| JP02089713 | TRANSFER CONVEYOR CONTROL METHOD IN SELECTION EQUIPMENT |
| JP61248816 | OPERATION DEVICE FOR SYNCHRONIZED CONVEYORS |
| WO/1996/041760 | FEED DEVICE FOR A PACKAGING MACHINE |
FURMANS, Kai (Lärchenweg 1, Waldbronn, 76337, DE)
SCHÖNUNG, Frank (Werderstrasse 16, Graben-Neudorf, 76676, DE)
MAYER, Stephan (Dachswaldweg 53, Stuttgart, 70569, DE)
STOLL, Thomas (Treitschkestrasse 1, Karlsruhe, 76137, DE)
FURMANS, Kai (Lärchenweg 1, Waldbronn, 76337, DE)
SCHÖNUNG, Frank (Werderstrasse 16, Graben-Neudorf, 76676, DE)
MAYER, Stephan (Dachswaldweg 53, Stuttgart, 70569, DE)
| Patentansprüche 1. Multidirektionales Fördermodul mit einer Steuerung für die Warenpaketbewegungsrichtung und einer Schnittstelle zur Kommunikation mit anderen Fördermodulen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, das Fördermodul für den Transport zumindest eines Warenpaketes in einer gegebenen Warenpaketbewegungsrichtung im Ansprechen auf über die Schnittstelle empfangene Signale zu reservieren. 2. Fördermodul nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es zur wählweisen Förderung von Waren- paketen in wenigstens zwei entgegengesetzte Richtungen ausgebildet ist. 3. Fördermodul nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Förderung von Warenpaketen in vier Richtungen, insbesondere vorwärts/rückwärts und links/rechts ausgebildet ist. 4. Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Warenpaketidentifikati- on ausgebildet ist und insbesondere zumindest eines der Identifikationsmittel Barcodeleser, RFID-Transponder, Gewichtssensor, Größensensor, Farbsensor, Kamera mit Bilderkennung, umfasst . 5. Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle eine Vielzahl von physikalischen Ein- und Ausgängen besitzt, ins- besondere für jedes anschließbare Nachbarmodul eine, wobei die Ein- und Ausgänge bevorzugt zur Nächste-Nachbar- Kommunikation in einem mit mehreren Fördermodulen aufgebauten Materialflusssystem ausgebildet sind. 6. Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, Topologieinformation über das Materialflussfόrder- system, in welchem es angeordnet ist, zu speichern. 7. Fördermodul nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, Topologieinformation mit anderen Fördermodulen auszutauschen. 8. Fördermodul nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, gespeicherte Topologieinformation durch Austausch mit anderen Fördermodulen zu ergänzen und/oder zu aktualisieren, insbesondere durch Austausch von Routingtabellen. 9. Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, das Modul für den Transport eines bestimmten, identifizierbaren Warenpaketes zu reservieren. 10. Fördermodul nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, das Modul nach dem Transport des identifizierten Warenpaketes freizugeben. 11. Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, eine Reservierung für eine bestimmte, zukünftige Zeit und/oder einen zukünftigen Zeitraum vorzusehen und insbesondere bei Weitergabe eines Vorreservierungstokens eine um die eigene Transport ergänzte, zukünftige Reservierungszeit an stromabwärtige Module zu kommunizieren. 12. Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, ein Vorreservierungstoken anzunehmen, eine Vorreservierung für den Transport zumindest eines Warenpaketes in einer bestimmten Warenpaketbewegungsrichtung vorzusehen, das Vorreservierungstoken weiterzureichen, insbesondere ausschließlich an ein gemäß einer gespeicherten Topolo- gieinformation zielnäher gelegenes, eine Vorreservierung noch nicht verweigert habendes, stromabwärtiges Fördermodul, und auf Bestätigung der Vorreservierung von einem stromabwärtigen Fördermodul, insbesondere einem Zielmo- dul, die Vorreservierung zur Reservierung erstarken zu lassen. 13. Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, ein Vorreservierungstoken entsprechend des im Token codierten Warenpaketziels und der gespeicherten Topolo- gieinformation, insbesondere der in einer Routingtabelle gespeicherten Topologieinformation, weiterzuleiten: 14. Fördermodul nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, von stromabwärtigen Fördermodulen im Besetzt-Fall eine Vorreservierungsweigerung zu empfangen, bei Empfang einer Vorreservierungsverweigerung das Token an weitere, gemäß gespeicherter Topologieinformation zum Warenpaket ziel- führende Nachbarmodule zu senden und/oder, gegebenenfalls nach Empfang von Vorreservierungsverweigerungen durch alle oder eine ausreichende Zahl von Nachbarn, selbst eine Vorreservierungsverweigerung an ein stromaufwärtiges Fördermodul zu senden und eine Vorreservierung aufzuheben. 15. Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, warenpaketbeförderungsrelevante Parameter, insbesondere maximal zulässige Beschleunigungen, von einer anderen Einheit zu empfangen. 16. Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, auf einen wiederholten Empfang eines Vorreservie- rungstokens für ein und dasselbe Warenpaket eine Vorre- servierung zu verweigern und eine Verweigerungsmeldung abzusetzen. 17. Fördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, bei Vorliegen einer Reservierung zumindest bestimmte andere Reservierungen zu verweigern, insbesondere zumindest zeitweise in Gegenrichtung. 18. Materialflusssystem mit wenigstens einem, bevorzugt einer Mehrzahl multidirektionaler Fördermodule nach einem der vorhergehenden Ansprüche . 19. Materialflusssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördersystem Verzweigungen aufweist . 20. Materialflusssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige Module drei oder vier Nachbarn aufweisen und insbesondere Module mit vier Nachbarn nicht in Doppelkreisen angeordnet sind. 21. Materialflusssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Ein- und/oder Aus- ' gangselemente quer auf eine Förderstrecke mündende Module vorgesehen sind. 22. Materialflusssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- und/oder Ausgabe der Elemente temporär für eine jeweilige Benutzung als entweder nur Einschleuselemente oder als nur Aus- schleuselemente reservierbar sind. 23. Materialflusssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Module dazu ausgebildet sind, ihren Benutzungs- und/oder Reservierungszu- stand an wenigstens ein Einschleus- und/oder Ausschleusmodul zu senden und die Einschleus- und/oder Ausschleus- module zum füllgradabhängigen Einschleusen oder Ausschleusen ausgebildet sind, insbesondere bei Ausschleusen zum priorisierten Ausschleusen ausgebildet ist. 24. Verfahren zur Steuerung eines Materialflusssystems, worin die Module untereinander kommunizieren, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Module Materialflusswege von einem WarenpaketStart zu einem Warenpaketziel autonom untereinander aushandeln, insbesondere unter Vermeidung von durch gegeneinander laufende Warenpakete verursachte Deadlock- situationen. |
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Oberbegrifflieh Beanspruchte und bezieht sich somit auf die Förderung von Gegenständen.
