- RAIN RFID ermöglicht die schnelle und präzise Identifikation von Artikeln in der Automobilproduktion und -logistik.
- UCODE 9xm bietet mit bis zu 880 Bit zusätzlichen Speicherplatz zur Speicherung umfangreicher Daten für industrielle Anwendungen.
- Die Technologie unterstützt die Prozessoptimierung durch Integration in Lean Six Sigma und Kaizen Methoden und reduziert Zykluszeiten signifikant.
- Robuste Materialien und spezielle Designs sichern die Funktionstüchtigkeit der Tags selbst unter hohen Temperaturen und rauen Umgebungen.
In der gesamten Automobilindustrie nutzen Hersteller und ihre Lieferkettenpartner im Rahmen des übergeordneten Trends „Industrie 4.0“ RAIN-RFID für die Digitalisierung auf Artikelebene.
RAIN RFID ermöglicht es ihnen, Artikel aller Art – Werkzeuge, Rohstoffe, Unterkomponenten, Fertigprodukte – an jedem Punkt der Produktion, der Lieferung und sogar nach dem Verkauf zu identifizieren, zu lokalisieren und mit ihnen zu interagieren.
Vorteile von UCODE
Die Kombination aus Genauigkeit, Geschwindigkeit und Komfort ist der Grund, warum RAIN RFID bereits Milliarden von Alltagsgegenständen mit geschäftskritischen Systemen und dem Internet verbindet.
James Goodland – Direktor , RAIN RFID Solutions
RAIN RFID für Industrie und Alltagsgegenstände
Mit RAIN RFID können Hunderte von Einzelartikeln in weniger als einer Sekunde genau gezählt werden. So lässt sich überprüfen, ob jeder Artikel, der in einen Versandcontainer geladen, in einem Behälter gelagert oder auf einen Lkw verladen wird, vollständig erfasst ist.
Standards und Richtlinien für die Verwendung von RAIN RFID
Internationale und nationale Organisationen haben Standards, Richtlinien und Empfehlungen für den Einsatz von RAIN RFID in der Automobilindustrie formuliert und damit die Interoperabilität entlang der gesamten Lieferkette und während der Montage weltweit sichergestellt. ISO/IEC, GS1, der deutsche VDA, Odette International in der EU und AIAG in den USA haben unter anderem Regeln für RFID für Container, Teile und Komponenten sowie Baugruppen festgelegt.
GS1 SGTIN dokumentiert die Kodierung für die Reifenidentifikation. Der VDA empfiehlt beispielsweise die Verwendung passiver RFID-Tags und eine erweiterte Speicherkapazität, um mehr Identifikationsdaten auf dem Tag zu speichern.
Prozessoptimierung mit RAIN RFID
Six Sigma und Kaizen sind Optimierungsmethoden, die in der Automobilfertigung zur Fehlerreduzierung eingesetzt werden. RAIN RFID kann diese Methoden durch erhöhte Automatisierung und datengesteuerte Optimierung weiter verbessern. Das Ziel von Lean Six Sigma ist beispielsweise die Beseitigung von Verschwendung und die Reduzierung der Fehlerzahl auf nicht mehr als 3,4 pro 1.000.000 produzierten Einheiten. Ähnlich verfolgt Kaizen das Ziel der „kontinuierlichen Verbesserung” des Produktionsprozesses.
UCODE unterstützt diese Methoden. Laut einer Studie aus dem Jahr 2022 zur Lagerlogistik kann die Prozesszykluszeit um 91,5 Prozent reduziert werden, wenn Lean Six Sigma und RFID-Technologie kombiniert eingesetzt werden. Die Vorlaufzeit, also die Zeit, die benötigt wird, um einen bestimmten Prozess von der Vorbereitung bis zum fertigen Produkt abzuschließen, kann um 13 Prozent reduziert werden.
Was ist RAIN RFID?
RAIN RFID ist der Handelsname für die Technologie, die durch die EPC Gen2 RFID-Standards von GS1 definiert ist.
