Datenbasiert resilienter agieren und flexibler produzieren

Effizienz durch Transparenz. Mit den richtigen Echtzeit-Daten lässt sich jeder Prozess exakt analysieren, besser verstehen, planen und schließlich steuern. Dies ist umso wichtiger, je größer die Produktvarianz und -komplexität und je kleiner die Losgrößen sind, weil es dann besonders darauf ankommt, die Übersicht zu behalten, flexibel (re)agieren und letztlich verlässlich liefern zu können. Funkbasierte Identifikations- und Echtzeit-Ortungssysteme (RFID und RTLS) machen komplexe Prozesse transparenter. Indem sie schnell und präzise aussagekräftige Orts- und/oder Statusdaten verschiedenster Objekte/Assets liefern.

Flexible Produktionen basieren in der Regel auf durchgängiger Vernetzung und Verknüpfung sämtlicher Anlagenteile. Im erweiterten Industrial Internet of Things (IIoT) integriert dies Teilnehmer auf allen Unternehmensebenen: von der Sensorik im Feld bis zu überlagerten Cloud- und IT-Systemen (z.B. MES und ERP). Mit funkbasierter Identifikations- und/oder Echtzeit-Ortungstechnologie werden auch Werkzeuge, Lagerkisten, Paletten und vergleichbare Assets ohne eigene „Intelligenz“ zu smarten Objekten. Bestückt mit einfachen Transpondern liefern diese relevanten Objekte im Zusammenspiel mit Lesegeräten (RFID) beziehungsweise Gateways (RTLS) und geeigneter Software wertvolle Informationen für das große Ganze.

Warenbewegungen innerhalb der Produktion müssen effizient sein, um Verzögerungen zu vermeiden und kürzeste Durchlaufzeiten zu erzielen. Dazu ist es einerseits nötig, die Wege zu visualisieren, um auf einen Blick zu erkennen, wo Umwege genommen wurden. Zusätzliche Transparenz bringt die Visualisierung der zeitlichen Komponente, etwa in Form einer „Heat Map“, der farblichen Kennzeichnung von Verzögerungen.

Der Trend zu kleineren Losgrößen führt oft auch dazu, dass Routenzüge mit festen Routen nicht mehr flexibel genug sind. Echtzeit-Ortung der Fahrzeuge löst auch dieses Problem. Damit ist deren Status (verfügbar/belegt) leicht ersichtlich und visualisierbar. On-top ist dann ein Monitoring der Transportaufträge möglich, um beispielsweise Wartezeiten und Leerfahrten zu reduzieren. Dies spart mitunter Fahrzeuge (Stapler/Routenzüge) und idealerweise auch Transportbehälter (Paletten, Kisten, Ladungsträger, Tanks, …).

Diese speziellen Aufgaben übernimmt die Siemens Software Location Intelligence im Zusammenspiel mit dem Real-Time Location System Simatic RTLS. Damit lassen sich erfasste Rohdaten aller Objekte zentral sammeln, filtern, analysieren und komfortabel so aufbereiten, dass daraus praktisch nutzbare Informationen für fundierte Entscheidungen abgeleitet werden können.

Der Unternehmensbereich Coatings von BASF setzt am Standort Würzburg das Echtzeit-Funkortungssystem Simatic RTLS ein, um Prozessbehälter in der Lackherstellung präzise und lückenlos verfolgen und hoch flexibel agieren zu können. Um potenzielle Fehlerquellen bei der Identifizierung der Behälter auszuschließen, werden Prozess- und Chargendaten nicht mehr klassisch anhand von Auftragspapieren, sondern automatisch über Transponder und Gateways digital erfasst und verfolgt.

BASF nutzt auf Basis der Ultra-Wide-Band-(UWB-)Technologie zentimetergenaue Positionserfassung mit Simatic RTLS nicht zur bloßen Abfrage der An- oder Abwesenheit eines Behälters an einer bestimmten Position, sondern erkennt damit auch, ob dieser exakt unter dem jeweiligen Fülltrichter an der Decke platziert ist. So macht das Funkortungssystem prozesssicherer, spart Kontrollen und Wege, also Zeit und Aufwand. Das funkbasierte, drahtlose System erleichtert außerdem flexible Produktionsumstellungen. Die automatische Positionserfassung ist gleichzeitig die Basis für die weitere Digitalisierung der Prozesse bei BASF.

