Passives UHF-System verhilft effektiver Filterverfolgung zum Durchbruch

Effektive Produktverfolgung mit passivem UHF-RFID-System in industrieller Umgebung

Von Dipl.-Ing. Jurriaen van Holthe

Keine Frage: In geschlossenen Kreisläufen in der Produktion oder der internen Logistik werden RFID hohe Automatisierungs- und Einsparungspotenziale prognostiziert. Damit sich die Investition tatsächlich auszahlt, ist die Wahl der richtigen Technologie entscheidend. Nur wer das Pro und Contra genau abwägt, kann die Vorteile auch auf wirtschaftlicher Ebene ausspielen. Bisher haben sich in der industriellen Umgebung besonders LF-, oder aktive UHF-Transponder bewährt. Erste Praxiseinsätze jedoch zeigen, wie auch passive UHF-Transponder zur Produktverfolgung in schwierigen Umgebungen effektiv punkten können.


Der Einsatz von RFID ist besonders im industriellen Umfeld eine Herausforderung. Widrige Umwelteinflüsse wie Schmutz, Hitze, Wasser, die den Einsatz von Barcodes erschweren, sind die Domäne der RFID-Technik. Metall allerdings stellt auch Transponder auf eine harte Probe. Um die Produktverfolgung von regenerierbaren Luftfilterelementen zu sichern, kommt bei der Firma Herding GmbH Filtertechnik in Amberg ein passives UHF-RFID-System von EuroID zum Einsatz, die auch für die Beratung der Applikation zuständig war.

Robustheit setzt sich durch
Herding, ein weltweit agierendes Unternehmen mit 145 Mitarbeitern im Stammwerk Amberg, suchte nach einer Lösung zur effektiven Produktverfolgung für Sinterlamellenfilter. Diese werden beispielsweise zur Prozessfiltration in der Pharma- und Chemiebranche oder dem Glas- und Keramik- sowie dem Stein- und Stahl verarbeitendem Gewerbe zum Absaugen von Staub verwendet. Das heißt, die Filter unterliegen hohen Anforderungen, da sie teilweise klebendem, explosiven oder toxischem Staub beziehungsweise einer hohen Brandgefahr ausgesetzt sind, bevor sie zur Regeneration wieder in den Kreislauf zum Werk zurückkehren.

Warenwirtschaft transparent machen
Ziel des Filterherstellers war es, die Warenwirtschaft durchsichtig zu machen, indem die Seriennummer und die Artikelnummer der Elemente auf einer Palette dem Versand zugeordnet werden. Die Kundenzuordnung des Elements sollte dabei gewährleistet bleiben, wenn das Element im Hause regeneriert wird. Regenerierte Elemente dürfen nämlich nicht einem anderen Kunden zugeliefert werden. Daher entschied man sich nach einer sorgfältigen Analyse der Prozesse für den Einsatz passiver RFID-Technologie im UHF-Bereich. In Zukunft soll auch die Möglichkeit umgesetzt werden, das Herstelldatum, der im Filtergehäuse eingebauten Elemente, mit einem RFID-Handscanner auszulesen. Bei dieser langfristigen Überlegung wurde auch der Einsatz von Barcoding in Erwägung gezogen, aber zugunsten der Vorteile von RFID verworfen. Ein entscheidender Vorzug beim Einsatz von RFID ist, dass die Herstelldaten auch nach dem Einsatz, unter dem Filterstaub lesbar bleiben.


Lückenlose Kontrolle
Um die Filterelemente mittels RFID verfolgbar zu machen, werden im Meisterbüro neue Tags mit dem Tagesdatum beschrieben. Dieses Datum steht nachher für das Sinterdatum des Filterelementes. Dazu wird bereits bei der Produktion eine Aussparung in jedes Element gefräst und der Tag eingeklebt. Anschließend wird die Aussparung mit Kunstharz zugegossen. Nach Montage der Kopf- und Fußteile wird die Endprüfung durchgeführt. Wenn das Produkt für gut befunden ist, werden das Prüfdatum, sowie die Artikel- und Seriennummer auf den Tag geschrieben. Zusätzlich wird für die Eingangskontrolle beim Kunden ein einfacher Aufkleber mit Artikel- und Seriennummer angebracht. Die Transponder der 50 Elemente auf einer Palette werden vor dem Versand beim Warenausgang durch die Umverpackung hindurch gelesen und anschließend aus der Produktion ausgebucht. Bei der Rücklieferung zur Regeneration werden die Daten ebenfalls erfasst.

Passiv schlägt aktiv
Ein wesentlicher Aspekt war die Wirtschaftlichkeit des Systems. Für den Einsatz im industriellen Umfeld spielt dabei die Wahl der passenden Technologie eine wichtige Rolle: HF-Labels im Bereich 13,56 MHz sind zwar im Preis günstig, allerdings reichte die Lesereichweite nicht aus. LF-Transponder im Bereich 125 kHz haben sich zwar bereits im industriellen Umfeld besonders wegen ihrer Robustheit bewährt, verfügen jedoch über keine Antikollisionstechnik und eine eingeschränkte Lesereichweite. Für die vorgesehene Anwendung kommen daher nur UHF-Transponder infrage. Vergleicht man aktive und passive UHF-Systeme, so fallen bei der aktiven Technologie relativ hohe Kosten für Transponder an. Um also den speziellen Anforderungen gerecht zu werden, kommt ein von dem Systemlöser und Hardware-Lieferanten Euro I.D. ausgewähltes passives UHF-System zum Einsatz, das sich durch hohe Lesereichweiten von drei Metern sowie die system- und standardoffene Auslegung des Long-Range-Lesegerätes auszeichnet. Trotz der relativ hohen Kosten für die Leser, ist der Tag-Preis mit unter einem Euro vergleichsweise günstig.

Mit Wirtschaftlichkeit punkten
Dadurch ergeben sich auch wirtschaftliche Vorteile:
1. Die Seriennummer wird nicht mehr mechanisch im Element eingeprägt. Dadurch kann der Handlingaufwand minimiert werden.
2. Die Etikettierung beschränkt sich jetzt auf ein kleines Etikett.
3. Darüber hinaus ergeben sich Vorteile im Bereich Warenwirtschaft und Produkthaftung.

Warenwirtschaftsvorteile:
Die Zwischenvorräte in der Herstellung und vor Versand sind transparent geworden.


Produkthaftungsvorteile:
Die Rückverfolgung von individuellen Elementen ist möglich geworden.
Die gezielte Zurücklieferung von regenerierten Filterelementen an den gleichen Kunden kann durch die automatische Kontrolle mit RFID besser gewährleistet werden.
Die Produktionsinformationen der im Filtergehäuse eingebauten Elemente sind für einen Servicetechniker direkt prüfbar.


Wie ein weiteres Praxisbeispiel für den Einsatz eines passiven UHF-Systems zur Kennzeichnung und Verfolgung von Metallgitterboxen im Automotivbereich zeigt, eignen sich passive UHF-Transponder auch für die industrielle Umwelt. Der Einsatz in „metallhaltiger“ Umgebung ist dabei mit entsprechendem Know-how möglich. Auch die Erfassung mehrer Transponder in einer Tordurchfahrt ist sicher gegeben. Zudem lassen sich, im Vergleich zur HF-Technik, kostengünstigere Gate-Lösungen realisieren. Als Fazit lässt sich festhalten: Die Einsparungen sind höher als der Transponderpreis. Das heißt: Der Einsatz eines passiven UHF-Systems rechnet sich auf jeden Fall.