Passive (d. h. batterielose) Funktechnologie
Tags können in starre Tags, Papieraufkleber oder Teile von Leiterplatten eingebettet werden
Hohe Lesegenauigkeit bei großen Mengen; Hunderte von Tags können pro Sekunde identifiziert werden
Große Lesereichweite von bis zu 10 m ohne Sichtverbindung
Lesegeräte: Handgeräte, die an Gabelstaplern, Ladetüren und Überkopfpositionen montiert sind und große Bereiche innerhalb eines Lagers abdecken
Materialien für den robusten Einsatz
Um die für den Fahrzeugbetrieb erforderliche Robustheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten, werden RAIN-RFID-Tags häufig aus speziellen Materialien und Klebstoffen hergestellt, die speziell für diesen Zweck entwickelt und vorab qualifiziert wurden, um den Anforderungen der Automobilproduktion und des Automobilbetriebs standzuhalten.
Tag-Materialien wie Nylon, PP-Kunststoffe, Glasfaser, Ferrite aus Nickel-Zink (Ni-Zn) und Mangan-Zink (Mn-Zn) sowie in Metall eingebettete Keramiken machen die Tags widerstandsfähig gegen Schmutz und Staub, Wasser und aggressive Chemikalien, plötzliche Stöße oder Schläge und elektrische Überlastung. RAIN RFID kann daher dort eingesetzt werden, wo Barcodes und andere optische Codes versagen, einschließlich Umgebungen mit hohen Temperaturen, in denen Spitzenwerte zwischen 190 und 230 °C erreicht werden können.
Skid-Tagging
Hochtemperatur-RAIN-RFID-Tags können auf dem Skid angebracht werden, auf dem das Chassis durch die Produktion transportiert wird. Auf diese Weise kann der Weg des Fahrzeugs von der Karosseriewerkstatt bis zur Endmontage verfolgt werden.
RAIN RFID kann fast überall im Fahrzeug eingesetzt werden – innen, außen, unter der Motorhaube – und bei schwer zu kennzeichnenden Automobilkomponenten wie Batterien, Motorblöcken, Tankdeckeln, Stoßstangen, Kabeln und Reifen.
Vorteile von UCODE für Produktion und Logistik
Volle Transparenz entlang der gesamten Lieferkette
UCODE-basierte Systeme ermöglichen vollständige Transparenz, von den frühesten Phasen der Fertigung bis zur endgültigen Fahrzeugauslieferung und dem Kundendienst. Versand und Wareneingang werden automatisiert, da viele Artikel gleichzeitig verarbeitet werden können. Dadurch wird die Bestandskontrolle schneller und präziser. Autorisierte Personen können in Echtzeit auf Informationen zum Status der Artikel zugreifen.
Genaue Artikelortung und -überwachung
Wenn jedes Teil und jedes Werkzeug mit einem Tag versehen ist, lässt sich der Standort der Artikel einfach und unglaublich schnell überwachen. Im Gegensatz dazu kann das manuelle Scannen eines Artikels mit Barcode bis zu 8 Sekunden dauern – was etwa 19 Cent entspricht – und da ein modernes Auto im Durchschnitt etwa 50 Mal mit Tags versehen ist, summieren sich die Kosten schnell. Die manuelle Suche nach Komponenten ist noch zeitaufwändiger. Allein schon eine genaue Übersicht über den Standort der Artikel macht den Betrieb effizienter und ermöglicht eine fehlerfreie Nachschubversorgung an der Produktionslinie.
Mit Tags versehene Artikel stellen sicher, dass die richtigen Teile, Komponenten und Werkzeuge dort sind, wo sie benötigt werden. Auf diese Weise können die Produktionslinien in Betrieb bleiben, wodurch erhebliche finanzielle Auswirkungen vermieden und eine zuverlässige, pünktliche Lieferung gewährleistet werden.
