21. FEBRUAR 2018

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Produkt erkannt, Chance erkannt


Identtechnik

Codierung Differenzierte Kundenwünsche, globaler Wettbewerb und immer mehr Markttransparenz erhöhen den Druck auf Unternehmen. Ein wichtiger Hebel für den Erfolg ist die automatische Identifikation von Gütern aller Art.

Drei weltweite Trends bestimmen, welche Marktteilnehmer im harten Wettbewerb erfolgreich sind: Die Globalisierung der Wertschöpfung führt dazu, dass der nächste Anbieter eines Erzeugnisses im virtuellen Markt nur einen Mausklick weit entfernt ist. Die Öffnung der Märkte und die schrittweise Angleichung der Rechts- und Handelssysteme machen es für die Kunden zunehmend einfacher, auch bei Anbietern am anderen Ende der Welt die gewünschten Waren zu beziehen.

Die hohe Markttransparenz durch das Internet macht Angebote besser vergleichbar als früher. Kunden sind zunehmend kritischer und haben höhere Anforderungen. Produkte von der Stange sind nicht mehr gefragt, sondern Individualisierung. Wachsende Komplexität der Produkte und Lieferbeziehungen erfordert eine lückenlose Rückverfolgung aller Komponenten oder Zutaten, um die Prozesse laufend optimieren und im Fall von Qualitätsschwankungen schnell reagieren zu können. Alle Produkte erhalten eine eindeutige Kennzeichnung, bisherige Massenerzeugnisse werden also datentechnisch zu Einzelprodukten. Das produzierende Gewerbe antwortet auf diese Herausforderungen mit zunehmendem Einsatz von IT. In den Systemen werden dabei alle relevanten Produkt- und Produktionsdaten vorgehalten und integriert, von den technischen Merkmalen der Einzelteile über die Produktions- und Prüfergebnisse bis hin zu Logistikinformationen.

Schwer zuzuordnen
Doch IT-Systeme stehen vor zwei Schwierigkeiten: Zum einen sind manche Informationen heute nicht oder nur eingeschränkt verfügbar. So ist es nur in Ausnahmefällen möglich, die Seriennummern von ausgelieferten Geräten oder Komponenten dem Empfänger automatisch zuzuordnen. Diese Information ist jedoch unverzichtbar, um das Kunden-Feedback zur Qualität sofort mit den Produktionsprozessen abzugleichen. Zum anderen erfolgt die Erfassung der Daten oft noch manuell, was teuer und fehleranfällig ist. Benötigt werden deshalb Technologien, die die automatische Identifikation aller Teile, Zwischenerzeugnisse und Endprodukte ermöglichen.

War früher der Barcode vorherrschend, gibt es heute leistungsfähige Alternativen wie 2D-Codes und RFID. Auch die Klarschrifterkennung (OCR) hat sich zu einer industrietauglichen Identifikationstechnik entwickelt. Jede Technologie hat ihre spezifischen Stärken. 2D-Codes lassen sich kostengünstig aufbringen, der Anwender kann sie zusammen mit Versandetiketten drucken und auf Sendungen aufkleben. Zur direkten Markierung lassen sich 2D-Codes lasern, drucken oder nageln, Gussteile oder Kunststoffgehäuse ohne Aufkleber auszeichnen. Die 2D-Codes werden durch CCD-Kameras aufgenommen, decodiert und an IT- oder Automatisierungssysteme weitergeleitet. Die Technologie ist heute ausgereift, sie erkennt Objekte auch aus schrägem Blickwinkel oder unter schwierigen Beleuchtungsverhältnissen.

Da auch die Erfassung immer schneller vonstattengeht, werden jetzt auch Verpackungsmaschinen ein interessantes Einsatzfeld. Die RFID-Technologie spielt ihre Stärken aus, wenn keine Sichtverbindung zwischen Erfassungsgerät und Kennzeichnung möglich ist, wenn große Datenmengen oder vergleichsweise große Reichweiten nötig sind oder wenn die Veränderung der gespeicherten Informationen gefordert wird. Bei RFID wird auf das Produkt ein per Funk programmier- und lesbarer Speicherchip aufgebracht. Die Daten lassen sich über geeignete Antennen und Schreiblesegeräte abrufen oder speichern. Dank OCR sind auch Verbraucher in der Lage, den Code auf Produkten zu lesen, zum Beispiel das Mindesthaltbarkeitsdatum.

