sortimentide kiibistamine ja metsamaterjali...
TRANSCRIPT
26.04.2011
1
26.04.2011 1
Sortimentide kiibistamine ja metsamaterjali jälgimissüsteem
Tallinna TehnikaülikoolMehhatroonikainstituut
Mart Tamre
26.04.2011 2
Sisu
ÜldtutvustusSüsteemi arhitektuurKeskkonna- ja majandusmudelid ja –näitajadTehnoloogiaKokkuvõte
26.04.2011 3
Üldtutvustus
26.04.2011 4
VäljakutseSobiv toormaterjal kindlale lõpptootele- Igal aastal läheb 25 miljonit m3 puidu toormaterjali kaotsi- Suur väljakutse metsa- ja puidutööstusele
26.04.2011
2
26.04.2011 5
Indisputable Key
2006 oktoober kuni 2010 märts 28 koostööpartnerit, üle 150 osavõtja
Teadus ja arendus instituudid, ülikoolidSüsteemi integraatoridTööstuspartneridSaetööstus
26.04.2011 6
26.04.2011 7
Teadmised puidu omaduste ja nende mõju kohta lõpptootele on puudulikud saavutamaks toodangu kvaliteedi tuntavat paranemist
Praktilisi näiteid:Madala niiskussisaldusega puidu tootmisel tekib palju praakiTalade tootmisel ei ole paljud palgid sobivad jne.
Peamine probleem
26.04.2011 8
Materjali kadu on võimalik tunduvalt vähendada valides sobivale lõpptootele, lähtuvalt puidu omadustest, sobiva toormaterjali
Seda võimaldab automaatjälgitavussüsteem, mille abiga on võimalik koguda infot erinevatel tasemetel iga individuaalse objekti kohta puidutarneahelas
26.04.2011
3
26.04.2011 9
Local information from different actors in specific formats
Information barriers
Materjali liikumine
Langetamine Transport Vastuvõtt Saagimine Sortee-rimine
Lõplik lõikamine
Informatsioon, mis akumuleerub jälgitavusahelas
Infokadu
Langetamine Transport Vastuvõtt Saagimine Lõplik lõikamine
Sorteerimine
Informatsioon, mis akumuleerub ilma tervikliku jälgitavusahelata
26.04.2011 10
Raskuspunktid Kasumlikkus
Kuidas tõsta kasumit pidevalt kallineva toormaterjali kasutamisel?
TootmineKuidas minimeerida toote kvaliteedi klassi langetamist?Tootmistõhususe pidev kasvLogistika ja transpordi pidev täiustamine
InnovatsioonKuidas kasutada toormaterjali omadusi innovatiivseks tootearenduseks
KoostööVäärtusahela suurenenud paindlikkus, muutuste juhtimineInfovahetus
KeskkondKeskkondlik suutlikkus konkurentsivõime alusena PäritolutõendKuidas tõkestada illegaalset raiet?
