Auto-ID Tags bringen Licht ins Dunkelvon nicht optimierten Prozessen

Automatische Identifikation wirkt stabilisierend. Sie beseitigt Systembrüche und erlaubt eine zunehmend geschlossene Sicht auf Produktion, Lager und Logistik. Ob zur Optimierung der Stoßfängerproduktion oder zur Qualitätskontrolle in der Fleischverarbeitung – Identtechnik ist immer mit dabei.

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RFID-Inseln im Maschinen- und Anlagenbau entwickeln sich langsam, aber sicher zu vernetzten Industrielösungen. „Mangelndes Wissen um Aufenthaltsorte oder Verfügbarkeiten von Bauteilen oder Endprodukten ist für die Unternehmen heute ein wesentlicher Kostentreiber“, unterstreicht Andreas Goerdeler, Referatsleiter Entwicklung konvergenter Informations- und Kommunikationstechnik im Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi).

RFID ermöglicht mehr Kosteneffizienz

Die Lösung des Problems liege im flächendeckenden Einsatz von Funketiketten. Technik und Know-how seien heute vorhanden: „Die RFID-Technik hat mittlerweile einen hohen Reifegrad erreicht. Gleichzeitig steht heute bereits viel Erfahrung beim Aufbau entsprechender Lösungen, bei der Integration mit bestehenden IT-Systemen und bei der Optimierung komplexer Prozesse zur Verfügung.“

Außerdem, so Goerdeler, haben die Unternehmen durch den Einsatz von RFID-Systemen einen zusätzlichen Hebel, um dem globalen Kostendruck entgegenzuwirken: „Der Einsatz von RFID-Technik ist eine große Chance für mehr Kosteneffizienz, denn dadurch haben die Verantwortlichen einen Echtzeitüberblick über das, was aktuell bei allen Fertigungs- und Lieferprozessen in ihrem Unternehmen passiert.“

RFID-Einsatz ermöglicht die lückenlose Kontrolle von Fertigung und Logistik

Beim Polymerhersteller Rehau aus dem gleichnamigen Ort bei Hof verbessert RFID die Produktionssteuerung, unterstützt die Einhaltung der Qualitätsstandards und ermöglicht eine lückenlose Kontrolle von Fertigung und Logistik. Rehau produziert Stoßfänger und nutzt Funkchips zur Steuerung der Fertigung sowie zur späteren Rückverfolgung der Produkte.

Das RFID-Projekt bei Rehau, in das die Bluhm Systeme GmbH aus Rheinbreitbach bei Bonn für den Bereich Etikettierung mit einbezogen ist, gilt als eines der ersten, in denen Smartlabels in einem extrem großen Umfang in einem automatischen Produktionsprozess zuverlässig beschrieben und appliziert werden. Zum Einsatz kommen Systeme für print, code & apply.

Tamp-Blow-Verfahren bringt RFID-Tags sehr schnell und sicher auf

Die Neuartigkeit dieser Geräte besteht darin, dass sie die beschriebenen und bedruckten RFID-Tags extrem schnell und sicher im sogenannten Tamp-Blow-Verfahren aufbringen. Zuvor war dies nur im Tamp-Verfahren möglich, bei dem die Etiketten durch Ankleben auf das Produkt kommen. Im Gegensatz dazu werden beim schonenden Tamp-Blow-Verfahren die Etiketten per Luftstoß in Sekundenschnelle auf das Produkt geschossen, ohne jegliche Gefahr, dabei die empfindliche Produktoberfläche zu beschädigen.

„Wir sind sehr zufrieden mit der Lösung. Die RFID-Systeme laufen absolut zuverlässig“, berichtet Achim Runneck, Abteilungsleiter Production & Warehouse Management bei der Rehau AG.

RFID-System in 18 Monaten amortisiert

Andreas Koch, Vertriebsdirektor Bluhm Systeme, sagt zum Nutzwert der Lösung: „Jeder falsche Stoßfänger zum falschen Zeitpunkt am falschen Ort führt zu enormen Kosten. Dieses jetzt vermeiden zu können, verbunden mit einem echten Effektivitätsvorteil, weil die Stoßfänger jetzt tatsächlich optimal im Produktionsprozess laufen, hat bei Rehau zu einem Return on Invest von 18 Monaten geführt.“

Ohnehin ein komplexer Vorgang, zeichnet sich das Bluhm-System nicht zuletzt durch seine ausgereifte Praxistauglichkeit aus. So verfügt das Druckmodul, welches Trägermaterial, Chip und Reader in einem Arbeitsgang auf den Tag appliziert, über einen sogenannten „Bad-Tag-reject-Arm“, der alle jeweils aufzubringenden Tags im gleichen Arbeitsgang checkt und nicht funktionstaugliche Transponder direkt auswirft.

