Zur eindeutigen Identifikation von jährlich 250000 Fahrzeugen wurde während der Fahrzeugendmontage bei DaimlerChrysler bisher datenspeicher-basiertes Systems eingesetzt, dass jetzt durch einen 2D-Code-Lesesystem ersetzt wurde. Dieses System senkt die bisherigen Kosten für die Identifizierung auf ca. 50% des ursprünglichen Wertes. Gleichzeitig konnte die Lesezuverlässigkeit erhöht und somit die durch bisherige Fehlmessungen entstandenen Folgekosten gesenkt werden.
Bis zum Austausch wurde zur eindeutigen Identifikation der Fahrzeuge während der Endmontage ein Hochfrequenz-Identifikationssystem (Radio Frequency ID) verwendet. Dieses System besteht aus einem mobilen Datenspeicher (MDS), den ein Werker mit Hilfe eines Halters am Fahrzeug anbringt. Ein Erstbeschriftungsrechner beschreibt den MDS mit relevanten Daten. Der Speicher bleibt während des gesamten Montageprozesses am Fahrzeug. Ein anderer Werker entfernt den MDS am Ende der Montage und sorgt für seinen Rücktransport. Das Anbringen, Abnehmen und Zurücktransportieren der Datenträger verursachte erhebliche Handling-Kosten. Weiterhin fielen Hardwarekosten für die mobilen Datenspeicher, für dessen Halterungen und den Erstbeschriftungsrechner sowie die Schreib- bzw. Lesegeräte an. Als weiterer Nachteil stellten sich im Betrieb für dieses System Probleme hinsichtlich der Lesezuverlässigkeit mit bis zu 3% Fehlmessungen heraus, die sich in nicht eindeutig erfassbaren Kosten für Störungen in Form von Produktionsverzögerungen bis hin zu Fehlbauten an Fahrzeugen niederschlugen. Als Ursachen für diese Verzögerungen wurden Störungen beim bis zu sieben Sekunden langen Auslesevorgangs am MDS, sowie durch eine gegenseitige Beeinflussung der Systeme und einer nicht optimale Datei-Struktur.
Zielsetzung der Moderninsierung
Zur Modernisierung der Produktion sollte unter den Prämissen Kostensenkung und Steigerung der Prozesssicherheit ein Identifikationssystem gefunden werden, das steckerkompatibel zum existierenden Umfeld ist. Zur Umsetzung wurden auf acht Monate veranschlagt.
Bewertung mögliche Lösungsansätze
Es wurden verschiedene Verfahren hinsichtlich Investition, Zuverlässigkeit und Zukunftssicherheit getestet. Sehr schnell zeigte sich, dass durch ein Etikett anstelle des MDS eine erhebliche Senkung der Hardware- und Handling-Kosten erzielt werden kann. Auf dem Etikett mussten die relevanten Daten, etwa 100 Zeichen pro Fahrzeug, untergebracht werden. Also potentielle Lösungen ergaben sich aufgrund dieser Voraussetzungen Klarschrift, Barcode oder 2D-Code.
Die Etiketten müssen von automatischen Systemen unter den wechselnden Beleuchtungsverhältnissen in einer Produktionshalle, aus unterschiedlichen Abständen und Winkeln ohne Beeinflussung der Werker und der Produktion sicher und schnell, d.h. in weniger als einer Sekunde, gelesen werden; somit entfiel Klarschrift als Lösung. Für die Etiketten war als Befestigungsstelle die A-Säule vorgesehen. Deshalb war eine minimale Etikettgröße erforderlich. Da 2D-Codes verglichen mit Barcodes eine bis zu einhundertfache Datendichte enthalten, fiel die Entscheidung zugunsten des 2D-Codes. Unter den verschiedenen Varianten dieses Codes eignet sich im industriellen Umfeld am besten der Data Matrix Code ECC200.
2D-Code-Lesesystem
Der 2D-Code-Reader V530-R150 von Omron erfüllte die erwünschten Anforderungen an das Preis-Leistungsverhältnis. Eine mehrtägige Testinstallation unter Realbedingungen bewies die Praxistauglichkeit deses Systems. Der 2D-Code-Leser besteht aus einem Controller, an den eine CCD-Kamera angeschlossen ist. Die einfache Parametrierung erfolgt mittels einer Handkonsole. Auf einem Videomonitor wird sowohl das Kamerabild als auch das Menü dargestellt. Zum Datenaustausch über den Controller steht eine serielle Schnittstelle und digitale Ein-/Ausgänge zur Verfügung. Die Handkonsole und der Videomonitor sind während des Betriebes nicht erforderlich.
Inbetriebnahme
Die Inbetriebnahme der mechanischen und elektrischen Komponenten erfolgte durch Systemhäuser. Die Parametrierung des 2D-Code-Lesegeräts sowie die Anordnung von Kameras und Beleuchtung hat DaimlerChrysler selbst vorgenommen. Durch geringfügige Softwareanpassungen im V530-R150 seitens Omron, sowie Hardwareerweiterungen wurde die Steckerkompatibilität zum bestehenden Umfeld erzielt.
Prozessbeschreibung
Am Anfang der Endmontage nimmt ein Roboter das im Thermotransferverfahren gedruckte Etikett aus dem Spender und klebt es auf die A-Säule. Der Roboter ist an dieser Stelle erforderlich, da verschiedene Fahrzeugtypen in mehreren Varianten unterschiedliche Platzierungen des Etiketts erfordern. Das erste 2D-Code-Lesegerät überprüft das Vorhandensein und die Lesbarkeit des Etiketts. Treten Fehler auf, erfolgt ein weiterer automatischer Etikettierversuch. Schlägt auch dieser fehl, greift ein Werker ein. Das etikettierte Fahrzeug fährt durch die komplette Endmontage, wobei an insgesamt 25 Stationen im Montageprozess die entsprechenden Daten zur Kontrolle und Montagebeeinflussung ausgelesen werden. Das Auslesen erfolgt zum Teil bei arretierter A-Säule, aber auch im Vorbeifahren, wobei das Auto mit bis zu 35 m/min vorbeifährt. Vor dem Einlauf des Fahrzeugs in das Finish nimmt ein Werker das Etikett ab und entsorgt es.
Fazit
Trotz kurzfristiger Terminierung konnten alle Lesestellen planmäßig in Betrieb genommen werden. Die 2D- Code-Reader arbeiten mit höherer Zuverlässigkeit als die RFID-Systeme. Die Identifizierungszeit beträgt lediglich 0,5 Sekunden, was einer erheblichen Einsparung an Taktzeit entspricht. Der Notbetrieb wurde durch zusätzliche Informationen auf dem Etikett in Klarschrift und mit Barcode vereinfacht, was eine Senkung der nicht erfassbaren Kosten nach sich zog. AD51201 Abb1: Der 2D-Code Reader V530-R150 von Omron |
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