RFID-gestützte Produktion: Die Quadratur des Kreises

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1 RFID-gestützte Produktion: Die Quadratur des Kreises Die Sirius-Fertigung im Gerätewerk Amberg Markus Weinländer Competence Center RFID Siemens AG Swiss RFID Value Chain Bern, 21. September 2007

2 Automatisierung in der Fertigung: Zwischen Massenproduktion und Variantenreichtum You can paint it any color, so long as it s black Henry Ford Seite 2 September 07 Siemens AG

3 RFID-gestützte Produktion: Die Quadratur des Kreises RFID in der Fertigungsindustrie Anwendung im Gerätewerk Amberg Lohnt sich RFID in der Fertigung? Seite 3 September 07 Siemens AG

4 RFID in der Produktion: eine bewährte Technologie Closed Loop -Anwendungen Industrielle Datenträger, robuste Gehäuse, hohe Speicherkapazität Wiederverwendung der Tags Dezentrale Automatisierungs- Architekturen RFID als mobiler Datenspeicher Ziel: Höhere Verfügbarkeit, geringere Fehlerraten, variantenreiche Fertigung Seite 4 September 07 Siemens AG

5 Kriterien für industrielle RFID-Systeme: Speicherplatz und Reichweite Großer Speicher (32KB); unbegrenzte Schreibzyklen RF MHz MOBY U 2.45 GHz ISO/IEC Battery necessary Kleiner Speicher; begrenzte Schreibzyklen Reusable tags for closed loop applications MOBY D 13.56MHz ISO/IEC Electronic Product Code Passive tags w/o battery Simatic RF /902 MHz ISO/IEC EPCglobal Gen-2 0,3 m 1,0 m > 3,0 m Entfernung Seite 5 September 07 Siemens AG

6 Nahtlose Integration in die Automatisierungslandschaft Internet Ebene EDI u.a. Object Name Service EPC Datenbanken der Hersteller ERP / MES Ebene Manufacturing Execution Systems (MES) Enterprise Resource Planning (ERP) EPC IS NEU SPS / HMI Ebene SPS Operator Panels RFID Edgeware (EPC ALE) NEU RFID Ebene Stationäre RFID Reader Mobile RFID Reader RFID Printer Seite 6 September 07 Siemens AG

7 RFID-gestützte Produktion: Die Quadratur des Kreises RFID in der Fertigungsindustrie Anwendung im Gerätewerk Amberg Lohnt sich RFID in der Fertigung? Seite 7 September 07 Siemens AG

8 Das Gerätewerk Amberg produziert mit über Mitarbeitern Schaltgeräte für den Weltmarkt Leitfabrik für das weltweite Produktionsnetzwerk für Niederspannungs-Schaltgeräte Produkt-Portfolio von der industriellen Schalttechnik bis zur Niederspannungs- Energieverteilung 1950 gegründet Mitarbeiter entwickeln und produzieren Niederspannungs- Schaltgeräte für den Weltmarkt, z.b. SIRIUS-Schütze Seite 8 September 07 Siemens AG

9 SIRIUS-Schaltgeräte: Varianten mit 24-Stunden-Liefergarantie Spule Anker Kontakte (geöffnet) Kontakte (geschlossen) Anschluss für Steuer- Spannung Elektromagnet Elektromagnet Seite 9 September 07 Siemens AG

10 Zur Produktion von Schaltgeräten wird RFID-Technologie genutzt Vollautomatisierte Montage elektronischer Schaltgeräte (Schütze) SIRIUS der Baugröße S00 RFID ermöglicht die individuelle Montage mehrerer hundert Varianten in variabler Losgröße RFID-Lesegeräte sind in zwei Fertigungslinien installiert 60 individuelle Produktionsschritte pro Fertigungslinie Montage im 4-Sekunden-Takt Seite 10 September 07 Siemens AG

11 RFID ermöglicht eine vollautomatisierte Variantensteuerung der Produktion Mittels der berührungslosen Schreib-/Lesegeräte (SLG) werden die Daten auf die mobilen Datenspeicher (MDS) geschrieben und von den MDS ausgelesen 400 Werkstückträger/Carrier sind mit RFID-Transpondern versehen und werden im Endlosumlauf genutzt Vollautomatisierte Varianten-Steuerung ermöglicht eine flexible Produktion Seite 11 September 07 Siemens AG

12 Die eingesetzte RFID-Technologie stammt von der Siemens AG Schreib-/Lesegeräte: MOBY I, Transponder: MDS 402 (8 KB) Frequenz: 1,81 MHz Reichweite: bis 0,15 m Die Daten auf dem RFID-Transponder werden vor und nach jedem Produktionsschritt ausgelesen und geprüft Der RFID-Chip enthält spezifische Informationen über die zu montierenden Komponenten Praktisch 100 % Leserate Seite 12 September 07 Siemens AG