Schnelle 3D-Kameras gewährleisten eine reibungslose Produktion

Es sind nicht immer nur Funkchips, die zu reibungslosen Produktionsverläufen führen. Bei weicher Ware kommen Hochgeschwindigkeits-3D-Kameras mit leistungsstarker Farbverarbeitung zum Einsatz, die das gleichzeitige Erfassen von 3D-Konturen und Farben von Objekten oder Teilen ermöglichen. So geschehen in der Hamburger-Produktion bei McDonalds. Die Fleischportionen lassen sich nicht mit Tags versehen, daher messen Color-Ranger-E-Kameras der Sick AG aus Waldkirch Größe, Form und Farbe der Brötcheninhalte.

Zum Einsatz kommen die Kameras bei den „Food-inspect“-Systemen des Maschinenbau- und Bildverarbeitungsunternehmens CLK GmbH aus Münster. McDonalds hat weltweit drei Fleischlieferanten, einer davon ist die OSI Group aus Aurora (Illinois/USA). An OSI liefert CLK seine kameragestützte Inspektionslösung.

„Das Unternehmen nutzt unsere Geräte, um die Fleischportionen auf Volumen, Farbtreue und Fremdkörper, wie beispielsweise Folienstücke, zu überprüfen. Bei Millionen von Portionen pro Tag kann diese Arbeit nur von Maschinen erledigt werden“, sagt CLK-Geschäftsführer Carsten Cruse.

Visionsensoren erzielen bessere Qualitätskontrollen

Für Andreas Behrens, Produktportfolio-Manager bei Sick, geht der Trend bei der Farb- und Bilderkennung deutlich in Richtung Nachrüstbarkeit bestehender Installationen und damit Integrierbarkeit in Lösungen für die automatische Identifikation zur Prozessoptimierung: „Visionsensoren werden nicht mehr programmiert, sondern konfiguriert. Das heißt, bestehende Systeme lassen sich mit Visionsensoren nachrüsten, um bessere Qualitätskontrollen zu erzielen.“

Das bedeute, dass Inspektions- und Identifikationstechnik inzwischen direkt im Fertigungsprozess erfolgen könne, und zwar ohne langwierige Installationsvorgänge und vor allem ohne Personal. Das führe zu deutlichen Kostensenkungen.

Leichtere Kombination von Daten für die Prüfauswertung

Der Color-Ranger kombiniert die Funktion einer 3D-Kamera und einer Farblinienkamera. Mit der proprietären Multi-Scan-Technik von Sick lässt sich die Kamera für gleichzeitige Mehrfachmessungen konfigurieren, zum Beispiel 3D-Kontur, Laser-Streulicht, Farbe und Grauwerte – exakt abgestimmt auf die Erfordernisse einer speziellen Applikation.

Dadurch ist ein einziges Gerät in der Lage, mehrere andere Kameras zu ersetzen. Systemumfang und Kosten werden gesenkt, insbesondere bei der Hardware, der Integration und der Wartung. Darüber hinaus wird die Kombination von Daten für die Prüfauswertung vereinfacht, da alle Informationen aus einer Kamera stammen.

3D-Kamera auch für raue Umgebungen geeignet

Mit ihren Messgeschwindigkeiten, ihrer Datenqualität und ihrer hohen Flexibilität der Multi-Scan-Technik ist die Sick-Kamera für vielseitige Lösungen in rauen Industrieumgebungen einsetzbar, von der kleinteiligen Komponentenprüfung bis zu aufwendigen Großabtastungen.

Die 3D-Technik basiert auf Triangulation mit einem separaten Laser. Damit wird die flexible Anpassung von Sichtfeld, Höhenbereich und Höhenauflösung an die Erfordernisse spezifischer Applikationen ermöglicht. Mit dem integrierten Kalibrierwerkzeug ist die Ausgabe der Messdaten als Millimeterwerte möglich.

Bei der SKF Logistics Services in Tongeren (Belgien) haben Sick und die PSI Technics Ltd. aus Koblenz innerhalb kurzer Zeit ein Regalbediengerät modernisiert. Hierfür wurde das Positioniersystem TCS4000 von Trimble durch das Positioning Solution System (PSS) von PSI Technics ersetzt und alle Regalbediengeräte einschließlich der Regelungstechnik und Distanzmesser wurden umgerüstet. Dabei konnten SPS, Kommunikation und Antriebe beibehalten werden. Heute liefert das PSS individuelle Maschinenbewegungsmodelle.

Einfache Anwendung erfordert keine Programmierkenntnisse

Die zeitoptimalen Fahrkurven vermeiden Schleichfahrten und ermöglichen eine schwingungskompensierende Positionierung. Zudem benötigt der identische Befehlskommandosatz keine Änderung am SPS-Programm. Die Anwendung bleibt einfach und erfordert keine Programmierkenntnisse.