Auch hier werden spezielle Kamerasysteme eingesetzt. Wie kann Identtechnik die Wettbewerbsposition verbessern? Ein Aspekt ist die größere Transparenz in Geschäftsprozessen durch die lückenlose Identifikation von Einzelteilen, und das zu vergleichsweise niedrigen Kosten. Die damit gesammelten Daten eignen sich von der Ablaufsteuerung von Einzelprozessen bis zum »Data Mining« für viele Aufgaben.
So ist es in der Produktion möglich, statt einer Serienfertigung möglichst vieler Gleichteile auf eine variantenreiche, auftragsbezogene Fertigung von Einzelteilen umzusteigen. Dabei führen flexible Fertigungsautomaten einen spezifischen Produktionsschritt für alle möglichen Varianten durch.

Ein RFID-Chip am Erzeugnis oder ein 2D-Code mit Verbindung zur Datenbank verrät der Maschine, was mit jedem Werkstück zu tun ist und ermöglicht die automatische Steuerung des Materialflusses.
Das Unternehmen kann zu vergleichbaren Material- oder Personalkosten wie bei einer Serienfertigung produzieren, sein Angebot aber erheblich ausweiten. Werden dann alle Zulieferteile, Komponenten und Halbfertigerzeugnisse mit 2D-Codes gekennzeichnet und an jedem Bearbeitungsschritt erfasst, kann eine vollständige Dokumentation für jedes Einzelteil geschaffen werden. Diese Daten bilden auch die Grundlage für die qualitätsbezogene Produktionsüberwachung beim Hersteller sowie für das externe Qualitätsmanagement wie etwa bei Rückrufaktionen.

Wo ist das Teil?

In der Logistik erfährt der Hersteller mit Identtechnik, welches Teil sich wo befindet und wann er oder sein Kunde mit der Lieferung rechnen kann. Dies ist vor allem bei Konzepten wie just in time oder just in sequence in der Automobilindustrie essenziell, eine rechtzeitige Information über Veränderungen ist entscheidend für die Steuerung der Produktion. Zudem bietet die automatische Identifikation auch Potenzial zur Verbesserung der innerbetrieblichen Abläufe. Der Anwender kann überprüfen, wie oft und wie lange Vorrichtungen, Werkzeuge oder Transportbehälter verwendet werden, um Wartungs- und Serviceintervalle einzuhalten und den Bestand an derartigen Anlagenkomponenten zu minimieren. Trotz aller Vorteile müssen die eingesetzten Lösungen auch wirtschaftlich sein.

Für 2D-Codes spricht die kostengünstigere Kennzeichnung, die unter Umständen beim Bedrucken des Produkts erfolgen kann. RFID ermöglicht dezentrale Strukturen, sodass die Aufwände für Engineering und Wartung geringer ausfallen. Außerdem ist RFID robuster gegen Verschmutzung, wodurch die Verfügbarkeit einer Produktionsanlage steigt. Durch die laufende Reduzierung von Kosten ergeben sich Möglichkeiten zur Finanzierung der Identifikationslösung, der Anwender kann mit den eingesparten Mitteln zum Beispiel Leasingraten tragen.

Zahlreiche Beispiele aus der Praxis belegen, dass die Technologien reif sind für einen umfassenden industriellen Einsatz: So hat zum Beispiel der Siemens-Sector Industry beim Duschwannen-Hersteller Bette in Delbrück das RFID-System Simatic RF300 implementiert, um das Produktionsprogramm an den individuellen Wünschen der Kunden auszurichten: Statt Massenware bekommen die Käufer eine nach ihren persönlichen Vorstellungen gefertigte Wanne. Für Bette stellte sich RFID als Schlüsseltechnologie zur Umsetzung der Unternehmensstrategie dar. Auch die Rehau AG, die Kunststoffteile für die Automobilbranche herstellt, kann mit RFID die hohe Variantenvielfalt beherrschen.

