Tracking und Tracing in der Automobilindustrie - Datenschrauben optimieren die Motorenproduktion

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1 Tracking und Tracing in der Automobilindustrie - Datenschrauben optimieren die Motorenproduktion Page 1

2 BALLUFF Sensors Worldwide Mit über 50 Jahren Erfahrung ist die Balluff GmbH heute ein weltweit führender und einer der leistungsfähigsten Hersteller von Sensortechnik mit Firmensitz in Neuhausen direkt bei Stuttgart. Innovative Technik und modernste Elektronik, anwendungsspezifische Kundenlösungen sowie eine individuelle Beratung und ein erstklassiger Service sind die herausragenden Merkmale unseres Unternehmens. Dafür engagieren sich über Mitarbeiter im In- und Ausland. Für alle Bereiche der Automation umfassende Systemkompetenz aus einer Hand: elektronische und mechanische Sensoren rotative und lineare Wegaufnehmer RFID- und Vision-Systeme Anschluss- und Netzwerktechnik für die Automatisierung Balluff steht für: ausgereifte Technik kontinuierliche Innovation erfahrene Experten höchste Qualität größte Zuverlässigkeit maximale Kundenorientierung Zubehör für alle Bereiche Page 2

3 Global Player Balluff-HyTech Biel, Switzerland Balluff SIE-Sensorik, Viernheim, Germany Balluff GmbH, Neuhausen, Germany Balluff KFT Veszprém, Hungary R+D, Fertigung R+D, Fertigung R+D Zentrum, Fertigung R+D, Fertigung Balluff Inc. Florence, USA Balluff Sensors Chengdu, China R+D, Fertigung R+D, Fertigung Balluff Controles Vinhedo, Brazil R+D, Fertigung Page 3

4 Industrien Balluff ist in vielen Bereichen zu Hause Automotive, Fabrikautomation, Metal Working, Regenerative Energien, Hydraulik und Pneumatik, Holzindustrie, Verpacken und Abfüllen, Plastik... Page 4

5 Agenda: Tracking & Tracing was bringt RFID? Stand der Technik RFID Datenschrauben Optimierung der Motorenproduktion Anwendungen im Detail Page 5

6 Die zentralen Fragen der modernen Automobilproduktion: Wie können Fertigungsprozesse optimal gesteuert werden? Wie lassen sich Prozessdaten jederzeit transparent erfassen? Typische Anforderungen sind - Das richtige Material wird am richtigen Ort, zur richtigen Zeit benötigt - Jedes Produkt muss immer eindeutig identifizierbar sein - Es werden Informationen benötigt darüber, wer, wann, was und wo produziert hat - Die Daten müssen schnell verfügbar sein, damit Prozesse automatisiert ablaufen können - Prozessparameter sollen (am Objekt, am Werkstück) dokumentiert werden - Qualitätsdaten werden gesammelt und der Produktionshistorie hinzugefügt - Produktionsprozesse werden mittels firmeninterner IT-Systeme und übergreifender IT-Netzwerke in die gesamte Supply Chain eingebunden (Tier 1, Tier 2, ) - Traceability über den gesamten Produktionsprozess hinweg Lösung: Einsatz moderner RFID-Lösungen Page 6

7 Anwendungsbereiche von RFID in der Automobilindustrie Karosserie Tracking Logistik Qualitätssicherung Asset Tracking Anwendung Vorteile Body Shop Paintshop Assembly Line Finish Production Control Automatic Track& Trace Integrated Identification Error reduction Higher process efficiency Higher flexibility Data transparency Assembly errors Documentation of security-relevant parts Recall of products Container/Pallets Material flow Kanban Item identification CKD Transport/Outbound Prevention of Distribution Reduction Container stock Reduction manual scanning (Barcode) Reduction of multi labeling Reduction of material stock optimised supply chain product counterfeiting Reducing costs automated quality checks Reduction of consequential costs and recall costs Operator Equipment Machines Tooling Assets Facilities Improvement of utilised capacity automatic documentation automatic programming Control of periodicity of maintenance Page 7

8 Typische Produktionsbereiche Metallbearbeitung Automatisierte Montage Warenausgang Blechbearbeitung Wareneingang Materialfluss (Kanban)) Page 8

9 Was bringt Produktionssteuerung mit RFID? höhere Fertigungsflexibilität Vermeidung von menschlichen Fehlern (Wegfall manueller Scans) Zeitersparnis durch höhere Datenraten und Informationen in Echtzeit höhere Prozessautomatisierung Transparenz der Daten Transparenz der Prozesse dezentrale Datenhaltung am Objekt (permanente Bestandskontrolle) in-line Dokumentation der Qualitätsdaten durchgängige Teile-Rückverfolgbarkeit (Traceability) Page 9

