11/06/2017
Door Bart Driessen
Het succes van e-commerce is enorm. De consument is blij, maar wil wel graag af van die veel te grote verpakkingen. Wat een verspilling en wat een kosten! Het is waar; de meeste verpakkingen zijn niet duurzaam; en veroorzaken extra kosten die te vermijden zijn. Reden genoeg voor Neopost Technologies om een machine te ontwikkelen die wel duurzaam is en ook nog eens veel kosten bespaart.
Cornelis Kooistra, Project manager bij Neopost Technologies in Drachten, is nauw betrokken bij de ontwikkeling van de CVP-500, de nieuwe verpakkingsmachine die een eind maakt aan de verspilling van karton. En ook nog eens veel bespaart op kosten. “Wij zijn in 2012/2013 begonnen met de ontwikkeling van de CVP-500, ons nieuwe concept voor verpakkingsmachines. Het idee van deze nieuwe machine komt eigenlijk voort uit de ergernis van een van onze managers. Hij zag dat producten bijna altijd verpakt worden in te grote dozen. Vooral dozen die door webshops worden verstuurd zijn gemiddeld voor meer dan 50% leeg. Afgezien dan van de vulmiddelen waarmee de lege ruimte wordt voorzien. De oorzaak hiervan is waarschijnlijk dat veel webshops geen oplossing zien voor het verpakken van verschillende producten Daar komt bij dat webshops erg onder tijdsdruk moeten opereren. Hun slogan is niet voor niets ‘vandaag besteld, morgen bezorgd.’ De verzenders moeten in een zo kort mogelijke levertijd werken. Een klein product in een te grote doos stoppen is dan ook logisch. En zeker als de verzender vanwege efficiency niet meer dan twee maten wil gebruiken. Dus wordt er veel karton verspild. Een ander effect is het vervoer over de weg. Niet alleen de dozen, maar ook de vrachtauto’s van pakketdiensten, zijn in feite slechts voor de helft met producten gevuld. Ook al zijn deze wagens helemaal gevuld met dozen. Deze manier van verpakken is dus niet efficiënt. Er wordt veel karton verspild, extra transportkosten gemaakt, veel energie verspild, dus ook veel CO2 uitgestoten en kostbare arbeidsuren verloren. Om al die nadelen te overwinnen hebben wij de CVP-500 ontwikkeld, de eerste machine die kartonnen dozen maakt die geoptimaliseerd worden in alle drie dimensies. En ook nog eens financieel winst levert.”
Na scanning volgt verpakking in karton met snelheid tot 500 producten per uur (Foto Bart Driessen)
Succesvolle machine
Bij navraag blijkt dat er wereldwijd slechts twee machinebouwers in de wereld zijn die een dergelijke machine kunnen maken, Neopost Technologies en een niet nader genoemd bedrijf. Het gaat dan ook om een bijzondere machine. Zo bijzonder dat de engineers van Neopost zeven internationale prijzen hebben gewonnen voor de ontwikkeling van de CVP-500: drie in Frankrijk, twee in Nederland en twee in de USA. Cornelis Kooistra: “De CVP-500 is nu al bij enkele tientallen bedrijven in gebruik. We hebben in de beginperiode gekozen voor samenwerking met early adopters; klanten die zelf ook graag met de nieuwste machines werken. De allereerste gebruiker was DocData, het fulfillmentbedrijf dat o.a. voor Bol.com werkt. Nu zijn we al weer een stuk verder. Gebruikers zijn al gewend en hebben er al miljoenen pakketjes met onze CVP-500 verpakt. Dat betekent dat de CVP-500 zich ook als een zeer succesvolle machine heeft bewezen.”
Duurzaamheid en kostenreductie
Waar bestaat dat succes uit? Cornelis Kooistra: “De machines hebben de afgelopen periode al zo veel gedraaid dat we rustig kunnen zeggen wat de prestaties zijn. De machine kan elke 7 seconden een product verpakken. Handmatig uitgevoerd zou je er zeker tien keer zo lang over doen om hetzelfde aantal te halen. Doordat de dozen in de CVP-500 altijd de vorm van het product aannemen, is het volume van de vracht tot 50% kleiner dan voorheen. Vooral de transportkosten worden hierdoor gereduceerd; zeker omdat ook de grote en middelgrote producten verpakt worden in aangepaste dozen. En tenslotte heeft de CVP-500 tot 20% minder karton nodig om dezelfde producten te verpakken. Naast deze besparing op karton verbruikt de CVP-500 ook geen vulmateriaal. Want de verpakking heeft geen lege ruimte die anders opgevuld moet worden. Het enige dat overblijft bij de productie is het karton dat afgesneden wordt. Dit restproduct wordt echter gerecycled en weer verwerkt tot nieuw karton. Duurzaamheid en kostenreductie gaan dus in deze machine prima samen.”