Hier setzt das Siemens-System Simatic RF600 zudem die Qualitätsstrategie um, die Rehau zu einem zuverlässigen Partner namhafter Fahrzeughersteller macht. Bei Aleris Recycling hingegen ist der Energiebedarf eine kritische Größe. Der Betrieb in Töging am Inn produziert Flüssigaluminium, das in speziellen Behältern zum Kunden transportiert wird. Durch ein RFID-gestütztes Management dieser Container gelingt es Aleris, die hohen Energiekosten für die Reinigung der Behälter zu reduzieren.
Und bei British American Tobacco geht es um die Einhaltung gesetzlicher Auflagen bei der Rückverfolgung der Produkte per 2D-Codes, die das neue Codelesesystem Simatic MV440 bei maximaler Geschwindigkeit in den Verpackungslinien erfasst und verarbeitet.

Auch im eigenen Haus

Siemens setzt auch in den eigenen Werken auf automatische Identifikation. Im Elektronikwerk Amberg werden alle Bauteile mit 2D-Codes versehen und an jeder Verarbeitungsstelle identifiziert. Auch die Fertigprodukte erhalten per 2D-Code eine eindeutige Identität. Als besondere Vorteile erwiesen sich die geringere Fläche des 2D-Codes im Vergleich zu früher eingesetzten Barcodes und das schnellere Lasern der Gerätebeschriftung. Ergänzend nutzt das Werk auch RFID, etwa bei der Montage von Baugruppen und zur Erkennung von Lötrahmen. Eine hohe Flexibilität in der Fertigung sowie die lückenlose Dokumentation aller Arbeitsschritte und Ergebnisse sind der Lohn dafür.

Manchmal muss die Entscheidung nicht exklusiv für die eine oder andere Technologie gefällt werden:
Je nach Anwendungsbereich können sich RFID, 2D-Codes und OCR sogar sinnvoll ergänzen. Allerdings kommt es auf einheitliche Schnittstellen zur Systemintegration an, damit die IT- und Automatisierungs-systeme nicht auf unterschiedliche Identsysteme ausgerichtet werden müssen.
Die RFID- und 2D-Codeleser von Siemens beherrschen die weit verbreiteten Kommunikationsstandards Profibus und Profinet zur Anschaltung an Simatic-Automatisierungssysteme und TCP/IP für die IT-Einbindung. So sinken die Kosten für Engineering und Wartung der Systeme.

Künftig werden sich beide Technologien in immer breiteren Anwendungen durchsetzen. Die 2D-Codes ersetzen zunehmend die heutigen Barcodes, da die kleinen quadratischen Codes höhere Speicher-kapazität und eine bessere Leserate bieten. RFID wird sich auch in offenen Lieferbeziehungen durch-setzen, wenn die Transponder dauerhaft in die Produkte verbaut werden und so ein Erzeugnis über den gesamten Lebenszyklus begleiten. Siemens bietet für beide Technologien der industriellen Identifikation ein umfangreiches Portfolio, von den Barcode- und 2D-Codelesern über die RFID-Reader bis zur Integrationssoftware.

www.siemens.de/ident



FAKTEN

Identifizieren mit Siemens

- RFID: Mit Simatic RF garantiert Siemens neben sicherer und wirtschaftlicher Identifizierung die berührungslose Datenübertragung mit hoher Industrietauglichkeit; einheitliche Systemintegration sorgt für eine einfache und schnelle Integration in jede Applikation. Portfolio: Simatic RF300/Moby D, Moby E (HF), Moby U (Mikrowelle), Simatic RF600 (UHF).

- 1D/2D-Codes: Simatic Codeleser stehen für zuverlässiges, flexibles Lesen und Verifizieren von 1D/2D-Codes, eindeutige, teilespezifische Identifikation und Dokumentation, einfache Integration und zuverlässige Verifikation. Portfolio: Handlesesystem Simatic HawkEye, stationäre Codelesegeräte Simatic MV420, MV440, VS130-2, HawkEye 1500, Verifiziersysteme.

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