RFID-Systeme erleichtern den Überblick über die Produktion. Die durchgängige Integration von RFID-Daten, Steuerungssystemen und den übergeordneten Unternehmensanwendungen ist allerdings noch Zukunftsmusik.
In der digitalen Fabrik der Zukunft haben Identifikationstechniken auf RFID-Basis (Radio Frequeny Identification) ihren festen Platz in der Produktionsplanung und -steuerung eingenommen. Das jedenfalls behaupten alle Marktauguren. In den Produktionshallen der Gegenwart allerdings geben Barcodes oder verdrahtete Sensoren den Ton an. RFID-Komponenten wie Transponder oder ultraflache Smartlabels gehören eher zu den Ausnahmen. Lediglich in der Automobilindustrie hat sich mit der Automatisierung und der Ethernet-basierten Kommunikation zwischen den Maschinen eine speicherbasierte Funkchiptechnik zur Werkstückmarkierung und –verfolgung seit längerem etabliert: „Passive RFID-Transponder sind in der Automobilproduktion schon lange im Einsatz“, sagt Jürgen Manz, Projektleiter bei der Siemens Business Services GmbH in München.
BMW, Opel, Volkswagen, DaimlerChrysler oder Audi nutzen berührungslos lesbare Speicherchips nicht nur in der Logistik, sondern auch in ihren Produktions- und Montagelinien. „Der entscheidende Vorteil ist ein besseres Produktdatenmanagement“, unterstreicht Manz. Voraussetzung sei eine gut funktionierende Datentechnik, die RFID-Informationen schnell auf die verschiedenen Steuerungssysteme verteilt. Durch die ständige Aktualisierung der produktionsnahen Daten lassen sich laut Manz die Prozesse deutlich verbessern.
Die Achsenmontage der 3er-Baureihe im Münchner BMW-Werk beispielsweise verwendet mobile Datenträger des Typs Moby E von Siemens mit einer Speicherkapazität von 752 KB, die funkbasiert an den Montagebändern ein- und ausgelesen werden. In diesem Fertigungsabschnitt steuert ein Produktionsleitrechner die Abläufe an 80 Arbeitsstationen. Die zentrale Fertigungssteuerung, eine Simatic S7 400, beschriftet vor Montagebeginn jeden der 30 Werkstückträger mit den relevanten Produktionsdaten. Hierzu zählen unter anderem Fahrgestellnummer, Bauteilinformationen und Vorgaben für die Montage-, Schrauber- und Automatikstationen. Schreib-Lesegeräte an den einzelnen Arbeitsplätzen aktualisieren nach Abschluss der Montageaufgabe den Datensatz. Der Werker überwacht per Terminal den Vorgang.
Der Vorteil des RFID-Systems liegt in der Kopplung der Informationen mit dem Qualitätsmanagementsystem, das anhand der übermittelten Daten eine umfassende Plausibilitätsprüfung und Auswertung vornimmt. Bei abweichenden Ist-Daten von den vorgegebenen Soll-Werten entnimmt das Materialfluss-System die montierten Teile und übergibt sie einer Nachbearbeitungsstation.
Mit drahtlosen Datenspeichern lassen sich Produktionsdaten nahezu in Echtzeit verfolgen. Das ist besonders für Rückmeldungen aus den einzelnen Produktionsabschnitten wichtig, denn die Produktionssteuerung braucht aktuelle Daten, um die Abläufe zu optimieren. „Der Einsatz der Funktechnologie sorgt unter anderem für einen schnelleren Datentransfer, eine schnellere Bestückung und geringere Fehlerquote“, sagt Klaus Bleisteiner, der im Amberger Gerätewerk von Siemens Automation and Drives (A&D) verantwortlich ist für die Konstruktion der Produktionslinie. Siemens montiert in Amberg elektronische Schaltgeräte (Schütze) vollautomatisch und setzt dabei seit mehreren Jahren RFID ein.
Die Investition in die RFID-Technik hat sich für die Amberger laut Bleisteiner nach zwei Betriebsjahren amortisiert. 100 Lesegeräte entlang der Produktionslinie halten jedes Detail während der Montage fest. Täglich baut die automatische Anlage mehr als 10000 Schütze in mehreren Hundert Varianten zusammen. Die als passive Speicherchips konzipierten RFID-Tags dokumentieren die einzelnen Montageschritte und werden an jeder Station aktualisiert. Die ausgelesenen Daten ergeben ein eindeutiges Bild über die montierten Komponenten und deren Eigenschaften.
RFID-Technik zieht nicht nur in die Fertigung ein, sondern bietet Optionen zur Vernetzung der Produkt- und Prozessdaten mit der Steuerungsebene und den übrigen Firmenapplikationen. Der Automobilzulieferer Grammer in Amberg setzt wiederbeschreibbare RFID-Tags in einem Pilotprojekt ein, wo Autositze verschraubt werden. Anstoß war die automatisch generierte Dokumentation der Montageschritte. Die IT-Abteilung plant allerdings mehr. „Wir wollen nicht nur jeden Prozessschritt aufzeichnen, sondern die Fertigung mit der Planungs- und Steuerungsebene verbinden“, sagt Thomas Ebert, RFID-Experte der hauseigenen IT-Abteilung.
Der PKW-Innenausstatter hat seine Unternehmenssoftware mit der SAP-Komponente Auto-ID-Infrastructure erweitert, die unterschiedliche RFID-Lesegeräte verwalten kann. Eine zusätzliche Kommunikationssoftware bereitet die RFID-Daten auf und leitet sie an die übergeordneten SAP-Anwendungen weiter. „Damit haben wir die datentechnische Grundlage im Haus, um unsere Prozesse passgenau zu verriegeln“, betont Ebert. Doch die Anbindung der Schraub- und Schweißroboter samt der Materialflusstechnik und Logistik an die übergeordneten Unternehmensapplikationen ist trotz vorhandener Schnittstellen kein einfaches Unterfangen: „Viele Systemübergänge müssen individuell parametrisiert und auf die weltweit verstreuten Niederlassungen zugeschnitten werden“, beschreibt Ebert die Herausforderung.
Ein anderes Konzept verfolgen Wissenschaftler am Institut für Transport- und Automatisierungstechnik der Uni Hannover. Die RFID-Experten wollen mit Hilfe von Mikroprozessoren das Aufgabenspektrum mobiler Transponder erweitern. So genannte Pre-Processing-Labels berechnen für jeden Produktionsschritt die auftragsspezifische Durchlaufzeit und übermitteln die Kennzahlen an das angeschlossene PPS-System. „Der Vorteil liegt im Zeitgewinn, denn vorberechnete Kennziffern entlasten die zentralen Steuerungseinheiten“, sagt Raja Höhn, Projektmitarbeiterin an der Uni Hannover.
Andreas Beuthner Fachjournalist in Buchendorf
RFID-Technik hat sich nach zwei Jahren amortisiert
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