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Der RFID-Schreiblesekopf (oben) identifiziert den zu prüfenden Stößfänger anhand des darin angebrachten Datenträgers, die Middleware bringt den zugehörigen Datensatz auf das Display.

Der RFID-Schreiblesekopf (oben) identifiziert den zu prüfenden Stößfänger anhand des darin angebrachten Datenträgers, die Middleware bringt den zugehörigen Datensatz auf das Display.Turck

Das Management von Magna Exteriors and Interiors (MEI) entschied sich bei der Planung und  Projektierung des neuen Standortes in Meerane für die RFID-Technik (Radio Frequency Identification), um Produktion und Logistik automatisch zu steuern. Der Einsatz von Barcodes, wie er in anderen Produktionsstandorten praktiziert wird, prüfte das Unternehmen im Vorfeld und verwarf sie, da die RFID-Lösung im Vergleich flexibler ist. Außerdem laufen die notwendigen Scan-Vorgänge mit RFID schneller ab und sind weniger anfällig für Fehler.

Aufgrund der komplexen Anforderungen setzte der Automobilzulieferer von Beginn an auf den Einsatz der UHF-Technik (Ultra High Frequency), da diese Technik eine große Lesereichweite ermöglicht – abhängig von der Umgebung bis zu mehreren Metern. Nachteile der UHF-Technik, die durch eine mögliche Einstreuung von unerwünschten oder unplausiblen Fremdsignalen auf engem Raum entstehen, eliminiert eine entsprechende Software.

Transparenter Prozess

Gleich nach dem Spritzguss werden die Rohteile der Stoßfänger mit eindeutigen RFID-Tags gekennzeichnet. Damit lässt sich der Stoßfänger im gesamten Produktions- und Logistikprozess eindeutig identifizieren und nachverfolgen. Vor der Lackierung erkennt ein Reader die Position der Stoßfänger innerhalb eines Gestells. Dies dient zur Nachverfolgung der Produktionsqualität.

Nach dem Lackieren werden sämtliche Prozessdaten der Lackieranlage automatisch mit dem Stoßfänger verknüpft und dieser sortenrein in Lagerbehälter gesetzt. Hier erfassen und überwachen mehrere RFID-Reader die korrekte Einlagerung in den jeweils richtigen Behälter. Die Auto-ID Middleware erfasst dabei nicht nur die Signale, sondern prüft diese auch mittels ausgefeilter Algorithmen auf Plausibilität. Einstreuende Signale von angrenzenden Transportstrecken oder vorbeifahrenden Gabelstaplern erkennt die Software als Fehlsignale und filtert sie aus. Die derart geprüften, sortenreinen Lagerbehälter bleiben bis zum endgültigen Abruf im Zwischenlager, wobei die Lagerposition automatisch erfasst und in der Software verwaltet wird.

Die UHF-Schreibleseköpfe überwachen die Einlagerungen der Stößfänger in die Container.

Die UHF-Schreibleseköpfe überwachen die Einlagerungen der Stößfänger in die Container.Turck

Mit dem endgültigen Produktionsabruf erhalten die Stoßfänger ihre individuelle Ausstattung mit Kabelsträngen, Abstandssensoren oder Nebelscheinwerfern. Hier übernimmt der RFID-Tag die Steuerung der Maschinen über einen OPC-Server, zeigt den anstehenden Produktionsschritt sowie die Ausstattung an und lädt das entsprechende Maschinenprogramm für die Schweiß- oder Stanzarbeiten. Belädt ein Bediener die Maschine falsch oder wählt ein falsches Programm aus, erhält er eine Warnmeldung. Erst nach ausdrücklicher Bestätigung des Bedieners lässt sich die entsprechende Maschine starten. Dieses Vorgehen vermeidet Fehlbedienungen und verringert Reklamationen. Nach Abschluss dieses Produktionsschrittes und nach einer Qualitätsprüfung gelangt der Stoßfänger auf das entsprechende Gestell zur Just-In-Sequence-Auslieferung an den Kunden. Auch die Position der Stoßfänger auf dem Gestell wird per RFID überprüft, da diese für den Ablauf der weiteren Produktion beim Kunden wichtig ist.

