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Von Köln aus in die ganze Welt – vernetzte Produktion bei Ford

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Ein Bereich, in dem sich die vernetzte Produktion besonders schnell entwickelt und etabliert, ist die Automobilbranche. In den Kölner Ford-Werken wird an unterschiedlichen Bereichen RFID (zur Technologie) genutzt, was in der gesamten Supply-Chain viele Vorteile mit sich bringt.

RFID-LKW-Gate der Kölner Ford-Werke

In Köln habe ich mit Chris Bartkiewicz gesprochen, der mit seiner Abteilung Business IT, Plant Support & RFID alle Systeme entwickelt, mit denen RFID in den verschiedenen Produktionsstandorten eingesetzt wird. So werden Prozesse automatisiert und beschleunigt und die Qualitätssicherheit steigt. Aber auch die Mitarbeiterzufriedenheit ist hier ein intern gewerteter Faktor, der etwa durch flüssigere Arbeitsabläufe erhöht werden soll.

Ausbau der RFID-Systeme bei Ford

RFID kommt in den Kölner Ford-Werken bereits seit Mitte der 80er Jahre zum Einsatz. Die Technologie zur sichtlosen Datenübertragung wurde erstmals eingeführt, um in der Produktionsautomatisierung die Strichcode-Scan-Methode abzulösen. Die Möglichkeit, die Autos bzw. Produktionsteile auch ohne direkte Sichtverbindung erfassen zu können oder mehrere Objekte gleichzeitig einzulesen, hat den Produktionsfluss enorm erhöht.

Chris Bartkiewicz spricht nun von einem neuen Entwicklungssprung: “Innerhalb der letzten Jahre hat es eine massive Weiterentwicklung im Bereich RFID gegeben. Die Tags (mit einem Datenträger versehener Transponder in Chipform, der Daten senden, empfangen und speichern kann) werden immer kleiner und leistungsfähiger. Auch der sinkende Preis spielt natürlich eine Rolle. Darum haben wir in den letzten sieben Jahren die bestehenden RFID-Systeme überarbeitet und ausgebaut. Außerdem sind in dieser Zeit wichtige neue Systeme entwickelt und in Betrieb genommen worden.”

Und die laufen nicht nur reibungslos, sondern haben eine deutlich spürbare Wirkung hinterlassen: So ist allein die Auslieferung bis zu 20% schneller geworden und die Kosten sind hier um bis zu 10% gesunken. Und die Mitarbeiter? Die sagen, sie sind sehr zufrieden. Und laut Umfragen ebenfalls zu 10% mehr als zuvor.

Sehr gut veranschaulichen lässt sich dieser Effekt ab der Prozessphase “vehicle on wheels”. Die beginnt mit dem Moment, ab dem die Fahrzeuge auf ihren eigenen Rädern vom Fließband rollen. Das Auto ist zwar theoretisch fertig, muss allerdings noch einige weitere Phasen durchlaufen, bevor es vom Werksgelände den zukünftigen Besitzern entgegen gebracht wird.

Qualitätskontrolle

Fahrzeug mit RFID-Tag

Da sind natürlich zunächst eine ganze Reihe von Qualitätschecks, die durchlaufen werden müssen, bevor ein Fahrzeug zum Verkauf freigegeben werden kann. Und die sind komplett RFID-gesteuert. An der hinteren Seitenscheibe befindet sich ein RFID-Tag, der die relevanten Testdaten speichert. Nur wenn die im vorgesehenen Rahmen liegen, kann die nächste Stufe angelaufen werden und das Fahrzeug den Testing-Bereich verlassen.

Lokalisierung leicht gemacht

Sind die Checks überstanden, heißt es warten bis die Spediteure und Auslieferer kommen. Dazu müssen bei täglich fast 2 000 neu produzierten Fahrzeugen mehrere tausend Stellplätze zur Verfügung stehen. “Normalerweise handelt es sich um etwa 600 zwischengelagerte Fahrzeuge. Bei Anläufen von neuen Modellen sind es hingegen auch mal 10 000 Autos, die zur Abholung bereit stehen”, so Bartkiewicz. Er veranschaulicht das logistische Kunststück in diesem Bereich:

Fertigungshalle

“Stellen Sie sich vor, Sie haben 10 000 Fahrzeuge in verschiedenen Stellbereichen, Hallen und Parkplätzen. Jetzt kommt ein Händler, der genau 12 bestimmte von diesen 10 000 braucht. Die Suche hat früher verhältnismäßig viel Zeit in Anspruch genommen und im schlimmsten Fall konnten vielleicht zwei dieser zwölf Autos nicht auf Anhieb gefunden werden, sodass ein Spediteur später erneut wiederkommen musste. Das hat neben dem zeitlichen Verlust natürlich auch Mehrkosten bedeutet.”

