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Wer bin ich und wo will ich hin?

Text: Markus Weinländer, Siemens Fotos: Siemens
Die logistische Erfassung von Produktionsteilen, Werkzeugen und Transportkisten war bisher recht aufwändig. Doch inzwischen kann mit UHF-RFID-Technik ein Produkt von der Entstehung bis zur Auslieferung unkompliziert begleitet werden.

Kostengünstige RFID-Etiketten, die auch im eingebauten Zustand, im Pulk und über mehrere Meter Entfernung gelesen werden können - mit der Einführung des EPCglobal-Standards wurde dies Realität. Erstmals kann nun RFID so eingesetzt werden, dass ganze Warenlieferungen auf Paletten an einem Eingangstor ohne langwieriges Abschießen von Barcodes erfasst werden. Die Auszeichnung einzelner Lieferungen, Verpackungseinheiten oder gar Einzelartikeln mit den Funketiketten kann Schritt für Schritt umgesetzt werden. Basis hierfür ist die Nutzung der Frequenzen im UHF-Band um 865 MHz. Industriell konnte jedoch die EPCglobal-Technik nicht ohne weiteres für Anwendungen in Produktion, Materialfluss-Steuerung und Zulieferlogistik eingesetzt werden. Der Grund sind unterschiedliche Anforderungen: So ist ein Automobilhersteller auf eine 100-prozentige Trefferquote angewiesen. Gleichzeitig müssen Überreichweiten vermieden werden, denn eine Fehllesung kann nicht nur eine Fehlbuchung bei der Vereinnahmung verursachen, sondern schlimmstenfalls zur Beschädigung von Maschinen führen.

Übereichweiten werden ausgefiltert

Auf Anforderungen von Industriekunden hat Siemens mit einem Portfolio aus Readern und optimierter Firmware, speziellen Antennen und einer breiten Auswahl an Transpondern geantwortet: Simatic RF600 ist nun für den Einsatz in Produktion und industrieller Logistik tauglich. Dazu gehören leistungsfähige Algorithmen in den Readern, verschiedene Antennenbauformen für unterschiedliche Anwendungszwecke und ein breites Angebot an Transpondern und Smart Labels. So erlaubt die Firmware in den Lesegeräten nun die adaptive Anpassung der Sendeleistung an die aktuellen Erfordernisse. Die Ausfilterung von Überreichweiten kann über verschiedene Methoden erfolgen, die unter anderem über statistische Verfahren arbeiten. Damit kann sichergestellt werden, dass trotz Überreichweiten nur derjenige Transponder an das übergeordnete System gemeldet wird, der tatsächlich bearbeitet werden soll.Zur Einrichtung der Lesestellen unterstützt das Tool RF-DIAG die verschiedenen Anwendungsfälle wie Ersteinrichtung, Optimierung oder Fehlerdiagnose praxisnah. Auch der Gerätetausch ist nun besonders einfach, da alle Parameter auch vollautomatisch aus der Simatic-Steuerung über verschiedene Anbindungen wie Profibus oder Profinet in die Reader übertragen werden. Schließlich können Qualitätsdaten zur Beurteilung der Lesestelle durch die SPS abgerufen und für eine Visualisierung auf einem HMI Panel aufbereitet werden.

