Soluzioni RFID di SICK.
RFID solutions by SICK.
L’auto desiderata da lungo tempo è assemblata rapidamente online. L’acquirente ha tutte le possibilità di scelta: modello, colore, equipaggiamenti, a benzina o diesel. Tutto è configurabile. Le conseguenze sulla produzione sono enormi. Sulla linea di produzione, la sfida, in particolare, consiste nel disporre di scorte dei componenti giusti al momento giusto. Le soluzioni RFID di SICK lo rendono possibile.
di Raffaele Pennacchi
Uno dei principi fondamentali della lean production è evitare sprechi e minimizzare le scorte, ma sembra andare nella direzione opposta rispetto a quello della produzione totalmente flessibile basata sui desideri del cliente. L’utilizzo di fattori di produzione, orientati al risparmio e all’efficienza dei tempi quali mezzi e materiali di produzione, è possibile se nelle fasi produttive si è in grado di reagire in modo flessibile.
La produzione di massa appartiene al passato. Oggi si produce su richiesta, quindi c’è sempre il rischio che l’equipaggiamento speciale per l’automobile, al momento, non sia disponibile sulla linea di produzione. Con la giusta combinazione di soluzioni per l’identificazione automatica è possibile sapere sempre in modo preciso dove si trova il componente desiderato. I fermi di produzione sono ridotti al minimo. Maggiore è il grado di personalizzazione del veicolo, maggiori sono le informazioni che i produttori automobilistici devono raccogliere, elaborare e valutare durante la produzione. A tale scopo si rende necessario un monitoraggio e una documentazione senza lacune in sede di montaggio, utilizzando sempre la stessa tecnologia per evitare del tutto la possibile insorgenza di errori. Proprio la necessità di garantire continuità e tracciabilità ha rappresentato finora una grande difficoltà per i costruttori automobilistici e i loro fornitori di sensori.
IDENTIFICAZIONE UNIVOCA DELLA CARROZZERIA CON RFID
I codici a barre e Data Matrix, dopo la verniciatura, non sono più visibili, mentre l’utilizzo costante di codici perforati su lamiere e tag RFID attivi sarebbero troppo costosi. Le etichette di identificazione fissate sui supporti di montaggio non sono una soluzione abbastanza sicura. I veicoli, nel corso del montaggio, devono essere più volte spostati su un altro supporto di montaggio, quindi è possibile che si verifichino degli errori di scambio. Per evitare tutto ciò, la carrozzeria deve essere contrassegnata, fin dal principio della produzione, con un’etichetta univoca di cui va assicurata la leggibilità in ogni fase della produzione, anche nella linea di verniciatura con temperature fino a 220°C.
Per la soluzione di questo problema, SICK (www.sick.it) ha puntato sulla tecnologia RFID, sviluppando il dispositivo di scrittura/lettura RFU630, che funziona in base alla tecnologia UHF (Ultra High Frequency). Questo dispositivo offre ideali caratteristiche di lettura e scrittura, in special modo per applicazioni nel settore automobilistico. Con i tool necessari per una semplice integrazione, RFU630 si adatta ai requisiti della produzione automobilistica. Il transponder è un’etichetta RFID resistente alla temperatura, indeformabile ed economica. Collocata sul sotto-scocca della carrozzeria, la robusta etichetta accompagna il processo di produzione del “suo” veicolo fin dall'inizio. Questo body-ID resiste anche al processo di verniciatura, rendendo così impossibili errori di scambio.
MERCEDES-BENZ PUNTA SULLA TECNOLOGIA D’IDENTIFICAZIONE
Le carrozzerie etichettate con un transponder alla Mercedes-Benz di Rastatt vengono gestite con l’ausilio di dispositivi a radiofrequenza UHF dalle più diverse stazioni di lavoro e di trattamento fino al montaggio finale. Dopo il pretrattamento tramite sgrassaggio, lavaggio e fosfatazione in enormi impianti a spruzzo, e la verniciatura catodica a immersione, le carrozzerie vengono essiccate in forni a temperature di circa 180°C. Per molti sistemi a radiofrequenza ciò significa, però, una situazione di stress, poiché le riflessioni ad alta frequenza derivanti dall’impianto possono influenzare enormemente la trasmissione dei dati tra i transponder e i dispositivi di lettura/scrittura. I sistemi a radiofrequenza di SICK funzionano in modo affidabile nonostante le elevate temperature e l’ambiente metallico circostante. Con circa 350.000 operazioni di lettura nel sistema al giorno, la sicurezza di lettura è un must, giacché in caso di errore sussiste il pericolo di sviamenti, errori di scambio e collisioni. La tecnologia RFID di SICK garantisce una sicurezza di lettura del 99,98%.
