenten zur richtigen Zeit angesprochen werden und das angeforderte Lademittel schnell und störungsfrei an sein Ziel gelangt.

Um dies zu erreichen, arbeiten MFR im Wesentlichen mit drei unterschiedlichen Steuerungskonzepten:

Steuerung der Fördertechnik über Transportaufträge von einer definierten Quelle zu einem definierten Ziel
Steuerung der Fördertechnik von Meldepunkt zu Meldepunkt
platzweise Steuerung der Fördertechnik mit Buchung der Lademitteldaten im MFR

Je nach Materialflussrechner stehen ein oder mehrere dieser Konzepte zur Auswahl. Bei einer Modernisierung von Automatiklagern wird das Konzept in vielen Fällen zwingend durch die vorhandene Programmierung der Fördertechniksteuerungen vorgegeben. Lediglich Materialflussrechner der neusten Generation können in der Regel alle drei Konzepte wahlweise anwenden. Dies macht den Betreiber der Anlage bzw. des Lagers auch für spätere Erweiterungen und Änderungen flexibel. Er ist nicht zwingend auf die Komponenten seines bisherigen Herstellers angewiesen, sondern kann die Komponenten wählen, die seine Anforderungen am besten erfüllen.

Weitere Funktionen

Moderne Materialflussrechner bieten über die Steuerung der Lager- und Fördertechnik hinaus in der Regel weitere Funktionen. Hierzu zählen unter anderem:

Strategien und Wegberechnung für optimalen Materialfluss, Verhindern von Stau und Umfahren von gestörten Bereichen
Unterstützung bei der Störungsdiagnose und -behebung
Visualisierung des gesamten Materialflusses
Messung von Leistungsdaten zum Optimieren des Materialflusses
Protokollierung von Störungsdaten
Notfallstrategien

Siehe auch

Staplerleitsystem

Einzelnachweise

Weblinks