Weniger Fehler, mehr Datendurchgängigkeit

Die Middleware Graidware von der Firma Sigma Chemnitz speichert die erfassten Daten aus den einzelnen Produktionsschritten und stellt sie anderen Systemen, wie etwa dem ERP-System (Enterprise Resource Planning) oder dem WMS (Warehouse Management System) zur Verfügung. Das ermöglicht einen Echtzeit-Überblick über den momentanen Produktionsstand. Das direkte Aufbringen der Tags auf die Stoßfänger erlaubt es, die Teile im gesamten Produktentstehungsprozess bis zur Versendung lückenlos nach zu verfolgen und zu identifizieren. Darüber hinaus lassen sich auch statistische Werte aus der Produktion ermitteln. Diese Daten und statistischen Erhebungen können dazu dienen, die Produktion zu verbessern, Reklamationen zu vermeiden und damit Kosten zu senken. Fehlscans durch manuelle Fehlbedienung, wie beim Einsatz von Barcode-Lösungen, lassen sich vermeiden. Eine Einarbeitung neuer Mitarbeiter ist dadurch schneller möglich. Außerdem entfallen viele aufwendige Arbeitsschritte, wie das Erfassen der herkömmlichen Barcodes per Hand. Das führt zu einer kürzeren Prozesszeit und damit zu sinkenden Prozesskosten.

Auch die Qualitätssicherungs- und Polier­arbeitsplätze sind mit UHF-Readern ausgerüstet.

Auch die Qualitätssicherungs- und Polier­arbeitsplätze sind mit UHF-Readern ausgerüstet.Turck

Projekt organisatorisch und technisch reibungslos umgesetzt

Der Systemintegrator Sigma Chemnitz erhielt den Auftrag zur Umsetzung der RFID-UHF-Lösung in Meerane. Als Partner für die RFID-Hardware wählte er Turck aus. Basis des Systems sind UHF-Schreibleseköpfe in drei Bauformen. Für die kürzeren Reichweiten bis maximal 1,5 m setzte der Systemintegrator die Q150-Reader ein. An mehreren Positionen wurden höhere Reichweiten benötigt, was der Integrator mit Q240-Schreibleseköpfen realisiert. Bei einigen besonderen Prozessschritten waren die größten UHF-Reader vom Typ Q280 erforderlich. Sie erreichen maximal Reichweiten von 5 m. Neben der hohen Reichweite war es in diesem Projekt wichtig, viele Lesevorgänge pro Zeiteinheit zu erreichen. Zur Systemanbindung wählte der Integrator robuste BL67-Gateways mit entsprechenden I/O-Modulen, die ebenso von Turck geliefert wurden wie Anschlusskabel, Netzgeräte und Sensoren.

„Ein großer Vorteil der Turck-Lösung war, dass die Trigger, zum Beispiel Lichttaster oder wie hier ein  Fußtaster, direkt an das Gateway des I/O-Systems angeschlossen werden konnten, an dem auch die Module für die Reader angeschlossen sind – egal ob es Sensoren von Turck waren oder nicht“, beschreibt Sigma-Geschäftsführer Frank Pyritz einen Pluspunkt des Systems.

Die erste Anfrage zur RFID-Implementierung erfolgte im Mai 2011, nur 15 Monate später konnte MEI termingerecht mit der Produktion am Standort beginnen. „Es ist schon bemerkenswert, wenn ein derartig komplexes Projekt eine Punktlandung in Sachen Termintreue hinlegt. Wir konnten überpünktlich mit der Produktion an unserem Standort starten“, sagt dazu Jens Turschner, Projektleiter von Magna Exteriors & Interiors Meerane, und ergänzt: „Bei solchen Projekten funktioniert das nur mit einer engen Zusammenarbeit aller Beteiligten. Mit Sigma haben wir einen Realisierungspartner gefunden, der nicht nur das umgesetzt hat, was wir wollten, sondern an vielen Stellen wertvolle Vorschläge zur Optimierung gemacht hat.“

Auch Hendrik Rothe, Geschäftsführer Magna Exteriors & Interiors in Meerane, hat die Entscheidung für Sigma und Turck nicht bereut: „Wir sind  sehr zufrieden mit dieser Lösung. Wir konnten pünktlich mit der Produktion starten und unsere Prozesse laufen fehlerfrei. Durch den Wegfall aufwendiger Arbeitsschritte haben wir eine deutliche Verbesserung der Prozesszeiten erreicht.“

Udo Branigk

Projektmanager bei der Hans Turck GmbH & Co. KG in Mülheim

(mf)

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