Warum Echtzeitverfolgung zur Smart Factory gehört

Digitalisierung hilft Unternehmen, die Fertigungseffizienz zu steigern und Kosten zu senken. Mit Hilfe von Industrie-4.0-Anwendungen lassen sich Daten über Herstellungsprozesse erheben, analysieren und in Informationen für eine gesteigerte Produktivität umwandeln. Mehr Daten bedeuten bessere Entscheidungen und feiner abgestimmte Produktionsprozesse, bei denen die Ressourcen maximal genutzt werden und die Qualität durch ständige Überwachung sichergestellt wird.

Die "intelligente Fabrik", die Smart Factory, steht im Zentrum von Industrie 4.0 und beschreibt eine Produktionsumgebung, die sich mithilfe von Sensoren und intelligent verbundenen Geräten selbst organisiert. Viele Unternehmen sind mitten in diesem Transformationsprozess, und einige sind schon weiter als andere.

So nutzt zum Beispiel Bosch Thermotechnik in seinem Kompetenzzentrum für Warmwasserbereiter im portugiesischen Aveiro ein Tracking-Netzwerk aus UWB-Technologie (Ultra-Weitband), um in der Produktionshalle Logistikfahrzeuge zu orten und zu steuern. Knapp 20 Fertigungsstandorte unterhält Bosch Thermotechnik weltweit, davon fünf in Deutschland. In diesem Geschäftsbereich sind Heiztechnik und Warmwasserlösungen gebündelt, mit internationalen und regionalen Thermotechnikmarken unter diesem Dach.

Die manuell und automatisch betriebenen Fahrzeuge werden für den Transport von Material und Komponenten vom Lager zur Produktion oder zwischen den Produktionslinien eingesetzt. Da eine Fertigung generell ein dynamisches Gebilde ist, kann sich jede Stunde eine neue Situation ergeben und Änderungen bewirken, die im ursprünglichen Plan nicht vorgesehen sind. Ein bestimmtes Material zu finden verzögert sich, eine Maschine fällt aus, eine Bestellung wird storniert oder eine Frist ändert sich.

Das UWB-basierte Tracking-System von Eliko aus dem estnischen Tallinn gibt dem internen Logistikteam von Bosch mehr Transparenz über seine Prozesse und einen klaren Überblick über die große Anzahl von Fahrzeugen und welche Komponenten und Materialien sie wohin transportieren. Diese Digitalisierung ermöglicht eine schnellere Planung, eine bessere Routendefinition und eine höhere Effizienz, die zu mehr Wirtschaftlichkeit, verkürzten Lieferzeiten und letztendlich verbessertem Kundenservice führen.

Damit die Verantwortlichen die richtigen Entscheidungen treffen können, müssen sie in Echtzeit wissen, was in der Fertigung geschieht. Sie brauchen die erforderlichen Informationen rechtzeitig und im richtigen Format. Die Echtzeitverfolgung verschiedener Objekte in Produktion und Lagerung ist ein wesentliches Element der intelligenten Fertigung und ein Steuerungselement, wenn ungeplante Änderungen und Details sichtbar sind.

"In der Betriebsamkeit von Fabriken und Lagerstätten mit Hunderten von beweglichen Teilen geben Standortdaten in Echtzeit einen Überblick über deren Status und Bewegungen", erläutert Indrek Ruiso, CEO von Eliko. "Zuverlässige Daten machen es viel einfacher zu erkennen, wo sich Zeit sparen und die Sicherheit verbessern lässt."

"Wir untersuchten mehrere Echtzeit-Verfolgungssysteme mit unterschiedlichen Technologien und entschieden uns schließlich für die Implementierung des UWB RTLS von Eliko", sagt Tiago Moura, Industry 4.0- and Digitalization Engineer bei Bosch Thermotechnik. "Für uns hatte es die besten Standortverfolgungsergebnisse, die einfachste Konfiguration und das beste Kosten-Nutzen-Verhältnis", fährt Moura fort. Dabei war es zwingend erforderlich, dass die Daten im Bosch-Netzwerk gesammelt und verarbeitet werden und nicht in einer externen Cloud oder einem externen Server.

