Just in Time
Seit 2004 betreibt Tower Automotive in der Nähe des Volvo-Werks im belgischen Gent ein Produktionswerk, das Teile für die Volvo-Modelle V50 und S40 direkt in die drei Kilometer entfernte Fertigung des schwedischen Autobauers liefert. Die Pressteile werden mit der Bahn aus Schweden geliefert und in Gent zu Bodenplatten, Dächern, Fahrwerkkomponenten sowie Türen und Kofferraumdeckeln zusammengefügt, im Wesentlichen durch Verschweißen. Die Kapazität des Werkes liegt bei 220 000 Teilen pro Jahr. Um die geforderte Flexibilität und pünktliche Just-in-Time-Lieferungen zu garantieren, muss das Unternehmen eine zuverlässig fließende Produktion sicherstellen. Dazu hat man den Großteil der Produktion mit über 180 ABB-Robotern automatisiert.
Veröffentlicht: Novemberausgabe 2008 "RFID im Blick"
„Für etwa 700 Autos täglich produzieren wir Teile, die auf Abruf in das Volvo-Werk geliefert werden“, sagt Luc Willems, Wartungs- Ingenieur bei Tower Automotive. „Unsere Produktion ist auf minimale Lagerhaltung abgestimmt. Wir müssen immer genug Teile für eine Produktionsdauer von sechs Stunden vorhalten; insgesamt fasst das Lager einen Vorrat für maximal 18 Stunden.“ Transportiert werden die Volvo-Teile mit Lkws, die etwa 70 Fahrten pro Tag machen und auf der Rückfahrt die leeren Verpackungen mitnehmen.
Prozesse effizienter gestalten
In einem stark automatisierten Werk wie dem von Tower Automotive in Gent trägt die Geschwindigkeit der internen Förderkette erheblich zu einem effizienten Produktionsprozess bei. Wichtig dabei ist „Tracking & Tracing“, eine transparente Produktion. Für diese Aufgabe hatten die Planer von Tower Automotive RFID vorgesehen und installiert. Das ursprünglich eingesetzte System wies allerdings eine Fehlerrate von 0,5 Prozent pro Schicht auf, was nicht akzeptabel war, sodass eine neue Lösung gefunden werden musste. „Die größte Herausforderung in unserem Prozess sind die extrem hohen Temperaturen, mit denen zahlreiche RFID-Systeme Probleme haben“, erklärt Luc Willems. „Die mit RFID-Tags ausgerüsteten Teile sollen schließlich durch einen Ofen mit 180 Grad Celsius fahren. Da drängt sich die Frage auf, was mit der Elektronik der Tags bei diesen extremen Temperaturen geschieht.“
Herausforderung Hochtemperatur
Tower Automotive hat sich für das BL ident RFID-System von Turck entschieden, das extremen Temperaturen von Minus 40 bis Plus 210 Grad Celsius widersteht. „Neben der Temperaturfestigkeit hat uns überzeugt, dass BL ident ein offenes System ist, das SPSunabhängig arbeiten kann und speziell für die industrielle Automation entwickelt wurde“, kommentiert Willems die Entscheidung. Als RFID-System der neuen Generation arbeitet BL ident mit einer Frequenz von 13,56 MHz. „Dieser weltweite Standard auf einer höchst störungsarmen Frequenz passte ideal in das Konzept der gesamten Anlage.“
Tests unter extremen Bedingungen
Nach den schlechten Erfahrungen mit dem ersten System wurde die Turck-Lösung vorab ausführlich getestet. „Unter anderem haben wir die Datenträger zehn Tage lang in einem Ofen bei Plus 180 Grad Celsius aufgehängt. Auch nach diesem Härtetest funktionierte das System hervorragend“, so Willems. Die Turck-Tags können nach Verlassen des Ofens ohne Abkühlung direkt gelesen und beschrieben werden. Für die hitzebeständigen Tags hat Turck ein Sondergehäuse entwickelt, welches eine Lebensdauer von zehn Jahren hat. Zurzeit sind bei Tower Automotive insgesamt 240 Datenträger im Betrieb.
Das System im Detail
BL ident ist ein offenes System, das mit den gängigen Feldbussen kommunizieren kann. Turck bietet Interfaces für Profibus-DP, DeviceNet, Modbus-TCP, Profinet IO und EtherNet/IP. Jedes Interface verfügt über einen eigenen Datenspeicher und passt sich automatisch der jeweiligen Applikation an. Aufgrund seines modularen Aufbaus kann eine BL ident-Station mit zwei, vier, sechs oder acht Kanälen eingesetzt werden. Die RFID-Module lassen sich zudem softwaremäßig so einstellen, dass jeder Kanal mit Lese- und Schreibkopf separat im Parallel-/Multiplex-Modus arbeitet. Das ist vor allem für Applikationen interessant, bei denen sich zwei Schreibleseköpfe sehr nahe aneinander befinden, wie bei der Teilung der Förderkette in mehrere Linien.
Steigerung des Wirkungsgrads
Das Turck-System erfüllte auch die Anforderungen hinsichtlich der Geschwindigkeit. Dazu Luc Willems: „Wo viele traditionelle RFIDSysteme ausschließlich statisches Schreiben und Lesen erlauben, ist mit dem BL ident-System sowohl Lesen als auch Schreiben möglich, während die Tags in Bewegung sind (on the fly). Auch dieser Punkt war uns wichtig. „Die schnellere Datenübertragung ist unter anderem durch den im Werk eingesetzten FRAM-Speicher (Ferromagnetischer RAM) möglich, der nahezu keine Wartung erfordert. Abhängig vom Datenträger und der Datenmenge kann das BL ident-System Lese- und Schreibzyklen mit einer Geschwindigkeit von zehn Metern pro Sekunde verarbeiten. „Wir konnten mit den FRAM-Datenträgern die Schreiblesezeit pro Station um fast zwei Sekunden verringern und die Förderkette dadurch beschleunigen – weil keine Stops zum Lesen und Schreiben mehr notwendig sind“, resümiert Luc Willems, „und daraus resultiert eine höhere Produktion.“
Thorsten Enthöfer ist Produktionsspezialist RFID bei der Hans Turck GmbH & Co. KG in Mülheim an der Ruhr.
thorsten.enthoefer(at)turck.com
www.turck.com
