Von Dieter Schindelar

Die RFID-Technik (Radio Frequency Identifikation) und ihre Einsatzgebiete sind weitgehend bekannt, das Wissen über die richtige Herangehensweise bei RFID-Projekten dagegen kaum. Bereits die Definition der RFID-Hardware stellt insbesondere in metallischen Umgebungen eine Herausforderung dar (siehe Kasten „Kein Plug and Play“). Genauso komplex sind die organisatorischen Themen, denn die Einführung von RFID beeinflusst auch die bestehenden Unternehmensprozesse vom Wareneingang über die interne Logistik bis hin zur Produktion.

RFID macht nicht nur in den verschiedensten Logistik-Anwendungen Sinn, sei es zur Kanban-Steuerung, fürs Behältermanagement entlang der gesamten Logistikkette. Auch andere Bereiche – wie etwa das Qualitätsmanagement – sind damit effektiver zu organisieren: Mit RFID lässt sich beispielsweise die Einhaltung der Arbeitsreihenfolge und das Erreichen definierter Fertigungsschritte (Zeitvorgaben oder Einhaltung bestimmter Parameter) kontrollieren und dokumentieren.

Bestandteile der RFID-Technik sind Tags, die an den zu überwachenden Gütern und Behältern angebracht werden, sowie die technische Infrastruktur – stationäre oder auch mobile RFID-Lesegeräte. Entlang des RFID-unterstützten Produktionsprozesses werden die Identifikationsdaten eines Materialträgers an verschiedenen Lesestationen erfasst und in die bestehenden IT-Systeme integriert, beispielsweise in das ERP-System oder in das Lagerverwaltungssystem (LVS).

Die RFID-Middleware

Für das Management der meist massenhaft anfallenden RFID-Daten ist eine Integrationsplattform nötig: die RFID-Middleware. Mit dieser Software lässt sich auch eigenständig Track&Trace für ein Behälter- oder Paletten-Management realisieren, wenn die Abbildung der RFID-basierten Prozesse im ERP-System nicht möglich ist. Sind Zulieferer von Material oder Baugruppen sowie die Kunden des Unternehmens in die RFID-unterstützten Prozesse involviert, muss die Integrationsplattform auch dies über eine automatisierte Datenkommunikation unterstützen. Warum die Software in jedem RFID-Projekt eine zentrale Rolle spielt, macht das folgende Szenario deutlich: Ein Unternehmen, das Fahrzeuge herstellt, möchte seine Produktion flexibler und mit weniger Pufferlager gestalten. Auch soll künftig keine Diskrepanz zwischen den realen Ist-Beständen im Lager und den einzelnen Produktionsabschnitten und dem virtuellen Bestand im LVS- beziehungsweise ERP-System bestehen. Kurzum: Die Daten in den IT-Anwendungen sollen auf Kopfdruck die reale Situation in der Produktion wiedergeben. Ferner will das Unternehmen der „Null-Fehler-Produktion“ einen Schritt näher kommen.

Eine RFID-Middleware muss mit den verschiedensten MES/ERP-Plattformen kommunizieren können.

Um diese Ziele zu erreichen, ist eine Verfügbarkeit der Produkt-Informationen in Echtzeit und in allen Phasen der Fertigung von großer Bedeutung. Nur so können zum Beispiel in den Bereichen Varianten-Beherrschung, Durchlaufzeiten, Produktionskosten und Reaktionsschnelligkeit Verbesserungen erreicht werden. Die Lösung sieht vor, dass die Ladungsträger, auf denen die Fahrzeuge zu den jeweiligen Produktionsabschnitten transportiert werden, über eine eindeutige Produktnummer auf einem RFID-Tag jederzeit identifizierbar sind. Darüber hinaus werden weitere Daten hinterlegt, beispielsweise die einzelnen Produktionsschritte und deren jeweilige Parameter. Somit werden sowohl die Maschinen über die auf dem RFID-Tag gespeicherten Informationen dezentral gesteuert als auch die Montage-Mitarbeiter informiert. Die zu produzierenden Fahrzeuge bringen gewissermaßen die Fertigungs-Informationen zu den einzelnen Arbeitsstationen mit.

Dies funktioniert aber nur, wenn das Produkt seine Fertigungs- und Montageinformationen mit den beteiligten Systemen wie Qualitätsmanagement (QM), Produktionsplanungssystem (PPS) oder dem ERP-System austauschen kann. Die Basis solcher RFID-Szenarien bildet die RFID-Middleware, die das komplette Datenmanagement automatisiert abwickelt. Bei dem Automobil-Projekt sorgt die Software dafür, dass alle RFID-Geräte eingebunden werden und die dort anfallenden Daten gefiltert sowie in Echtzeit allen involvierten IT-Anwendungen und den zu steuernden Maschinen zur Verfügung gestellt werden.

Die Funktion als zentrale Daten-Drehscheibe setzt voraus, dass die Software eine Reihe von Anforderungen erfüllt:

• Unterstützung beliebiger AutoID-Geräte, neben RFID auch Barcode-Systeme,
• zertifizierte Schnittstellen zu ERP-Systemen und anderen IT-Anwendungen,
• Plattformunabhängigkeit,
• Skalierbarkeit bis hin zur Anbindung von mehreren hundert AutoID/RFIDGeräten,
• Security-Funktionen,
• Filterfunktionen für irrelevante Lesevorgänge,
• Abbildung von Regeln und Prüfmechanismen wie definierte Routen, zeitliche Vorgaben,
• Event Management, um bei Regelverletzungen Eskalationsroutinen auszulösen oder eine Signalampel zu schalten.

Der Kanban-Tag

Seeburger hat bei der Firma Robert Bosch Fahrzeugelektrik in Eisenach ein Kanbanorientiertes Lösungskonzept realisiert, bei dem RFID-gesteuerte Kleinladungsträger (KLT) für Prozessverbesserungen hinsichtlich Materialbestand, Verfügbarkeit und Liefertreue sorgen. Jedem KLT ist eine Kanban-Karte mit einem RFID-Transponder zugeordnet, der neben seiner ID-Nummer unter anderem Informationen wie Materialnummern, Fertigungsauftrag und Mengenangaben enthält. Bosch koordiniert darüber die Produktionsplanung und -ausführung sowie den Einlagerungsprozess: Zu Fertigungsaufträgen gebündelt, werden die Kanban-Karten und indirekt damit die KLT einzelnen Fertigungslinien oder einer Folge von Linien zugeteilt.

Insgesamt integriert die RFID-Middleware 150 Schreib-/Lese-Geräte, verteilt auf 60 Fertigungslinien, und verwaltet 7 000 verschiedene Materialnummern auf 90 000 Kanban-Karten. Täglich sind etwa 45 000 Reader-Events zu bearbeiten.

Ohne Feldversuche geht’s schief

RFID-Lösungen sind keine Standardlösungen und benötigen eine individuelle Anpassung an die projektspezifischen Anforderungen – zu unterschiedlich sind die Umgebungseinflüsse sowie die Vielzahl an RFID-Techniken und -Geräten. Daher sollte prinzipiell vor jedem Projekt eine technische Evaluierung stattfinden, um die bestmögliche Konfiguration der RFID-Komponenten (Label, Drucker, Tag, Antennen und Controller) zu finden. Nur auf diesem Weg ist eine belastbare Aussage zu den Lese-Ergebnissen und erzielbaren Lese-Reichweiten möglich.

Autor

Dieter Schindelar ist RFID-Berater bei Seeburger in Bretten.