20080304q Siemens ECM RFID in der Massenfertigung

Werden bei der Herstellung eines Telefons RFID-Chips gleich mit verbaut, so ermöglicht dies die berührungslose Identifikation des Geräts über Funkwellen. Die Siemens Enterprise Communications Manufacturing GmbH & Co. KG (SECM) in Leipzig hat eine entsprechende Lösung in ihre IT- und Logistik-Systeme integriert und vereinfacht damit die nachfolgenden Prozesse erheblich.

s macht einen eher unauffälligen Eindruck, und doch beschleunigt es die logistischen Abläufe auf beachtliche Weise: das Wareneingangstor im Siemens-Logistikzentrum im fränkischen Eltersdorf. Ähnlich aufgebaut wie die Sicherheitsschleusen am Flughafen, erkennt es mit Hilfe der Funkfrequenzkennzeichnung RFID (Radio Frequency Identification) ohne Berührung auf einen Schlag den Inhalt auf den Transportpaletten aus dem Leipziger Telefonwerk der Siemens Enterprise Communications Manufacturing GmbH & Co. KG (SECM).

Früher mussten die großen Kisten mit jeweils 114 verpackten Business-Telefonen nach ihrem Transport in die Wareneingangshalle von Hand ausgepackt werden, um jedes einzelne Endgerät in seinem Karton mit einem Barcode-Lesegerät zu erfassen und in die elektronische Lagerverwaltung zu übernehmen. Heute dagegen reicht die Passage des gesamten Bulks – also des kompletten Transportgebindes – durch dieses RFID-Gate aus, um den Neueingang jedes einzelnen Produkts in den IT-Systemen des Logistikzentrums zu verbuchen. »Vergleicht man die Situation früher mit der Bulk-Auslesung heute, so ergibt sich vor allem eine hohe Zeitersparnis«, sagt Steffen Fröhlich, Leiter des RFID-Kompetenzteams bei Siemens Enterprise Communications in Magdeburg. Die von ihm und seinen Kollegen entworfene RFID-Lösung wird bei den neuen Highend-Business-Telefonen der OpenStage-Familie eingesetzt, die in Sachsen gefertigt werden.

Ein wesentlicher Grund für die Einführung der RFID-Technologie war die Optimierung der Abläufe rund um die Produktion der hochwertigen IP-Telefone. SECM ist damit ein Vorreiter für eine Entwicklung, die sich derzeit auf breiter Front in der Wirtschaft durchsetzt. Laut einer Studie des Bundeswirtschaftsministeriums soll sich in den nächsten zehn Jahren die Menge der Funkchips auf das 450fache der heutigen Anzahl erhöhen und der RFID-Gesamtmarkt dürfte sich danach von 2006 bis 2016 auf weltweit 20,5 Milliarden Euro fast verzehnfachen.

Als Kennzeichnungsmedium in Produktion und Logistik besteht der Vorteil der funkenden Mikrochips gegenüber herkömmlichen Technologien wie etwa dem Barcode darin, dass die mobilen Datenträger direkt im Produkt verbaut und dadurch nur noch mit großem Aufwand entfernt oder zerstört werden können. Das erhöht die Sicherheit und beispielsweise auch den Schutz vor Plagiaten. Die Kommunikation mit den RFID-Tags erfolgt dabei kontaktlos mit Schreib-Lesegeräten, die den Datenträger in der Luft über ein elektrisches Feld mit Energie versorgen und so den Datenaustausch zwischen Sender- und Empfänger-Antenne sicherstellen.

Für Frank Winter, Leiter Produktionstechnik und Qualitätsmanagement bei SECM, gab es aber auch unabhängig von den optimistischen Prognosen für die Zukunft von RFID gute Gründe, die Anwendung dieser Technologie beim Start der OpenStage-Fertigung bereits heute in Betracht zu ziehen. So wurde die Produktionslogistik in der Fertigungshalle bereits in der Vergangenheit weitgehend automatisiert. Fertiggestellte Produkte erhielten in der Vergangenheit obligatorisch einen Laser-Aufdruck mit einem Barcode und der Produktgruppennummer des Geräts. Diese Informationen wurden zusätzlich auch auf den Verpackungskarton des jeweiligen Endgeräts aufgedruckt. In Umverpackungen zu jeweils 114 Stück gehen die einzelnen Telefonpakete dann auf Paletten an das Logistikzentrum in Eltersdorf bei Nürnberg.

