RFID-Technik zur effizienten Datenerfassung
Smart Maintenance für Smart Factories
Smart Factories sind in Deutschland schon lange das zentrale Thema im Zuge des Wandels hin zur Industrie 4.0. Ziel ist die nachhaltige Steigerung der Produktivität und Effizienz durch die digitale Vernetzung zwischen Maschinen, Rohstoffen, Produkten und Menschen. Dafür gilt es, intelligente Techniken wie RFID, die jetzt schon zur Verfügung stehen, zielgenau in den Wertschöpfungsprozess zu implementieren.
"Intelligent" wird die digitale Vernetzung grundsätzlich durch übergreifende Kommunikation. Dabei entsteht zwangsläufig ein erhebliches Datenvolumen, das zu erfassen, filtern, verarbeiten und zu bewerten ist. Einen nachhaltigen Nutzen aus der Digitalisierung können daher vor allem Unternehmen ziehen, die in der Lage sind, die gesammelten Datenmengen zu interpretieren. Ein Bereich, in dem besonders viele Daten zur Sammlung und Verarbeitung anfallen, sind Instandhaltung und Service.
Essenziell ist in diesem Umfeld die kosten- und zeiteffiziente Umsetzung der Instandhaltungsprozesse mithilfe aller verfügbaren Daten - Smart Maintenance. Eine zentrale Herausforderung stellt dabei die Ermittlung aller relevanten Daten dar. Ausgereifte RFID- (Radio Frequency Identification) und NFC-Systeme (Near Field Communication) eignen sind heutzutage hervorragend, um die notwendigen Daten kontaktlos, sicher und schnell zu erfassen.
Effizienzsteigerung bei Instandhaltung und Wartung
Die grundsätzliche Relevanz einer nachhaltigen Effizienzsteigerung im Bereich der Wartung und Instandhaltung wird deutlich, wenn man sich vor Augen hält, dass diese Prozesse bis zu 40 Prozent der Unternehmenskosten beziffern. Allein die Instandhaltungsaufwendungen für Sachanlagen, Wohnungswirtschaft, private Haushalte und Kraftfahrzeuge betrugen in Deutschland 2009 rund 255 Milliarden Euro. Eine Studie des VDI zum "Instandhaltungsaufwand in Deutschland" schätzt die indirekten Instandhaltungskosten sogar auf das Drei- bis Fünffache.
Vor diesem Hintergrund sind Prozessoptimierungen unter Verwendung innovativer Techniken gefragter denn je. Die RFID-Technik entwickelt sich dabei immer mehr zum essenziellen Bestandteil intelligenter Instandhaltungsprozesse. Zumal RFID-Transponder selbst immer intelligenter werden: Sie lassen sich beispielsweise mit Temperatur- oder Luftfeuchtigkeitssensoren ausstatten und liefern damit immer komplexere Daten.
Auswahl der passenden RFID-Transponder
Entscheidend für die erfolgreiche Einbindung von RFID-Techniken ist die exakte Kenntnis der Rahmen- und Einsatzbedingungen. So müssen Unternehmen die passenden RFID-Transponder hinsichtlich der Frequenz und der verwendeten RFID-Lesegeräte auswählen. Alternativ zu robusten und industrietauglichen RFID-Lesegeräten lassen sich aber auch Smartphones als Leseeinheit einsetzen. Dazu ist es bei den Transpondern von Smart-Tec beispielweise möglich, diese anstatt mit einem RFID- mit einem NFC-Chip auszustatten. Letzteres reduziert die Einstiegskosten und verkürzt den RoI-Zeitraum (Return on Investment).
Bei der Auswahl der Komponenten ist zudem zu berücksichtigen, in welchem Umfeld die Transponder zum Einsatz kommen, welche Lesereichweiten benötigt werden und welchen Umwelteinflüssen sie ausgesetzt sind. Gerade in Produktionsprozessen müssen die Komponenten oft widerstandsfähig gegenüber chemischen Substanzen wie Laugen, Säuren und Fetten sein. Auch Nässe, Schmutz und hohe Temperaturen sind wichtige Parameter, die sich auf die Auswahl der RFID-Transponder auswirken. Lange waren beispielsweise hohe Temperaturen eine der größten Herausforderungen für diese Komponenten. Heute können sogar Etiketten ("Smart Labels") mit integrierten RFID-Transpondern für einen definierten Zeitraum problemlos Temperaturen bis zu 180 °C standhalten.