10 Zusätzlicher Nutzen über den Fertigungsprozess hinaus: Maximale Transparenz in der gesamten Supply Chain (Zulieferer, Tier 1, Transport, After Sales) 100% Qualität und durchgängige Dokumentation einfaches Life-Cycle-Management Optimiertes Lager- und Inventarmanagement Kennzeichnung als Unikat und Original (Schutz vor Produktpiraterie), Serialisierung Page 10

11 RFID-Projekt der Automobilindustrie: RAN Was will RAN erreichen? Aktuelle Entwicklungen in der RFID Technologie und die Möglichkeit des Austauschs auftragsspezifischer Daten zwischen allen Beiteiligten der Prozesskette (OEM, Zulieferer, Logistikdienstleister) eröffnen neues Möglichkeiten, um komplexe Prozesse mit Hilfe eines "Info-Broker-Konzepts" zu steuern. Firmenübergreifende intelligente Materialflusssteuerung soll effiziente Produktion ermöglichen wie auch ökonomische, bestandsoptimierte Logistik. Damit werden für alle beteiligten Firmen gültige Industriestandards geschaffen. siehe auch: Page 11

12 Agenda: Tracking & Tracing was bringt RFID? Stand der Technik RFID Datenschrauben Optimierung der Motorenproduktion Anwendungen im Detail Page 12

13 Industrial RFID Anforderungen an aktuelle Lösungen: breites Technik-Portfolio verschiedene Systeme gleichzeitig in den selben Anlagen eingesetzt (LF, HF, UHF standardisierte und proprietäre Lösungen) unterschiedlichste Erfassungsszenarien für jede Applikation den richtigen Lesekopf verwenden große Schnittstellenvielfalt für zahlreiche Steuerungssysteme geeignet kompakte Abmessungen auch bei kleinen Einbauräumen (Fertigungszellen) problemlos einsetzbar integrierter Feldbus geringer Anschlußaufwand, hohe Datenraten, hoher Automationsgrad Integration zusätzlicher Sensorik- oder Aktorik-Komponenten Reduzierung von Installationsaufwand und Kosten (weniger Komponenten, minimaler Verdrahtungsaufwand) schneller Austausch von Komponenten Wartungsfreundlich; skalierbar Page 13

14 RFID Systeme nach Arbeitsfrequenzen KHz 13,56 MHz Regional verschieden MHz 2,45 GHz 5,8 GHz LF HF UHF 0,1 1, LF (Low Frequency) HF (High Frequency) UHF (Ultra High Frequency) - Geringe Datenraten - zuverlässig bei kleinen Abständen - Unempfindlich gegen Störungen - beste Eignung für Metallapplikationen - Höhere Datenraten - weltweite Standardisierung - Kleine Transponder- Bauformen - Große Reichweiten (mehrere Meter) - Pulklesen - weltweite Standards ( Datenformat, Protokolle) (MW) - Low-Cost-Tags einsetzbar (RFID-Label) Standardisierte Frequenzen Frequenz [MHz] Page 14

15 RFID die Bestandteile des Systems: Schreib/Lesekopf Datenträger Luft-Schnittstelle Processor Page 15

16 RFID System Optionen Flexibilität je nach Einsatzfall - PLC - ERP - PC Tag Schreib-Lese-Kopf Auswerteeinheit + + or RS232 + Tag or + Antenne mit integriertem RFID-Controller Mobiler Handheld-Reader Page 16

17 RFID Tags für die Automobilindustrie Eine Vielzahl von Datenträgern für unterschiedliche Applikationen Ausführungen hängen von den gegebenen Anforderungen ab kundenspezifische, individuelle Lösungen möglich, wenn nötig Page 17

18 Ausblick: intelligente Vernetzung von RFID und Sensorik S/L-Kopf 1 S/L-Kopf 3 S/L-Kopf 2 S/L-Kopf 4 oder Power oder Power PLC Page 18

19 Agenda: Tracking & Tracing was bringt RFID? Stand der Technik RFID Datenschrauben Optimierung der Motorenproduktion Anwendungen im Detail Page 19

20 Mögliche Lösung 1: HF (13,56 MHz): - Datenschraube + Schreib/Lesekopf oder + Datenschraube ~ 100mm HF 2000 Byte ISO Page 20

