Große Optimierungspotenziale für Fertigungslinien bieten die Technologien der Automatischen Identifikation (AutoID) wie klassische Barcodes, zweidimensionale Codes oder die Radiofrequenz-Identifikation (RFID). Sie gehören in immer mehr Unternehmen zum Standard und werden sowohl bei der Steuerung der Produktion und des Materialflusses, bei der Nachverfolgung von Lieferketten wie auch bei der Instandhaltung und Wartung der Anlagen eingesetzt. Dabei unterstützen die AutoID-Verfahren eine zuverlässige Qualitätsprüfung und ein lückenloses Tracking&Tracing. RFID überzeugt: Speicherkapazität und Wiederbeschreibbarkeit Sowohl optische Codes als auch die RFID-Technologie haben Stärken und Schwächen und sind daher für verschiedene Anwendungsbereiche geeignet. Bei der Verwendung umlaufender Transportbehälter in der Fertigungsautomatisierung gilt insbesondere der RFID-Einsatz als prozessoptimierendes Hilfsmittel. Während Barcodes aufgrund ihrer geringen Kapazität für die Speicherung größerer Datenmengen ungeeignet sind, lassen sich bei RFID mehr Informationen zu Bauteilen oder Produkten vorhalten. Ein RFID-Transponder (auch RFID-Tag) ist darüber hinaus nicht nur les-, sondern auch beschreibbar und kann jederzeit mit neuen Daten versehen werden. Dafür enthält er einen Chip mit einem dynamischen Speicher. Inzwischen gibt es auch für raue Umweltbedingungen im industriellen Umfeld spezielle Transponder, die gegen Schmutz, Stoß, Vibration, Hitze und chemische Umfelder resistent sind. Auch optische Codes wie Barcode oder Datamatrix sind maschinenlesbar; im Unterschied zu RFID benötigen die Scanner dabei allerdings Sichtkontakt zum Etikett. Das erschwert den Einsatz stationärer Scanner, da die Etiketten an den zu lesenden Objekten exakt ausgerichtet sein müssen, damit der Scanner sie findet. Zudem muss jedes Etikett einzeln gelesen werden. Eine Pulk-Lesung, also das automatische Erkennen mehrerer Etiketten, z.B. auf einer Palette, ist nur mit RFID möglich, weil eine RFID-Übertragung keinen Sichtkontakt benötigt und die Signale verschiedener RFID-Tags auseinander gehalten werden können. Das ist ein entscheidender Vorteil für die Optimierung und Automatisierung der Fertigungsprozesse. Transponder an Fertigungsschlitten optimieren Produktionsprozesse Die Anwendungsmöglichkeiten in der industriellen Produktion sind vielfältig. RFID-Systeme dienen beispielsweise der dezentralen Steuerung von Maschinen und Anlagen und unterstützen damit die Automatisierung einer Fertigungslinie. Insbesondere in der auftragsbezogenen Produktion sind Technologien notwendig, die eine Anpassung an jedes einzelne Werkstück ermöglichen. Die Fertigungsstationen müssen so flexibel sein, dass sie einen bestimmten Produktionsschritt in unterschiedlichen Varianten ausführen können. Dazu rüstet man Fertigungsschlitten mit einem Transponder aus. Mithilfe eines RFID-Readers mit integrierter RFID-Schreibeinheit werden die gesamte Stückliste sowie sämtliche Produktionsanweisungen auf dem RFID-Tag gespeichert. Das Werkstück bringt damit alle Informationen mit, welche die autonomen Fertigungsstationen zur Bearbeitung benötigen. Der Reader liest die Daten aus, und die Automaten erledigen die hinterlegten Arbeitsschritte. Hat das Werkstück die Fertigungslinie vollständig durchlaufen, verbleibt der Fertigungsschlitten im Produktionskreislauf und wird für das nächste Produkt verwendet. Aufgrund der dezentralen und RFID-basierten Produktionssteuerung lassen sich sogar Einzelstücke und unterschiedliche Varianten eines Modells vollautomatisch und just-in-time herstellen. Die hohe Speicherkapazität und Wiederbeschreibbarkeit der Transponder ermöglichen darüber hinaus die Speicherung von Qualitätsdaten oder Prozessparametern. So werden zum Beispiel alle zur Montage benötigten Teile automatisch dokumentiert und bei niedrigen Lagerbeständen nachbestellt. Die Produktionsleitung ist zudem in der Lage, jeden Schritt im Fertigungsprozess lückenlos zurückzuverfolgen. In der Lebensmittelproduktion verwendet man RFID-Transponder überdies in Verbindung mit Sensorik. So kann beispielsweise der Temperaturverlauf gespeichert und zur Qualitätskontrolle genutzt werden. Ferner vereinfacht die Möglichkeit zur Pulkerfassung die automatischen Erfassungsvorgänge ganzer Mischpaletten. Elektronische Typenschilder vereinfachen die Instandhaltung RFID-Technologie wird in der Produktion in wachsendem Maße auch zur Optimierung der Wartungs- und Instandhaltungsprozesse eingesetzt. Eine einwandfreie Auszeichnung von Anlagen und Maschinenteilen erfolgt herkömmlicherweise durch robuste Typenschilder. Dennoch entstehen in der Praxis häufig Probleme beim