Papierlose und kontaktlose Wartung durch Smart Maintenance
Meist sind Wartungs-, Service- und Instandhaltungsprozesse durch schier endlosen Papierkrieg begleitet: Schließlich gilt es, unzähligen Daten zu sammeln - besonders deshalb, weil ein lückenloser Nachweis aller Prozesse zwingend erforderlich ist. Der Einsatz von RFID-Technik löst dieses Problem mühelos, da jedes mit einem RFID-Transponder versehene Produkt oder Gerät durch die weltweit einmalige Identifikationsnummer (UID) des RFID-Transponders eindeutig identifizierbar ist. So lässt sich der spezifische Nachweis relevanter Prozessschritte lückenlos gewährleisten. Ein weiterer erheblicher Vorteil gegenüber anderen Identifikationssystemen ist, dass RFID-Lesegeräte keinen mechanischen Kontakt oder Sichtkontakt zum RFID-Transponder benötigen. RFID-Transponder lassen sich trotz Verschmutzung oder Anbringung an schwer zugänglichen Stellen problemlos auslesen.
Treiber für ein RFID-gestütztes Prüfsystem
Die Technische Universität München (Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik) ermittelte 2011 entscheidende interne und externe Treiber für die Implementierung der RFID-Technik in Prüfsysteme: Ein wichtiger interner Treiber ist demnach die Entwicklung innovativer Dienstleistungen und Produkte. Aber auch die Erhöhung der Prozesseffizienz durch Vermeidung fehlender oder beschädigter Objektkennzeichnungen sowie Prozesstransparenz durch lückenlose Rückverfolgbarkeit und Aktualität der Prozesszustände zählen dazu. Die exakte Kennzeichnung von Objekten und die Zuordnung von Prozessen sollen dabei nachhaltig die Datenqualität durch die Reduktion fehlender oder fehlerhafter Daten am Objekt erhöhen. Grundsätzlich ergebe sich zudem eine verbesserte und nachvollziehbare Erfüllung von Sicherheitsanforderungen und gesetzlichen Vorgaben (BetrSichV, BGV etc.). Externe Treiber wiederum seien eine Steigerung der Kundenzufriedenheit durch sichergestellte Prozessabläufe, Erhöhung der Supply-Chain-Leistung sowie die Erfüllung rechtlicher Vorgaben.
RFID-Technik: Nutzen und Vorteile
Immer mehr Unternehmen erkennen die Vorzüge der RFID-Technik: Neben ihrer besonderen Eignung für Smart-Maintenance-Prozesse kann diese Technik auch die Lagerbestandsoptimierung und die Dokumentation von Materialflüssen ermöglichen. Grundsätzlich eröffnet die Einbindungen der RFID-Technik zahlreiche Chancen: Alle Maschinen und Anlagen lassen sich eindeutig und schnell mithilfe von RFID-Transpondern identifizieren und damit auch automatisiert inventarisieren. Wartungs- und Service-Prozesse werden dadurch wesentlich effizienter, zumal sich RFID-Transponder bei Bedarf immer wieder neu mit aktuellen Informationen beschreiben lassen. Des Weiteren ist es möglich, alle relevanten Prozesse durch RFID-Transponder lückenlos zu dokumentieren, wodurch sich die Rechtssicherheit im Nachweis der Wartungen gewährleisten lässt.
Künftige Einsatzbereiche und Nutzenpotenziale
Damit wird die RFID-Technik zunehmend unverzichtbar zur Optimierung und Effizienzsteigerung zahlloser Wartungs-, Service- und Instandhaltungsprozesse. Sie ermöglicht Unternehmen, Kosten- und Zeiteinsparungen gegenüber Wettbewerbern am Markt zu realisieren. Des Weiteren erschließt die RFID-Technik im Hinblick auf Smart Factories durch die Verknüpfung mit Messtechniken und Sensorik weitere Einsatzbereiche und Nutzenpotenziale. So zeigt das AIM-Trendbarometer (www.aim-d.de) eine steigende Bedeutung der RFID-Technik im Zuge der Industrie 4.0. Demnach gaben 58,1 Prozent der befragten Anbieter an, Lösungen für die Industrie 4.0 zu liefern und somit Smart Factories zu unterstützen. Erst 2014 waren die Prognosen der befragten Unternehmen hingegen noch verhalten. Unabhängig davon ist der Trend zu Smart Maintenance mithilfe der RFID-Technik klar erkennbar.
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