Die Förderung von Gegenständen ist bekannt. Sie kann relativ komplexe Verteilungsaufgaben umfassen, beispielsweise beim Transport von Koffern aus den Schalterhallen eines Flughafens zu den entsprechenden Terminals. Erstrebenswert ist hier ein schneller Transport, der fehlerfrei sein soll, auch wenn von einem einzelnen Schalter Koffer zu unterschiedlichen Terminals geschickt werden müssen.
Ein weiteres Beispiel ist der Transport von Fertigungsmateri- alien in produzierenden Unternehmen. Dabei müssen zu verarbeitende Gegenstände aus einem Lager zu den verarbeitenden Stationen gesandt werden. Die jeweiligen Ausgangsprodukte, wie beispielsweise Schrauben bestimmter Größe, müssen dabei oftmals zu wechselnden Stellen transportiert werden, etwa un- terschiedlichen Endmontageplätzen; dies geschieht häufig unter Verwendung von Transportbehältern wie Kisten, die nach Entnahme der zu transportierenden Gegenstände wieder als Leergut zurücktransportiert werden müssen. Dies wird typisch durch einen Kreistransport der Behälter realisiert.
Die Steuerung solcher Transportsysteme ist komplex und, allein schon aufgrund ihrer Komplexität, störungsanfällig. Dies
_ i _ gilt umso mehr, wenn weitere Anforderungen an das Transport - System gestellt werden, beispielsweise jene, bestimmte Gegenstände mit höherer Dringlichkeit zu transportieren.
Ein Fördersystem mit einer Bandförderung ist aus der US
2007/0,059,144 Al bekannt. Dabei wird vorgeschlagen, Gegenstände von einem Quellförderband auf ein Zielförderband mittels eines Liftes individuell zu versetzen.
Die US 2004/0,084,284 beschreibt eine mit angetriebenen Walzen versehene Förderstrecke, wobei eine Steuerung die Walzen gruppenweise antreibt.
Die US 2007/0,222,612 beschreibt ein Förderband aus raupen- kettenartigen Elementen, die jeweils mit einem RFID- Transponder ausgestattet sind.
Die US-PS 6,021,888 beschreibt ein Fördersystem aus in Reihe geschalteten Förderelementen, die die Anwesenheit von Gegens- tänden auf den Walzen der Fördermittel erfassen können und im Ansprechen darauf die Antriebseinheiten für das Fördermittel aktivieren oder anhalten. Die einzelnen benachbarten Einheiten können Informationen miteinander austauschen. Es wird ausgeführt, dass bei Systemen mit zentraler Steuerung, bei welchen jede Fördereinheit einzeln angesprochen werden soll, ein hoher Verkabelungsaufwand erforderlich sei. Es werden in dieser Schrift auch Systeme angesprochen, nach welchen in einzelnen Transportmodulen selektierbare Programme abgelegt werden können und ein geeignetes Programm durch Anwahl geeig- neter Speicher, in denen die Förderprogramme abgelegt sind, gewählt werden kann. Mit dem System der US-PS 6,021,888 soll erreicht werden, dass bei ausgedehnten Fördersystemeinheiten eine Feinsteuerung der Positionierung ermöglicht wird und auch die Förderlinien kurzfristig geändert werden können. Es wird im übrigen vorge- schlagen, den Antrieb einer Fördereinheit abhängig davon anzusteuern, ob stromabwärts Sensoren Gegenstände erfassen oder nicht .
Die US-PS 3,880,298 schlägt ein Endlosförderband vor, bei welchem Gegenstände mit identifizierbaren Zielcodes ausgestattet sind und vom Band entsprechend ihrer Zielcodes in quer zum Band verlaufende Ableitstrecken abgeleitet werden.
Aus der EP 1 362 645 Al ist eine Anlage zum Verarbeiten von Retouren bekannt, wobei mindestens eine Bewertungsstation, an der die Retouren von einem Zubringförderband zur Bewertung entnommen werden, und ein Abfuhrförderband zum Abtransportieren der Retouren von der Bewertungsstation sowie eine Eingabeeinrichtung vorgesehen sein sollen, und wobei das Abfuhr- förderband in identifizierbare Segmente unterteilt sein soll und die Steuereinrichtung ein Auswahlmodul für das Abfuhrfördermittel aufweist, das dazu ausgebildet sein soll, mittels des Datensatzes ein Zielsegment auf dem Abfuhrförderband für jede Retoure zu bestimmen und eine Ausgabevorrichtung vorge- sehen sein soll, die von der Steuereinrichtung angesteuert ist, um das Zielsegment auszugeben.
Aus der US-PS 4,240,538 ist eine Förderanordnung bekannt, mit welcher einlaufende Magazine auf einen von drei Ausgängen verteilt werden können. Aus der US 2003/0,075,416 Al sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen und Sortieren von Paketen einschließlich des Konzepts der Bestimmung von zumindest einer Komponente des Schwerpunktes der Pakete bekannt, wobei die Bestimmung der Schwerpunktskomponente die Anwendung einer Neigebetätigung in Verbindung mit dem Gebrauch von Sensoren zur Erfassung der Bewegung der Pakete während des Neigens umfasst . Die bekannte Vorrichtung zielt auf Hochgeschwindigkeitssortier- systeme .
Aus der US 2002/0,010,527 Al ist ein Steuersystem für ein mo- dulares Fördersystem mit einer angetriebenen Walze zur Bewegung von Objekten auf dem modularen Fördersystem und einem Objektsensor zum Erfassen von Objekten auf dem modularen För- dersystem bekannt, wobei das Steuersystem eine Antriebssteuerung umfasst, die dazu angeordnet ist, eine motorisierte Walze zu steuern; eine Kommunikationsschnittstelle, die dazu an- gepasst ist, das Steuersystem mit einem adressbasierten Netzwerk zu verbinden, um auslaufende adressierte Daten an andere Vorrichtungen in dem adressbasierten Netzwerk auszusenden und adressierte Daten aus dem adressbasierten Netzwerk zu empfangen; und ein Logiksystem, das dazu angepasst ist, ein Signal von einem der Objektsensoren und der Kommunikationsschnittstelle zu empfangen; und ein Walzensteuersignal an der ange- triebenen Walze gemäß dem Eingangssignal vorzusehen. Es wird vorgeschlagen, dass eine zentrale Steuerung vorgesehen ist, die nach der Konfiguration des Systems eliminiert werden kann, so dass das System danach ohne zentrale Steuerung arbeiten kann. Es wird zwar angegeben, dass Förderkontrollstra- tegien wie Vereinzelung, Akkumulation und dergleichen ohne zentrale Steuerung automatisch durch Kommunikation der Einzelelemente implementiert werden kann und dass Zustände wie die Gegenwart eines Objektes an andere Fördermodule kommuniziert werden können.
Aus der US 2006/0,293,784 Al ist ein automatisch verteilendes Verkaufssystem bekannt. Dabei soll ein zentraler Computer, der das gesamte System steuert, vorgesehen sein.
