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Produktionsoptimierung durch Datenintegration

Globale Materialverfolgung

Im Forschungsprojekt 'RFID-based Automotive Network' arbeitet ein breit aufgestelltes Konsortium aus der Automobilindustrie an dem standardisierten Austausch von Logistikdaten und deren Nutzung durch Assistenzsysteme. Ziel ist es, dadurch frühzeitig Störungen zu identifizieren und deren negativen Auswirkungen unter anderem auf Produktionsplanung und -steuerung zu minimieren.

Datenerfassung in der Automobilproduktion: UHF-Portalanwendung mit Mehr-Antennen-Lösung zur prozesssicheren Erfassung mehrerer RFID-Daten
Bild: Siemens AG

Ein Blick auf IT-Landschaften zum Steuern und Überwachen globaler Lieferketten zeigt derzeit viele einzelne, hochabgesicherte ‚Datenfestungen‘ bei den beteiligten Partnern. Denn Unternehmen tauschen zwar große Mengen an Materialien aus, teilen aber nur sporadisch betriebswichtige Informationen. Während sich die Technologien zur Überwachung von Lieferprozessen, etwa durch die Einführung von RFID-Transpondern (Tags) direkt am Material oder Ladungsträger, in den letzten Jahren erheblich verbessert haben, findet ein Austausch der erhobenen Materialverfolgungsdaten oft nicht oder nur unzureichend statt. Dabei hilft die frühzeitige Identifizierung und Kommunikation potenzieller Probleme in komplexen Zuliefernetzwerken, wie in denen der Automobilindustrie, Störfällen vorzubeugen. Von Störungen betroffene Teilnehmer bekommen so Zeit, sich durch geeignete Reaktionsmechanismen an neue Umstände anzupassen und Produktionsausfälle zu vermeiden oder zu minimieren.

Viele Partner, ein gemeinsames Ziel

In diesem Zusammenhang wird im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) geförderten Forschungsprojekt RFID-based Automotive Network (RAN) daran gearbeitet, den globalen Austausch von RFID-Daten weitestgehend zu standardisieren und Logistikdaten für Assistenzsysteme unternehmensübergreifend zur Verfügung zu stellen. Das Projekt hat das Ziel, die zunehmend komplexer werdenden Produktions- und Logistikprozesse besser beherrschbar zu machen. Die Siemens AG unterstützt das Projekt im Konsortium durch die Standardisierung von RFID- und Steuerungsinfrastrukturen und die Gestaltung eines auf Basis des Manufacturing Execution-Systems (MES) Simatic IT basierenden Assistenzsystems für robuste Produduktionssteuerung und -ausführung. Dies soll zum Erreichen vorgegebener Leistungskenngrößen wie hohe Auslastungsgrade und optimale Durchlaufzeiten beitragen.

Standardisierung der Infrastruktur

Um kostspielige und häufig inkompatible Individuallösungen zu vermeiden und eine einfache Integration von neuen Lieferkettenpartnern zu ermöglichen, wird im Rahmen des Forschungsprojektes die Standardisierung der Erfassung und Übertragung von Materialverfolgungsdaten verfolgt. Angepasst an die Bedürfnisse der Automobilindustrie wurden Standard-Erfassungsklassen für wesentliche Anwendungsfälle auf Basis von mehreren Grundanforderungen abgeleitet. Dazu zählt zum Beispiel die Notwendigkeit von Multi-Tag-Lesefähigkeit für das sogenannte Single- oder Bulk-Reading oder die Festlegung, inwiefern Lese- oder Schreibfähigkeit benötigt wird. Mithilfe dieser Kriterien wurden insgesamt neun Standard-Erfassungsklassen identifiziert, darunter ‚RFID-Gate‘, ‚Gabelstapler‘, ‚Regal‘ sowie ‚Single-Read-Point‘.

Die resultierenden Spezifikationen sollen Anwender in die Lage versetzen, die Komponenten und Lieferanten zielgerichtet auszuwählen. Zum anderen profitieren die Technologielieferanten von der Möglichkeit, Produkte anbieten zu können, welche die im Projekt erarbeiteten Anforderungen an die Datenerfassung umfassend erfüllen. Der Fokus des Münchner Konzerns liegt auf der Vereinheitlichung der Erfassungs- und Steuerungsinfrastruktur. Anhand der Portalanwendung des Projektes wird der UHF-Reader Simatic RF600 mit entsprechenden Antennen installiert. Bei Durchfahrt der mit RFID gekennzeichneten Objekte – etwa Paletten oder Werkstückträger – werden alle Datenträger im Pulk gleichzeitig erfasst und im Lesegerät als sogenannte ‚Ereignisse‘ ausgewertet.

Vorverarbeitungsmechanismen auf dem Reader stellen sicher, dass nur applikationsspezifische Informationen über die offene IT-Schnittstelle zur Verfügung gestellt werden. Je nach Anforderung der Applikation können mehrere Antennen verwendet, spezifische Schreib-/Lesezugriffe auf den Tags implementiert und funktechnische Anpassungen vorgenommen werden. Bei der Datenerfassung im Produktionsumfeld wird zudem meist ein selektives Verfahren gefordert, wofür die Erfassungsklasse Single-Read-Point geeignet ist. Hierbei darf nur ein Tag an der Lesestelle erfasst werden, um die objektspezifische Zuordnung sicherzustellen.

Diese Erfassungsklasse erfordert oft eine geringere Leistungseinstellung und die Integration in die Automatisierungssysteme. Derartige Anforderungen können zum Beispiel mit dem kompakten RFID-System Simatic RF620R umgesetzt werden. Die Geräte vereinen Reader-Einheit und Antenne in einem Gehäuse und integrieren sich nahtlos in die Automatisierungsebene. Zudem unterstützt diese Lösung eine durchgängige Diagnose, einfaches Engineering und prozesssichere Funktionalität auch in rauen Umgebungen. Insgesamt soll mit Hilfe der definierten Erfassungsklassen das Hinzufügen von RAN-konformen Erfassungspunkten entlang der Produktions- und Logistikprozesse vereinheitlicht und vereinfacht werden.

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