RFID Intelligente RFID-Transponder mausern sich zum Schlüssel der Qualitätssicherung

Autor / Redakteur: Volker Klaas / Dipl.-Betriebswirt (FH) Bernd Maienschein

Durchgängige und nachvollziehbare Prozesse sind das A und O in der produzierenden Industrie. Stellen sie doch einen wichtigen Wettbewerbsfaktor für ein effektives Qualitätsmanagement dar. Durch den Einsatz von Radio-Frequency Identification (RFID) lassen sich fehlerhafte oder gefälschte Teile schneller identifizieren und somit Rückrufaktionen verhindern. Davon profitieren Autohersteller besonders.

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In den letzten Jahren benötigten Unternehmen bei der Einführung der RFID-Technologie einen langen Atem. Diese Vorreiter profitieren nun mehrfach: Sie konnten in Pilotprojekten wertvolle Erfahrungen sammeln und ihren Einfluss auf die Entwicklung von Standards sowie Technologien geltend machen. Zudem nutzen sie bereits heute die Vorteile der intelligenten Chips, indem sie ihre Produktionsplanung und Prozesskontrolle durch Echtzeitinformationen optimieren.

RFID-Vorreiter profitieren jetzt vom Vorsprung

Obwohl die Automobilindustrie bereits vor 20 Jahren Vorreiter beim Einsatz von RFID war, hat sich die Technologie den Analysten von ABI Research zufolge erst jetzt richtig durchgesetzt. Die Einsatzbereiche sind dabei vielfältig.

So wird RFID beispielsweise im Endprodukt, sprich im Fahrzeug selbst, angewendet. Laut ABI Research sind heute zum Beispiel etwa 40% der nordamerikanischen Neuwagen mit Wegfahrsperren ausgestattet, die sich per RFID aktivieren oder ausschalten lassen. Das Fahrzeug lässt sich erst starten, wenn das Lesegerät den korrekten Tag im Zündschlüssel identifiziert. Potenzial besitzt RFID den Marktanalysten zufolge auch, wenn es um die Automatisierung des Produktionsprozesses und die Rationalisierung der Fertigungsstraßen geht.

RFID kann Produktionsqualität erhöhen

Eine zentrale Rolle in der Automotive-Branche spielt das Identifizieren von Bauteilen oder Fahrzeugen und ihre Verfolgung entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Wichtig dabei sind transparente Prozesse, die ein umfassendes Qualitätsmanagement vereinfachen. Zum einen kann RFID die Produktionsqualität erhöhen, da die Produkt- und Prozessinformationen auf den Transpondern fortlaufend je nach Fertigungsstufe aktualisiert werden. Hersteller haben die Möglichkeit, Störungen im Produktionsprozess frühzeitig zu beheben. Gleichzeitig können fehlerhafte Module automatisch abgewiesen und nachbearbeitet werden.

Zum anderen können mit Hilfe der RFID-Funktechnologie der gesamte Produktentstehungsprozess, Arbeitsschritte sowie Logistik- und Qualitätsdaten vollständig dokumentiert werden. Dies ermöglicht die schnelle und lückenlose Rückverfolgung fehlerhafter Teile und verhindert oder erleichtert so beispielsweise Rückrufaktionen. Gerade bei Fahrzeugen können solche Aktionen außer einem erheblichen Imageverlust auch Kosten in Millionenhöhe bedeuten. Zudem schützt die eindeutige Identifikation von Bauteilen mittels RFID vor Fälschungen.

Einen wichtigen Marktimpuls wird laut Expertenmeinung zudem die Kombination von RFID und anderen Technologien wie der Sensorik geben. Damit erhalten Unternehmen nicht nur Ortungsdaten, sondern auch zusätzliche Informationen über Temperatur, Feuchtigkeit oder andere Zustände von Gegenständen und ihrer Umgebung.

Dürr Lackieranlagen: RFID-Chips für extreme Produktionsprozesse

Auch die Firma Dürr Lackieranlagen aus Stuttgart setzt in ihren diversen Arbeitsprozessen vom Lackierbetrieb bis hin zur Fördertechnik RFID ein. Der internationale Marktführer in der Lackier-, Auswucht- und Reinigungstechnik ist auch in der Endmontagetechnik führend. Das Unternehmen mit weltweit rund 6000 Mitarbeitern ist in 19 Ländern mit 47 Niederlassungen und 24 Produktionsstätten vertreten. Es liefert sowohl schlüsselfertige Großserienlackierereien als auch den Service und Hightech-Systeme für bestehende Anlagen.

Bei der Tauchlackierung erkennen die Maschinen mit Hilfe des eingesetzten RFID-Systems automatisch, welches Karosseriemodell sie bearbeiten sollen. Denn die spezifischen Informationen über die zu montierenden Komponenten befinden sich auf dem Transponder, der direkt an der Karosserie angebracht ist. Mittels berührungsloser Schreib-Lese-Geräte werden die Daten auf die mobilen RFID-Transponder geschrieben sowie vor und nach jedem Produktionsschritt von ihnen ausgelesen.