Aus der WO 2006/102691 ist eine elektrisch dezentral steuerbare Fördervorrichtung für stückhaftes Fördergut bekannt, um- fassend zumindest eine elektrisch steuerbare Antriebsvorrichtung für wenigstens ein Förderorgan und/oder zumindest eine elektrische Erfassungsvorrichtung für betriebsrelevante Zustände, wobei die Antriebsvorrichtung und/oder die Erfassungsvorrichtung mit einer elektrischen Steuervorrichtung zur Steuerung der Abläufe der Fördervorrichtung verbunden sind und die Steuervorrichtung zumindest eine draht- beziehungsweise leitungsgebundene Kommunikationsschnittstelle zur datentechnischen Verbindung mit der Steuervorrichtung einer weiteren Fördervorrichtung aufweist, wobei vorgesehen sein soll, dass mindestens eine Steuervorrichtung zumindest drei, bevorzugt vier funktional identisch einheitlich ausgeführte Kommunikationsschnittstellen zur datentechnischen Anbindung an kommunikationskompatible Steuervorrichtungen bevorzugt unmittelbar benachbarter beziehungsweise die Förderstrecke fortsetzender Fördervorrichtungen aufweist. Es wird dort auch vorgeschlagen, dass die Kommunikationsschnittstellen durch ETHERNET-Ports gebildet sind. Die Steuervorrichtung soll zur Ausführung einer adressierbaren Routingfunktion für ankommende Datenpakete ausgebildet beziehungsweise programmiert sein.
Vorgeschlagen wird dort auch, dass ein Mikrokontroller, der der Steuervorrichtung der dezentral steuerbaren Fördervor- richtung zugeordnet ist, bei Empfang mehrerer Datenpakete mit unterschiedlichen Prioritätskennzeichnungen zur Bildung einer Prioritätenreihenfolge für die Abarbeitung beziehungsweise Bearbeitung der Datenpakete ausgebildet ist, dass der Mikro- kontroller zum Empfangen und Auswerten sowie zur Erstellung und Absendung von Datenpaketen ausgebildet ist und dass die Steuervorrichtung zur Ermittlung der fördertechnischen Auslastung oder der Fördergüterbelastung der Fördervorrichtung und zur Protokollierung und/oder Weiterleitung der ermittel - ten Daten ausgebildet ist. Mit diesem System soll eine elektrisch steuerbare Fördervorrichtung zur Bildung eines zusammenhängenden, verzweigten Fördersystems geschaffen werden, welches einen einfachen Aufbau eines umfassenden Datennetzwerkes zwischen den einzelnen Fördervorrichtungen ermöglicht und es soll zudem oder dennoch eine erhöhte Verfügbarkeit beziehungsweise Ausfallsicherheit einer aus mehreren Fördervorrichtungen gebildeten Förderanlage erreicht werden.
Mit der bekannten Anordnung ist es möglich, den Materialfluss entlang eines FörderSystems ohne Vorgabe der exakt an einer einzelnen Stelle des Fördersystems erforderlichen Vorgänge, wie Ein- und Ausschalten der Transportmittel eines Fördermoduls, das Ein- und Ausschalten eines Längs- und Quertransportes usw. zentral vorgeben zu müssen. Gleichwohl wird ein als Materialflussrechner bezeichnetes zentrales System benötigt, welches die Wege bestimmt, welche ein Gegenstand von einem Ausgangs- zu einem Zielort nehmen soll. Die mit derartigen Modulen aufgebauten Systeme sind steuerungstechnisch immer noch sehr kompliziert.
Das Erfordernis, auf einen zentralen Rechner zugreifen zu müssen, der den Materialfluss steuert, erschwert immer noch die Einrichtung von Fördersystemen. Gerade bei stark vernetzten Wegen zwischen einer Vielzahl von potenziellen Versendestellen und einer Vielzahl möglicher Empfangsstellen ergeben sich ausgesprochen komplexe, zentral nur schwer zu steu- ernde Systeme, was insbesondere die Anpassung, etwa durch Hinzufügen weiterer Quellen beziehungsweise Sendestationen oder Sende- beziehungsweise Entnahmestellen erschwert, etwa wenn in einem Industriebetrieb aufgrund einer hohen Auftrags- läge plötzlich an mehr Arbeitsplätzen gefertigt werden soll.
Zwar gibt es, wie das Internet zeigt, Netzwerke, in denen selbst organisiert Übertragungswege aufgebaut werden können, aber die Übertragung von Daten unterscheidet sich in vielerlei Hinsicht von dem Transport von Gegenständen. So ist es bei der Datenübertragung üblich, große Datenpakete aufzuteilen, nacheinander zu versenden und gegebenenfalls auch unterschiedliche Wege für unterschiedliche Datenpaketteile in Kauf zu nehmen; bei realen Gegenständen ist dies einleuchtenderweise nicht möglich.
Es ist weiter möglich, in Datennetzwerken die einlaufenden Datenpakete zwischenzuspeichern, bevor sie weitergesendet werden, obwohl prinzipiell die Möglichkeit bestünde, ähnlich wie bei Datenroutern und Datenswitches an Knotenpunkten eines Materialflusssystems eine Zwischenspeicherung vorzunehmen, wäre dies extrem aufwendig und ist im Regelfall nicht tragbar. Daher ist dafür Sorge zu tragen, dass Materialpakete möglichst ungehindert eine Strecke durchlaufen können. Andernfalls besteht die Gefahr, dass längerfristig das ganze System zum Stillstand kommt. Zudem kommt es bei typischen Datennetzen sehr häufig zu Kollision von Daten, etwa wenn bei einer bidirektionalen Kommunikation beide Teilnehmer versuchen, gleichzeitig zu sprechen. Da die kollidierten Pakte beim jeweiligen Sender ge- speichert bleiben, bis der störungsfreie Empfang bestätigt wird, ist ein Neuversand jederzeit möglich und eine Kollision insoweit unkritisch.
Es wäre wünschenswert, den Aufbau von Materialflusssystemen vereinfachen zu können, den Betrieb störungsfreier zu gestalten und dabei ein kostengünstiges Materialflusssystem vorsehen zu können. Wünschenswert ist auch, zumindest einen Teil dieser Forderungen wenigstens partiell zu erfüllen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird in unabhängiger Form beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Un- teransprüchen.
Ein erster Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, bei einem multidirektionalen Fördermodul mit einer Steuerung für die Warenpaketbewegungsrichtung und einer Schnittstelle zur Kommunikation mit anderen Fördermodulen vorzusehen, dass die Steuerung dazu ausgebildet ist, das Fördermodul für den Transport zumindest eines Warenpaketes in einer gegebenen Warenpaketbewegungsrichtung im Ansprechen auf über die Schnittstelle empfangene Signale zu reservieren.
Es sei betont, dass die Steuerung lokal am Fördermodul vorgesehen ist und insoweit jedes erfindungsgemäße Fördermodul über eine eigene Steuerung verfügt, so dass in einem Transportsystem, welches mit erfindungsgemäßen Fördermodulen aufgebaut ist, eine Vielzahl von lokalen Steuerungsmitteln vorgesehen ist.
