iwb - RAN - RFID-based Automotive Network: RFID-basierte, hybride Produktionssteuerung

Ausgangssituation

Die stetig wachsende Variantenvielfalt in der Automobilindustrie aufgrund individueller Kundenwünsche, neuer Antriebstechnologien und ständigen Innovationen führt dazu, dass sich die Automobilhersteller immer mehr auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren. Die dadurch entstehende Reduktion der Fertigungstiefe resultiert in der Entwicklung von globalen Lieferantennetzwerken mit gleichzeitig zunehmenden Anforderungen an die einzelnen Lieferbeziehungen innerhalb dieser Netzwerke. Diese Rahmenbedingungen verlangen nach neuen Ansätzen und Methoden zur wirtschaftlichen und unternehmensübergreifenden Steuerung von Prozessen in der Auftragsabwicklung.

Ziel des Projektes

Ziel des Forschungsprojektes RAN - RFID-based Automotive Network ist es, neue Methoden und Ansätze zur wirtschaftlichen und ressourceneffizienten Steuerung unternehmensübergreifender Prozesse in der Automobilindustrie zu entwickeln. Der Fokus der Forschungsarbeiten am iwb liegt in der Entwicklung einer RFID- (Radio Frequency Identification) basierten hybriden Architektur für die Produktions- und Logistiksteuerung sowie in der Entwicklung einer Methodik zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz der im Projekt entwickelten RFID-Lösungen.

Innerhalb von Produktions- und Logistiknetzwerken ist eine eindeutige, schnelle und sichere Erfassung von objektbezogenen Daten notwendig, um Entscheidungen auf Basis aktueller Informationen treffen zu können. Insbesondere die RFID-Technologie ermöglicht eine automatische Identifikation von Objekten und die Speicherung größerer Datenmengen auf den RFID-Transpondern. Neben der durchgängigen Verfolgung von Objekten über den Wertschöpfungsprozess (Tracking & Tracing), können somit auch zusätzliche produktspezifische Daten hinterlegt werden, die ein schnelles Störungsmanagement ermöglichen. Die RFID-basierte hybride Steuerungsarchitektur verteilt den Steuerungsaufwand in großen Produktionsnetzwerken gezielt auf zentrale (z. B. betriebliche Planungs- und Informationssysteme) und dezentrale (z. B. RFID-Transponder) Elemente. Das Datenmanagement wird kombiniert, so dass produktspezifische Informationen (z. B. Qualitätsdaten) dezentral für die direkte Kommunikation mit Maschinen am Produkt mitgeführt und auftragsspezifische Informationen (z. B. Auftragsstatus) zentral in unternehmensinternen Datenbanken eines sogenannten Infobrokers hinterlegt werden. Diese Datenbanken (Repositories) können über eine zentrale Infrastruktur gezielt adressiert und standardisiert überbetrieblich ausgetauscht werden. Die Verfügbarkeit von Ereignisdaten (z. B. "Produkt fertiggestellt") erhöht die Transparenz in der Lieferkette und die Datenqualität betrieblicher Planungs- und Informationssysteme. Störungen können so frühzeitig erkannt und flexibel darauf reagiert werden. Durch die dezentrale Produktdatenhaltung können Daten direkt am Produkt bereitgestellt und echtzeitnah für ein effizientes Störungsmanagement berücksichtigt werden. Die hybride RFID-basierte Produktions- und Logistiksteuerung erlaubt es somit, robust auf Störungen zu reagieren und sowohl die unternehmensinternen als auch die unternehmensübergreifenden Prozesse innerhalb der Wertschöpfungskette ablauforientiert zu optimieren. Die Bewertung der Wirtschaftlichkeit und der Ressourceneffizienz des Einsatzes einer RFID-basierten, hybriden Steuerungsarchitektur entlang der Wertschöpfungskette wird über eine am iwb entwickelte Methodik vorgenommen.

Vorgehensweise

Eine wichtige Grundlage für die vorgestellte Steuerungsarchitektur ist die unternehmensübergreifende Standardisierung von Produktions- und Logistikprozessen (z. B. Montage, Wareneingang) hinsichtlich der benötigten und bereitzustellenden Eingangs- und Ausgangsdaten. Zur Informationsgewinnung werden hierzu sechs unterschiedliche Anwendungsszenarien sogenannten Use-Cases (z. B. RFID-basierte Produktion von Fahrzeugsitzen, JIS-Anlieferung von Stoßfängern) aus der Automobilindustrie herangezogen. Erstmals soll so branchenweit eine Einigung über standardisierte Methoden erzielt werden, die alle an der Wertschöpfung beteiligten Unternehmen mit einbezieht. Auf Basis dieser Prozesse werden die für die Produktions- und Logistiksteuerung relevanten Daten analysiert und die für die Prozesssteuerung notwendigen Daten sowie deren Ablagestruktur definiert. Dies dient dazu, die Steuerungsarchitektur einfach auf andere Anwendungsszenarien übertragbar zu machen. Die entwickelte Steuerung wird anhand einer Demonstrationsplattform in der iwb-Versuchshalle praktisch umgesetzt und die Forschungsergebnisse validiert.

Die Entwicklung einer RFID-basierten hybriden Produktionssteuerung unterteilt sich in die folgenden Arbeitspakete:

Analyse der Material- und Informationsflüsse der Anwendungsszenarios (Use Cases)
Entwicklung von standardisierten Referenzbausteinen für die Beschreibung von Produktionsabläufen
Definition von produkt- und auftragsrelevanten Daten sowie Entwicklung einer Datenstruktur für die RFID-basierte, hybride Steuerung
Definition der informationstechnischen Einbindung der RFID-Technologie und des Infobrokers in betriebliche Planungs- und Informationssysteme
Exemplarische Umsetzung und Validierung der Projektergebnisse in Form einer Demonstrationsplattform am iwb

Handzettel:

Status laufend

Laufzeit 01/2010 - 12/2012

Förderer BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie) im Rahmen des Schwerpunktförderprogrammes "Autonomik - Autonome und simulationsbasierte Systeme für den Mittelstand")

Veröffentlichungen

Reinhart, G.; Engelhardt, P.; Genc, E.; Irrenhauser, T.; Niehues, M.; Ostgathe, M.; Reisen, K.: Einsatz von RFID in der Wertschöpfungskette. RFID im Blick (2011) Sonderausgabe "RFID in der Region München", S. 30-31.

Weiterführende Links

Homepage des Projekts RAN