26.04.2011 11
Eesmärgid ja sisu
Avatud standarditel põhinev infovahetusMajanduse ja keskkonna mudelid ning indikaatorid RFID transponderi paigladamis- ja lugemistehnoloogia, teised tehnoloogiad märkimiseks ja lugemiseksJälgimisteenuste ja süsteemi integratsiooni tarkvaramoodulid Lahenduse tööstusesse ülekandmiseks valmistumine Prototüüpide demo
Jägitavuse tagamine metsa langetamisest kuni puidu lõpp-kasutajani, täpsed ja reaalajalised andmed
Vajaliku metoodika ja infotehnoloogialahenduste arendamine puidukasutuse ja metsatööstuse optimeerimise parendamiseks
Kontseptsiooni ja kasumlikkuse demonstratsioon
26.04.2011 12
Süsteemi arhitektuur
26.04.2011
4
26.04.2011 13
Lihtsustatud mudel
26.04.2011 14
Puidu väärtusahel
Palgid
Lauad
26.04.2011 15
Jälgitavusahel
26.04.2011 16
Digitaalne tarneahelAndmevahetus infrastruktuuri loomine
Andmevahetuse standardiseerimisel- Toetuda rahvusvahelistele standarditel ja soovitustele (EPCglobal,
Stanfor, papiNet)- Defineerida andmevahetusprotsessid - Defineerida standardsõnumid (struktuur ja sisu)
Tehniliste lahenduste kohandamisel- Võtta arvesse infovahetuse mitmekesisust- Tagada vahetatud info konfidentsiaalsus, autentsus ja terviklikkus
26.04.2011
5
26.04.2011 17
Identifitseerimine
Jälgitavuse tagamiseks on vaja objektide identifitseerimistIdentiteet peab olema unikaalne (tähenduseta)Identiteet peab säilima ka peale objekti hävinemist
26.04.2011 18
Füüsiline identiteet (füüsiline kood)
Objekti füüsiline märkimineMärgistus peab olema unikaalne kogu objekti eluea jooksul (mõnest sekundist aastateni)Seotakse andmebaasis loogilise identifitseerimiskoodigaVõimalikud märkimistehnoloogiad
RFIDData MatrixVöötkood
26.04.2011 19
Loogiline identiteet
Objekti identiteet (tähenduseta) ning osa infost, mis säilitatakse objekti kohta Kasutatakse ainult andmebaasis Näiteks:
GUID (430b7430-3254-11df-9aae-0800200c9a66)Lihtne, anonüümne
URI (saeveski:protsess:GUID)Identifitseerib tootja ja protsessi
26.04.2011 2026.04.2011 20
Keskkonna ning majanduslikud mudelid ja näitajad
26.04.2011
6
26.04.2011 21
Tarneahela jälgitavuse eelised
Tagasiside
Informatsioon
26.04.2011 22
Tarneahela hindamine
Eesmärgiks on luua mudeleid ja mõõte mõistmaks uusi võimalusi mida annab kogutud infoDevelop models and metrics to realise the new possibilities offered by the collected data
Peamiselt mudelipõhinePuidu omadusedLadustamise ja töötlemise mõjudMajanduslik ja keskkonna jõudlus elutsüklist lähtuvalt (vaade) Toote kvaliteedi, kasumlikkuse ja keskkonnamõjude terviklik juhtimine
Optimeerimine
Majandus Keskkond Kvaliteet
Terviklik juhtimine
26.04.2011 23
Jõudlusindikaatorid (KPI)
Lõpptoode
KPI No 1KPI No 2KPI No n
KPI No 1KPI No 2KPI No n
KPI No 1KPI No 2KPI No n
Summa++
Protsessi jõudlusKPI No 3KPI No 4KPI No n
KPI No 3KPI No 4KPI No n
Ahela jõudlus
26.04.2011 24
Toote elutsükli hindamine (LCA)
Keskkond
Kvaliteet
Protsessi (tootmis) mudelid
Majanduslikud mudelid
Majandus
Toote elutsükli mudelid
Reaalaja (tootmis) andmed
26.04.2011
7
26.04.2011 25