Technische onderdelen CVP-500
Voor een beter begrip van zowel het proces als de opbouw van de CVP-500 is het nuttig de belangrijkste technische onderdelen stuk voor stuk te behandelen. “Misschien wel het belangrijkste voor het proces zijn de mechatronische componenten die er voor zorgen dat de rol karton precies wordt afgerold, gepositioneerd en gesneden. In concreto hebben we het over ongeveer 150 I/O’s, zoals sensoren, veilheidsdeuren, lampen en kleppen. Maar ook 16 gelijkstroommotoren, 23 synchrone wisselstroommotoren, 6 trommelmotoren en 3 transportbanden. Een ander onmisbaar onderdeel is de HMI-module voor het volgen, ingrijpen en onderhoud van de machine. De machine beschikt ook over een ingebouwde industriële PC die er voor zorgt dat de machine in verbinding is met het WMS (warehouse management systeem) en ERP-systeem van de klant. Voor het lezen van de opdracht is de machine uitgerust met een barcodescanner. Om de producten die ingepakt moeten worden op te meten, is er een 3D-scanner die een beeld maakt van de gehele oppervlakte van het product. Het verpakte product wordt verder precies gewogen zodat ook die data worden meegenomen in de beschrijving van het product. Uiteraard heeft de machine een dubbele labelprinter die het label op de juiste plaats op de doos aanbrengt. Optioneel kan een robot module een factuur in de doos leggen.”
EtherCAT als protocol
“Sinds eind 2015-begin 2016 hebben we contact met Beckhoff en eind vorig jaar zijn voor het eerst gestart met hun producten. Een belangrijk product voor ons zijn de AX8000 flexibele multi-assige servomotoren en drives. Daarvan zijn we gestart met acht exemplaren. TwinCAT 3 was al bekend bij ons. Nu gebruiken we in de CVP-500 de embedded PLC CX2020 van Beckhoff. De servomotor wordt met één kabel verbonden, hetgeen betekent dat zowel de voeding als de voeding door één en dezelfde kabel wordt verzorgd. Verder gebruiken we Safety EtherCAT IO voor machineveiligheid en 8 camera’s voor de bewaking van het proces. Deze camera’s maken beelden van belangrijke momenten tijdens het produceren van de doos. Is er een onderbreking of afwijking dan ontvangt, de opdrachtgever via internet de betreffende beelden daarvan. Zodoende kan de klant zien wat er is gebeurd.”
Big data
“Onze keuze voor EtherCAT wordt vooral bepaald door de vereiste nauwkeurigheid en voorspelbaarheid van het verpakkingsproces. Alle acties en stappen worden hierbij gelogd. Onze machines produceren in feite Big Data die via internet in een server bewaard en verwerkt kan worden. Zowel onze klanten als wij zelf willen over die data kunnen beschikken; bijvoorbeeld voor predictive maintenance, analyse van incidenten of prestaties van onze machines. Met EtherCAT kunnen we in real time besturen, maar ook data snel volgen en beschikbaar stellen aan interne en vooral externe analisten. Remote maintenance is dus ook bij ons heel belangrijk. Vooral voor de ondersteuning van onze klanten die over de hele wereld gevestigd zijn.”
Logische keuze
“Een groot voordeel van EtherCAT is dat het intussen een standaard protocol is. Veel fabrikanten maken hun automatiseringscomponenten geschikt voor gebruik met EtherCAT. De keuze voor producten die communiceren via EtherCAT is dus erg groot. Ook voor OEM-ers is dat heel gunstig. Wij kunnen al onze eigen software-blokken via EtherCAT makkelijk uitbreiden met nieuwe blokken. En we kunnen bestaande blokken verdubbelen. Voor bedrijven die gewend zijn aan EtherCAT is het ook heel gemakkelijk om te werken met softwareblokken; ook al zijn deze door externe partijen ontwikkeld zijn. Dit open karakter van EtherCAT is wel bijzonder. Bij andere protocollen is die transparantie hoogstens voor een deel het geval. Daarom vinden wij het alleen maar logisch om te kiezen voor EtherCAT.”
Na het dichtplakken krijgt elke doos een uniek label met alle belangrijke informatie (Foto Bart Driessen)
Geschiedenis Neopost Technologies
Neopost Technologies is in 1924 in Drachten gestart met de productie van klompen en vervolgens de productie van stencilmachines. Een heel belangrijk product zijn de vouwmachines voor het vullen en openen van enveloppen. Hiervan worden duizenden machines per jaar over de hele wereld verspreid. In Drachten werken circa 240 mensen, waarvan 60 mensen in de engineering. Ongeveer de helft van engineers werkt aan de verpakkingsmachines.
Openingsfoto, Cornelis Kooistra, Project manager bij Neopost Technologies in Drachten: “Wij vinden het alleen maar logisch om te kiezen voor EtherCAT” (Foto Bart Driessen)