Fertigungsmaschinen sind in ihrer Produktivität und Effizienz von der Verfügbarkeit und Qualität der eingesetzten Werkzeuge abhängig. Deshalb ist es notwendig, dass diese zum richtigen Zeitpunkt, am richtigen Ort und im richtigen Zustand zur Verfügung stehen. Die Kontrolle über die Lagerbestände der Betriebsmittel ist ebenso wichtig wie deren rechtzeitige Instandsetzung. Eine Werkzeugverwaltung – auch Tool Management System (TMS) genannt – verspricht Abhilfe durch die Übernahme steuernder Funktionen im Industriebetrieb.
Ziel ist es, die Potenziale des Einsatzes einer Werkzeugverwaltung im Industriebetrieb sowie eine dafür geeignete Methode zur automatischen Identifikation, und zwar mit Schwerpunkt auf dem Einsatz von RFID, zu ermitteln.
Als Grundlage wird exemplarisch ein regionaler, mittelständischer Familienbetrieb aus dem Bereich der Zerspanung und Bearbeitung von Metallen herangezogen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielsetzung und Forschungsfragen
1.3 Vorgehensweise und Aufbau der Arbeit
2 Grundlagen
2.1 Radio Frequency Identification (RFID)
2.2 Data Matrix Code
2.3 CNC-Bearbeitung
2.4 Werkzeugverwaltung (Tool Management)
2.5 Elektronische Werkzeugidentifikation
2.5.1 Identifikation mit RFID
2.5.2 Identifikation mit Data Matrix Code
2.6 Supply Chain Management
2.7 Kontext zur M2M-Kommunikation, dem Internet der Dinge und der Industrie 4.0
3 Prozessanalyse
3.1 Istzustand
3.2 Schwachstellenanalyse
3.2.1 Integration der IT
3.2.2 Dokumentation
3.2.3 Manuelle Tätigkeiten
3.2.4 Supply Chain Management
3.3 Sollzustand
3.3.1 Integration der IT
3.3.2 Dokumentation
3.3.3 Manuelle Tätigkeiten
3.3.4 Supply Chain Management
4 Prozessoptimierung
4.1 Elektronische Werkzeugidentifikation
4.2 Werkzeugverwaltung (Tool Management System)
4.2.1 Übersicht
4.2.2 Detailbeschreibung
4.2.3 Voraussetzungen
4.3 Werkzeugvoreinstellgerät
4.4 Integration des PPS-Systems
4.5 Supply Chain Management
4.5.1 Lieferantenintegration
4.5.2 Kundenintegration
5 Erfolgsbewertung
5.1 Realisierbarkeit
5.2 Risikofaktoren
5.3 Wirtschaftlichkeit
6 Fazit
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht das Potenzial und die Implementierung einer RFID-unterstützten Werkzeugverwaltung in einem mittelständischen Zerspanungsbetrieb, um Prozesse durch eine engere IT-Integration sowie eine optimierte Supply Chain effizienter zu gestalten.
- Integration von RFID und Data Matrix Code zur automatischen Werkzeugidentifikation
- Optimierung der internen Prozesskette vom Auftragseingang bis zur Fertigung
- Aufbau einer unternehmensübergreifenden Supply Chain durch digitale Vernetzung
- Entwicklung eines Konzeptes zur Prozessoptimierung und Bewertung der wirtschaftlichen Realisierbarkeit
Auszug aus dem Buch
2.1 Radio Frequency Identification (RFID)
RFID steht für Radio Frequency Identification und gehört, neben der optischen Identifikation durch Barcodes, Matrix Codes, Klarschrifterkennung und biometrischer Identifizierung, zu den Auto-ID-Verfahren. Es dient der elektronischen Ermittlung und Bereitstellung von Informationen zu Personen, Tieren oder Waren. Dabei stehen die Identifikation ohne Sichtverbindung, die Identifikation mit hoher Geschwindigkeit, die Sicherung des Objektes und die Datenhaltung am Objekt im Vordergrund.
RFID basiert auf Funktechnik zwischen einem Lesegerät und einem Transponder mit RFID-Chip. Auf diesem Chip sind Informationen bzw. Daten gespeichert, die sich auf ein bestimmtes Objekt beziehen. Daher ist der Transponder üblicherweise an diesem Objekt befestigt, zum Beispiel das RFID-Label eines Bibliotheksbuches, das die genaue Kennung zum Medium enthält. Der Transponder besteht aus einer Antenne, dem Mikrochip, auf dem die Daten gespeichert werden, und einer Ummantelung bzw. Hülle.
Das Lesegerät ist in der Lage, die gespeicherten Informationen vom Transponder über eine kontaktlose Funkverbindung abzurufen. Neben der Möglichkeit, Geräte einzusetzen, die gespeicherte Informationen nur abrufen können, gibt es zudem die Möglichkeit, Schreib-Lesegeräte einzusetzen, die es ermöglichen, die Daten auf dem RFID-Chip zu verändern. Durch den beschreibbaren Speicher des Chips kann ein Transponder auch als mobiler Datenträger angesehen werden.