Oodatav mõju ja kasuTäiustatud metsa ja energiaallikate kasutus → vähenenud jäätmed ja heitmed (emissioon) Kasvanud tootmisefektiivsusVähenenud puidu kaduUsaldusväärne info puidu päritolu kohta vähendamaks illegaalset raiet ja vargusiSertifitseeritud (keskkondlikult) puidu täiustatud töötlemineOptimeeritud logistikaPuidu päritolu (laua tasemel) on vajadusel jälgitavPuitmaterjali omaduste aktiivne kasutus toote ja protsesside arendamiseks
26.04.2011 26
Tehnoloogia
26.04.2011 27
Publish-Subscribe event bus
Logistics Traceability Services Logistics
Traceability Services
Saw mill Traceability Services
Saw mill Traceability
Services
Saw mill Traceability
Services
Secondary manufacturer Traceability
Services
Logistics Traceability
Services
Forwarder Traceability
Services
Teavitussüsteem (sõnumipõhine)
26.04.2011 28
RFID transponderi prototüüp Eesmärgid
Sobiv värskete palkide automaatseks identifitseerimiseksPeab vastu karmidele keskkonnatingimusteleVastupidav ja robustnePaberitööstuse sõbralikOdav toota
Uudne transponderi lahendus (patenteeritud)Tehispuidust passiivne UHF RFID transponderLugemiskaugus 2 – 3 m niisketest palkidestOhutu paberitööstuseleMadal vee imavus, materjal on tugevam kui enamus plastikuid, vastuvõetavad (talutavad) elektromagnetkaodVõimalik rakendada levinud masstootmismeetodeid
Transponderi erinevate kujude ja paigalduslahenduste testimineNoole kujuline (patenteeritud)Rööpküliku kujuline (patent ootel)
26.04.2011
8
Sünteetilisest puidust RFID märgisedTeabekogumine kogu puidutööstusahelas.Puidulaadne koostis ja välimus.Märgised jäävad puidu sisse.Erinevate omadustega puit jaotatakse erinevate produktide tootmisse.Täiesti uus innovaatiline lahendus.
26.04.2011EESTI METSA- JA PUIDUTÖÖSTUSE LIIDU KONTAKTPÄEV
Luua Metsanduskool 30
ArboformToodetakse firmas TECNARO Saksamaal.Uus termoplastne puitpolümeerkomposiit.Peamine koostisosa on ligniin.100% taastuvatest ressurssidest.Nimi tulnud sõnast arbor (lad. k. Puu).Biolagunev.“Vedel puit.”
Survekatsete tulemused
σ = (73,5 ± 2,6) MPa
26.04.2011
9
26.04.2011 33
RFID transponderi paigaldamine ja lugemine
Paigaldaja prototüüpKäsipaigaldaja
Transponder paigaldatakse palgi otsa~100 palki tunnis > 95 % paigaldustest õnnestub
Automaatpaigaldaja prototüüpTransponderi automaatne paigaldamine palgi otsaPaigaldusaeg 3 – 4 sekundit60 transponderit magasinisPaigaldatud transponderi lugemine
Lugeja prototüüpTransponderid asuvad liinil ligistikku (0.3 – 2 m)Lugemispositsiooni määramatus tänu keskkonnatingimustele (peegeldused ja hajumine)Liini kiirus kuni 2 m/sTransponderite lugemite ja mõõtetulemuste sünkroniseerimine on problemaatiline (parendamiseks kasutatakse andmetöötlust)
26.04.2011 34
Koodimärkija harvesteril
Harvester software:‐ CAN Open protocol‐ Operator interface
HarvesterComputer
AggregateComputer
CAN
ApplicatorControl box
Automaatne RFID märkija prototüüp
Antenna
Applicator arm
Magazine and transponder feeding mechanism
Automaatne RFID märkija prototüüp
26.04.2011
10
Page: 37
Käsimärkija
26.04.2011EESTI METSA- JA PUIDUTÖÖSTUSE LIIDU KONTAKTPÄEV
Luua Metsanduskool 38
26.04.2011EESTI METSA- JA PUIDUTÖÖSTUSE LIIDU KONTAKTPÄEV
Luua Metsanduskool 39 26.04.2011EESTI METSA- JA PUIDUTÖÖSTUSE LIIDU KONTAKTPÄEV
Luua Metsanduskool 40
26.04.2011
11
26.04.2011 41
Palgi visuaalkoodi märkimine ja lugemine