Smart Labels schließen Datenverlust aus

Mit den bisher verwendeten Umlauf-Datenträgern waren aufwändige Maßnahmen zur Datensicherung und -übertragung notwendig, wenn der Transponder vom Produkt entfernt oder das Erzeugnis von seiner Transporteinheit getrennt wurde. Mit Smart Labels werden bei der UHF-RFID-Technik nun alle Daten direkt am Erzeugnis geführt, so sind Produkte oder Hilfsgüter dauerhaft gekennzeichnet und ein Datenverlust ist nahezu ausgeschlossen. In der industriellen Logistik war eine Verfolgung der Transportbehälter oder Werkzeuge bislang kaum wirtschaftlich möglich. Als Folge konnte zum Beispiel eine Bestandsoptimierung im Hinblick auf die Umschlagsgeschwindigkeit kaum durchgeführt werden. Auch die Steuerung von Sekundärprozessen, zum Beispiel zur Wartung und Reinigung, kann ohne vollständige Informationen nur auf Verdacht erfolgen. Wird jedoch eine lückenlose Nutzungshistorie automatisch erzeugt, können diese Hilfsschritte nach tatsächlicher Verwendung erfolgen.Sinnvoll ist die Kombination verschiedener Prozesse. Da die Objekte nun dauerhaft gekennzeichnet sind, kann die Logistik zwischen Zulieferer und Produkthersteller kontrolliert, die Produktion gesteuert, die Lagerhaltung optimiert und die Warenausgangs-Buchung automatisiert werden. Der weltweite Standard EPCglobal und seine industrietaugliche Implementierung in geeignete Lesegeräte, Antennen und Transpondern macht es möglich, eine gemeinsame Infrastruktur für zahlreiche bewegte Güter zu nutzen.

RFID nicht nur fürs Auto

Dass UHF-RFID in der Industrie längst Fuß gefasst hat, zeigen erfolgreiche Großprojekte in führenden Unternehmen, zum Beispiel die Produktion der A- und B-Klasse in den Mercedes-Benz-Werken. Zur Identifikation dient ein hitzefestes Label, das im Rohbau automatisch an den Karossen befestigt wird und bis in die Endmontage am jeweiligen Fahrzeug verbleibt. Auch Zulieferbetriebe der Automobilindustrie arbeiten bereits damit. Als eines der ersten Unternehmen hat Rehau die Stoßfänger-Produktion mit Simatic-UHF-Komponenten optimiert. Hier wird ein Smart Label nach dem Spritzguss in die Stoßfänger eingeklebt und folgt dann sämtlichen Produktionsschritten bis hin zur korrekten Verladung im LKW. ZF Getriebe stattet seine Getriebegehäuse mit einem UHF-Transponder aus, auf dem auch ein 2D-Datamatrix-Code und eine Klarschriftnummer eingeprägt wird. Auch außerhalb der Automobilindustrie finden sich interessante Applikationen. Der Aluminiumhersteller Aleris hat den RFID-Einsatz zum Management seiner Transportbehälter untersucht und hierzu die bis zu 130 °C heißen Stahltiegel mit Transpondern ausgerüstet. Zur Erfassung der Behälter dienen fest installierte Lesestellen, die bei der Werksausfahrt sogar im Außeneinsatz klaglos ihren Dienst tun. Neben einer genau und automatisch nachvollziehbaren Lieferstrecke lassen sich durch die gewonnene Nutzungshistorie der Behälter auch Sekundärprozesse wie die Behälterreinigung optimieren.

Unausgeschöpftes Potential

Die Nutzung von UHF-RFID in der Industrie ist jedoch noch lange nicht ausgeschöpft. Insbesondere bei durchgängiger Nutzung der Etiketten über Werks- und Unternehmensgrenzen hinweg gibt es derzeit noch Potenzial, das nur in Ansätzen erschlossen ist. Alleine die zahlreichen, unterschiedlichen Barcodes auf einer Standard-Sendung per Spedition zwischen Unternehmen zeigen auf, wo Verbesserungen möglich und notwendig sind. In einem Projekt wird dies derzeit für die Automobilindustrie untersucht. Erstmalig nimmt das Förderprojekt RAN (RFID-based automotive network) die durchgängige Identifikation per RFID für die automobile Lieferkette in den Blick und analysiert in verschiedenen Szenarien, wie UHF vorteilhaft für die beteiligten Partner eingesetzt werden kann - mit vielversprechenden Ergebnissen. Die Technik ist reif für diese nächsten Schritte.

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