RFID-Technologie

Drahtlose Kommunikation durch RFID

Identifizieren – Automatisieren - Optimieren

Materialverfolgung und -logistik für Hüttenwerke und Gießereibetriebe

Der Schlüssel für eine optimierte Produktion

Das Produktionsmanagementsystem der fiwa)group

 

Praktiker und Branchenkenner wissen von den vielen Optimierungsmöglichkeiten in Hüttenwerken und metallverarbeitenden Betrieben auf dem Weg vom Rohstoff bis zum fertigen Produkt. Eine herausragende Lösung für die Prozesssteuerung bei der Fehler weitgehend ausgeschlossen werden, bietet die fiwa)group mit ihrem modular aufgebauten Produktionssteuerungssystem.

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Das System besteht aus vier Subsystemen, die ineinander greifen:

1)    Exakte Verwiegung von Öfen, Tiegel und Gießpfannen

(durch patentierte Schwerlastwägebausätze)

2)    Eindeutige Identifikation

(mittels RFID-Transponder)

3)    Lokale, berührungslose Schreib/Lesestationen

(stationäre und mobile Geräte)

4)    Produktionsmanagement Software iMESS CC

(voll integrierbares, modular aufgebautes MES-System)

 

lib/fiwa/images/produkte/RFID/Schema_Giessautomaten-RFID.jpgDurch Verwendung/Einbindung aller vier Subsysteme in das Produktionssystem ist eine lückenlose Chargenverfolgung in Echtzeit realisierbar. Dazu müssen aber alle „Akteure“ mit RFID-Transpondern ausgerüstet sein. Alle Informationen von und an den einzelnen Stationen des Produktionsprozesses werden berührungslos übermittelt. Damit sind Fehlerquellen bei der Datenübergabe (Ablesefehler oder Verwechslungen) bereits eliminiert; ebenfalls besteht die Option die Protokollierung des gesamten Materialflusses auf diesem Wege vorzunehmen und damit zu automatisieren. Durch die Verknüpfung der wichtigsten Abläufe ergeben sich erhebliche Optimierungspotentiale beispielsweise hinsichtlich Qualität und Materialeinsatz (exakte Rezeptverwaltung/Werkstoffgüte), Zeit (deutliche Verkürzung von Zykluszeiten), Energiekosten (Aufheizen nur wenn erforderlich) oder auch Chargen-Rückverfolgbarkeit (Qualitätssicherung).

Die Darstellung zeigt die durchgängige Identifikation der Materialien im Produktionsprozess am Beispiel der Befüllung von Gießautomaten. Eine Anlieferung falscher Ausgangsstoffe wird hierbei ausgeschlossen.

Je nach gewünschtem Automatisierungsgrad wird eine individuelle Lösung für den Kunden erarbeitet. Ein großer Vorteil dabei ist, dass das System auch bei Verwendung einer Minimallösung (z.B. Ampelsteuerung) jederzeit auf die voll integrierte Variante mit allen Funktionalitäten ausbaufähig ist.

 

A) Ofenverwiegung/Rohstoffhandling

Mit den weltweit patentierten Wägebausätzen der fiwa)group können sowohl neue Ofenanlagen, wie auch bereits bestehende Öfen problemlos aus- bzw. nachgerüstet werden. Die Abweichung bei der Verwiegung beträgt weniger als ein Kilogramm pro zehn Tonnen. Neben der Angabe des Gewichtes von Ofen und Produkt vor-, während- und nach der Befüllung stehen diese Informationen auch im Verlauf der Entleerung, beim Aufheizen oder Reinigen stets zur Verfügung. Dabei können Schlackeanteile im Produkt, Anbackungen, oder Produktrückstände im Ofen detektiert werden. Bei der Herstellung von Legierungen ist es möglich, Legierungszusätze äußerst exakt zu dosieren, nämlich mit einer Genauigkeit von weniger als 0,5% des gesamten Produktinhaltes.

 

B) Transport - Warenausgang

Jeder Transporttiegel ist mittels RFID-Funkchip eindeutig identifizierbar (Tiegelident). Die bei der Abfüllung ermittelten Daten werden auf den Chip übertragen. Die Produktdaten stehen während des gesamten Transportweges zur Verfügung.

Mehr zur Tiegelidentifizierung gib´s hier.

 

C) Transport - Wareneingang

Die Chargendaten werden automatisch am Wareneingang des Kunden berührungslos mittels Antennen oder Handterminals vom RFID-Chip ausgelesen. Sollten hier bereits Abweichungen hinsichtlich Menge, Spezifikation oder Temperatur festgestellt werden, kann der Kunde noch bevor Probleme in der Produktion entstehen, die Warenannahme verweigern. Wenn sich beispielsweise die Temperatur des Produktes bereits in einem kritischen Bereich befindet, können die angelieferten Tiegel ohne Zeitverlust sofort zu Aufheizstationen weitergeleitet werden.