Da dort der Barcode optisch ausgelesen wird, mussten die einzelnen Geräte zu diesem Zweck zunächst manuell aus der Umverpackung herausgeholt werden. Die RFID-Technologie war deshalb hier gleich doppelt gefragt: Zum einen sollte die Lücke zwischen den werksinternen Abläufen und dem Eltersdorfer Logistikzentrum geschlossen werden. Das ging aber nur mit einer Technik, die eine Bulk-Erfassung erlaubt – also das Auslesen einer Vielzahl von Einzelprodukten in einer Verpackung oder auf einer Palette. Gleichzeitig sollte es möglich sein, die einzelnen Endgeräte eindeutig zu identifizieren.

Die Anforderungen an die neue Lösung waren hoch: Um die reibungslose Produktion nach der Einführung der RFID-Lösung sicherzustellen, sollten vorab entsprechende Tests dafür sorgen, dass die Systeme von Anfang an auch wirklich funktionieren. »Wir produzieren pro Schicht bis zu 700 Endgeräte«, erläutert Frank Winter. »Wenn es da auch nur sporadische Ausfälle gibt, werden die Systemtaktzeiten empfindlich gestört.« In Anbetracht der damit verbundenen Kosten ein hohes Risiko für das Unternehmen. Hinzu kam, dass die insgesamt vier Montagelinien für jeweils maximal 30 Endgeräte gleichzeitig in der Fertigungshalle relativ dicht beieinander stehen. Hier musste ausgeschlossen werden, dass sich die RFID-Schreib-Lesegeräte gegenseitig beeinflussen, damit jeder einzelne Funkchip auch wirklich mit den jeweils richtigen Daten beschrieben wird.

Nachdem die Wahl schließlich auf die Muttergesellschaft Siemens Enterprise Communications als geeigneter Dienstleister gefallen war, formulierten deren RFID-Experten in einem gemeinsamen Workshop mit SECM-Mitarbeitern aus Produktion, Logistik und Service die jeweiligen Anforderungen. Dabei stand vor allem die Optimierung der logistischen Prozesse im Mittelpunkt. Hinzu kam, dass die RFID-Tags fest in den Telefongehäusen montiert werden sollten und damit unter normalen Umständen nicht wieder nach Leipzig zurückkehren. Dass sie nur ein einziges Mal verwendet werden können, sollte sich natürlich in ihrem Preis niederschlagen. Teure Funkchips mit einer höheren Speicherkapazität kamen deshalb nicht in Betracht.

Das Ergebnis ist eine Lösung, die aus Standardkomponenten unterschiedlicher Hersteller besteht. Dazu gehören selbstklebende RFID-Inlays von der ungefähren Größe zweier Briefmarken, die im Ultrahochfrequenzbereich (UHF) funken und deshalb auch große Distanzen zwischen den RFID-Datenträgern und den Schreib-Lesegeräten überwinden können – eine wesentliche Voraussetzung für den Einsatz in der Bulk-Erfassung. Hinzu kommen ein Labelspender, der die aufgerollten RFID-Tags einzeln freigibt, sowie die stationären RFID-Reader in den Montagelinien. Im Eltersdorfer Logistikzentrum wurde die RFID-Gate-Lösung für die Bulk-Erfassung errichtet, und schließlich musste die gesamte Anwendung auch noch in die Fertigungssteuerungs- und in die übergeordneten SAP-Systeme von SECM und des Logistikzentrums integriert werden. Als letzten Schritt wird die Serviceabteilung bald mobile Scanner erhalten, um damit einzelne Telefone erfassen zu können.

Seit dem Sommer 2007 arbeitet die OpenStage-Produktionslinie in Leipzig nun mit der RFID-basierten Erkennung, die nach dem Abschluss aufwendiger Tests innerhalb von nur vier Wochen aufgebaut und in die vorhandenen Systeme integriert wurde. Nun lassen sich die RFID-Datenträger bereits am Anfang der Montage an einer genau definierten Position in die Gehäuse einkleben. Nach Montage und technischer Funktionsprüfung bekommt jedes Telefon eine Seriennummer und der RFID-Tag wird mit dieser Mac-Adresse programmiert.