21 BIS-Datenschrauben RFID Tag für Metallobjekte BIS C BIS M BIS C /L-M8 (-M6) BIS M /A-M8 (-M6) bündig nicht-bündig 15mm BIS C /L-M7-SP58 BIS C /L-M8-SP32 Page 21

22 Datenschraube BIS M140 Technische Beschreibung Page 22

23 Mögliche Lösung 2: HF (13,56 MHz): - FerroIdent + Schreib/Lesekopf oder + ~ 130mm FerroIdent HF 2000 Byte ISO Page 23

24 Beispiel: UHF Applikationen. Sichere Identifikation auch aus großer Entfernung Wo macht UHF Sinn? In allen Anwendungen mit Abständen über 0,5 Meter wo Dynamik eine Rolle spielt in denen Pulkerfassung die Prozesse beschleunigt in denen EPC Gen2 Standard für Transparenz in der Logistik sorgt. mit Standardschnittstelle RS232 bzw. TCP / IP Page 24

25 Mögliche Lösung 3: UHF (868 MHz): - RFID Tag + Antenne BIS U-142 0,2 1 m verschiedene Antennentypen = unterschiedliche Lesereichweiten + BIS U-100 Datenträger UHF 0,5 6 m Bit EPC EPC gen 2 user memory 512 bit Page 25

26 Agenda: Tracking & Tracing was bringt RFID? Stand der Technik RFID Datenschrauben Optimierung der Motorenproduktion Anwendungen im Detail Page 26

27 Was kann RFID in der Motorenfertigung bieten? geringe Abmessungen für kompakte Fertigungszellen oder Montagelinien hohe Robustheit bei schwierigen Identifikationsbedingungen mehrere Identifikationspunkte mit einer RFID-Controller-Unit überwachen gleichzeitiges Nutzen verschiedener Technologien (z.b. bestehende Tool-ID- Systeme mit Werkstückträger-/Werkstück-Identifikation ergänzen) höhere Prozessautomatisierung durch Einsammeln von IO-Informationen vorhandener Sensoren und Aktoren durchgängige Teile-Rückverfolgbarkeit (Traceability) Page 27

28 Typ. Applikationsbeispiel Anwendung Identifikation von Werkstückträger in einer Montageanlage Datenträger direkt am Werkstückträger (WT) Nutzen verschiedene Varianten auf einer Linie durch eindeutige Kennzeichnung d. WT und Werkstücke platzsparender Einbau mehrerer RFID- Systeme Einbindung vorhandener Sensorik Page 28

29 Typ. Applikationsbeispiel Anwendung Fertigungslinie für Motorblöcke höchste Anforderung an die Schutzklasse des Datenträgers Datenträger in unmittelbarer Nähe zu Metall Nutzen Produktionsdaten am Objekt Flexibilität Nachvollziehbarkeit der Produktionsschritte Dokumentation der Qualitätsdaten Vermeidung von Fehlern Page 29

30 Volkswagen Applikation Zylinderkopf Page 30

31 Volkswagen Applikation Kurbelgehäuse Page 31

32 Volkswagen Applikation Situation Abstand Schreib/Lesekopf Datenschraube zu Werkstück Page 32

33 Volkswagen Applikation Zylinderkopf auf Palette Page 33

34 Volkswagen Applikation Manueller Schrauberplatz Page 34

35 Volkswagen Applikation Automatikschrauber Page 35

36 Volkswagen Applikation Automatisches Zuführsystem Page 36

37 Vorteile beim Einsatz von Datenschrauben 1.Datenschrauben können automatisiert direkt am Werkstück angebracht und wieder entfernt werden 2.Datenschrauben erlauben Tracking & Tracing des Werkstücks ohne Bezug zu einem Ladungsträger, Palette etc. 3.Zuverlässigste Methode der Datenerfassung während des Bearbeitunsprozesses. 4.Datenschrauben entsprechen weltweiten Standards bzw. ISO-Normen Standard. 5.Datenschrauben sind auf Grund großer Speicher für das dezentrale Speichern von Qualitätsdaten geeignet. 6.Datenschrauben sind in HF- und UHF-Technik verfügbar. 7.Hervorragende Eignung auf metallischen Objekten Page 37

38 Vielen Dank für Ihr Interesse! Weiterführende Informationen erhalten Sie auf unserem Stand! Wir freuen uns auf Ihren Besuch! Oliver Pütz-Gerbig Dipl.-Physiker Senior Product Manager BU Identification BALLUFF GmbH Schurwaldstraße Neuhausen a.d.f. oliver.puetz-gerbig@balluff.de Tel: Page 38