Ausfallzeiten vermeiden
Ausfallzeiten sind ein ernstes Problem in der Automobilproduktion. Nach Untersuchungen des Wall Street Journal kosten ungeplante Ausfallzeiten die Industriehersteller jährlich schätzungsweise 50 Milliarden US-Dollar.
Verzögerungen aufgrund von Ausfällen und unerwarteten Reparaturen sind für 42 Prozent dieser ungeplanten Ausfallzeiten verantwortlich. Eine zuverlässige Überwachung des Maschinenzustands mit UCODE-basierten Tags senkt das Risiko von Produktionsausfällen und hilft so, Strafen von Lieferanten, Umsatzverluste und echte Schäden für die Marke des Herstellers zu vermeiden.
Reduzierung der Wartungskosten für Industrie 4.0
Untersuchungen von Deloitte legen nahe, dass intelligente Fabriken, die RAIN-RFID nutzen, durch Kostensenkungen eine Reihe von Vorteilen erzielen. Die Einsparungen bei den Materialkosten belaufen sich auf 5 bis 10 Prozent. Bei der Wartungsplanung werden 20 bis 50 Prozent Zeit eingespart, und die Gesamtwartungskosten sinken um 5 bis 10 Prozent.
Die Betriebszeit und Verfügbarkeit der Anlagen steigt um 10 bis 20 Prozent, wodurch mehr Zeit für die datengestützte Problemlösung bleibt.
Verbesserte Verantwortlichkeit und Information
Im Umgang mit Partnern in der Lieferkette erleichtert UCODE die Verfolgung aller für die Fahrzeugmontage erforderlichen Komponenten, vereinfacht die Überwachung der von verschiedenen Lieferanten gelieferten Teile und sorgt dafür, dass Lieferanten stärker für die Genauigkeit verantwortlich gemacht werden können.
Darüber hinaus sorgen automatisierte Versandbenachrichtigungen, die ohne zusätzliche Schritte im Versandprozess ausgestellt werden, dafür, dass Lieferanten und Kunden ohne zusätzlichen Aufwand besser informiert sind.
Besseres Containermanagement
UCODE-basierte Tags im Containermanagement
Einer der Bereiche, in denen RAIN RFID in der Automobilindustrie einen großen Einfluss haben kann, ist die Verwaltung von Containern, die zur Lagerung, zum Versand und zur Ausgabe von Teilen verwendet werden. Gemäß VDA 5500 eignen sich RAIN RFID-Tags aufgrund ihrer geringen Kosten und ihrer Eignung für raue Umgebungen besonders gut für die Verfolgung und Rückverfolgung dieser Container.
Diese inhärente Robustheit trägt dazu bei, die betriebliche Effizienz während des gesamten Lebenszyklus der Mehrwegtransportbehälter (RTI) aufrechtzuerhalten, an denen sie angebracht sind.
Mehrwegtransportbehälter (RTIs)
In der Automobil-Lieferkette ist die Verpackung fast genauso wichtig geworden wie die Teile selbst. Odette und andere Normungsgremien empfehlen dringend die Verwendung von RTIs. Mehrwegbehälter aus Kunststoff und Metall werden speziell für die internationalen Maßeinheiten in Lieferketten hergestellt.
Die VDA-Norm sieht drei Größenstufen vor, bei denen die Grundfläche die Nennmaße von 300 mm × 200 mm oder ein Vielfaches davon hat. Die Kisten sind stapelbar und haben solche Abmessungen, dass vier Kisten der Größe 600 mm × 400 mm eine Standard-Europalette bedecken. Behälter für die Automobilproduktion werden mit speziellen Designs und speziellen Innenverpackungsmaterialien (Verpackungsmaterial) geliefert, die empfindliche Teile während des Transports schützen.
Reduzierung des Behälterpools
Wiederverwendbare Behälter sind teuer in der Herstellung, und ihre Eigentumsverhältnisse sind oft schwer zu bestimmen, was dazu führt, dass sie regelmäßig verloren gehen oder beschädigt werden und anfällig für Diebstahl sind. Sie werden entweder für den Eigengebrauch gestohlen oder (im Falle von Metallbehältern) eingeschmolzen, um das Metall zu verkaufen.