Die vorliegende Erfindung hat somit erkannt, dass ein autonomes, also im vorliegenden Sinne nicht zwingend von einer zentralen Steuerung hinsichtlich des Materialflusses zu steuerndes Fördersystem für Materialflüsse erhalten werden kann, wenn die einzelnen Module dazu ausgebildet sind, sich für den Transport von Warenpaketen zu reservieren. Indem somit die einzelnen Fördermodule in einem System vor dem eigentlichen Transport der Waren, also dem physikalischen Fließen des Materials miteinander darüber verhandeln, wie der Materialfluss erfolgen soll, können Situation vermieden werden, in welchen andernfalls eine wechselseitige Blockierung auftreten könnte. Als multidirektional wird ein Fördermodul dabei bereits dann verstanden, wenn eine Förderung in zwei entgegengesetzte Richtungen möglich ist. Dies ist im einfachsten Fall gegeben, wenn eine lineare Förderstrecke vorliegt, die von Warenpaketen in zwei Richtungen durchlaufen werden kann; dass darüber hinaus eine Multidirektionalität auch gegeben ist, wenn etwa ein dreiseitiges Fördermodul ein aus einer Richtung empfangenes Warenpaket in eine der beiden verbleibenden Richtungen weiterleiten kann, sei erwähnt. Typisch und besonders bevorzugt sind die Fördermodule zur Förderung von Warenpaketen in vier Richtungen, nämlich „vorwärts und rückwärts" und „links und rechts", also in zwei zueinander quere Achsen ausgebildet. Dass darüber hinaus andere Geometrien, etwa sechseckige Module oder dergleichen möglich wären, sei jedoch der Vollständigkeit halber offenbart. Die Bevorzugung viereckiger, insbesondere quadratischer Module ist darin begründet, daß sich hier die motorische Ansteuerung für die Bewegungsrichtungen besonders einfach in per se bekannter Weise gestalten lässt. Dass zum eigentlichen Transport der Warenpakete Fördermittel am Fördermodul vorgesehen sind, die motorisch, ty- pisch elektromotorisch angetrieben sind, wird einleuchtend sein. Die Steuerung ist in einem solchen Fall dazu ausgebildet, die entsprechenden Fördermittel des Fördermoduls wie erforderlich und gegebenenfalls reserviert zu betätigen.
Es sei erwähnt, dass das Fördermodul mit einer lokalen Intelligenz ausgestattet sein kann, die eine geeignete Ansteuerung der Motoren vorsieht und/oder verbessert, beispielsweise durch Vermeidung des ruckartigen Anfahrens, der Berücksichtigung zulässiger Maximalbeschleunigungen, zulässiger Querbe- schleunigungen, warenpaketabhängiger Ansteuerungen und dergleichen.
Besonders bevorzugt ist es auch, wenn das Fördermodul ein zu förderndes Warenpaket identifizieren kann. Dazu sind bevor- zugt Identifikationsmittel vorgesehen, wie Barcodeleser beziehungsweise, was hier gleichgesetzt wird, Lesegeräte für andere graphische Identifikationsmarken, RFID-Transponder, Gewichtssensoren zur Erfassung eines charakteristischen Wa- renpaketgewichtes, Größensensoren, Farbsensoren oder Kameras, insbesondere mit zur Warenpaketidentifikation geeigneter Bilderkennung. Auf derartige Identifikationsmittel wird vorliegend nicht näher eingegangen, da sie insoweit dem Fachmann bekannt sind.
Die logische Schnittstelle, über welche die Steuerung Signale empfangen und/oder senden kann, wird typisch eine Vielzahl physikalischer Ein- und Ausgänge besitzen; besonders bevor- zugt ist es, wenn die Schnittstelle für jedes an das Fördermodul ansetzbare Nachbarmodul einen eigenen Ein- und/oder Ausgang aufweist; dies verringert den Verkabelungsaufwand bei Aufbau eines Materialflusssystemes darauf, Nächste-Nachbar- Verbindungen vorzusehen. Eine Verkabelung kann dann besonders einfach gestaltet werden. Die Kommunikation erfolgt insbesondere in der bevorzugten Variante bevorzugt über Nächste- Nachbar-Kommunikation. Dass statt dessen auch andere Kommunikationsmöglichkeiten gegeben sind, sei erwähnt. Per se würde es ausreichen, jedes Fördermodul an ein großes Netzwerk anzuschließen. Gerade bei ausgedehnten Materialflusssystemen ergibt sich dann aber ein nicht unerheblicher Verkabelungsaufwand mit entsprechend hoher Fehleranfälligkeit.
Es ist besonders bevorzugt, wenn die Steuerung dazu ausgebildet ist, Topologieinformation über das Materialflussförder- system, in welchem sie angeordnet ist, zu speichern. Derartige Topologieinformation könnte bei einer Einrichtung oder Konfiguration des Materialflussfδrdersystems in das einzelne Fördermodul eingespielt, das heißt einkonfiguriert, werden; allerdings ist es bevorzugt, wenn die Steuerung beziehungsweise das einzelne Fördermodul in der Lage ist, Topologieinformation über das Gesamtsystem zumindest in dem erforderlichen Ausmaß zu erhalten und autark aufzubauen; dies verrin- gert den Aufwand bei Inbetriebnahme und/oder Änderungen des Systems insbesondere auch im Versagensfall einzelner Module erheblich.
Die Steuerung wird demgemäß bevorzugt dazu ausgebildet sein, von ihr gespeicherte Topologieinformation durch Kommunikation mit anderen Modulen zu ergänzen und/oder zu aktualisieren, insbesondere durch Austausch von Routingtabellen. Dabei kann
- Ii - in einem ersten Initialisierungsschritt zunächst jedem Nachbarmodul nur die eigene Identifikationsnummer mitgeteilt werden und eine entsprechende Identifikationsnummer empfangen werden, die Port- d.h. entsprechend der Ein- Ausgangsbezeichnung zugeordnet mit dem Abstand abgelegt wird; es kann herstellungsseitig darauf geachtet werden, dass jedes Fördermodul eine eineindeutige Fördermodulkennzeichnung erhält; alternativ wären verschiedene Verfahren anwendbar, wenn eine Identifikationsnummer doppelt vergeben wäre; darauf braucht hier aber nicht näher eingegangen werden.
Nach dem ersten Austausch mit einem Nachbarmodul wird dann die Routingtabelle um die Information der in einzelnen Richtungen liegenden Nachbarmodule ergänzt und gegebenenfalls in der Routingtabelle auch eingetragen, mit welchen Nachbarmodulen die eigenen Nachbarn wiederum verbunden sind. Wenn dieser Schritt oft genug wiederholt wird, erhält jedes Modul einen vollständigen Überblick über die Gesamttopologie des Materialflusssystems; dabei wird davon ausgegangen, dass die Ge- samttopologie beherrschbar und überschaubar ist; bei typischen Materialflussfördersystemen, wie sie etwa auch in komplexen Fällen sehr großer Industriebetriebe oder in hochausgedehnten Flughäfen gegeben ist, kann dieser Förderung noch ohne weiteres genügt werden, da selbst dort die Anzahl der einzelnen Module überschaubar bleibt und die Routingtabellen angesichts heutiger Preise für Speicher nahezu kostenfrei abgespeichert werden können.