Jetzt kommt SKF mit nur noch sieben PSS für 14 Achsen aus, zuvor waren 14 TCS4000 für 14 Achsen im Einsatz. Dazu Marc Valkeneers, technischer Koordinator bei SKF Tongeren: „Aufgrund des modularen Aufbaus des PSS war es uns möglich, unsere RFZ im Hochregallager schrittweise zu modernisieren und die Kosten zu verteilen. Das integrationsfähige Positioning Solution System ersetzte die bisher eingesetzten TCS4000 von Trimble lückenlos. Systemkomponenten und Antriebe mussten nicht ausgetauscht werden. So konnten wir unsere Bewegungsabläufe mithilfe des ermittelten Maschinenmodells effizienter gestalten.“

Seine volle Dynamik kann das PSI-PSS Dank des schnellen und präzisen Distanzmesssystems DME5000 für die Positionsrückführung von Sick ausspielen. So sind Performance-Steigerungen von 15% und mehr erzielbar. Das Produkt liefert mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit innerhalb von Millisekunden aktuelle Werte für die Positionsrückführung des PSS.

Positioniersystem steigert Leistung von Regalbediengerät und Intralogistik

In der Kombination PSS und DME5000 wird die Leistungsfähigkeit des Regalbediengerätes wie auch der gesamten intralogistischen Prozesse in der Anlage optimiert. Das Laser-Distanzmesssystem stellt als Entfernungssensor die ideale Komponente für das PSS dar, weil es sich flexibel in das Positioniersystem wie auch in die jeweilige Anlage integrieren lässt.

Auch in der Automobilindustrie erwarten Experten in den nächsten Jahren aufgrund hoher Effizienzsteigerungspotenziale einen sprunghaften Anstieg RFID-basierender Prozesse. In der Variantenfertigung oder im Betriebshofmanagement sind transponderunterstützte Abläufe bei den Autoherstellern nicht mehr wegzudenken.

Autoindustrie erwartet neuen Produktivitätsschub durch RFID

Vor diesem Hintergrund erwartet Marc Onnen, Kenner der RFID-Szene und beim Systemintegrator Dimension Data aus Oberursel für Auto-ID-Systeme verantwortlich, in den nächsten Monaten den Willy-Brandt-Faktor in der Industrie: „Jetzt muss zusammenkommen, was zusammengehört. Dann erleben wir einen neuen Produktivitätsschub. Denn wer weiß, was läuft, kann präziser entscheiden und handeln.“

Um entsprechende Awareness-Systeme aufzubauen, kooperieren die Oberurseler mit spezialisierten Softwarefirmen, wie etwa der Silverstroke GmbH aus Ettlingen, die unabhängig von der jeweiligen RFID-Technik mit ihrer Software die Logistik- und Prozesskette abbilden. Hierfür werden in der Software Regeln hinterlegt, um die Prozesse ganzheitlich steuern zu können.

Jede RFID-Anwendung hat heute mindestens zwei, meist vier und mehr Systeme unterschiedlicher Anbieter, wie zum Beispiel Aeroscout, Cisco oder Zebra, im Haus. Und alle müssen jeweils mit hohem Programmieraufwand zur Datenkommunikation befähigt werden. Integrations-Software und -Know-how schaffen hier Abhilfe. So kann der Kunde frei schalten und walten, ohne je seine eigene Programmierung anfassen zu müssen.

Alte RFID-Technik kann ohne Systembrüche erweitert werden

Am Beispiel eines großen Automobilherstellers wird der Nutzen der Integration deutlich: Das Unternehmen hat derzeit in allen Werken ein Ortungssystem für mehrere Millionen Euro eingeführt. Mit entsprechender Middleware kann der Autobauer seine alte RFID-Technik mit der neuen ohne Systembrüche erweitern. Darüber hinaus stellt die Integrationslösung sicher, dass bei zwei oder auch bei mehreren RFID-Systemen beispielsweise im Finishingbereich immer der richtige Transponder und damit das richtige Fahrzeug erkannt und die richtigen Daten gelesen werden.

Bei dem Automobilhersteller sind in mehreren Werken rund 10000 bis 12000 aktive Transponder im Einsatz. Diese verhalten sich wie ein Wi-Fi-Client und senden zwischen 265 ms und 3,5 h (frei definierbar) regelmäßig ihre eindeutige ID. Klassische RFID-Lesegeräte für das Auslesen der Transponder gibt es in solchen Fahrzeug-Ortungslösungen nicht, vielmehr wird das Auto im W-Lan-Netz mittels X/Y-Koordinaten geortet.

Elektronische Baukarte auf RFID-Chip erlaubt optimierte Fertigungsprozesse

Mit einer elektronischen Baukarte auf Transponderbasis sind Fertigungsprozesse in der Automobilproduktion zusätzlich optimierbar. Auf dem Chip werden sämtliche Produktionsdaten vermerkt: Was ist in dem Fahrzeug verbaut worden? Wer hat es wann verbaut?

Damit lassen sich beispielsweise Rückrufaktionen auf wenige hundert Kunden beschränken, weil genau bekannt ist, zu welchem Zeitpunkt etwa ein als schadhaft erkanntes Bremskabel eingebaut wurde. Die Halter solcher Fahrzeuge lassen sich gezielt anschreiben, kein Anbieter muss mehr mit Aufforderungen zum Werkstattbesuch in die Presse.

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