MärkimineHarvesteri lõikepeasse integreeritud printer
Läbinud esmased testidÜhe märgistuse hind on ligikaudu 0,0012-0,0019 €Harvesteri tootlikkus ei langeDemonstreeriti SWSCs
LugemineLäbinud esmase testidLoeb märgitud maatrikskoodeDemonstreeriti SWSCs
Koodi struktuur2 dimensiooniline kood, 2D Data Matrix võikohandatud koodidKuni 1 miljonit identiteeti
Saelehte integreeritud printer/märkija
Harvesteri pea
MärkimisdüüsidMikroklappide ühendused
26.04.2011 44
Palgi visuaalkoodi lugemissüsteem (SKRP)
Universaalne visuaalkoodi lugejaAutomaatne pilditöötlus- ja koodi lugemisalgoritm infrapuna ergastatavate koodide palkidelt lugemiseksLoetavusanalüüsi võimalusKaugmonitoorimine ja –juhtimine
TestimineLaboris pildi detekteerimisvõimaluste uurimineTootmisliinil loetavus 75 % (LNP ergastatud koodid), potensiaalselt 95 %Demonstreeriti SKRP
26.04.2011
12
26.04.2011 45
Laudade visuaalkoodi märkimis- ja lugemissüsteemMärkimissüsteem
Touch Dry tehnoloogia põhine maatrikskoodi märkimineData Matrix koodi toe arendamine Markemi printerileModifitseeritud maatrikskood
LugemissüsteemNutikaamerate põhine lugemissüsteemAutomaatne pilditöötlus- ja koodi lugemisalgoritmKoodi kvaliteedi automaathinnangu tutvustusKaug monitoorimine ja juhtimineLaialdased ühendusvõimalused
TestimineLaboris loetavus 99,4 % - 99,9 %Tootmisliinil loetavus 90 % - 95 %, võimalik tõsta kuni 5 % kasutades koodi kvaliteediparameetreid või ergastatavaid koodeDemonstreeriti SWSC
26.04.2011 46
Andmeadapter
AndmeadapterSuhtleb koodi märkimis- ja lugemissüsteemidega ja tootmisliini juhtseadmetega, salvestab esmaseid andmeid.Ettevõtte (saeveski) andmete sünkroniseerimine paigaldatava tehnoloogiaga.Sünkroniseerib reaalajalise laudade märkimise ja lugemise saeveski tootmisliini juhtseadmetega.Demonstreeritud SWSCs
Andmete ja koodi lugemise kaug-monitoorimine
Koodilugejate kaugmonitoorimine.Automaatteavitusega intelligentsed koodi kvaliteedi hindamisalgoritmid.Demonstreeritud SWSCs
26.04.2011 47
UV aktiveeritav koodNõuab “pimedat ruumi”, saeveskis väga keeruline.Ei tööta jää, tolmu jms korral.Hävineb kuivatis.Tausta defektid ja vanad koodid kahjustavad kontrasti.
Luminestsentsed nanoosakesed (LNP)
Infrapuna valgusega aktiveerides kiirgab infrapuna või nähtavat valgust.Märgitud koodi on võimalik aktiveerida ja lugeda läbi tolmu, jääk, mustuse, pakendite jne.
Aktiveeritavad koodid
26.04.2011 48
Projekti väljundidId kood, loogiline ja füüsilineInformation exchangeJõudlusindikaatorid (keskkond majandus)LCA elutsükklihindamineIK arhitektuur
Infostruktuur (Reader data processor, Ik adapter, Messaging system, Traceability servixces, Local ONS object naming service)
Infotehnoloogialahenuste arendamineAndmeside adapterite väljatöötamineRFID transponder arendamineRFID Transponderi paigaldaja ja lugeja prototüüpPalgile visuaalkoodi märkimisüsteemi prototüüpPlagi visuaalkoodi lugemisüsteemi prototüüpLaua märkimi ja lugemissüsteemIR ergastatava märgise lugemisüsteem palgileAndmete sünkroniseerimisadapterid ja kaugmonitoorimineInstallatsioonid ja demonstratsioonid SWSC ja SKRP
26.04.2011
13
26.04.2011EESTI METSA- JA PUIDUTÖÖSTUSE LIIDU KONTAKTPÄEV
Luua Metsanduskool 49
Tänan tähelepanu eest!