Produktionssteuerung RFID in der Industrie ermöglicht hohe Produktionsqualität durch Echtzeitdaten

Autor / Redakteur: Volker Klaas / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Produktionsabläufe haben sich in den letzten Jahren einschneidend gewandelt. Die Industrie muss Bestellungen schneller abarbeiten und die Zahl der Varianten steigt rasant. Um diese Herausforderungen zu meistern, lohnt sich der Einsatz von RFID – wie das Beispiel des Siemens-Gerätewerks Amberg zeigt.

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In diesem Gerätewerk werden Niederspannungs-Schaltgeräte für den Weltmarkt gefertigt. Per Funk steuert das Unternehmen automatisch 35000 unterschiedliche Schaltervarianten für die Produktion von elektronischen Schaltgeräten. Bild: Siemens
In diesem Gerätewerk werden Niederspannungs-Schaltgeräte für den Weltmarkt gefertigt. Per Funk steuert das Unternehmen automatisch 35000 unterschiedliche Schaltervarianten für die Produktion von elektronischen Schaltgeräten. Bild: Siemens
( Archiv: Vogel Business Media )

Immer mehr Branchen und Anwendungsfelder konnte RFID in den letzten Monaten erobern. Einige Unternehmen beenden gerade das Pilotstadium, andere öffnen bereits ihre erprobten RFID-Kreisläufe für Partner und Endkunden. Laut dem Bundesverband Informations- und Kommunikationstechnik (Bitkom) haben deutsche Unternehmen im Jahr 2005 immerhin 230 Mio. Euro in RFID investiert. 2008 rechnet Bitkom bereits mit 600 Mio. Euro. Einen rasant wachsenden RFID-Markt prognostizieren auch die Analysten von Gartner. So sollen 2010 weltweit mehr als drei Milliarden US-Dollar in die Funktechnologie fließen.

Besonders das Interesse der Industrie an RFID ist groß und Mitbewerber setzen sich zunehmend an einen Tisch, um sich auf gemeinsame Standards zu einigen. Dies kommt nicht von ungefähr, denn der Druck steigt. So liegt das Augenmerk sowohl der Hersteller als auch der Anwender auf dem praktischen Nutzen und der Wirtschaftlichkeit der Funktechnologie.

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Nach einer aktuellen Studie (2006) des Marktanalysten IDC sahen 71% der Unternehmen die Optimierung ihrer Logistik als einen Antriebsfaktor dafür, sich mit dem Einsatz von RFID in ihrer Firma auseinanderzusetzen. Als weitere Beweggründe gaben die Befragten die Optimierung des Wareneingangs und -ausgangs, Kundenanforderungen, eine bessere Kontrolle der Geschäftsprozesse sowie schnellere Durchlaufzeiten an.

Logistiker schaffen mit RFID also transparente Warenflüsse entlang der kompletten Beschaffungskette, reduzieren Durchlaufzeiten und minimieren ihre Fehlerquote bei der Kommissionierung. Ähnliches gilt für die Early Adopter von RFID in den Produktionsunternehmen: Auch sie können die Vorteile bereits nutzen und optimieren ihre Herstellungsplanung und Prozesskontrolle durch Echtzeitinformationen. Zudem konnten sie in Pilotprojekten wertvolle Erfahrungen sammeln und ihren Einfluss auf die Entwicklung von Standards sowie Technologien geltend machen.

RFID steuert Gerätewerk per Funk

Ein Unternehmen, das RFID bereits seit 15 Jahren einsetzt, ist das Siemens-Gerätewerk Amberg. 2400 Mitarbeiter entwickeln und produzieren hier Niederspannungs-Schaltgeräte für den Weltmarkt. Per Funk steuert das Unternehmen automatisch 35 000 unterschiedliche Schaltervarianten für die Produktion von elektronischen Schaltgeräten, so genannter Schütze. Mehr als 10 000 Schütze werden jeden Tag in hunderten Varianten im Vier-Sekunden-Takt zusammengebaut.

Jedes Schütz wird auf einem Kunststoffträger montiert, auf dem vor der Montage ein wiederbeschreibbarer RFID-Transponder angebracht ist. Dieser enthält spezifische Informationen über die zu montierenden Komponenten. Mittels der berührungslosen Schreib-/Lesegeräte werden die Daten auf die mobilen RFID-Transponder geschrieben und vor sowie nach jedem Produktionsschritt von ihnen ausgelesen. So wird in den 60 individuellen Produktionsschritten pro Fertigungslinie automatisch geprüft, ob die richtigen Bauteile angebracht wurden. 400 Werkstückträger sind mit RFID-Transpondern versehen, zudem sind 100 RFID-Lesegeräte im Einsatz.