Es sei darauf hingewiesen, dass es besonders bevorzugt ist, die Topologieinformation nicht nur in einem Initialisierungsschritt zu sammeln, sondern auch regelmäßig zu überprüfen, ob eine einmal erhaltene Topologieinformation noch aktuell ist. Dies braucht nicht immer der Fall zu sein, etwa dann, wenn Teile des Systems abgebaut wurden, wenn Ergänzungen und/oder Erweiterungen vorgenommen wurden und/oder wenn einzelne Module defekt geworden sind, was entweder unmittelbar mitgeteilt werden kann, beispielsweise nur an Nachbarmodule oder, per Broadcast, an alle Module des Systems und/oder wenn die defekt gewordenen Systeme nicht mehr in einer erwarteten Zeit antworten, was gleichfalls für eine Störung spricht. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass es ohne wei- teres möglich ist, ein Modul gegebenenfalls von Hand für den dauerhaften Transport in eine einzelne Richtung vorzusehen und dies auch entsprechend codiert anderen, insbesondere benachbarten und/oder allen Modulen mitzuteilen bzw. mitteilen zu lassen, etwa durch ein geeignetes Broadcastsignal oder Propagation aktualisierter Topologieinformation, um die Gesamtstörung eines Systems zu minimieren, wenn Probleme auftreten.
Die Steuerung wird bevorzugt so ausgebildet sein, dass das Modul für den Transport eines ganz bestimmten Warenpaketes reserviert wird. Dies es erlaubt insbesondere, das Modul nach dem Transport des identifizierten Warenpaketes freizugeben. Es sei darauf hingewiesen, dass die Steuerung die Reservierung nicht sofort vornehmen muss, wenn eine Reservierungsan- frage eintrifft und auch nicht eine vorgenommene Reservierung nur ab sofort bis Eintreffen des Warenpaketes erfolgen muss . Vielmehr kann es ausreichen, wenn die Reservierung für einen bestimmten, zukünftigen Zeitraum vorgesehen wird. Dies ist insbesondere bei ausgedehnten Systemen relevant, in welchen die Strecken und damit die im Materialfluss ohnehin erheblichen Transportzeiten groß sind. Hier kann vorab angefragt werden, ob im ungefähr erwarteten oder vorbestimmten Zeitraum die Strecke frei sein wird. Eine Berücksichtigung der durch ein Modul tatsächlich gegebenen Verzögerung kann autark vorgenommen werden, wenn bei der Vorreservierungsanfrage der erwartete Zeitraum der Ankunft des Warenpaketes am Fördermodul mitcodiert wird und bei Anfrage an den Nachbarmodulen hinsichtlich der Abnahme des erwarteten Warenpaketes, für das die Reservierung vorgenommen werden soll, angefragt wird, ob diese zu einem Zeitpunkt bereit sind, das Warenpaket abzunehmen, welcher dem erwarteten Ankunftszeitpunkt im anfragenden Modul zuzüglich der erwarteten oder für ein gegebenes Warenpaket bestimmten Transferzeit durch das Modul entspricht. Wenn Beschränkungen hinsichtlich der maximalen Beschleunigung, der Transportgeschwindigkeit aufgrund zu hoher Lasten und endlicher Motorleistung usw. gegeben sind und diese bei der Anfrage bereits mitgeteilt werden, kann sogar die eigene Transferzeit entsprechend vorbestimmt werden. Auf diese Weise wird in ganz besonderer Weise von der der Erfindung allgemein zugrundeliegenden Erkenntnis Gebrauch gemacht, dass es im Wa- renpaketfluss darauf ankommt, die endlichen Laufzeiten der Warenpakete zu berücksichtigen. Die Anfrage, ob eine Strecke frei ist, ist im Regelfall selbst bei komplexen Systemen und hoher Auslastung sehr viel schneller als der eigentliche Transport und stellt damit, insbesondere bei hinreichend schnellen Kommunikationswegen und ausreichenden Rechenge- schwindigkeiten in den Fördermodulen keine begrenzende Größe dar.
Bevorzugt kann die eigentliche Reservierung dergestalt vorgenommen werden, dass zunächst ein Vorreservierungstoken von einem Nachbarmodul, welches ein Warenpaket gerne senden möchte, angenommen wird, eine Vorreservierung vorgesehen wird, und das Vorreservierungstoken gegebenenfalls mit Veränderun- gen etwa hinsichtlich der Transferzeit, an eine zielnäher gelegene Nachbarstation weitergereicht wird. Die zielnäher gelegene Nachbarstation kann dabei gemäß einer gespeicherten Topologie bestimmt werden. Wenn das angesprochene stromabwär- tige Fördermodul das Vorreservierungstoken empfängt, wird dort ein entsprechender Prozess ablaufen und das Vorreservierungstoken wird, bei vollständig freier vorgesehener Förderstrecke bis zum Zielmodul gereicht, wo es bestätigt und als bestätigt zurück geschickt wird. Die Bestätigung des Vorre- servierungstokens lässt dann die Vorreservierung zur Reservierung erstarken. Dass bei Eintreffen mehrerer Vorreservierungen eine später eintreffende unbeantwortet und/oder unbearbeitet bleibt, bis über die Erstarkung der früher eingetroffenen zur Reservierung und/oder deren Ablehnung als un- ausführbar entschieden ist, sei als bevorzugte Möglichkeit offenbart. Dass gegebenenfalls auch eine später eintreffende Vorreservierungsanfrage aufgrund einer Priorisierung bevorzugt behandelt werden kann, sei erwähnt. Es kann sogar trotz Autarkie eine Priorisierung von bestimmten Waren des Gesamt- Warenverkehrs erreicht werden, wenn z.B. für hoch priorisier- te Waren ungeachtet einer bereits an einen Port weitergereichten Vorreservierungsanfrage noch ein zweites, höher pri- orisiertes nachgesendet werden kann.
Es sei erwähnt, dass ein Nachbarmodul als zielnäher angesehen wird, wenn sich über dieses Nachbarmodul das Ziel erreichen lässt; dabei ist nicht zwingend gesagt, dass unbedingt die Gesamtwegstrecke oder die Gesamtlaufzeit, wie sie insbesondere auch in der Routingtabelle mitabgespeichert sein kann, kürzer geworden sein muss. Vielmehr ist denkbar, dass ein Ziel längs eines Kreises liegt, zu dem auch das Fördermodul gehört, dass aber eine Umlaufriehtung entlang der längeren Kreisbahn gewählt werden muss, weil die Weiterleitung in Richtung des kürzeren Weges an bereits reservierten Modulen scheitert .