Neben dem Transponder und dem Lesegerät gehören auch ein Rechner und Software zu den Komponenten eines RFID-Systems. Die Software – Middleware genannt – steuert das Lesegerät und nimmt die erste Verarbeitung der vom Transponder gesendeten Daten vor. Nach der Aufbereitung der Informationen werden diese von der Middleware ins Unternehmensnetzwerk geleitet. Die Software ist das Bindeglied zwischen der RFID-Hardware und Unternehmensanwendungen wie Enterprise Resource Planning (ERP), SCM oder Werkzeugverwaltung.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Zerspanungsindustrie ein und definiert die Problemstellung sowie die Forschungsfragen hinsichtlich der Werkzeugverwaltung.
2 Grundlagen: Hier werden die technischen und theoretischen Grundlagen zu RFID, Data Matrix Codes, CNC-Bearbeitung, Werkzeugverwaltung sowie Supply Chain Management und Industrie 4.0 erläutert.
3 Prozessanalyse: Es erfolgt eine detaillierte Analyse der Ist-Prozesskette in einem mittelständischen Betrieb sowie die Identifikation von Schwachstellen in den Bereichen IT, Dokumentation und Supply Chain.
4 Prozessoptimierung: Dieses Kapitel präsentiert ein umfassendes Optimierungskonzept, das Identifikationstechnologien, Tool Management Systeme und die Integration in die Supply Chain zur Prozessverbesserung einsetzt.
5 Erfolgsbewertung: Hier werden die entwickelten Maßnahmen hinsichtlich ihrer Realisierbarkeit, Risikofaktoren und Wirtschaftlichkeit untersucht und bewertet.
6 Fazit: Das Fazit fasst die Ergebnisse der Forschungsfragen zusammen und resümiert das Potenzial der optimierten Werkzeugverwaltung für mittelständische Unternehmen.
Schlüsselwörter
Werkzeugverwaltung, RFID, Data Matrix Code, Tool Management System, CNC-Bearbeitung, Supply Chain Management, Industrie 4.0, Prozessoptimierung, Automatisierung, Werkzeugidentifikation, IT-Integration, Produktionsplanung, Zerspanung, Betriebsmittelverwaltung, Wirtschaftlichkeit.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, wie ein mittelständischer Industriebetrieb durch den Einsatz einer elektronischen Werkzeugverwaltung (TMS) sowie Identifikationssystemen wie RFID und Data Matrix Code seine Fertigungsprozesse optimieren und digital vernetzen kann.
Welche sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die Schwerpunkte liegen auf der automatischen Identifikation von Werkzeugen, der Optimierung der Prozesskette im Bereich der CNC-Bearbeitung, der IT-Integration sowie dem Aufbau eines effizienten Supply Chain Managements.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Hauptziel ist es, ein Konzept zu entwickeln, mit dem die Potenziale des Einsatzes einer Werkzeugverwaltung im Industriebetrieb ermittelt und als Entscheidungshilfe für Optimierungsprojekte genutzt werden können.
Welche wissenschaftliche Methode verwendet der Autor?
Der Autor stützt seine Arbeit auf fundierte Literaturrecherchen sowie auf eigenständig durchgeführte Beobachtungen in einem regionalen, mittelständischen Familienbetrieb.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine detaillierte Prozessanalyse des Istzustands, eine darauf aufbauende Schwachstellenanalyse sowie die Konzeption und Erfolgsbewertung einer Prozessoptimierung basierend auf dem Sollzustand.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird maßgeblich durch Begriffe wie Werkzeugverwaltung, RFID, Data Matrix Code, Industrie 4.0, Prozessoptimierung und Supply Chain Management geprägt.
Warum ist RFID für die Werkzeugverwaltung im Zerspanungsbereich eine Herausforderung?
Aufgrund der metallischen Umgebung der Werkzeugmaschinen kann die Funkverbindung zwischen Lesegerät und Transponder gestört werden, weshalb spezielle, oft kostenintensive Schutzgehäuse oder Ferritkerne für die Transponder erforderlich sind.
Welchen Vorteil bietet der Data Matrix Code gegenüber RFID?
Der Data Matrix Code ist kostengünstiger, da er direkt mittels Lasergravur auf Werkzeugoberflächen aufgebracht werden kann und keine zusätzlichen physischen Bauteile wie Transponder und entsprechende Bohrungen im Werkzeug erfordert.
Wie kann eine Werkzeugverwaltung die Supply Chain verbessern?
Durch einen medienbruchfreien Informationsaustausch zwischen Unternehmen und seinen Lieferanten können Bestände optimiert, Liefertermine transparenter eingehalten und die Kapazitätsplanung präziser gestaltet werden.
- Quote paper
- Christian Dordel (Author), 2017, RFID in der Werkzeugverwaltung im Industriebetrieb, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/353160