FORD TESTA I VANTAGGI DELLA TECNOLOGIA RFID
Nello stabilimento di produzione Ford di Saarlouis è in corso un progetto pilota nel campo della tecnica di movimentazione del trasportatore elettrico a monorotaia aerea sospesa per componenti del vano motore. Giornalmente qui vengono prodotti circa 1.600 veicoli. Con la tecnologia RFID di SICK, Ford sarebbe in grado di documentare senza lacune tutti i passaggi, dalla costruzione della carrozzeria fino alla consegna dell’auto completa al cliente finale. In futuro ciò potrebbe coinvolgere, per esempio, anche i processi di riparazione o applicazioni speciali, fino alla gestione di processi di carico. Una tale flessibilità in tutti i processi logistici di produzione rappresenterebbe, poi, a giudizio del direttore del progetto, il dottor Klaus Schmitz, un effettivo vantaggio concorrenziale per Ford.
NON PIÙ PERDITE DI TEMPO
Fino a quando le auto finite non vengono prelevate e trasportate nell’autosalone, devono essere sistemate in un parcheggio: ma dove si trova l’auto che deve essere caricata sulla bisarca di trasporto? Un veicolo erroneamente posizionato nel segmento sbagliato può richiedere, a seconda dei casi, ore di ricerca. Con più di 1.000 auto prodotte al giorno è facile perderne traccia. Ciascuna auto è stata ordinata individualmente, e nessuna è uguale alle altre: grazie alle informazioni memorizzate sul transponder RFID, l’auto desiderata si trova rapidamente e può essere immediatamente caricata.
OTTIMIZZARE I RICHIAMI DELLE AUTO DIFETTOSE
Con la tracciabilità è possibile evitare costosi richiami auto, limitando i danni. Quando viene scoperto un componente difettoso in un’auto deve essere chiarito con quali singole parti il prodotto finale è stato realizzato. Ma in quali e, soprattutto, in quante auto sono stati montati i componenti difettosi? Per rendere possibile una totale trasparenza in relazione alle parti montate, si punta per il futuro su una completa documentazione dei componenti del veicolo. Qui tutti i componenti vengono etichettati con transponder e possono essere letti nella produzione in stato di assemblaggio. SICK offre corrispondenti gate RFID e mette a disposizione la sua esperienza per la messa in funzione e l’ottimizzazione della postazione di lettura. Inoltre, la tecnologia RFID è a disposizione anche per i fornitori dei componenti utilizzati durante l’assemblaggio delle autovetture.
SEGUIRE PASSO PASSO
Con la tecnologia d’identificazione ad alta risoluzione è possibile ripercorrere ciascun singolo passo, cosicché, in qualsiasi momento, è chiaro quali e quanti modelli siano coinvolti. Per un richiamo auto è così possibile identificare tutti i veicoli nei quali i componenti difettosi devono essere riparati o sostituiti.
RICERCA E FORMAZIONE CONTINUA
SICK è partner della “fabbrica dimostrativa” di Aquisgrana, fondata nel 2013. Punto centrale dell’impianto di 1.600 m² è l’ottimizzazione dello svolgimento dei processi per la produzione di serie. A tale riguardo, vengono effettuate ricerche in particolare nell’ottimizzazione della logistica della produzione. I partner interessati hanno la possibilità di mettere alla prova i loro schemi di produzione e componenti, di verificarli e di svilupparli ulteriormente. L’infrastruttura disponibile soddisfa tutti i requisiti previsti per una futura produzione high-end in Paesi ad elevati livelli salariali. Efficienza energetica, capacità di trasformazione e trasparenza dei processi vengono unificati in presenza di un elevato grado di automazione. La tecnologia RFID di SICK gioca qui un ruolo essenziale.