Es ist aus dem Vorstehenden einsichtig, dass das Modul typisch dazu ausgebildet ist, im Falle der eigenen Reserviert - heit die Annahme eines Vorreservierungstokens zu verweigern. Es ist im übrigen bevorzugt, die Vorreservierung nur auf Bestätigung durch das Zielmodul zur Reservierung erstarken zu lassen, weil auf diese Weise sichergestellt wird, dass nicht durch einen Versagensfall schweigende und nur deshalb eine Annahme nicht verweigernde Module auf dem vorgesehenen Transportweg angeordnet sind.
Die Steuerung wird, wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, also typisch dazu ausgebildet sein, ein Vorreservierungstoken entsprechend des darin codierten Warenpaketziels und der in der Steuerung gespeicherten Topologieinformation, insbesondere der in einer Routingtabelle abgelegten beziehungsweise ge- speicherten Topologieinformation weiterzuleiten. Es wird weiter einsichtig sein, dass die Steuerung bevorzugt so ausgebildet ist, dass dann, wenn stromabwärtige Fördermodule besetzt sind oder aus anderen Gründen die Vorreservierung verweigern, das jeweilige Fördermodul einerseits die eigene Vor- reservierung aufhebt und dies andererseits dem anfragenden, stromaufwärtigen Fördermodul mitteilt.
Es kann im übrigen vorgesehen sein, dass eine Vorreservierung bereits dann verweigert wird, wenn das jeweilige Modul be- reits einmal entsprechende Token erfolglos an alle oder eine hinreichend große Zahl Nachbarmodule gesandt hat, ohne dass von dort eine Vorreservierung als zur Reservierung erstarkt bestätigt wurde; es sei allerdings darauf hingewiesen, dass dies nicht deshalb bei einem Token nur deshalb völlig automatisch geschehen muss, weil eine entsprechende Anfrage bereits einmal eingetroffen ist. So kann beispielsweise der Transport zu einem gegebenen Fördermodul über unterschiedliche und damit auch unterschiedlich lange Wege geschehen. Gerade dann, wenn nicht nur eine einfache Reservierung in den Modulen erfolgt, sondern die Reservierung auch für eine bestimmte zukünftige Zeit beziehungsweise einen erwarteten Transportzeit - räum vorgenommen wird, kann durch die Wahl anderer Wege und insbesondere dadurch bedingte, vor dem Fördermodul eingetretene Verzögerungen des Warenpaketempfangs ein Fall eintreten, bei dem die zuvor reservierten, stromabwärtigen Fördermodule für die jetzt später liegende Warenpaketabnähme wieder frei geworden sind. Dies wird gegebenenfalls autark vom System berücksichtigt .
Schutz wird auch beansprucht für ein komplettes Material - flusssystem mit wenigstens einem, bevorzugt einer Mehrzahl multidirektionaler Fδrdermodule der Erfindung. Es sei darauf hingewiesen, dass derartige Materialflusssysteme völlig autark betrieben werden können. Gleichwohl wäre es denkbar, die Autarkie nur für den Fall zu nutzen, dass ein Zentralsystem ausfällt und/oder nur einige der mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Fördermodule erhältlichen Vorteile genutzt werden .
Das Materialflusssystem wird typisch Verzweigungen aufweisen, wobei typisch genau an diesen Verzweigungen die multidirekti- onalen Fördermodule angeordnet sind. Typisch werden wenigstens einige der Module zumindest drei, bevorzugt vier Nachbarn aufweisen; dort, wo Module mit vier Nachbarn vorgesehen sind, ist es bevorzugt, diese nicht in Doppelkreisen anzuordnen, also überwiegend für den Quertransport einzusetzen. Der Hintergrund hierfür ist, dass in Topologien entsprechend einer „8" besondere Probleme bei sehr großer Auslastung des Ma- terialflusssystems entstehen können. Hier kann es durch hohe Besetzung der Förderstrecke eher zu einem zum Teil erheblichen Abfall der Förderleistung kommen.
Wenn Elemente vorgesehen werden, an denen Warenpakete ein- beziehungsweise ausgeschleust werden, so ist es bevorzugt, diese Elemente temporär für ihre jeweilige Benutzung als entweder nur Einschleuselement oder als nur Ausschleuselement zu reservieren. Zugleich ist es bevorzugt, die Einschleus- beziehungsweise Ausschleuselemente nicht in eine lineare För- derstrecke sondern in einer Querstrecke, die auf eine lineare Förderstrecke führt, einzusetzen, um Stockungen des Warenpa- kettransfers zu verringern. Besonders bevorzugt ist es, wenn Einschleus- beziehungsweise Ausschleusmodule von anderen Modulen, insbesondere von allen Modulen des Materialflusssys- tems Informationen über den Benutzungsgrad beziehungsweise Reservierungszustand erhalten und dazu ausgebildet sind, das Einschleusen beziehungsweise Ausschleusen von Warenpaketen abhängig vom Füll- beziehungsweise Nutzungsgrad des Systems zu gestalten. Der Hintergrund hierfür ist, dass die Gesamt- förderleistung eines Materialflusssystems bei nahezu vollbesetzten Modulen deutlich zurückgeht. Es kann in kritischen Fällen insbesondere vorgesehen sein, dass Ausschleusvorgänge priorisiert behandelt werden. Dies ist vor allem dann wichtig, wenn ein Teil der Warenpakete dauernd umläuft, während ein anderer Teil der Warenpakete ein- beziehungsweise ausgeschleust wird. Hier kann ein priorisiertes Ausschleusen bewirken, dass der Füllgrad so weit verringert wird, dass die Transportleistung des Gesamtsystems wieder ansteigt. Eine Priorisierung kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass Vorreservierungen wieder aufgehoben werden und/oder Ripp-up- Signale stromaufwärts und stromabwärts gesandt werden.
Schutz wird auch für ein Verfahren zur Steuerung eines Materialflusssystems beansprucht, bei welchem die Module untereinander kommunizieren und im Wege der Kommunikation Materialflusswege von einem Warenpaketstart zu einem Warenpaketziel autonom untereinander aushandeln, wobei insbesondere die Protokolle so gestaltet sind, dass durch gegeneinander laufende Warenpakete verursachte Deadlock-Situationen vermieden werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass es nicht zwingend erforderlich ist, die gesamte Wegstrecke bereits vor Lossenden des Warenpaketes vom Start weg zu reservieren; vielmehr ist es auch möglich, an einem einzelnen Modul erst bei Eintreffen eines Paketes über dessen tatsächliche Weiterleitung zu ent- scheiden; bei bidirektional arbeitenden Modulen könnte allerdings dann das Problem entstehen, dass zwei unmittelbar benachbarte Module sich wechselseitig Pakete zusenden wollen, was zu einer klassischen Deadlock-Situation führt.