Volkswagen Autoeuropa Portugal ist eine der fortschrittlichsten Fabriken der Volkswagen AG in Europa. Hier sind diverse Transportfahrzeuge damit beschäftigt, unzählige Bauteile und -gruppen zur richtigen Zeit zu den richtigen Montageteams zu transportieren. Ein gewachsener und wachsender Mix aus fahrerlosen Transportsystemen (FTS), menschengelenkten Routenzügen, Staplern und Servicefahrzeugen. Der an besonders engen, schwer einsehbaren Kreuzungen zunehmend zu Problemen und Unfällen geführt hat. Zu Lasten der Versorgungssicherheit und Effizienz. Ein Verkehrsleitsystem mit Ampeln sollte installiert werden. Aber wie bringt man ein FTS dazu, an einer roten Ampel anzuhalten und nur bei Grün zu fahren?

Die von Siemens gemeinsam mit Volkswagen Autoeuropa und dem Partner Introsys, S.A realisierte Lösung kombiniert ein Verkehrsleitsystem mit Ampeln, das Echtzeit-Ortungssystem Simatic RTLS, vorhandene industrielle Controller und die Software Location Intelligence. Letztere verarbeitet alle Verkehrsdaten und steuert über sogenannte Geofences, virtuell und frei definierbare Alarm-Zonen im Bereich der Kreuzungen, die an sich „blinden“ fahrerlosen Transporter. Die Software überwacht die Zonen und weiß, wann welche Fahrzeuge diese befahren. Will ein FTS in eine schon befahrene Zone einfahren, wird es vom System rechtzeitig angehalten und fährt erst nach einer Freigabe „von oben“ wieder an – hat eines eine höhere (Versorgungs-)Priorität als andere Verkehrsteilnehmer, kann es bevorzugt behandelt werden.

Mit der neuen Lösung konnte Volkswagen Autoeuropa die Verkehrssicherheit im Werk drastisch erhöhen und Unfälle faktisch eliminieren. Die Versorgungssicherheit und die Effizienz der Fabrik sind entsprechend gestiegen. Darüber hinaus hat der Automobilhersteller damit den Grundstein gelegt für die weitere Automatisierung, Digitalisierung und Optimierung seiner Intralogistik.

Während die Echtzeitortung die maximale Transparenz durch Positionsbestimmung liefert, kann auch die reine Identifikation mit RFID zur Effizienzsteigerung erheblich beitragen. Gerade wenn sehr viele Objekte im Spiel sind, ist RFID oft die erste Wahl und bietet ein vielfältiges Potenzial für die Optimierung von Warenflüssen und Prozessen, wie realisierte Beispiele aus der industriellen Praxis zeigen.

So optimiert die Ulmer Drogeriemarktkette Müller mit Simatic RFID-Technologie von Siemens schon seit Jahren die Belieferung ihrer Filialen in Europa. An jeder Lkw-Verladerampe im Lagerverbund ist ein RFID-Lesegerät mit zwei in der Tiefe zueinander versetzt montierten Antennenpaaren installiert. Über Bewegungsmelder getriggert werden damit ein- und ausgehende, mit RFID-Labels getaggte Rollcontainer automatisch erfasst und deren Richtung und richtige Beladung im Dialog mit dem überlagerten Verwaltungssystem überprüft. Fehler und eventuelle Fehllesungen werden akustisch signalisiert und auf einem Industrie-PC visualisiert. Das reduziert Falschlieferungen und damit Reklamationen der Filialen auf ein Minimum. Auch zu den saisonalen Stoßzeiten, wenn täglich mehr als 25.000 Rollcontainer zu verladen sind. Darüber hinaus macht RFID-Technologie von Siemens auch Abläufe an Förderstrecken und in Hochregallagern der Drogeriemarktkette transparenter und effizienter.

… welche die komplexen Prozesse und Warenflüsse transparenter, einfacher und effizienter machen. Mit den richtigen Tools aufbereitet, erleichtern per RFID und RTLS erfasste Daten fundierte und faktenbasierte Entscheidungen und ermöglichen schnelles, flexibles (Re)Agieren unter sich ändernden Umständen sowie vorausschauende und ressourcenoptimierte Prozesssteuerung. Transportbehälter, -fahrzeuge und -wege einzusparen oder optimal zu nutzen, spart wertvolle Materialien, Treibstoffe und Energie. Dies verringert Wartungsaufwände und verlängert Einsatzzeiten und trägt damit auch ein gutes Stück zur Nachhaltigkeit bei.