Integration ist das A und O
Bei der Integration von RFID in Prozesse ist das Konzept entscheidend. Dieses beginnt nicht „von oben", sondern fängt bereits auf der „unteren" Steuerungsebene an. Nicht nur die Wahl der richtigen Transponder oder der Hardware ist dabei ausschlaggebend, sondern vor allem verlässliche Partner, die mit dem Prozess vertraut sind. Nur wer die Prozesse kennt, kann sie beherrschen und den richtigen Nutzen aus der RFID-Lösung ziehen.
Ingenieursleistung, Softwareintegration und Prozess-Know-how sind Größen, die bei der Implementierung einer RFID-Automatisierungslösung heute oft außer Acht gelassen werden. RFID-Projekte, die ohne genaue Kenntnis der Prozesse, Ziele oder IT- und Steuerungssysteme aufgesetzt werden, führen zu unvorhergesehenen Problemen. Viele Fehler lassen sich jedoch vermeiden, wenn von vornherein die richtigen Partner hinzugezogen werden, welche nicht nur ein Konzept liefern, sondern auch die Systemintegration ebenso beherrschen wie die Steuerungstechnik und das Engineering.
Drei Ebenen der Systemhierarchie
Steuerungsaufgaben stellen sich in allen technischen Produktionsbereichen der Wirtschaft. Ob in der Nahrungs- und Genussmittelbranche, der Pharmazie, der Logistik oder der Verfahrens- und Fertigungstechnik, überall müssen Antriebe gesteuert, Rückmeldungen verarbeitet, Daten erfasst und weitergereicht werden. Dies erfolgt mithilfe der Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS). Die SPS ist die untere Ebene in der Systemhierarchie der vertikalen Automation und dennoch hochbedeutend für die gesamte Anlage. Sie ist die Basis aller Steuerungssysteme, welche Sensoren und Motoren steuert, Daten aufnimmt und verarbeitet. Bei überschaubaren Lösungen kann dies autark geschehen. Aus Sicht des Automatisierers interessiert es dabei jedoch nicht, wie die Information aufgenommen wird. Bei komplexen Anlagen gibt es als zweite Ebene die MFR-Schicht (Materialflussrechnerebene oder Middleware). Der Materialfluss der Förderanlage wird komplett vom MFR gesteuert. Seine Funktionalität bestimmt somit die Qualität des gesamten Lagerwirtschaftssystems. Darüber befindet sich als dritte Ebene die Lagerverwaltungsrechner-Ebene für die Lager-, Fabrikations- und Auftragssteuerung. Selbst riesige Datenmengen werden im LVR übersichtlich aufbereitet und sind jederzeit abrufbar. Aufträge werden automatisch weitergeleitet, Lieferscheine selbsttätig gedruckt. Übergeordnete Systeme erstellen die Rechnungen für die Endkunden. Aus Sicht des Automatisierers fängt die Realisierung eines Automatisierungskonzeptes bei Betrachtung der untersten Hierarchieebene an.
Konzept ist entscheidend
Grundlegend sollte bei der Umsetzung eines RFID-Projektes am Anfang die Frage der genauen Zielsetzung stehen. Denn nur ein planvolles Vorgehen führt zum gewünschten Ziel. Ein RFID-Konzept baut sich wie folgt auf: Auf der untersten Ebene wird das Thema der Etikettenauswahl behandelt. Im Anschluss erfolgt die Entscheidung, ob mobile/stationäre Lesegeräte oder eine Gatelösung zum Einsatz kommen sollen. Bei der Entscheidung hinsichtlich Barcode- oder RFID-Einsatz ist eine zentrale Frage, ob im Prozess Sichtkontakt notwendig ist und ob die Daten nur gelesen oder auch im Prozess beschrieben werden sollen. Während sich der Barcode nur einmal beschreiben lässt, werden auf dem Transponder Prozessdaten gespeichert. Sollen lediglich Daten ausgelesen werden, ist eine Barcodelösung ausreichend. Daher wird RFID immer ein ergänzender Teil zum Barcode sein.
Kleine Lösung, große Wirkung
Wichtig ist es, zunächst die Prozesse, welche man automatisieren möchte, genau zu betrachten. Dabei muss es nicht immer der große Wurf sein. Zunächst lässt sich die Technologie auch in einem kleinen Bereich testen, ohne gleich das Gesamtsystem umstellen zu müssen. Manchmal genügt es, nur einen Teilprozess mit RFID zu automatisieren, und den Barcode und die RFID-Technologie im weiteren Prozess zu verheiraten. Oft ist es auch gar nicht notwendig, große Datenmengen auf den Transponder zu schreiben. Vielmehr lassen sich diese in einer Datenbank speichern. Die Verheiratung erfolgt dann über die alphanumerische Nummer des Transponders. Viele Unternehmen scheuen möglicherweise den Schritt, die neue Lösung auf dem bestehenden System aufzusetzen. Dies ist unbegründet, da die Hardware kompatibel ist. Heutzutage sind in jedem Gerät Ethernet und Profibusschnittstellen standardmäßig vorhanden. Daher ist es ausreichend, einen Prozess im kleinen Stil abzubilden, zu testen und im Anschluss zu erweitern. Dies ist durchaus machbar, ohne die Produktion zu stören oder sogar zu unterbrechen.
Middleware als Herzstück des RFID-Systems
Der Tag ist jedoch nur Informationsträger. Die Wertschöpfung beginnt mit der Weiterverarbeitung der Daten. Der Nutzen von RFID-Systemen ist essenziell davon abhängig, dass die resultierenden Datenströme und die RFID-Hardware komplett in die IT-Infrastruktur integriert sind - und zwar im Sinne einer abgeschlossenen Prozesskette über alle Unternehmensgrenzen hinweg. Das Herzstück einer RFID-Lösung bildet daher die Middleware. Wichtig ist, dass RFID-Systeme als Quasi-Echtzeitsysteme ausgelegt sind, um bei der Synchronisation der verschiedenen Systemwelten im Unternehmen die Daten ohne zeitliche Verzögerung verarbeiten zu können. Aus der Verknüpfung der Lesedaten mit den Ursprungsdaten können tatsächlich nutzbare Informationen für den Anstoß von Folgeverarbeitungen ermittelt werden. Daraus resultiert, dass klassische Verarbeitungsmethoden für die Bearbeitung von Schnittstellendaten zwischen zwei Fremdsystemen wie die Batch- oder Stapelverarbeitung den Anforderungen einer RFID-Middleware nicht genügen können. RFID-Daten werden aber nicht nur transportiert weitergereicht - sie müssen auch vorbereitet werden. Dies ist vor allem deshalb erforderlich, um das Netzwerk nicht permanent mit extrem großen Datenmengen zu überlasten, die bei jeder Lesung entstehen. Tatsächlich beträgt der Anteil der wirklich benötigten Nettodaten nur ein Bruchteil der gelesenen Gesamt-Datenmenge. Die Daten müssen nicht komplett in einer Datenbank gesammelt und dann ausgewertet werden. Dieser Teil der Verarbeitungskette sollte mit der RFID-Middleware gelöst werden, die genau für diesen Anwendungszweck programmiert wird. Der Aufbau und Betrieb von riesigen Datenbanken zu entsprechend hohen Kosten bei einem verschwindend geringen Anteil von tatsächlich nutzbaren Nettodaten wäre die kostenungünstigste Alternative.
UCS Industrieelektronik stellt aus in Halle 5, Stand 543 auf der LogiMAT 2010.
Lesen die den kompletten Beitrag in der Märzausgabe von „RFID im Blick".