In besonderen Fällen können auch beide Verfahren, also Vorreservierung und Reservierung in Echtzeit kurz vor Weitergabe des Warenpakets miteinander kombiniert werden. Dies ist etwa bevorzugt, weil so zunächst eine Strecke reserviert werden kann; vor Weiterleiten eines Warenpaketes von einem jeweili- gen Modul kann dann aber noch einmal überprüft werden, ob die zuvor vereinbarte Weiterleitung tatsächlich erfolgen soll o- der ob etwa zwischenzeitlich ein stromabwärtiges Modul defekt geworden ist und/oder ob es z.B. zum Ausschleusen von Warenpaketen aus einem hochbelasteten System zur Verbesserung der Gesamtperformance zwischenzeitlich benötigt wird und insoweit entweder ein Weitertransport verzögert oder eine Wegneuwahl erfolgen soll.
Durch die Autarkie ist es problemfrei möglich, das System schnell aufzubauen und in Betrieb zu nehmen oder zu modifizieren.
Es sei im Übrigen erwähnt, dass als Warenpaket alle als Einheit verschickten Materialien verstanden werden, was z.B. Körbe mit einer Vielzahl unterschiedlicher Güter etc. um- fasst .
Es sei darauf hingewiesen, dass es möglich ist, bei Aufbau eines Systems nach Erfassung der Topologie durch die Module untereinander die von diesen erhaltene Topologieinformation gegebenenfalls abzufragen und auf eine Simulatoreinheit auf- zuspielen, die verschiedene Förderaufgabenfälle durchspielt und gegebenenfalls vor und/oder während der eigentlichen Inbetriebnahme auf Schwachstellen des Aufbaus hinweist und/oder bei deren Analyse ergänzend eingesetzt wird. Hier kann gegebenenfalls etwa eine Streckenverdoppelung an kritischen Stel- len vorgenommen werden oder dergleichen. Durch eine solche Massnahme können vorhandene Ressourcen optimiert verwendet werden .
Es sei im übrigen darauf hingewiesen, dass gerade dann, wenn mit hochausgelasteten Materialflusssystemen zu rechnen ist, vorgesehen sein kann, dass ein einzelnes Modul die Weiterleitung von Warenpaketen besonders langsam oder verzögert vor- nimmt, um das Freiwerden eines stromabwärtigen, zuvor noch blockierten Fördermoduls abzuwarten. Dass eine Reservierung der gewünschten Wegstrecke gegebenenfalls auch nur bis zum nächsten Knoten oder ein Zwischenlager (Parkplatz) möglich ist, sei erwähnt.
Es ist also möglich, verschiedene Routingstrategien wie die Weiterleitung der zu fördernden Einheit bei freier Strecke zum zielnächsten Port, die Reservierung der Wegstrecke ledig- lieh bis zum nächsten Knoten, die durchgängige Reservierung von Warenpaketquelle und Warenpaketsenke und/oder die zeit- diskrete Reservierung vorzunehmen.
Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser ist dargestellt durch
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Materialflusssystem mit einem erfindungsgemäßen Fördermodul,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine beispielhafte Anord- nung von Fördermodulen zu einem Material - flussfördersystem und zur Veranschaulichung der Vorteile einer Reservierung für eine bestimmte Zeit,
Fig. 3a weitere Beispiele für ein Materialfluss- bis System mit einer Vielzahl von Quellen (das
Fig. 3c heißt Warenpaketstartplätzen) und Senken (das heißt Warenpaketzielen) sowie einer Mehrzahl von in unterschiedlichen Topologien angeordneten Fördermodulen, die einzeln fortlaufend nummeriert sind,
Fig. 4 der theoretisch ermittelte Durchsatz bei der im eingelegten Bild gezeigten Topologie aus Einzelfördermodulen, weiteren Paketquellen und Warenpaketsenken in Abhängigkeit vom Gesamtfüllgrad,
Fig. 5 eine Topologie, in der durch Beschicken eines Umlaufkreises aus einer Quelle e eine Dead- lock-Situation auftreten kann (links) und dieselbe Topologie, wobei aber das kritische Modul 7, das von mehreren Warenpaketsendern Warenpakete erhalten soll, zur Verhinderung von Deadlocks ausgebildet ist (rechts) ,
Fig. 6 die jeweils mit den Anordnungen von Fig. 5 erhaltenen Durchsätze in Abhängigkeit vom Systemfüllgrad .
Nach Fig. 1 umfasst ein allgemein mit 1 bezeichnetes Materialflusssystem 1 eine Vielzahl von multidirektionalen Fördermodulen 2, die mit einer Steuerung (nicht gezeigt) versehen sind, und eine Schnittstelle 3a, 3b zur Kommunikation mit anderen Fördermodulen aufweist, wobei das Fördermodul 2 für den Transport eines Warenpaketes 4 in einer gegebenen Warenpaket- bewegungsrichtung 5a, 5a", 5b, 5b' wie durch Pfeile 5 angedeutet, ausgebildet ist.
Das Materialflusssystem der vorliegenden Erfindung kann durch Verkettung und Nebeneinanderanordnung einer Vielzahl von multidirektionalen Fördermodulen 2 wie gewünscht in unterschiedlichen Topologien aufgebaut werden, wobei neben den erfindungsgemäßen Fördermodulen 2 auch weitere Förderstrecken, wie beispielsweise eine Rollbahn 6 vorgesehen sein können; gege- benenfalls werden die entsprechenden konventionellen Transportstrecken 6 hinsichtlich einer zu berücksichtigenden Wa- renpakettransportzeit , einer Belegung usw. von einem ihnen zugeordneten multidirektionalen Fördermodul mitangesprochen und/oder verwaltet; dies verringert die Anzahl komplexer Fördermodule über lange Strecken. Beispiele für Topologien sind ohne jedwede Beschränkungsabsicht in den Fig. 3a bis 3c und in den Fig. 5 (links) und 5 (rechts) dargestellt.
Das einzelne Fördermodul weist in der Steuerung eine logische Schnittstelle auf, die über mehrere Ausgänge 3a, 3b und nicht gezeigte entsprechende Ausgänge an den anderen beiden Seiten mit jeweiligen Schnittstellen der Nachbarmodule kommunizieren kann; der Austausch von Daten über diese Schnittstelle wird weiter unten noch beschrieben.
Das Fördermodul 2 weist weiter einen RFID-Sensor 7 auf, der zur Identifikation eines empfangenen Warenpaketes 4 dient, wobei die RFID-Sensorsignale an die Steuerung gegeben werden, die die Antriebe zur Weiterbewegung eines Warenpaketes 4 in eine der Richtungen 5a oder hierzu gehörenden Gegenrichtung 5a' oder der Richtung 5b oder der hierzu gehörenden Gegen- richtung 5b' ausgebildet sind.
Das Fördermodul 2 ist insoweit autark und bedarf keiner Anbindung an einen Zentralrechner; per se ist es möglich, Energie über die Schnittstellen zu empfangen und/oder weiter zu speisen; bevorzugt wird aber insbesondere dann, wenn schwerere Pakete schnell zu transportieren sind, also hohe Antriebsleistungen benötigt werden, dass die multidirektionalen Fδr- dermodule 2 mit einem eigenen Netzanschluss versehen sind.
