Eine zuverlässige und kosten- sowie zeiteffiziente Durchführung von Wartung, Service und Instandhaltung ist wesentlich für den Unternehmenserfolg. Schließlich verursachen diese Prozesse bis zu 40 % der Unternehmenskosten – allein die Instandhaltungsaufwendungen für Sachanlagen, Wohnungswirtschaft, private Haushalte und Kraftfahrzeuge betrugen in Deutschland 2009 rund 255 Mrd. Euro. Einer Studie des VDI zum „Instandhaltungsaufwand in Deutschland“ zufolge werden die indirekten Instandhaltungskosten sogar auf das Drei- bis Fünffache geschätzt.

Vor diesem Hintergrund ist Smart Maintenance gefragter denn je. Hierfür müssen intelligente Technologien, die heute bereits zur Verfügung stehen, zielgenau in den Wertschöpfungsprozess implementiert werden – beispielsweise die RFID-Technologie. Als essenzieller Bestandteil intelligenter Instandhaltungsprozesse eignen sich RFID-Transponder im Hochfrequenzbereich von 13,56 MHz sowie im Ultrahochfrequenzbereich von 860 bis 960 MHz.

Die Chancen, die durch eine Einbindung der RFID-Technologie entstehen, sind eine eindeutige und schnelle Identifikation von Maschinen und Anlagen, konsequente Prozessunterstützung ohne Medienbruch, Effizienzgewinn bei der Erstprüfung sowie bei Folgeprüfungen vor Ort. Zu den Vorteilen gehören zudem die sofortige Verfügbarkeit von Informationen zur vorangegangenen Prüfung durch den jeweiligen RFID-Transponder sowie die Vollständigkeit der Daten und eine automatische Inventarisierung. Weitere Aspekte sind eine transparente und lückenlose Dokumentation der Prüfhistorie und Rechtssicherheit im Nachweis der Prüfungen. Durch die Reduktion manueller Datenübertragungsprozesse werden potenzielle Fehlerquellen vermieden. Zusätzlich können hohe Kosten- und Zeitersparnisse durch eine Minimierung der Papierdokumentation und deren Archivierung erzielt werden.

Individuell entwickelt

Ein Beispiel für die Nutzung von RFID-Transpondern im Bereich Smart Maintenance liefert die Firma FAG Industrial Services (F’IS), eine Tochtergesellschaft der Schaeffler-Gruppe, die das weltweite Servicegeschäft für deren Marken INA und FAG verantwortet. F’IS bietet herstellerneutral Dienstleistungen, Serviceprodukte und Schulungen rund um die Instandhaltung an und bietet unter anderem ein mobiles Überwachungsgerät mit RFID-Technologie namens ‚FAG Detektor III‘ an.

Das mobile Schwingungsmessgerät dient der frühzeitigen Fehlererkennung bei rotierenden Bauteilen wie Wälzlagern. Wie bei der Online-Überwachung mit fest installierten Systemen muss auch bei mobilen Offline-Geräten eine Messung regelmäßig exakt am selben Messpunkt erfolgen. Nur so sind die Daten aussagekräftig und mögliche Schäden lassen sich dann frühzeitig erkennen. Da die RFID-Technologie eine schnelle und eindeutige Identifizierung von Messstellen ermöglicht, hat F‘IS zusammen mit der Firma Smart-TEC kundenindividuelle RFID-Transponder entwickelt, die zur Identifizierung von Messstellen mittels mobiler Schwingungsmessgeräte dienen.

Die Funktionsweise von RFID-/NFC-Systemen.

© Smart-TEC

Entscheidend für eine erfolgreiche Einbindung von RFID-Technologie in Unternehmen ist die exakte Kenntnis der Rahmen- und Einsatzbedingungen, um die passenden RFID-Transponder hinsichtlich der Frequenz und der RFID-Lesegeräte auswählen zu können. So sind alternativ zu robusten und industrietauglichen RFID-Lesegeräten beispielsweise Smartphones als Lese-Einheit einsetzbar. Dazu werden die Transponder mit einem NFC-Chip anstelle eines RFID-Chips ausgestattet, was die Einstiegskosten reduziert und den ROI-Zeitraum verkürzt. Bei der Auswahl der Komponenten ist zudem zu berücksichtigen, in welchem Umfeld die Transponder eingesetzt und welche Lese-Reichweiten benötigt werden; auch Umwelteinflüsse spielen eine wichtige Rolle. Bei der Entwicklung des speziellen RFID-Transponders für F’IS beispielsweise war vor allem Widerstandsfähigkeit und die individuell für den Einsatz notwendige Bauform entscheidend. Das Ergebnis: Weder mechanische Belastungen noch hohe Temperaturen oder die Verwendung industrieller Reinigungsmittel beeinträchtigen die Funktionalität des eingesetzten RFID-Transponders. Die Geräte sind schmutz- und ölbeständig sowie unempfindlich gegenüber Säuren.