In den meisten Unternehmen gehen regelmäßig bis zu 20 Prozent des Containerbestands verloren, manchmal sogar bis zu 60 Prozent. Dies erfordert die Herstellung neuer Container und damit den Verbrauch von mehr Rohstoffen, was vermeidbare Kosten verursacht.
Behälter für Automobilteile sind teuer und für die Lieferkette und Produktion unverzichtbar. Mit UCODE-basierten Tags lassen sich ihre Bestände leicht verwalten und Behälterdiebstähle identifizieren.
James Goodland – Direktor , RAIN RFID Solutions
Die (unerwünschte) Antwort: Einwegverpackungen
Wenn keine geeigneten Metall- oder Kunststoffbehälter für Teile verfügbar sind, greifen Lieferkettenpartner möglicherweise auf Einwegverpackungen zurück. Diese bieten in der Regel nicht den erforderlichen Schutz für die Komponenten. Einwegverpackungen sind zudem teurer geworden. Die Rohstoffpreise sind in den letzten zwei Jahren um 23 Prozent gestiegen. Darüber hinaus werden Einwegverpackungen aufgrund von Änderungen der Verpackungsvorschriften im Vereinigten Königreich bereits 2024 teurer sein als wiederverwendbare Verpackungen.
Einfache Behälterinventarisierung
RAIN-RFID-Systeme sind entscheidend für die Ermittlung des tatsächlichen Volumens bei der Verwaltung eines Behälterpools und zur Vermeidung von falsch platzierten Artikeln, Komponentenengpässen und Verlusten im Behälterbestand. Mit UCODE-basierten Tags können sowohl die Behälter selbst als auch die einzelnen darin transportierten Artikel verfolgt und zurückverfolgt werden.
Ganze Containersendungen können jederzeit mit hoher Genauigkeit gelesen werden.
Nach der Produktion und nach dem Verkauf
Nach der Produktion
Montierte und fertiggestellte Fahrzeuge werden nach dem Montageprozess mit Tags versehen, die beim Verlassen des Werksgeländes von einem stationären Lesegerät erfasst werden. Die Fahrzeuge werden zum Lagerplatz gefahren und auf einem freien, mit RFID-Tags versehenen Parkplatz abgestellt. Nach dem Abstellen wird durch eine Leseanforderung ein Datensatz erstellt, der angibt, auf welchem Parkplatz sich jedes Fahrzeug befindet.
Sicherheitsbedenken und Rückrufe
RAIN-RFID-Tags können in sicherheitskritische Teile wie Airbags und Stoßstangen eingebettet werden. Durch einen Scan des Fahrzeugs vor der Freigabe durch den Hersteller kann überprüft werden, ob diese kritischen Teile eingebaut wurden, und ihr Status kann bestätigt werden. Dennoch kommt es häufig zu Rückrufaktionen für Fahrzeuge.
In den USA wurden zwischen 2011 und 2020 rekordverdächtige 331 Millionen Fahrzeuge aufgrund von sicherheitsrelevanten Mängeln zurückgerufen. Die Gesamtrückrufquote für diesen Zeitraum lag bei 201 Prozent, was bedeutet, dass mehr als doppelt so viele Fahrzeuge zurückgerufen wurden, wie im gleichen Zeitraum Neufahrzeuge verkauft wurden. Die Produktqualität bleibt ein zentrales Thema in der Automobilindustrie.
Ausfallzeiten vermeiden
Ausfallzeiten sind ein ernstes Problem in der Automobilproduktion. Nach Untersuchungen des Wall Street Journal kosten ungeplante Ausfallzeiten die Industriehersteller jährlich schätzungsweise 50 Milliarden US-Dollar.
Der Nutzen von RAIN RFID beschränkt sich nicht nur auf die Fabrik, sondern umfasst auch die Nachproduktion, den Kundendienst und Rückrufe.