Mittels RFID kommen solche Situationen heute nicht mehr vor. Nun kann ganz einfach die konkrete Suchanfrage an das System gerichtet werden und heraus kommt eine übersichtliche Liste mit den genauen Stellplätzen der angefragten Fahrzeuge.

Der “berühmte” Kreisverkehr

Sind die Autos einmal verladen, gibt es drei Möglichkeiten, wie sie von dem Werk in Köln ausgehend in die weite Welt gebracht werden: über die Straße, mit der Bahn oder per Schiff. In der Vergangenheit ist es immer mal wieder zu Fehlverladungen gekommen. D.h. Autos, die eigentlich per Schiff transportiert werden sollten, sind bei der Bahn gelandet und umgekehrt.

RFID-Kreisverkehrsystem auf dem Gelände der Kölner Ford-Werke

Seit 5 Jahren verhindert nun ein ausgeklügeltes, RFID-gesteuertes Schrankensystem in einem Kreisverkehr solche Fehlleitungen. Die drei Abfahrten für die drei Lieferwege werden nur noch automatisch freigegeben, indem die Transponder an den Fahrzeugen per Funkwellen die Bahn-, Schiff- oder LKW-Schranke aktivieren.

Dieses System der Kölner Ford-Werke hat sicherlich das Zeug zum RFID-Vorzeigemodell und bringt noch weitere Vorteile mit sich: Gegenüber zur früheren Scan-Methode kann die Schranke sich nun bereits öffnen, wenn sich die zu kontrollierenden Fahrzeuge nähern. Diese können nun anders als früher durchfahren ohne zu stoppen – lästige Wartezeiten fallen weg. Sollte das Fahrzeug jedoch aus prozessinternen Gründen diesen Bereich noch nicht verlassen dürfen, bleiben die Schranken geschlossen und der Fahrer erhält weitere Anweisungen auf einem Display.

Und wer knüpft das Netz der vernetzten Produktion?

Systeme wie das des Kreisverkehrs werden bei Ford in der Abteilung Business IT in enger Zusammenarbeit mit den entsprechenden Produktionsbereichen unter der Leitung von Chris Bartkiewicz selbst entwickelt. Die Infrastruktur des konkreten Anwendungsortes und die Anforderungen an das System werden hier abgestimmt.

Die Technologie selbst kommt von externen Anbietern. An diese stellt sich nicht zuletzt die Herausforderung der speziellen Produktionsumgebung. Dazu zählen grundsätzliche infrastrukturelle Bedingungen ebenso wie die physikalische Beschaffenheit der Produktionsumgebung. So ist zum einen beispielsweise zu berücksichtigen, dass in dem Kreisverkehrsystem Fahrzeuge dicht hintereinander fahren und so mehrere Transponder gleichzeitig Informationen an die Lesestationen der Schranken senden. Hier muss also sichergestellt werden, dass die Aktivierung der Schranken immer in der richtigen Reihenfolge erfolgt. Zum anderen ist es bei der Autoproduktion der Fall, dass das Umfeld überwiegend metallisch ist, was durchaus problematisch für die eingesetzte RFID-Hardware ist. Diese muss vom Hersteller auf die speziellen Bedingungen ausgerichtet werden, um die Funktionalität zu sichern. 100%ige Lesesicherheit kann jedoch nur durch eine zusätzliche Konfiguration der verwendeten Software garantiert werden. Hier sind also interdisziplinäre Verfahren gefragt, in denen physikalische mit software-seitigen Anpassungen kombiniert werden. So heißt es in einem öffentlichen Bericht des RFID-Systemproviders 7iD Technologies GmbH von 2011: “Was die Physik nicht leisten kann, um eine Leserate von 100 Prozent sicher zu stellen, erledigt die Konfiguration unserer Software”.

Und in Zukunft?

Bei Ford hat sich die RFID-Technologie im Produktions- und Distributionsbereich sehr positiv bewährt und wird in Zukunft noch weiter ausgebaut, so Chris Bartkiewicz. Dabei geht es nicht nur um die Weiterentwicklung der Systeme, sondern auch um deren Übertragung auf die weltweiten Standorte von Ford. Zum Teil ist das bereits geschehen. So wird das in Köln entwickelte Lokalisierungssystem für die besondere Phase beim Anlauf neuer Modelle bereits in Ford-Werken in Europa, Nordamerika und Mexiko verwendet. “Die Verbreitung wird sich schon sehr bald beschleunigen” prognostiziert Bartkiewicz. – Wir sind gespannt!