13 RFID-gestützte Produktion: Die Quadratur des Kreises RFID in der Fertigungsindustrie Anwendung im Gerätewerk Amberg Lohnt sich RFID in der Fertigung? Seite 13 September 07 Siemens AG

14 Durch die Verwendung von RFID-Technologie entstehen qualitative Vorteile für Siemens A&D Qualitative Vorteile der RFID-Technologie Höhere Qualität Die Produktionsdaten auf dem RFID-Transponder werden fortlaufend aktualisiert. Die RFID-Transponder speichern Informationen von laufenden Qualitätssicherungsaktivitäten. Fehlerhafte Module werden automatisch abgewiesen und der Defekt wird umgehend behoben. Module werden repariert und anschließend in den Montagevorgang zurückgeführt. Höhere Geschwindigkeit Höhere Durchsatzgeschwindigkeit. Mit Data-on-Tag ist kein Netzzugang ( Data-on-Network ) erforderlich, was eine schnellere Datenübertragung ermöglicht. Reduzierung der Aufbauzeit. Mit Data-on-Tag (direktes Beschreiben der Transponder mit den Produktionsdaten) wird das Produktions-Management-System direkt gesteuert. Verringerte IT-Nutzung Data-on-Tag macht eine Datenbank überflüssig. Mitarbeiter können sich auf die Verfügbarkeit der Einrichtungen, rasche Fehlerbehebung und abschließende Qualitätskontrollen konzentrieren. Seite 14 September 07 Siemens AG

15 Die Kosten der Umrüstung der Anlage auf RFID-Technologie betrugen ca Investitionen für die RFID-Technologie 400 aktive RFID-Transponder à 100,- 100 RFID-Reader à 600,- (inkl. Integration) Software (inkl. Integration) Anteilige Projektkosten Gesamte Investition Kosten in , , , , ,- Das Gesamtinvestitionsvolumen für die Produktionslinie betrug > Hierin beinhaltet ist der Anteil für die Technologie i.h.v > 3 Mio. Anteil RFID- Lösung ca. 5% Produktionslinie Bei den oben angegebenen Werten handelt es sich um Zahlenverhältnisse zu Realwerten. Quelle: Siemens Business Services - Consulting Gesamtinvestition Seite 15 September 07 Siemens AG

16 Die Investitionen der RFID-Lösung sind ca höher als für eine Barcode-Lösung Investitionen für eine Barcode-Lösung 100 Barcode-Scanner à 500,- (inkl. Integration) Software (inkl. Integration) Datenbank und Ausgabegeräte (inkl. Integration) Anteilige Projektkosten Gesamte Investition Kosten in , , , , , Initial-Investition Barcode RFID Quelle: Siemens Business Services - Consulting Seite 16 September 07 Siemens AG

17 Die höhere Investition für RFID wird bereits im ersten Jahr überkompensiert Geschwindigkeit Erhöhung der Kapazität Erhöhung der Produktionskapazität Stück/p.a. Finanzielle Auswirkung additiver Gewinn Randbedingung Barcode RFID Komplexität Reduzierung des Einsatzes von IT ( Data-on-Tag ) Durch Data-on-Tag ist eine Datenbank (inkl. Ausgabegeräte) für die Produktionssteuerung nicht erforderlich Finanzielle Auswirkung (Implementierung) ,- einmalig (Pflege und Wartung) ,- p.a. ca. 70%ige Auslastung der Produktionslinie Bei den oben angegebenen Werten handelt es sich um Zahlenverhältnisse zu Realwerten. Seite 17 September 07 Siemens AG

18 Die Investition von in die RFID-Lösung amortisierte sich bereits im zweiten Betriebsjahr 150,000 in EURO 100, , , , year -150, , kumulierter Cash-Flow Bereits im zweiten Betriebsjahr amortisiert sich die Investition von in die RFID-Technologie Quelle: Siemens Business Services - Consulting Seite 18 September 07 Siemens AG

19 RFID-gestützte Produktion: Zusammenfassung Der Einsatz von RFID bei Siemens A&D in Amberg hat zu erheblichen qualitativen Verbesserungen geführt Die Analyse der Wirtschaftlichkeit des Einsatzes von RFID-Technologie ergibt eine einfache Amortisationsdauer von unter 2 Jahren Der Einsatz der RFID-Technologie ist aus produktionstechnischen und wirtschaftlichen Gründen positiv zu bewerten RFID: ein Schlüssel zur Beherrschung variantenreicher Fertigungen nicht nur in der Elektroindustrie Seite 19 September 07 Siemens AG

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Weitere Informationen im Internet: Markus Weinländer Competence Center RFID Siemens AG