Treiber für ein RFID-gestütztes Prüfsystem

Ein allgemeiner Überblick über interne und externe Treiber für die Implementierung der RFID-Technologie in Prüfsysteme lässt sich anhand einer Untersuchung der Technischen Universität München geben. Als unternehmensinterne Treiber gilt dabei zunächst die Entwicklung innovativer Dienstleistungen und Produkte. Durch eine Optimierung der Auftragsreihenfolge, eine ausreichende Informationsbereitstellung und die Vermeidung von Verwechslungen durch fehlende oder beschädigte Objektkennzeichnung wird die Prozesseffizienz erhöht. Darüber hinaus erhöht die lückenlose Rückverfolgbarkeit und Aktualität der Prozesszustände die Prozesstransparenz. Die Datenqualität lässt sich mit Hilfe der Reduktion fehlender oder fehlerhafter Daten am Objekt steigern. Ebenso bietet die Implementierung von RFID-Technologie eine verbesserte und nachvollziehbare Erfüllung von Sicherheitsanforderungen und gesetzlichen Vorgaben (BetrSichV, BGV und andere).

Externe Treiber sind die Steigerung der Kundenzufriedenheit durch sichergestellte Prozessabläufe, eine Erhöhung der Supply-Chain-Leistung sowie die Erfüllung rechtlicher Vorgaben.

Für mobile Schwingungsmessgeräte von F’IS entwickelte Smart-TEC individuelle RFID-Transponder.

© Smart-TeC

Was die Komponenten anbelangt, sind für eine effiziente und papierlose Abwicklung der Prüfvorgänge geeignete RFID-Transponder, mobile RFID-Schreib-Lesegeräte und die Software-Anbindung an das betriebsinterne ERP-System nötig. Dabei gelten als Anforderungen an RFID-Transponder eine hohe und frei programmierbare Speicherkapazität, vor allem bei dezentraler Datenhaltung. Weitere wichtige Kriterien für die Transponder-Auswahl sind Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzungen, eine Temperaturbeständigkeit idealerweise bis zu 250 °C sowie eine optimale Befestigungsmöglichkeit, zum Beispiel über ein Montageloch oder Klebstoffsystem. Zudem spielen eine geringe Sensibilität gegenüber metallischen Umgebungsbedingungen, Robustheit gegenüber mechanischen Belastungen, eine hohe Lesereichweite und lange Lebensdauer eine ausschlaggebende Rolle. Individuelle Bedruckbarkeit – zum Beispiel mit einem Logo, einem Barcode oder einer Seriennummer – sind zusätzliche Parameter, die Funktion und Nutzen erhöhen.

RFID-Schreib-Lesegeräte wiederum sollten idealerweise von geringer Größe und niedrigem Gewicht sein. Robustheit gegenüber mechanischen Belastungen sowie eine hohe Akkuleistung inklusive einer schnellen Wiederaufladbarkeit sind unabdingbar. Die Dateneingabe mittels Tastatur oder Touchscreen – gegebenenfalls auch mit Handschuhen – sollte unkompliziert sein. Des Weiteren sind Zusatzfunktionen wie etwa eine integrierte Kamera von Vorteil.

Papierlose und kontaktlose Wartung

Weil ein lückenloser Nachweis aller Prozesse zwingend erforderlich ist, werden Wartungs-, Service- und Instandhaltungsprozesse bis dato meist von aufwendiger Dokumentation und viel ‚Papierkram‘ begleitet. RFID-Technologie schafft hier Abhilfe, da jedes mit einem RFID-Transponder versehene Produkt beziehungsweise Gerät durch die weltweit einmalige Identifikationsnummer (UID) des RFID-Transponders eindeutig identifizierbar ist. So wird der spezifische Nachweis relevanter Prozessschritte lückenlos gewährleistet. Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen Identifikationssystemen ist, dass RFID-Lesegeräte keinen mechanischen Kontakt oder Sichtkontakt zum RFID-Transponder benötigen.

Autor:
Klaus Dargahi ist Geschäftsführer bei Smart-TEC in Oberhaching.