Die Steuerung (nicht gezeigt) ist dazu ausgebildet, einerseits Topologieinformation über die Topologie des Material - flusssystems, in dem das jeweilige Fördermodul momentan ver- baut ist, zu erhalten und andererseits ein Warenpaket unter Ausnutzung der Topologieinformation und über die Schnittstelle 3 an den physikalischen Ein- und Ausgängen 3a und 3b sowie den nicht gezeigten physikalischen Ein- und Ausgängen von Nachbarmodulen empfangene Information weiterzuleiten. Die Steuerung kann z.B. kostengünstig durch Mikrokontroller realisiert sein, denen jeweils ein entsprechender Speicher für die Topologieinformation, für die Ansteuerung der Antriebe usw. zugeordnet ist und die die moduleigenen Antriebe ord- nungsgemäss anzusteuern vermögen.
Es kann das System betrieben werden wie folgt :
Zunächst wird ein einzelnes Fördermodul seine eigene Identi- tat den jeweils angeschlossenen Nachbarmodulen mitteilen und im Gegenzug die Identität der Nachbarmodule empfangen. In einem zweiten Schritt wird dann die bis dahin erhaltene Information wiederum weitergegeben. Ein links neben dem Modul sitzendes Nachbarmodul erhält somit nicht nur die Identität des unmittelbar angrenzenden Fördermoduls, sondern auch die Identität und Position des rechts davon befindlichen sowie gegebenenfalls der oben und unten angeordneten Module. Dies setzt sich fort, bis keine neuen Module mehr erfasst werden, was anzeigt, dass die Topologie vollständig erfasst wurde. Die entsprechenden Informationen können abgelegt werden und zwar dergestalt, dass die Wege zu einem weiter entfernten Modul vollständig abgelegt sind.
Nun kann die Steuerung des Moduls entscheiden, wenn es aufge- fordert wird, ein Warenpaket einem bestimmten Ziel zuzuleiten, welchen der Modul -Nachbarn sie als potenziellen Abnehmer anspricht. Auf diese Weise kann, ausgehend von einer Quelle, an der Warenpakete eingeschleust werden, festgelegt werden, entlang welcher Route ein Waren-Paket transportiert werden soll. Auf bekannte Routing-Algorithmen, z.B. aus dem Elektroniklayout- und/oder IT-Bereich wird insoweit ausdrücklich verwiesen. Dazu wird eine Warenpaketquelle an einem ersten Port ein Vorreservierungstoken absetzen, mit welchem angefragt wird, ob das Nachbarmodul bereit ist, ein Paket anzunehmen. Sofern dieses Nachbarmodul nicht selbst das Ziel ist, wird das Nachbarmodul sich vorreservieren, und bei einem wie- derum ihm aufgrund der aufgebauten Topologieinformation als geeignet erachteten Nachbarmodul anfragen, ob dieses das Warenpaket gegebenenfalls abzunehmen bereit wäre. Dies setzt sich fort, bis die Vorreservierungsanfrage letztlich das Zielmodul erreicht hat . Sofern dies der Fall ist und das Zielmodul zur Abnahme bereit ist, können entlang des aufgebauten Weges die Vorreservierungen bestätigt werden, was sie zu Reservierungen umwandelt und die Bestätigungen weiter zurück zur Warenpaketquelle gegeben werden, worauf diese das Paket entlang der bestätigten Route absetzt.
Wenn hingegen eines der mit der Vorreservierung angesprochenen Fördermodule nicht zur Abnahme bereit ist, etwa weil zu dem erwarteten EintreffZeitpunkt das Modul bereits belegt ist, kann eine entsprechende Rückmeldung zurück zum Startmo- dul gesandt werden. In einem solchen Fall kann in einem näher zum Startmodul liegenden Fördermodul versucht werden, eine andere Route aufzubauen. Dazu wird die Vorreservierungsanfrage, das heißt das Vorreservierungstoken an eine anderes Nachbarmodul als das zuvor angesprochene abgesetzt. Auf diese Weise wird nach und nach abgeklärt, ob ein Weg aufgebaut werden kann. Auf diese Weise kann ein Weg gefunden werden für einen Transport eines Warenpaketes von einer Quelle zu einem Ziel . Wenn dies nicht bei einem ersten Versuch gelingt, etwa weil sämtliche Transportwege aufgrund extrem hoher Auslastung des Ma- terialflusssystems belegt sind, wird typisch ein zweiter Versuch unternommen, eine Route aufzubauen. Dieser zweite Versuch kann gegebenenfalls mit einer geringen Verzögerung erfolgen, die sich an den Zeitkonstanten bemisst, mit welchen das System seine Transport vornimmt, also beispielsweise ab- hängig von den Wegstrecken und Transportgeschwindigkeiten entlang des Systems. Gelingt auch nach mehrfachem Versuch ein Aufbau nicht, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn mehrere Fördermodule ausgefallen sind, kann ein Alarm ausgegeben werden .
Es ist vorteilhaft, wenn mit der Reservierung mitgeteilt wird, wann etwa mit dem Eintreffen des Warenpaketes zu rechnen ist. Dies ist dargestellt in Fig. 2. Hier soll von einer Stelle 1 zu einer Stelle 9 ein Warenpaket geschickt werden, während zugleich von einer Stelle 2 zu einer Stelle 5 ein Paket quer befördert wird, und zwar über die Module 8, 7 und 6. Wenn beide Pakete zeitgleich abgeschickt werden und jedes Modul die gleiche Zeit für den Weitertransport des jeweiligen Warenpaketes benötigt, tritt, wie die eingezeichneten Zeiten ti, t 2 auf den jeweiligen Modulen zeigen, keine Beeinträchtigung auf. Beide Pakete können also gleichzeitig transportiert werden, sofern bei der Modulreservierung die Eintreff- und Auslaufzeiten berücksichtigt werden. Dies ist daher bevorzugt .
Mit dem System können hohe Durchsätze erreicht werden. Dies ist für die Topologie einer Fischgräte in Fig. 4 gezeigt. Hierbei ist der Durchsatz einer bestimmten Fördergeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Füllgrad dargestellt. Der Durchsatz erreicht ab etwa 25 % sein Maximum, wo er ungefähr verbleibt. Anders sieht dies aus, wenn Situationen auftreten können, bei denen sich Module des Materialflusssystems wechselseitig behindern können. In solchen Fällen kann es zu einem Deadlock kommen, wenn keines der Module mehr in der Lage ist, noch ein Paket abzunehmen. In dem gegebenenfalls bei wenigstens einem Modul, in Fig. 5 rechts Modul 7, vermieden wird, dass weitere Warenpakete eingespeist werden, kann ein solcher Deadlock verhindert werden. Der Effekt auf den Durchsatz ist in Fig. 6 gezeigt .
Next Patent: OPTOELECTRONIC LAMP