RTLS steht für Real-Time Location-System und ist ein Bestandteil von Industrie-4.0-Anwendungen, da das Auffinden und Verfolgen von Objekten und Personen wichtig ist, um Echtzeit-Feedback zur Prozessleistung zu erhalten. Ultra-Breitband-basiertes RTLS eignet sich aufgrund seiner Zuverlässigkeit und Standortgenauigkeit für industrielle Anwendungen. Es ist derzeit die präziseste Art und Weise, den Standort im Innenbereich zu bestimmen. Darüber hinaus ist die Wahrscheinlichkeit von Störungen durch andere drahtlose Netzwerke aufgrund des breiten Spektrums von GHz-Frequenzen sehr gering.

Eliko ist spezialisiert auf UWB-basierte Netzwerke zur Standortverfolgung für Industrie-4.0-Umgebungen, vor allem Ortungs- und Standortverfolgungslösungen für Fahrzeuge, Personen und Güter im Innenbereich. Der Service umfasst Netzwerkplanung, Installation und Wartung. Zusammen mit industriellen Systemintegratoren und Software-Entwicklern bietet Eliko End-to-End-Digitalisierungslösungen, die Transparenz, Sicherheit und Produktivität erhöhen. 

Mit der UWB-basierten Technologie kann Eliko Objekte im Innen- und Außenbereich mit einer Genauigkeit von fünf bis 30 cm je nach Umgebung und Systemkonfiguration lokalisieren. UWB ist zuverlässig, energieverbrauchsarm und kann Hindernisse durchdringen, ein wichtiges Argument in Produktionsumgebungen voller metallischer Fertigungsmaschinen, wie etwa bei Bosch Thermotechnik mit schweren Pressen und Umformmaschinen bis hin zu Montagelinien. In dieser herausfordernden Umgebung wurden die UWB-Antennen zur Kommunikation mit den Fahrzeugen in der Halle so platziert, dass die Fahrzeuge kontinuierlich verfolgt werden und nicht wie bisher mit RFID-Lesern nur an Durchgangspunkten erfasst werden.

Mit dem vorliegenden UWB-Netzwerk von Eliko hat Bosch ein nützliches Instrument zur Planung und kontinuierlichen Verbesserung der internen Logistik. In einem nächsten Schritt ist die Implementierung weiterer Funktionen geplant, etwa Datenanalyse-Werkzeuge und maschinelles Lernen. Damit lassen sich Informationen auch aus den Verlaufsdaten gewinnen, also eine weitere Erkenntnisebene für zusätzliche Wirtschaftlichkeit.

"Estnische Unternehmen sind führend, Prozesse in den Fertigungsindustrien zu digitalisieren", sagt Triin Ploompuu, Vorstandsmitglied des Verbands der estnischen Maschinenbauindustrie. "Lösungen aus Estland werden in über 120 Ländern eingesetzt, anwendungs- und kundenspezifisch. Die Unternehmen reagieren schnell auf Kundenbedürfnisse und deren Anpassung im Prozess – und das zu wettbewerbsfähigen Preisen."

Estland, so groß wie Niedersachsen, ist bekannt als das höchstdigitalisierte Land der Welt. Diese Entwicklung begann Mitte der 90er Jahre mit dem e-Verwaltungswesen und hat sich über das Bildungswesen in Wirtschaft und Industrien fortgesetzt, etwa in die Fertigungsindustrien, inklusive der Auftragsproduktion. "Estnische Unternehmen sind exportorientiert, und 85 Prozent der Arbeitskräfte sprechen mindestens eine Fremdsprache", ergänzt Ploompuu. Für deutsche und europäische Unternehmen zählt zudem die räumliche Nähe und somit kurze Lieferwege und -zeiten sowie die Rechtssicherheit durch die EU-weit identischen Gesetze.

"Die mittelständisch geprägten Industrien Estlands sind in der Lage, Unternehmen mit internationalen Strukturen, aber auch mittelständische Kunden ideal zu ergänzen", fasst Ploompuu zusammen. "Unsere Unternehmen sind gut aufgestellt für Eurosourcing-Prozesse in Maschinenbau sowie digitale Transformation." Die deutschsprachige Website www.tradewithestonia.com/de bietet weitere Fallstudien hinsichtlich Digitalisierung, und ein Büro in Nürnberg steht für den direkten Kontakt zur Verfügung.