 

D) Kippstuhl mit Waage

Bei einwandfreiem Produkt übernimmt ein Kippstuhl die Transporttiegel. An dieser Station erfolgt sinnvollerweise neuerlich eine Verwiegung. Je nach Anforderung der Produktion übergibt dieser das angelieferte Rohprodukt an sog. „Gießpfannen oder nur Pfannen“ genannt, welche meist von speziell adaptierten Staplern zur weiteren Verarbeitung (Legierung) z.B. an Gießöfen verbracht werden. Hier findet die Zuordnung von Tiegel <-> Pfanne in der Datenbank statt.

 

E) Stapler mit Pfanne - zu Gießofen

Auch hier sorgt die RFID Technologie für die Unverwechselbarkeit der Pfanne. Alle Daten sind in der Datenbank (MES) gespeichert Auf dem Chip ist nur die jeweilige ID  gespeichert (z.B. am Tiegel die Tiegel-ID). Am Stapler befindet sich eine Schreib/Lesestationen welche dem Staplerfahrer neben den Daten des Produktes auch die nächste Abfüllstelle angibt. Zusätzlich können am Stapler zwischen Drehkranz und Gießvorrichtung Wägezellen installiert werden; diese garantieren eine genaue und wartungsfreie Pfannenverwiegung(0,02-0,03% des Produktinhaltes). Sämtliche auftretende Störeinflüsse wie Scher- und Seitenkräfte oder Stöße -  verursacht durch unebenes Gelände - werden kompensiert.

 

F) Gießofen - Nachlegierung

An dieser Stelle wird die Legierung für die Gießautomaten hergestellt. Die technische Ausstattung am Gießofen ist ähnlich jener der Ofenverwiegung. Um die höchst mögliche Qualität des Endproduktes gewährleisten zu können, ist hier eine exakte Verwiegung und Rezeptverwaltung essentiell.

 

G) Stapler mit Pfanne - zu Gießautomat

Die Gießpfanne wird am Gießofen, je nach Erfordernis mit der optimalen Menge befüllt und kann dann unmittelbar hintereinander mehrere Gießautomaten beschicken. Dies ist durch die mobil installierte Pfannenwaage am Stapler möglich. Damit ist die Abgabe exakter Mengen gewährleistet - eine erneute Verwiegung des Pfanneninhaltes bzw. eine Wiederbefüllung am Gießofen ist nicht mehr nötig. Weil aber auch die Temperatur des flüssigen Rohstoffes am letzten Transportweg vor dem eigentlichen Gießvorgang eine große Rolle spielt, kann wenn notwendig zuvor noch eine Aufheizstation angefahren werden.

 

H) Gießautomat

Während der Entleerung der Pfanne am Gießautomaten steht dem Staplerfahrer eine kontinuierliche Gewichtsanzeige zur Verfügung; damit ist die Abgabe exakter Mengen realisierbar. Hinzu kommt auch noch, dass der angefahrene Gießautomat durch die RFID Vernetzung keine „falsche“ Pfanne akzeptiert.

 

Vorteile des patentierten Verfahrens

  • Vermeidung von Fehlerquellen
  • kürzere Wege
  • Effizienzsteigerung an und zwischen den Produktionsstationen
  • Chargen-Rückverfolgbarkeit
  • Qualitätssicherung
  • Qualitätssteigerung

 

Schema - drahtlose Kommunikation durch RFID

Materialverfolgung und -logistik für Hüttenwerke und Gießereibetriebe.

 

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FAZIT

Das Ergebnis der Kommunikation entlang aller beteiligten Stationen sind kurze Wege und die Abgabe genauester Mengen - und das praktisch ohne Fehlerquellen. Dieses umfassende Produktionsmanagementsystem der fiwa)group führt zu Effizienzsteigerungen an- und zwischen allen Produktionsstationen.

Wer mittelfristig die Vernetzung aller für die gesamte Produktion wichtiger Datenquellen (ERP- MES und Automatisierung) nicht optimiert, hat mit erheblichen Wettbewerbsnachteilen zu rechnen. Dies prognostizieren Experten übereinstimmend. Auch das Thema „Flexibilität“ gewinnt durch die zunehmende Individualisierung in der Produktion noch stärker an Bedeutung.

 

Für weitere Applikationen lesen Sie auch unseren Newsletter IV/ 2014 zum Thema der "Lückenlosen Produktionsverfolgung" oder den Artikel zur Tiegel- und Pfannenidentifikation.