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RFID in Produktionslogistik und Instandhaltung

Funkgestütztes Behältermanagement

Durch automatisierte Identifikation und Echtzeit-Verarbeitung von Informationen bietet RFID großes Potenzial für Prozessoptimierung und Automatisierung. Vor allem im Asset Management steigt derzeit die Nachfrage nach RFID-Lösungen, um Objekte zeitnah registrieren und identifizieren zu können. In Verbindung mit mobilen Lösungen lässt sich so zeitnah ein umfassender Überblick über den Zustand von Geräten und Anlagen ermitteln. Auch Informationen aus der Produktionslogistik lassen sich so vollautomatisch in angebundene Systeme übermitteln.

Bild: Softcon

In der Produktion tätige Großunternehmen in Deutschland planen zunehmend den Einsatz von Radio-Frequenzidentifikation (RFID). In der Chemie- und Automobilbranche gestattet die Technologie beispielsweise ein effizientes Behältermanagement; Druckbehälter im Chemieumfeld müssen besonders hohen Anforderungen genügen, da sie häufig gefährliche Stoffe enthalten. Regelmäßige Prüfzyklen sowie lückenlose und fehlerfreie Dokumentation sind daher enorm wichtig.

Die Vorgehensweise zur Einführung von RFID lässt sich anhand von Lösungsskizzen darstellen, die einen umfassenden Einblick in die Erfordernisse und einzelnen Projektschritte gewähren. Erfahrene Systemintegratoren können Unternehmen dabei unterstützen, entsprechende RFID-Projekte zur Effizienzsteigerung zielgerichtet umzusetzen. Zu diesem Zweck unterhalten viele Lösungsanbieter ein leistungsfähiges Partnernetzwerk. Dieses wird im Projektverlauf vom Systemintegrator koordiniert, so dass das Unternehmen nur Kontakt zu einem Dienstleister hat.

System-Einführung Schritt für Schritt

Nach der grundsätzlichen Entscheidung zur Einführung eines RFID-Projekts in einem Unternehmensbereich sollten umfassende Analysen an erster Stelle im Projektvorgehen stehen. Idealerweise werden die nachfolgenden Schritte vom Systemintegrator in Zusammenarbeit mit dem Projektteam beim Anwenderbetrieb im Rahmen eines eintägigen Workshops mit anschließendem mehrtägigem ‚Proof of Concept‘ durchgeführt. Dessen Ergebnisse dienen dann als Grundlage für die Umsetzung der Lösung. Zunächst werden dazu Anforderungen wie Anwendungsbereiche, Standorte und zu erfassende Objekte geklärt. In der Regel erhebt der Dienstleister im Rahmen einer Ortsbegehung die erforderlichen Daten.

Im nächsten Schritt erfolgt eine Prozessanalyse, in der die aktuellen Abläufe im Betrieb festgestellt und die erforderlichen Zielprozesse definiert werden. Darauf folgt die Prüfung der technischen Machbarkeit, auch vor dem Hintergrund von Umweltbedingungen wie Temperatur oder Feuchtigkeit. Schließlich werden geeignete technische Module wie die RFID-Tags, Lesegeräte und erforderliche RFID-Middleware für die Datenintegration zu verschiedenen Lösungsansätzen zusammengestellt. Diese bilden die Diskussionsgrundlage für die endgültige Entscheidung.

Wichtig ist auch die Betrachtung der wirtschaftlichen Faktoren mit Kosten-Nutzen-Berechnungen und einer ersten Bewertung des möglichen ‚Return on Investment‘ (ROI). Schließlich wird ein organisatorischer Plan erstellt, der Ablauf und Zeitpläne definiert. Es folgt ein erstes Pilotprojekt, in dem die skizzierte Lösung in einem Teilbereich implementiert und mit dem Unternehmenssystem integriert wird. Nach einer Laufzeit von bis zu zwei Monaten erlauben die daraus resultierenden Erfahrungsberichte gegebenenfalls notwendige Anpassungen vorzunehmen, bevor der endgültige Roll-out stattfindet, der je nach Umfang sechs bis 18 Monate in Anspruch nehmen kann.

RFID-Einsatz zur Kontrolle von Spezialbehältern

Ein Projekt bei einem Unternehmen der chemischen Industrie zeigt, wie dieser Prozess in der konkreten Umsetzung aussehen kann: Ein Hersteller von chemischen Flüssigkeiten trägt aufgrund der Beschaffenheit seiner Produkte höchste Verantwortung für die Sicherheit der eingesetzten Spezialbehälter. Der Durchlauf dieser Behälter im Werk wurde mit Hilfe von Laufzetteln dokumentiert, die manuell in das Enterprise-Resource-Planning-System (ERP) und Excel-Listen übernommen wurden.