Ablesen der Gerätedaten. Einerseits durch verschmutzte Schilder. Andererseits, weil Maschinenteile oft so im Gerät verbaut werden, dass Typenschilder kaum zugänglich sind. Fehler des Wartungspersonals können daher nicht ausgeschlossen werden. Auch hier bietet sich der RFID-Einsatz an: Anlagen werden mit widerstandsfähigen Transpondern versehen, auf denen die Gerätedaten gespeichert werden. Mithilfe eines Readers sind die Daten berührungslos und ohne Sichtkontakt auszulesen. Zudem sind die Nutzer in der Lage, bestehende Daten auf den wiederbeschreibbaren Tags zu ändern und Wartungsinformationen zu ergänzen. Durch die Dokumentation der Instandhaltungsprozesse und der damit verbundenen Datenspeicherung können Unternehmen Wartungsarbeiten kontrollieren und effizienter gestalten. Des Weiteren lässt sich nachvollziehen, welcher Mitarbeiter für eine bestimme Wartung verantwortlich zeichnet. Einsatz von RFID je nach Anforderung abwägen Die vielfältigen Vorteile lassen vermuten, RFID habe optische Codes vollständig aus der Produktion verdrängt. Doch weit gefehlt: Da die Kosten für die RFID-Technologie vergleichsweise höher sind, ist ihr Einsatz kein Selbstzweck. Er muss sich wirtschaftlich lohnen. Eine Verwendung an Massenprodukten wie Kabeln, Schaltern oder Schrauben mit geringem Einzelpreis ist wenig sinnvoll. Vielmehr eignen sich die Transponder für die Etikettierung hochpreisiger Artikel wie beispielsweise Autos oder teure Ersatzteile, bei denen die Tags für den Produktionsabschluss und den Versand an den Händler genutzt werden, sowie einen wiederholten Einsatz, also die Identifikation umlaufender Transportmittel wie Fertigungsschlitten, Behälter oder Paletten. Auf diese Weise amortisieren sich die Investitionskosten mit jedem Umlauf. Durch die Möglichkeit, Daten auf dem Tag zu überschreiben, ist eine Mehrfachanwendung zu realisieren. Darüber hinaus ergeben sich beim RFID-Einsatz immer wieder Schwierigkeiten physikalischer Natur. So wird das Auslesen der Etiketten, also die Übertragung der elektromagnetischen Funkwellen, beispielsweise durch Metall oder Flüssigkeiten eingeschränkt. Die Verwendung an metallischen Gehäusen oder Waren mit hohem Flüssigkeitsanteil ist deswegen schwieriger. Hier sind optische Identverfahren wie Barcode oder die Direktmarkierung auf metallischen Oberflächen (DPM: Direct Part Marking) über Datamatrix-Code oft das Mittel der Wahl. Ferner sind Bar- codes durch ihre einfache Erstellung mittels Druckern und ihre geringen Kosten gut für die Kennzeichnung niedrigpreisiger Massenartikel mit kurzer Lebensdauer geeignet. Übergreifende RFID-Nutzung birgt Optimierungspotenzial Für die unternehmensübergreifende Nutzung von AutoID-Verfahren ist eine umfassende Interoperabilität erforderlich. Industrieverbände wie der AIM-D e.V. und der Verband der Automobilindustrie e.V. (VDA) arbeiten daher stetig am Fortschritt der Standardisierung. Gemeinsam mit der International Standardisation Organisation (ISO) konnten weltweit einheitliche RFID-Standards entwickelt werden. So sind beispielsweise die Luftschnittstellen sämtlicher Frequenzbänder hinsichtlich ihrer Merkmale wie Bandbreiten, Datenkodierung, Betriebsfrequenzen oder Datenraten durch die ISO-Standards der Familie 18000 definiert. Darüber hinaus sind die Frequenzbereiche der RFID-Technologien exakt festgelegt, um Überschneidungen mit anderen Kommunikationsmitteln wie z.B. Mobiltelefonen zu vermeiden. Grundsätzlich lassen sich RFID-Systeme in der Industrie zwischen einem niedrigen (Low Frequency), einem mittleren (High Frequency) und einem hohen (UHF) Frequenzbereich unterscheiden. Die Auswahl muss je nach Anwendung getroffen werden und ist unter anderem von der geforderten Reichweite, also der Entfernung zwischen dem RFID-Tag am Maschinen- oder Bauteil und dem RFID-Lesegerät, abhängig. Komplementärer Einsatz von RFID und Barcode Abschließend muss festgehalten werden, dass AutoID-Technologien produzierenden Unternehmen die Möglichkeit zur Optimierung ihrer Prozesse eröffnen. Aufgrund der großen Bandbreite verfügbarer Lösungen sollten sich Unternehmen allerdings umfassend darüber informieren, welche Technologien ihren Anforderungen am besten entsprechen. Oft ist beispielsweise eine radikale Umstellung von Barcode auf RFID nicht nötig; vielmehr empfiehlt sich ein komplementärer Einsatz beider Verfahren. Der Umstieg auf RFID ist insbesondere dann zu prüfen, wenn durch die Technologie lediglich die Funktion des Barcodes ersetzt wird, also Alleinstellungsmerkmale wie die Datenerfassung ohne Sichtkontakt, die hohe Speicherkapazität oder die Wiederbeschreibbarkeit der Transponder nicht genutzt werden.
AIM-D e.V.
