Eine auf den Daten aus Produktionslinien basierende automatisierte Kontrolle von Prozessen senkt den manuellen Aufwand und die Fehleranfälligkeit von Maschinen und Anlagen. Darüber hinaus ermöglicht eine Cloud-gestützte Lösung ortsunabhängig deren Analyse, Prognose und vorausschauende Wartung. Neoception bietet dazu eine Software an, die sich mit geringem Aufwand implementieren lässt. Als technische Voraussetzung sind nur RFID-Sensoren sowie ein IoT-Gateway mit Internet-Anbindung nötig.

Die Plug & Play-Integration in den ‚Asset Tracker‘ funktioniert mit den RFID-Gateways von Pepperl+Fuchs.

© Pepperl-Fuchs

Die Software namens ‚Asset Tracker‘ beruht in der ersten Generation auf UHF- und HF-RFID-Sensoren, die in Produktion und Logistik einsetzbar sind. Dazu werden die zu trackenden Assets – zum Beispiel Kleinladungsträger (KLT), Paletten oder Trays ‒ mit RFID-Transpondern (Tags) versehen. Diese werden von den Schreib/Leseköpfen erkannt, die an signifikanten Stellen im Prozess platziert sind. Die Sensoren erfassen die Passage des Assets inklusive Ort, Zeitpunkt und eventuell zusätzlich vermerkten Daten.

Transparenz im Prozess

Die Daten der RFID-Leseköpfe werden über das IoT-Gateway an die Neoception-Anwendung gesendet, von wo aus sie jederzeit zur Verfügung stehen.

© Pepperl+Fuchs

Die von der RFID-Sensorik aufgenommenen Daten werden mittels einer lokal auf dem IoT-Gateway laufenden Software gesammelt, für das Verschicken aufbereitet und per Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) an den zugehörigen Datenendpunkt in der Cloud übermittelt. Dazu mieten Anwender das IoT-Gateway für die Dauer des gebuchten Service. Dank der intelligenten Gateway-Software erfolgen sowohl die Hardware-Erkennung als auch die Konfiguration automatisch. Neue Assets lassen sich entweder mit Hilfe fest installierter Onboarding-Stationen oder mittels RFID-fähiger Handhelds hinzu­fügen.

In der Cloud-Anwendung werden die übermittelten Asset-Daten anschließend zentral verfügbar gemacht und ausgewertet. Durch anwenderspezifische Anpassungen können sie auch in ein übergeordnetes Warenwirtschaftssystem einfließen, was für durchgängige Transparenz im gesamten Prozessverlauf sorgt.

Anwendungsspezifische Software

Sobald das Gateway im Netzwerk des Anwenders installiert ist und die RFID-Daten online zur Verfügung stehen, übernimmt die Neoception-Software alle zu erledigenden Aufgaben. Sie analysiert die Rohdaten, visualisiert Zyklenzahlen und gibt einen Überblick über alle aktiven Lesestellen, Transponder und Ereignisse mit entsprechenden Zeitstempeln. Ist ein definierter Schwellenwert erreicht, werden individualisierte Meldung generiert und abgeschickt.

Nachdem sich der Nutzer identifiziert hat, wird das Dashboard des Asset Trackers einfach im Browser geöffnet. Dabei ist eine Differenzierung nach Rollen mit unterschiedlichen Rechten möglich. Neue Assets erscheinen nach dem Einlesen auf dem Display und können sofort zugewiesen werden. Darüber hinaus ist es möglich, spezifische Einstellungen an Tags und Leseköpfen vorzunehmen. Auch die Benachrichtigungen nach bestimmten Durchlaufzahlen lassen sich im Dashboard definieren. Die Bedienung ist intuitiv und einfach gehalten.

So lässt sich die zyklusbedingt erforderliche Wartung präzise planen, Ausfällen sowie Qualitätsverlusten in der Produktion wird vorgebeugt. Dank der Prozesstransparenz können bestimmte Inspektionsschritte gegebenenfalls ganz entfallen oder zumindest auf ein Minimum reduziert werden.

Ebenfalls von Vorteil ist die mögliche Reduktion von in ‚Ersatz-Assets‘ gebundenem Kapital, denn im Umlauf sind nur noch die Transportsysteme, die tatsächlich gebraucht werden. Und da die Software als Service gebucht wird, wird nur die tatsächlich genutzte Leistung bezahlt. Dank des SaaS-Subscription-Modells der Software lassen sich die Betriebskosten konkret planen und kontrollieren. 

Beispiele aus der Praxis

Viele Prozesskomponenten benötigen nach einer bestimmten Anzahl von Zyklen einen Wartungs- oder Reinigungsvorgang. Solche Assets finden sich in den unterschiedlichsten Anlagen – typische Beispiele sind etwa die Galvanisierung oder der Betonguss. Da die Assets dieser Anlagen unablässig einen sich wiederholenden Prozess durchlaufen, sind sie Verschleiß oder Anhaftungen ausgesetzt.

In der Galvanik sind die Werkstücke in der Regel an Metallrahmen (Racks) befestigt. Beide zusammen werden in die Tanks mit den Galvanik-Chemikalien getaucht. Ergo sind die Racks wie die Werkstücke der Wirkung dieser oft sehr aggressiven Stoffe ausgesetzt. Reinigung oder Austausch sind nach einer bestimmten Zahl von Durchläufen regelmäßig fällig. Einzelne Racks können aber mit ganz unterschiedlicher Häufigkeit zum Einsatz kommen.

Etwas Ähnliches geschieht beim Guss von Betonblöcken, für die meist Holzformen verwendet werden. Bei jedem Gussvorgang und dem anschließenden Aushärten bleibt etwas Material an der Holzoberfläche haften. Je nach den Parametern des Werkstücks ist die Toleranzgrenze nach einer bestimmten Anzahl von Gussvorgängen erreicht.

So unterschiedlich die Anwendungen auch sind, so ähnlich sind sich doch die Prinzipien und Anforderungen an eine Tracking-Lösung für die wartungsrelevanten Trägersysteme: Bei jedem Durchgang werden die RFID-Tags an den Assets an definierten Punkten erfasst. Die Software gibt eine Meldung ab, sobald ein Schwellenwert erreicht und eine Aktion nötig ist. Reinigung, Wartung oder Austausch von Teilen können immer genau auf den tatsächlichen Bedarf abgestimmt werden.

Dank der eingesetzten IoT-Technologien des Asset Trackers werden die Sensordaten ohne Eingriff in die bestehende Infrastruktur ausgelesen und per Plug & Play nachgerüstet. Für die erste Generation der Cloud-Anwendung wurde als Messprinzip die RFID-Technologie gewählt. Doch auch andere Sensortypen wie optische, magnetisch-induktive oder Ultraschallsensoren lassen sich in das System integrieren – entsprechende Erweiterungen sind geplant.

Autor
Caius Ruff ist Product Manager Digital Services bei Neoception in Mannheim.