James Goodland – Direktor , RAIN RFID Solutions
Reibungslosere Rückrufe
UCODE-basierte Tags vereinfachen den Rückrufprozess, indem sie die richtigen Teile effizienter und mit weniger Fehlern identifizieren. Wenn Probleme auftreten, kann die spezifische Kennung schnell ausgelesen werden, wodurch es einfacher wird, die zurückzurufenden Artikel oder Fahrzeuge zu lokalisieren und klarer zu identifizieren, welche Lieferanten oder Händler einbezogen werden müssen. Die Begrenzung der Anzahl der zu bearbeitenden Vermögenswerte und Chargen senkt die Kosten eines bestimmten Rückrufs und verhindert, dass mehr als nötig zurückgerufen wird.
Reifennachverfolgung...
Eine relativ neue Innovation sind RAIN-RFID-Tags für Reifen. Im Jahr 2019 veröffentlichte die ISO die entsprechende Norm in ISO 20909:2019. Ein Reifentag hält der Vulkanisierung stand und kann daher in den Gummi eingebettet werden, wo er die Identifizierung ermöglicht und Informationen sammelt, während er die Lieferkette durchläuft.
Sobald der Reifen an einem Fahrzeug verwendet wird, erleichtert das Tag die Integration von After-Sales-Services, da es einen schnellen Abruf des Reifentyps und der Herkunft ermöglicht und Betriebsdaten aus anderen Systemen, wie z. B. die zurückgelegte Strecke, abrufen kann.
...und Rückruf von Reifen
Darüber hinaus schließen RAIN-RFID-Reifentags die Lücken im Reifenrückrufsystem. Fehlfunktionen von Reifen können zu schweren Unfällen führen. Reifenrückrufe müssen schnell und gründlich erfolgen. So hat Michelin beispielsweise im Frühjahr 2023 mehr als 542.000 Leicht-Lkw-Reifen in den USA zurückgerufen, weil sie nicht über ausreichende Traktion für Schneeverhältnisse verfügten, und auch der Reifenhersteller Continental hat Anfang 2023 einen weltweiten Rückruf für mehrere Reifenmodelle veranlasst.
Durch die schnelle und einfache Identifizierung zurückgerufener Reifen können RAIN-RFID-Tags Leben retten und die Gesamtkosten für Rückrufe sowie die Haftung für Reifenhersteller reduzieren.
Interview mit James Goodland
880 Bit Speicher für die Produktion
NXP hat den UCODE 9xm mit hoher Speicherkapazität und Leistung vorgestellt.
RFID & Wireless IoT Global spricht mit James Goodland, Director of UCODE Solutions bei NXP Semiconductors, über die Vorteile der Speichererweiterungen für industrielle Anwendungen.
Interview
1. NXP Semiconductors hat kürzlich einen neuen UCODE-Chip auf den Markt gebracht. Können Sie uns die neuen Funktionen und Produktdetails des UCODE 9xm vorstellen?
James Goodland: Ja , UCODE 9xm verfügt über mehr Speicherplatz für eine Vielzahl von Branchen und bietet eine höhere Leistung als frühere Generationen von UCODE-Produkten für den industriellen Einsatz. Die übliche Speicherstruktur eines RAIN-RFID-Chips umfasst den EPC-Speicher, der eine eindeutige Identifikationsnummer enthält, den TID-Speicherbereich, der vom Chiphersteller geschriebene Informationen enthält, und den reservierten Speicher, der die Tag-Passwörter enthält. Diese drei Speichereinheiten sind immer vorhanden und für viele RFID-Anwendungen ausreichend.
Darüber hinaus gibt es den optionalen Benutzerspeicher. Für viele Anwendungen, beispielsweise im Einzelhandel, ist dieser zusätzliche Speicher nicht erforderlich. Im industriellen Bereich ist jedoch zusätzlicher EPC-Speicher oder Benutzerspeicher unbedingt erforderlich, um sicherzustellen, dass die vereinbarten Daten auf dem Tag codiert sind und von den Partnern in der Wertschöpfungskette identifiziert werden können. Mit UCODE 9xm nutzen wir den erweiterten Speicher voll aus.
