Traceability – modular und universell

Mit dem smartControl 4.0 Konzept lässt sich eine praktisch unbegrenzte Vielfalt an Prozesskomponenten über lediglich eine Schnittstelle einbinden. smartControl 4.0 setzt die Vorgaben des Kunden in die Tat um, ohne dass dieser sich um die Schnittstellen jeder einzelnen Produktionsanlage kümmern muss. Dank seiner Busfähigkeit ist das Konzept kaskadierbar und erlaubt dadurch die Integration beliebig vieler Fertigungssysteme beim Anwender.

Bestehend aus Software und Hardware, bietet smartControl 4.0 eine frei konfigurierbare Komplettlösung für jedes gewünschte Ausbaulevel, bis hin zum System mit aktiver Prozessverriegelung in Echtzeit oder der Realisierung sehr effizienter, automatisierter One-Piece-Workflow Konzepte. Das System bietet also die Möglichkeit, Produkte nach Serien- oder Chargennummern zu „tracen“ oder aber die weitere Bearbeitung einzelner Baugruppe davon abhängig zu machen, dass die Baugruppe vorhergegangene Prozessschritte im Rahmen vorgegebener Parameter erfolgreich absolviert hat. Durch den Einsatz einer Visualisierung und Alarmierung in Echtzeit wird sichergestellt, dass für den Fall einer negativen Antwort sofort eine adäquate Bedienerreaktion erfolgen kann, ohne dass die Prozessverriegelung zu unerwünschten Unterbrechungen führt.

Auch ohne kundenseitig vorhandenes MES-System ist der Einstieg mit smartControl4.0 in kürzester Zeit möglich. Schritt für Schritt können auf dieser Basis beliebige zusätzliche Funktionen, Parametrierungen, Software-Module und Prozesskomponenten integriert werden. Über seine Software stellt smartControl 4.0 die Verknüpfung zu allen werkstückspezifischen Programmen, Auftrags- und Fertigungsparametern für die jeweilige Baugruppe her. Die Codierung und Speicherung der Prozessdaten wird mittels RFID-Chip auf dem Werkstückträger realisiert. Das Auslesen der Codes erfolgt über die Leseeinheit smartRead, ein kompaktes, in der Maschine angebrachtes RFID Schreib-/Lesegerät. Es erfasst die RFID Tags auf einem Werkstückträger zuverlässig „On-the-Fly“, ohne Abbremsen. Die gesamte erforderliche Elektronik ist in einem kompakten, nur 85x35x12mm kleinen Gehäuse integriert. Dadurch kann die Montage an der jeweiligen Maschine ohne aufwendige Verdrahtung erfolgen. Es ist kein separates Anschaltgerät erforderlich. Ergänzend können in dem System auch 2D-Code- oder Barcode-Leser eingesetzt werden, denn smartControl 4.0 verwendet für die Baugruppen-Identifikation auf dem RFID-Chip exakt die gleiche Datenstruktur wie sie auch bei Strich- oder Matrixcodes eingesetzt wird. Werden die ID-Codes der einzelnen Baugruppen bzw. Nutzen innerhalb eines Werkstückträgers beim Eintritt in die Linie erfasst, lassen sich diese Daten dauerhaft mit den RFID-Daten verknüpfen oder „verheiraten“. Die Rückverfolgung ist somit auf der Ebene eines Werkstückträgers wie auch auf der Ebene der Einzelnutzen innerhalb des Trägers realisierbar.

Als Hardware-Interface zur Bedienung, Eingabe und Prozessvisualisierung wird beim smartControl System das smartTouch Bedienerinterface eingesetzt. Über die intuitive Bedieneroberfläche mit Prozessabbild lassen sich per smartTouch in Echtzeit Prozessdaten darstellen, Betriebszustände visualisieren, Fertigungsparameter setzen und Statusinformationen abrufen oder für bestimmte Baugruppen Regeln für die Prozessverriegelung eingeben sowie Prozessanfragenim Remote-Modus beantworten. Die Codes der angeschlossenen Lesesysteme werden ebenso angezeigt wie der Zustand der SMEMA- Schnittstellen. Jeder gewünschte Prozessabschnitt kann angezeigt werden. Unnötige Verzögerungen im Fertigungsablauf aufgrund der Prozessverriegelung sind aufgrund der vorrangigen Echtzeit-Benachrichtigung praktisch ausgeschlossen. Der Bediener ist jederzeit über Prozesszustände informiert. Gerade am Beispiel der Prozessverriegelung wird deutlich, welch wichtigen Beitrag ein Traceability-Konzept in der laufenden Qualitätssicherung leisten kann, indem Fehler im Prozess frühzeitig erkannt, die Bearbeitung fehlerhafter Werkstücke vermieden und deutliche Zeit- und Kosteneinsparungen realisiert werden.