SICUREZZA DEI PROCESSI
Con RFID si designa una tecnologia per l’identificazione automatica che si sta facendo strada ovunque la sicurezza dei processi abbia la massima priorità. Maggiore è la complessità dei flussi di merci, ancora più grande è la necessità della trasparenza di informazioni. Utilizzando la tecnologia RFID si aprono diverse opportunità di ottimizzazione e gestione delle capacità impiegate, concentrandosi in particolare sui temi della tracciabilità e della sicurezza dei processi. L’identificazione tramite tecnologia wireless rende possibile una nuova dimensione nel rilevamento automatico dei dati. Massima affidabilità, alta velocità e compatibilità in molti settori sono alcuni dei vantaggi che rendono questa tecnologia interessante per tutta una serie di nuove applicazioni.
Le carrozzerie etichettate con un transponder alla Mercedes-Benz di Rastatt vengono gestite con l’ausilio di dispositivi a radiofrequenza UHF dalle più diverse stazioni di lavoro e di trattamento fino al montaggio finale.
The Mercedes-Benz plant in Rastatt, Germany, manages its tagged vehicles using UHF-RFID devices at a number of different work and treatment stations, all the way up to final assembly.
On the Internet, customers can create their dream car in a matter of moments. The options are endless: which model? Which color? Equipment? Engine? Petrol or diesel? You can customize almost every detail. However, this has an immense impact on the production concept. All the necessary components have to be ready for the production line so that the customer’s dream car is ready as soon as possible. The real challenge here is making sure that exactly the right components are available at exactly the right time. Thanks to the RFID solutions by SICK, all this is possible.
by Raffaele Pennacchi
One of the key principles of lean production is “Eliminating waste, reducing inventory.” Unfortunately, this goes against everything needed for a flexible, made-to-order production line. However, production factors such as operating equipment and materials can still be used in an economic and efficient manner if the production concept is flexible enough to react. Mass-scale production is now a thing of the past. Nowadays, products are made-to-order. As such, there is always the risk that the equipment selected for a particular car will not be available for the point in production when it is required. Now, using the right combination of automatic identification technology solutions, companies can know exactly where a component is at all times. As a result, production downtime is cut to a minimum. The higher the degree of customization in a vehicle, the more information the automobile manufacturer must collect, process and evaluate during production. Every stage of the vehicle assembly process has to be monitored and documented using the same form of technology, leaving no margin for error. And until very recently, the need to ensure continuity and traceability across all stages posed a real difficulty for vehicle manufacturers and their sensor suppliers.
CLEAR BODY IDENTIFICATION USING RFID TECHNOLOGY
Once a body has been painted, bar codes and Data Matrix codes become invisible, while individual punched plates and active RFID tags are too expensive for consistent use. Furthermore, identification labels attached to assembly carriers are not a safe enough solution. Vehicles move between different assembly carriers several times throughout the construction process, meaning that this solution could result in a great deal of confusion. To solve this problem, the car body must be clearly labeled at the start of the production process, using a solution that remains visible throughout every stage in the production process – even in the paint shop where temperatures can reach up to 220 °C. In a bid to solve the issue, SICK (www.sick.it) took the requirements and used them to adapt RFID technology. The result? The RFU630 read/write device using UHF technology (UHF = ultra high frequency). Its read/write attributes have been perfectly adapted to the applications used in the automotive industry. Specially designed for easy integration, the RFU630 meets all the requirements set out for vehicle production processes. The transponder is a stable RFID label which is resistant to extreme temperatures, but still cost-effective. Attached to the body’s lower platform, the reliable label accompanies the vehicle right from the start of the production process. The body-ID also manages to survive the paint process unharmed, making mix-ups almost impossible.