2. Wie viel Speicherplatz steht den Benutzern zur Verfügung und wofür kann er verwendet werden?
James Goodland: Der UCODE 9xm verfügt über insgesamt 880 Bit. Im Benutzerspeicher stehen maximal 752 Bit zur Verfügung. Wir haben zusätzlich die Speicherkapazitäten des EPC erweitert, wobei je nach Konfiguration 496 Bit genutzt werden können.
96 Bit sind das Minimum, das für eine EPC-Nummer erforderlich ist, aber in der Automobilindustrie werden oft mehr Daten benötigt. Je nach Anwendung können Farbe, Größe, Gewicht, Verfallsdatum, Produktionsdaten, LOT-Nummer und Seriennummer der gekennzeichneten Produkte gespeichert werden. Die Speicherkonfiguration von UCODE 9xm wird vom Endnutzer während des Standard-Kodierungsprozesses ausgewählt. Daher können Unternehmen bei der Inbetriebnahme entscheiden, ob ein großer EPC mit kleinerem Benutzerspeicher oder ein kleinerer EPC mit größerem Benutzerspeicher erforderlich ist – oder etwas dazwischen!
3. Was ist der Vorteil von Tags mit größerer Speicherkapazität? Für viele Anwendungen reicht sicherlich die eindeutige Identifikationsnummer allein aus.
James Goodland: Das ist richtig, oft reicht es aus, wenn der EPC oder die Identifikationsnummer als Schlüssel an das Enterprise-Resource-Planning-System (ERP) gesendet wird. Dort werden dann zusätzliche Informationen abgerufen oder aus der Cloud bereitgestellt. Einige Anwendungen erfordern jedoch aussagekräftigere Daten, beispielsweise um sicherzustellen, dass der Status eines Fertigungsprozesses von einem Punkt zum anderen nachvollziehbar ist. Außerdem können die gespeicherten Daten bei Verwendung unterschiedlicher ERP-Systeme nicht immer schnell genug und fehlerfrei interpretiert werden. Das führt zu Problemen.
Außerdem kommt es aus verschiedenen Gründen immer noch zu Unterbrechungen der Konnektivität. Da die Verfügbarkeit beschreibender Daten zusammen mit dem Produkt für den gesamten Prozess entscheidend sein kann, ist es robuster und zweckmäßiger, diese auf dem Chip zu speichern. Auf diese Weise sind die Daten genau dann verfügbar, wenn sie benötigt werden.
4. Kann UCODE 9xm also alle Anwendungsfälle im Automobilbereich erfüllen?
James Goodland: Es gibt viele Anwendungsfälle in der Automobil-Lieferkette, der Fertigung und der Nachproduktion, die alle mit UCODE 9xm erfüllt werden können. Allerdings erfordern nicht alle Anwendungsfälle in allen Märkten den großen Speicher, den dieser Chip bietet, sodass UCODE 9 oder UCODE 9xe möglicherweise besser geeignet sind. Unabhängig vom Anwendungsfall gibt es eine UCODE 9-Variante, die den Speicher, die Leistung und die Qualität bietet, die Sie von NXP erwarten.
5. Ist die Automobilfertigung ein klassischer Anwendungsfall für diese Chip-Generation?
James Goodland: Jedes Mitglied der UCODE 9-Familie wurde entwickelt, um hohe Leistung in einigen der schwierigsten Anwendungen der RFID-Welt zu bieten. Insbesondere UCODE 9xm wurde speziell für industrielle und fertigungstechnische Anwendungsfälle entwickelt und bietet die erforderliche Empfindlichkeit sowie einen vom Kunden konfigurierbaren Speicher, wodurch es sowohl in der Automobilindustrie als auch in vielen anderen Bereichen flexibel einsetzbar ist.