RFID übermittelt individuelle Kundenwünsche an Roboter

Die Feinlackierung übernehmen die Lackierroboter in den Spritzkabinen (Bild 1). Per RFID erhalten diese die Informationen zur vom Kunden gewünschten Farbe und zur Kontur des Fahrzeugmodells mitgeteilt. Somit sind Verwechslungen bei Farbe oder Modell ausgeschlossen.

Auch in der Fördertechnik nutzt Dürr RFID: Die Tags sind am Fahrzeug und am Fördermittel befestigt und enthalten die Daten zum Automobilaufbau und zur Produktion. Diese Informationen kommen wiederum direkt aus dem kundenspezifischen ERP-System. Der Nutzer kann vorher über eine Software genau festlegen, welche Daten dafür relevant sind. Die Tags werden dann an bestimmten Punkten der Lackierstraße von dort montierten Lesegeräten ausgelesen und verarbeitet.

RFID für den Lackierbetrieb geeignet

Der Einsatz im Lackierbetrieb stellt hohe Anforderungen an die Technologie. So sollten die Tags silikonfrei sowie dauerhaft chemikalien- und temperaturbeständig sein – liegt doch die Temperatur während des Einbrennens der Lackierung bei rund 180 °C. Unterschiedliche Lesedistanzen müssen abgedeckt werden und die Lesbarkeit muss auch direkt nach den Kühlzonen noch garantiert sein.

Die Vorteile des RFID-Einsatzes bei Dürr sind schnell skizziert: Die Tags speichern alle Daten, lassen sich berührungsfrei auslesen und beschreiben und sind darüber hinaus mehrfach verwendbar. Im Gegensatz zum traditionellen Barcode-Verfahren ist auch die Handhabung wesentlich einfacher, da nach dem Lackieren beispielsweise keine Schutzfolien entfernt werden müssen, um Zugriff auf die Daten zu haben.

Die richtige Komponente zur richtigen Zeit am richtigen Ort zum Einbau in die richtige Karosse – die zunehmende Individualisierung der Produkte stellt produzierende Unternehmen vor immense Herausforderungen. So sind auch bei BMW in München täglich Tausende von Komponenten und Arbeitsschritten immer wieder neu und in der richtigen Reihenfolge zu kombinieren, damit am Ende das bestellte Auto vom Band rollt. Der Großteil der Komponenten stammt dabei von externen Zulieferern.

Der Automobilhersteller setzt deshalb auf ein automatisches, berührungslos arbeitendes RFID-Erkennungssystem von Siemens, um einerseits die Wünsche der Endkunden optimal zu erfüllen. Andererseits soll damit eine nachvollziehbare Dokumentation der Qualitätsdaten möglich sein.

Kabelbaum-Zuordnung wird durch RFID-Funkchip gesteuert

Die funkenden Chips sind im Münchner Werk 1.1 im Einsatz. Dort werden die Limousinen und Touring-Modelle der neuen 3er-Baureihe auftragsbezogen hergestellt. Zahlreiche Ausstattungsoptionen der Pkw basieren auf hochentwickelter Elektronik. Aus diesem Grund ist der Kabelbaum nicht nur zur Lebensader des Automobils geworden, sondern seine richtige Zuordnung entscheidet auch über den wirtschaftlichen Erfolg der Produktion.

Umso wichtiger ist es, dass jeder Kabelbaum bei Anlieferung, Einlagerung und Entnahme aus dem Lager sowie bei der Einsteuerung in die Montage eindeutig und fehlerfrei identifiziert wird. Die dazu notwendigen Informationen erhält der Leitrechner vom eingesetzten RFID-System, das im Kabelbaumlager des Werks und beim Lieferanten installiert ist.

Die Kabelbäume werden einzeln in Säcke verpackt und in Transportkisten angeliefert (Bild 2). In die Säcke ist der mobile Datenspeicher eingenäht, auf welchem der Lieferant die erforderlichen Daten zur eindeutigen Identifizierung speichert. Eine robuste Hülle schützt vor möglichen Beschädigungen.

RFID-Schreib-Lese-Gerät erzeugt spezifische Ordnungsnummern

Sobald die Transportkisten bei BMW ankommen, werden sie dem Regalbediengerät des Kabelbaumlagers einzeln zugeführt. Dabei passieren sie das unter dem Transportband installierte Schreib-Lese-Gerät mit Antenne. Diese erzeugt ein induktives Wechselfeld, das die passiven Baugruppen des Datenspeichers mit Energie versorgt und das Senden der Daten veranlasst. Im Fall der BMW-Kabelbäume ist dies eine spezifische Ordernummer, die exakt und ausschließlich einem bestellten Fahrzeug zugeordnet ist.

Mit dieser Information wird die Transportkiste an einem definierten Platz eingelagert. Befindet sich die entsprechende Karosse am Anfang der Montagelinie, fordert der Leitrechner über die Ordernummer den zugehörigen Kabelbaum an. Dieser wird dann aus dem Lager geholt, erneut identifiziert und in eine Auslagerstation in der Montage eingesteuert. Vor dem Einlegen in die Karosse verifiziert eine dritte Station die Daten nochmals und löscht anschließend den Datenspeicher, um künftige Verwechslungen auszuschließen.MM

Volker Klaas ist Leiter Global Competence Center Auto-ID/RFID bei Siemens IT Solutions and Services, 40219 Düsseldorf

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