Dass sich die Entscheidung für RFID gelohnt hat, zeigt eine Untersuchung von Siemens IT Solutions and Services im letzten Jahr. So hatte sich die Gesamtinvestition von rund 155 000 Euro für die Umrüstung der Produktionsanlage auf RFID-Technologie bereits im zweiten Betriebsjahr der Anlage amortisiert. Dazu trugen vor allem zwei Punkte bei: Die Kapazität erhöhte sich um 70000 Stück pro Jahr und die Auslastung der Anlage wurde verbessert. Zudem ließ sich der IT-Einsatz an der Anlage reduzieren. So konnte das Gerätewerk durch das „Data-on-tag“-Prinzip auf eine Datenbank zur Produktionssteuerung verzichten.

Produktqualität erhöhte sich mit RFID

Gleichzeitig erhöhte sich mit RFID die Herstellungs- und Produktqualität, weil die Informationen auf den Transpondern fortlaufend aktualisiert sowie fehlerhafte Module automatisch abgewiesen und nachbearbeitet werden. Eine schnellere Logistik und niedrigere Betriebskosten kommen noch dazu.

RFID-Projekte sind bekanntermaßen komplex und vieles lässt sich erst bei der eigentlichen Installation erproben. Deshalb ist nicht nur die ausgereifte Technologie, sondern auch das Know-how bei Implementierung und Betrieb entscheidend.

Bei der Entscheidung für einen RFID-Einsatz ist also die Wahl des richtigen Dienstleisters enorm wichtig. Gefragt sind vor allem diejenigen, welche die Anforderungen der Branche kennen, selbst RFID-Technologien entwickeln, in Standardisierungsgremien mitarbeiten und die Systeme von Drittanbietern sowie Marktinnovationen bezüglich ihrer Eignung bewerten können. Außerdem sollten sie den gesamten Projektzyklus vom RFID-Assessment über Konzeption und Implementierung bis zum Rollout und Betrieb abdecken. Services für IT-Integration, Betreibermodelle und Finanzierung sollten ebenfalls im Angebot sein.

Wirtschaftlichkeitsrechnungen helfen bei der Entscheidung

Entscheidungshilfen liefern im Vorfeld Wirtschaftlichkeitsberechnungen, welche die betriebswirtschaftliche Auswirkung einer Investition in die RFID-Technologie darstellen. Siemens hat dafür ein spezielles Software-Tool entwickelt, das alle betroffenen Prozesse und den dafür erforderlichen zeitlichen sowie monetären Aufwand anschaulich aufbereitet. Letztlich wird damit die Grundlage für den späteren Erfolg von RFID im Unternehmen geschaffen. Die Ziele mögen dabei von Fall zu Fall differieren, doch lassen sie sich im groben Raster betrachtet auf denselben Nenner bringen: weniger Kosten, mehr Qualität, Geschwindigkeit und Flexibilität.

Amortisationszeit von RFID-Projekten sollte bei maximal zwei Jahren liegen

Des Weiteren muss die Wahl auch auf geeignete Einstiegsprojekte fallen. Nach Expertenmeinung des Marktforschungsinstituts IDC sollten Anwenderunternehmen in kleinen, klar umrissenen Pilotprojekten das technisch Machbare und für das Unternehmen Sinnvolle evaluieren. Zudem sollten sich die Initiativen spätestens nach zwei Jahren amortisieren. Dies nicht zuletzt im Hinblick auf intern zu leistende Überzeugungsarbeit. Aber nicht nur die Chefetagen müssen die Entscheidung für RFID tragen, sondern auch die Fachbereiche: vom Manager bis zum Lagerarbeiter.

RFID hat vor allem in der Produktion bereits breite Akzeptanz gefunden, weil die Technologie unter anderem Brücken zwischen bestehenden Steuerungssystemen bauen kann. Dabei geht es nicht nur um die lückenlose Identifikation von Bauteilen im gesamten Produktionszyklus. Denn RFID-Chips lassen sich auch gemeinsam mit Sensoren einsetzen, die wertvolle Echtzeitdaten über den aktuellen Zustand wie Temperatur oder Feuchtigkeit liefern.

Hersteller können so Störungen im Produktionsprozess frühzeitig beheben. Der künftige Fokus liegt also auf der Kombination von RFID-Technologien, wobei sich der Einsatz der heute noch geschlossenen, unternehmensinternen Kreisläufe sukzessive erweitern wird.

Den Produktionsbereich bestimmen dagegen auch weiterhin Closed-Loops innerhalb der Unternehmensgrenzen. Gerade im Hochlohnland Deutschland müssen Maschinenbauer oder Elektrohersteller ihre anspruchsvollen Produktionsanlagen weiter automatisieren, um im internationalen Wettbewerb zu bestehen.

Volker Klaas ist Leiter Global Competence Center Auto ID/RFID bei der Siemens IT Solutions and Services in 40219 Düsseldorf, Tel.(02 11) 3 99-31 00, Fax (02 11) 3 99-31 00, volker.klaas@siemens.com

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