Neben Fehleranfälligkeit war die Verzögerung der Datenübernahme in die Systeme von bis zu 24 Stunden ein Nachteil dieses Ablaufs. Daher entschied sich das Unternehmen für die Evaluation einer RFID-Lösung. Im Rahmen eines eintägigen Workshops wurden die Anforderungen durch das Team des Systemintegrators aufgenommen und als Basis für eine Lösungsskizze mit technischen und organisatorischen Details genutzt.

Zu den erhobenen Daten gehörte das Mengengerüst inklusive der Anzahl der mit RFID-Tags auszurüstenden Behälter, die Häufigkeit des Umschlags pro Container und Anforderungen wie die Echtzeit-Bestimmung von Status und Aufenthaltsort aller Behälter auf dem Firmengelände. Ferner sollten diese Daten unmittelbar mit dem ERP-System synchronisiert werden, um die Informationen in Disposition und Prozesssteuerung sofort verwerten zu können.

Steigende Datenqualität und Reaktionsgeschwindigkeit

Die Lösungsskizze sah vor, im Sinne der Fehlervermeidung auf eine mobile Lösung mit automatischer Identifikation zu setzen. Der technische Lösungsansatz berücksichtigte länderspezifische Funkfrequenzen, eine hohe Robustheit der Transponder und die Fähigkeit der mobilen Lösung, sowohl off-als auch online betrieben zu werden. Dazu sollte der Umfang der zu erfassenden Daten auf das Wesentliche beschränkt werden. Für das Auslesen der Transponder am Behälter wurden mobile RFID-Terminals vorgesehen; um Fehlerquellen zu minimieren, wurden zusätzlich am Terminal erfasste Daten plausibilisiert.

Für die Positionierung der Behälter boten sich wahlweise ein GPS-Modul im mobilen RFID-Terminal, stationäre Referenz-RFID-Tags, die nach jeder Behältererfassung eingelesen werden, oder ein WLAN-basiertes Ortungssystem an. Feststehende Leseantennen an Ein- und Ausfahrt sollten den Wareneingang per Bahntransport erfassen; LKW-Transporte aufgrund der unterschiedlichen Bauart der Fahrzeuge über die mobilen Terminals erfasst werden. Die gesamte Realisation vom ‚Proof of Concept‘ bis zur Implementierung wurde in weniger als einem Jahr umgesetzt, die jährliche Kostenersparnis etwa durch bessere Datenqualität und höhere Umlaufgeschwindigkeit wird auf rund 300.000 Euro geschätzt.

Sonderladunsgträger in der Automobilindustrie

Behältermanagement ist auch in Branchen wie der Automobilindustrie ein wichtiges Thema. Neben Standard-Behältern kommen Sonderladungsträger (SLT) zum Einsatz, die für spezielle Bauteile konzipiert sind und in einem Kreislauf zwischen Zulieferer und Hersteller ausgetauscht werden. Die fehlende Standortbestimmung in Echtzeit und die manuelle Erfassung von Ein- und Ausgang der Ladungsträger erschwerten in einem Zuliefererunternehmen eine effiziente Verwaltung.

Die Lösungsskizze des Systemintegrators zeigte hohes Potenzial für Prozessverbesserungen auf. Grundlage der Lösung war es, der VDA-Empfehlung 5501 zu folgen, die einen RFID-gestützten Prozess zur Optimierung des Behältermanagements in unternehmensübergreifenden Automotive-Supply-Chains beschreibt. Das Blatt definiert Schnittstellen, eine Identifikationssystematik sowie die Anforderungen an die RFID-Technologie.

Die Ladungsträger wurden dazu mit Spezialtranspondern (UHF) ausgestattet, die robust auf Metall montiert werden können. Die Erfassung der Ladungsträger erfolgt automatisiert bei An- und Auslieferung, punktuell kommen mobile Terminals zum Einsatz. Entsprechende Schnittstellen zum ERP-System synchronisieren die Bestände. Im Resultat werden die Ladungsträger schneller gebucht und individuell identifiziert. Als Ergebnis können durch zuverlässig geführte Leergutbestände und Bewegungsdokumentation Inventuren deutlich reduziert werden. Zudem ließen sich Behälterbestände reduzieren, Engpässe frühzeitig erkennen und die Umlaufgeschwindigkeit erhöhen.

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