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Bild: Harting
RFID

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Vom Steckverbinder bis in den Webshop

Text: Olaf Wilmsmeier, Dr. Jan Regtmeier beide Harting
Die Maschine steht, nichts geht mehr. Der Grund: Ein Gabelstapler hat beim Verladen einer Gitterbox einen Steckverbinder beschädigt – eine kleiner Unfall, aber mit großer Wirkung. Nun laufen in der Regel Mitarbeitende panisch los und durchsuchen -zig Aktenordner, in der Hoffnung dort in der Dokumentation herauszufinden, um welchen Steckverbinder mit welchen Einsätzen es sich genau handelt. Welche Artikelnummer hat der Stecker? Welche Artikelnummer haben die Einsätze? Wo kann man Ersatzteile bestellen? Und dies in einem Zeitalter, in dem mehr und mehr Produktionsunternehmen aktiv Industrie 4.0 vorantreiben.

Das Szenario nun in der Industrie 4.0 Version: Der Gabelstapler beschädigt den Steckverbinder, die Maschine steht. Der Servicetechniker kommt mit seinem mobilen Handheld und liest den RFID Transponder am Steckverbinder aus. Seine App fragt beim SAP System an, um welche Komponente es sich genau handelt und erfährt die Artikelnummer inklusive der verbauten Einsätze. Mit dieser Information erfolgt der Absprung ins eBusiness-Portal, in dem direkt Zeichnungen und Datenblätter zur Verfügung stehen. Nach kurzer Überprüfung können aus der App heraus im eBusiness die passenden Ersatzteile bestellt werden.

Klingt nach Fiktion? Keinesfalls, denn Dank Industrie 4.0 und der engen Vernetzung von realer Welt und den verschiedenen IT-Systemen kann ein solches System heute umgesetzt werden.

Steckverbinder und Kabelkonfektionen können mit UHF-RFID-Transpondern ausgerüstet werden, um Informationen und Daten der realen Komponenten mit der virtuellen Welt zu verknüpfen. Damit erhält der Steckverbinder eine eindeutige Identität und ein Gedächtnis. Mit dieser eindeutigen Nummer kann der Kunde im ERP System erfragen, um welche Komponente es sich genau handelt. Im Feld setzen sich zunehmend mobile Endgeräte durch, vom Industrie-Smartphone über klassische Handhelds bis hin zu Tablets. Moderne Softwareentwicklungstools ermöglichen die Erstellung mobiler Apps, und dies unabhängig vom Betriebssystem des jeweiligen Gerätes unter Einsatz aktueller Technik wie HTML5 und CSS3.

Damit ein solches Konzept im Feld zuverlässig funktioniert, bedarf es im Hintergrund allerdings einer detaillierten und relevanten Datenbasis. Sie beinhaltet neben der Konfiguration des Steckerverbinders auch die Möglichkeit des ortsunabhängigen Zugriffs. Detaildaten von identifizierbaren Objekten werden Anwendern deshalb via Internet zur Verfügung gestellt.

Die Herausforderung liegt häufig in der Kommunikation zwischen der Feldebene und dem IT-System. Hier bietet sich oft das M2M-Protokoll OPC UA an. Es ist plattformunabhängig, herstellerunabhängig, schnell und bietet Sicherheit. Bereits zur Hannover Messe wurde hierzu ein neuer Kommunikationsstandard für Auto-ID-Geräte auf Basis von OPC UA vorgestellt. Viele Industrieunternehmen, inklusive Siemens und Harting, haben im Rahmen einer vom AIM Verband geleiteten Arbeitsgruppe intensiv an der sogenannten companion specification gearbeitet und entwickeln diese auch kontinuierlich weiter. Dieser neue Standard definiert unter anderem, wie die bereits durch die GS1 standardisierten EPCs (Electronic Product Code) per RFID und OPC UA abgefragt werden können. Damit wird ein Hauptkritikpunkt an Industrie 4.0 entkräftet: ein Mangel an Standardisierung.

Per OPC UA kann ein Handheld direkt mit dem SAP Modul Plant Connectivity (PCo) kommunizieren. Eine andere Option ist die Nutzung der SAP AutoID Infrastructure (AII). Damit der Teil des Prozesses, der außerhalb des SAP geschieht, leicht zu erstellen ist, bequem angepasst werden kann und auch in Zukunft verständlich ist, empfiehlt sich dessen Beschreibung in BPMN. Dabei handelt es sich um ein Werkzeug zur visuellen Modellierung von Prozessen. Das Modell kann anschließend übersetzt werden und dient als schneller Einstieg in die Erstellung der mobilen App.

Das von Harting entwickelte Konzept ermöglicht den zuverlässigen und schnellen Zugriff auf Detaildaten von Produkten oder Maschinen und lässt sich für weiter reichende Geschäfts- und Produktionsprozesse nutzen.

Die RFID-Technik ermöglicht auch weitere Erneuerungen in Bezug auf objektspezifische Datenerfassung und Speicherung: RFID-Tags können Objekte nicht nur eindeutig kennzeichnen. Der Anwender kann den Transponder mit zusätzlichen Informationen beschreiben, welche bei Bedarf ausgelesen oder aktualisiert werden können. Mit Sensortranspondern lassen sich weitere Daten, wie Temperaturwerte, direkt am Objekt erfassen und im Transponder hinterlegen. Diese zusätzlichen, direkt am Objekt aufgenommenen Daten ermöglichen Rückschlüsse auf den fehlerhaften Gebrauch von Maschinen – ein weiteres Plus an Sicherheit.

Der Vorteil von RFID: Es ist die einzige Technik, die Informationen direkt am Produkt speichern und im Laufe des Produktionsprozesses ändern kann. Interpretiert man die Einheit physikalisches Produkt + RFID-Transponder als Cyber Physical System ist man bereits im Herzen der Integrated Industry angekommen.

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