Eines von vielen realisierten Projekten zeigt der folgende Fertigungsablauf einer vollautomatisierten Lackierline: Am Ein-/ Ausgabe-Modul B werden die zu lackierenden, kodierten Baugruppen auf den bereitstehenden Werkstückträger (WT) gesetzt. Die Baugruppen-Codes werden eingelesen. Der mit dem WT verbundene RFID-Chip wird von der smartControl 4.0 Liniensoftware programmiert. Ist der WT fertig beladen sowie Lackieranlage und Wendestation bereit, erteilt smartControl die Freigabe zur Weiterfahrt in die Wendestation (Modul C). Je nach Produkttyp ist vordefiniert, welche Seite zuerst der Lackieranlage (Modul D) präsentiert werden soll. Das Lackierprogramm startet automatisch. Je nach Betriebsart fährt der WT zurück zur Wendestation oder weiter zur Sichtkontrolle auf Modul E. Dort hält die Baugruppe wahlweise zur Stichprobenkontrolle oder 100% Inspektion an und wartet auf die Operator Bestätigung. Zur Unterstützung der Gut/Schlecht Entscheidung erscheint an einem Monitor das „Golden Board“ – das Referenzbild einer optimal lackierten Baugruppe. Neben der Quittierung können Baugruppen hier ausgeschleust oder nachgearbeitet werden.

Nachdem gute und reparierte Baugruppen die Trockenstrecke (Modul F) durchlaufen haben, werden diese mittels Tranportmodul G separiert und mittels Lift (Modul H) auf die untere Transportebene abgesenkt. Ein Metall- Rollenkettentransport befördert die WT´s zum Linienanfang zurück. Liftsystem A hebt die WT´s wieder auf die Arbeitshöhe und leitet diese dann weiter an das Ein-/ Ausgabeband. Hier können die fertig lackierten Baugruppen entnommen und neue aufgelegt werden. An einem Monitor werden die Seriennummern der Baugruppen mit entsprechendem Lackierstatus angezeigt.

Dargestellt werden die Funktionalitäten von Hardware und Software, die möglichen Herangehensweisen bei der Implementation und die Vorteile des Buskonzepts, das dank seiner Kaskadierbarkeit die jederzeitige komfortable Einbindung von Prozessmodulen über die Konfigurierung nur einer Schnittstelle erlaubt, bis hin zur lückenlosen Traceability-Lösung mit durchgängiger Einbindung aller Prozesse.

Mit smartControl 4.0 hat die smartTec GmbH ihr bewährtes Softwarekonzept mit modernster, eigens entwickelter RFID -Hardware ergänzt. Ergebnis ist eine Plattform, die für jede gewünschte Ausbaustufe eines Traceability-Systems eine leistungsfähige, modular erweiterbare Lösung bietet.

Als Systemhaus für die Automatisierung und Prozessoptimierung in der Baugruppenfertigung bietet smartTec neben seinem Programm im Bereich Fertigungsequipments umfassende Dienstleistungen. Zu diesen gehört nicht zuletzt die Anpassung und Entwicklung von Softwarelösungen, aus denen das innovative smartControl System hervorgegangen ist. smartTec hat sein Domizil in zentraler Lage in Rodgau bei Frankfurt. Seit Juli 2006 ist das Unternehmen in der Schweiz mit eigener Niederlassung präsent. Ein Vertriebsbüro Österreich wurde im Jahr 2008 etabliert. In Skandinavien wurden durch die dänische Niederlassung Peter Jordan Nordic A/S Aktivitäten entfaltet. Diese firmiert seit 2013 als „echte“ smartTec-Tochter unter dem Namen smartTec Nordic A/S. Das breite Portfolio von smartTec ist in die drei Divisions smartFlexLine, Soldering Competence Center Europe (SCCE) und smartec.

Roland Feuser ist einer von 3 Unternehmensgründern und Technischer Leiter der smartTec GmbH.

Mit dem technischen Hintergrund aus Werkzeugbau sowie angewandter Informatik und Elektrotechnik ist er seit 1993 mit technischem Service, Projektierung und Produktentwicklung im Bereich der Baugruppenfertigung betraut.