Dann wird diese Kennzeichnung mit einem Scanner ausgelesen und jedes Endgerät einzeln verpackt. Dabei findet nochmals eine Erfassung der Nummer statt, um den Druck eines Schildes zu initiieren, dass dann automatisch auf den Umkarton aufgebracht wird. Schließlich werden die Kartons auf eine Palette mit maximal 114 Stück gepackt oder – entsprechend den Anforderungen des Kunden – zu kleineren Einheiten zusammengefasst. Weil die Produktkennzeichnungen während der Fertigung nun nicht mehr manuell ausgelesen werden müssen, hat sich zunächst der Produktionsablauf deutlich verkürzt.

Aber auch später gibt es erhebliche Zeitvorteile. So werden die erfassten Daten parallel zur Lieferung der Paletten via CD-ROM oder E-Mail an das Logistikzentrum übermittelt. Dort findet das Auslesen der Tags in den Telefonen mit einem RFID-Scanner per Bulk-Erfassung statt, ohne sie aus den Umkartons auszupacken. Die Informationen auf den Funkchips können dabei automatisiert in die dortigen Warenwirtschaftssysteme übernommen werden. Und schließlich wird auch mit der automatischen Übernahme dieser Informationen in die IT-Systeme des Logistikzentrums der gesamte Prozess weiter optimiert.

Durch die Verknüpfung mit bestehenden Datenbanken und CRM-Systemen kann bei den nachfolgenden Lieferungen an die Endkunden genau festgehalten werden, wer welches Gerät wann bekommen hat. Damit gibt es erstens eine Datengrundlage für Auswertungen und Bestandsüberblicke. Zweitens kann die exakte Mac-ID aber auch die Installations- und Serviceprozesse beschleunigen. Ein Techniker benötigt für die Inbetriebnahme und Programmierung eines HiPath-Telekommunikationssystems ja die Nummern der dazugehörigen IP-Endgeräte, damit diese auch mit der entsprechenden Software versorgt werden können. War früher dafür entweder der Lieferschein oder das jeweilige Telefon nötig, so kann er heute unabhängig von der konkreten Lieferung anhand der elektronisch übermittelten Seriennummern bereits die Installation vorbereiten. Und er muss nicht mehr jedes Endgerät einzeln am Kommunikationssystem anmelden, sondern überlässt die Zuordnung der IP-Adressen zu den Seriennummern der Endgeräte dem Computer – gerade bei großen Installationen mit mehreren hundert oder tausend Telefonen ein erheblicher Zeitvorteil.

Der finanzielle Gesamtnutzen der RFID-Lösung mit ihren unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten ist für den Telefonhersteller zwar nicht konkret zu beziffern, aber doch greifbar. So wurde etwa der Aufwand für die technische Ausstattung und die Integration der Lösung in die IT-Systeme gegen die Einbußen abgewogen, die bei einem Verzicht auf die RFID-Technologie entstehen würden. Etwa bei unberechtigten Service- und Ersatzteilansprüchen, falls die hochwertigen IP-Phones zukünftig nach ihrer Abschreibung beim eigentlichen Kunden außer Betrieb genommen werden und nach einer Wiederaufarbeitung über Drittländer zurück auf den deutschen Markt gelangen. In diesem Fall kann nun anhand des Funkchips eindeutig geklärt werden, dass für den Hersteller keine Gewährleistungspflicht mehr besteht.

Doch damit sind die Anwendungsmöglichkeiten der RFID-Tags noch nicht ausgeschöpft: Auch der Endanwender profitiert von den Funketiketten, erhält er doch damit die Möglichkeit, seine Telefonbestände problemlos und schnell automatisch zu inventarisieren – gerade für große Unternehmen oder Verwaltungen mit einer Vielzahl von Endgeräten ein nicht zu unterschätzendes Plus.

Die Tradition des Telefonwerks Siemens Enterprise Communications Manufacturing GmbH & Co. KG (SECM), dessen Jahresumsatz heute 260 Millionen Euro beträgt, reicht bis ins Jahr 1884 zurück. Nachdem 1997 mit der Produktion von digitalen Systemtelefonen begonnen worden war, folgte 1999 der Umzug in den neu errichteten Standort im Nordosten der Messestadt. Seit Oktober 2006 ist die SECM eine hundertprozentige Tochter von Siemens Enterprise Communications. Etwa 600 Mitarbeiter und 20 Auszubildende stellen auf einer Fertigungsfläche von 15.000 m² Fernsprechgeräte, elektronische Komponenten und Wireless-Module her.

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