MERCEDES-BENZ USES RELIABLE BODY IDENTIFICATION TECHNOLOGY
The Mercedes-Benz plant in Rastatt, Germany, manages its tagged vehicles using UHF-RFID devices at a number of different work and treatment stations, all the way up to final assembly. After pretreatment by degreasing, rinsing, and phosphating in huge spray systems and following the cathodic dip painting process, the car bodies are dried in an oven at approximately 180 °C. This would put stress on most RFID systems because the high-frequency reflections from the system can impair data transmission between the transponders and the read/write devices. However, the RFID systems offered by SICK are able to withstand all hot and metalwork-heavy production processes. With approximately 350,000 readings per day in the system, reading accuracy is a must, since erroneous readings can lead to car bodies being misdirected or mixed up. There is even the risk of collision. SICK’s RFID solutions offer a reading accuracy of 99.98 %.
FORD IS CURRENTLY PUTTING THE ADVANTAGES OF RFID
Ford is currently running a pilot material management project at its production plant in Saarlouis, where it is testing an electrical overhead conveyor for engine components. The plant currently produces around 1,600 vehicles a day. Using SICK’s RFID technology, Ford has been able to document all stages of its production process, from the construction of the car body to the delivery of the finished product to the customer. In future, this could be extended to include repair processes, special applications, and the management of loading processes. According to Dr. Klaus Schmitz, the project manager at Ford, ensuring an extremely high level of flexibility across all production and logistics processes would give Ford a real advantage over its competitors.
NO TIME TO LOOK AND TOO EXPENSIVE TO WAIT
Until the completed cars are ready to be picked up and transported to the dealerships, they are left parked in large parking lots. The problem occurs when it comes to finding a car that has to be transported. If a car has been parked in the wrong area by accident, it may take the company hours to locate it again. And when over 1,000 cars are produced every day, it can be quite easy to lose track. Every single car is made-to-order. Every car is different to the next. However, when information is stored on an RFID tag, the customer’s dream car is located quickly and can be loaded up for transport in no time.
REDUCING THE IMPACT OF RECALL CAMPAIGNS
Traceability helps companies to avoid costly recall campaigns and limit the extent of damage. For example, if a faulty component is found in a car, the company has to find out which individual parts were used to assemble the final product. And more importantly, it has to find out how many other cars are equipped with the faulty component and which cars are affected. In order to ensure complete transparency in vehicle parts, vehicle manufacturers are planning to document every single component in every single vehicle in future. To achieve this, they will mark all important components with transponders which are captured in their assembled state during the production process.
SICK has created suitable RFID gates for this purpose and also offers customers its extensive expertise in commissioning and improving reading points. Likewise, it also provides the manufacturers’ suppliers with RFID technology at component level.
TRACKING COMPONENTS EVERY STEP OF THE WAY
The high-resolution identification technology enables vehicle manufacturers to trace every individual step so that they always know which models are affected and what type of numbers are involved. In the event of a recall campaign, for instance, they can identify all cars that contain the component that needs to be repaired or replaced.
RESEARCH AND TRAINING FACILITIES
SICK is one of the partners at the “Demonstrationsfabrik”, which was founded in Aachen, Germany back in 2013. This 1,600 m2 production facility is built around the aim of streamlining processes used in series production, with a particular focus on improving the area of production logistics. All interested business partners are given the opportunity to test, verify, or enhance their new production concepts and components. The site’s infrastructure meets all the criteria expected of a futuristic, high-end production line in higher-wage countries. It combines the efficient use of energy, a high level of adaptability, and transparent processes with a high degree of automation. SICK’s RFID technology therefore plays a formative role at the site.
PROCESS RELIABILITY
RFID is a form of automatic ID technology, one that is growing in popularity wherever process reliability is the number one priority. The more complex the goods flow, the greater the need for transparency of information. RFID technology offers companies a number of ways to streamline and manage their capacities, focusing particularly on the issues of traceability and process reliability. Using wireless technology for identification purposes opens up a new dimension in automatic data recording. Maximum reliability, high speeds, and compatibility with a wide range of industries are just some of the benefits that make this technology so interesting to so many new applications.
Con la tecnologia RFID di SICK, Ford sarebbe in grado di documentare senza lacune tutti i passaggi, dalla costruzione della carrozzeria fino alla consegna dell’auto completa al cliente finale.
Using SICK’s RFID technology, Ford has been able to document all stages of its production process, from the construction of the car body to the delivery of the finished product to the customer.
