UHF – DIE Zukunfts­technologie für die Automobil­produktion?

Gefertigt in Losgröße 1, Stoßstange an Stoßstange auf modularen Produktionslinien, mit Unterstützung von kollaborativen Robotern – die Realität in der modernen Automobilproduktion. Hier sind transparente und durchgängige Prozesse gefragt! Daher ist es wichtig, zuverlässige Technik im Einsatz zu haben. Bei vielen Autoherstellern wird UHF bereits jetzt nicht nur zur Fertigungssteuerung innerhalb eines Werkes eingesetzt, sondern zunehmend auch zum Tracking der gefertigten Fahrzeuge im Finishing und sogar im Versandprozess. Die Hersteller haben sogar bereits damit begonnen, UHF werks- und sogar firmenübergreifend – mit ihren Zulieferern – einzusetzen. Denn es vereinfacht die Just-in-Time- und Just-in-Sequence-Produktion erheblich. Dieser Blogbeitrag gibt einen Einblick, warum UHF DIE Zukunftstechnologie für die Automobilproduktion sein könnte.

Aber was ist UHF?

UHF steht für „Ultrahochfrequenz“ und bezeichnet das RFID-Frequenzband von 300 MHz bis 3 GHz. RFID („Radio Frequency Identification“) ist ein kontaktloses, automatisches Kommunikationstechnik zur Erfassung und Übertragung von Informationen von Waren und Gütern in Produktion und Logistik. UHF arbeitet basierend auf dem EPC global Gen2-UHF-Standard typischerweise im Frequenzbereich von 860 – 960 MHz – allerdings mit regionalen Unterschieden. In Europa wird beispielsweise vorrangig 868 MHz verwendet, in den USA 915 MHz und 950 MHz in Japan.

Andere beliebte RFID-Frequenzbänder, die in der Produktion verwendet werden, sind neben UHF noch LF (Low frequency/ Niederfrequenz) –typischerweise bei 125 kHz – und HF (High frequency/Hochfrequenz) – typischerweise bei 13,56 MHz weltweit. LF wird hauptsächlich für Werkzeugidentifikation (Tool ID) und HF für Bezahlvorgänge, Ticketing, Produktionssteuerung und Zugangskontrollen verwendet.

UHF-Systeme haben mit bis zu einigen Metern die höchste Lesereichweite und eine schnellere Datenübertragungsrate als LF oder HF. Daher werden sie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt und UHF ist aktuell das am schnellsten wachsende Segment des RFID-Markts. Die Verfolgung von Produkten oder Autoteilen in der Lieferkette, die Inventarisierung von Produktionsmitteln (Asset Tracking) und die Authentifizierung von Autoteilen sind nur einige Beispiele für die Automobilindustrie. 

Und so funktioniert die Technologie: Ein UHF-Lesegerät (oft als „Reader bezeichnet“) sendet über eine Antenne ein Signal und Energie an seine Umgebung aus. Wenn ein UHF-Datenträger im Erkennungsfeld des Lesegeräts durch diese Energie aktiviert werden kann, kann ein Datenaustausch stattfinden. Der Datenträger (oft als „Tag“ bezeichnet) streut das Signal des Readers zurück und moduliert es entsprechend seinem spezifischen Dateninhalt.

UHF vs. optische Systeme

Langfristig kann UHF nicht nur bestehende HF- oder LF-RFID-Anwendungen, sondern auch optische Systeme ersetzen. Aufgrund seines breiteren Funktions- und Leistungsspektrums hat UHF das Potenzial intelligente Daten zu erzeugen. Und diese sind essenziell für effiziente und transparente Prozesse sowie einen unternehmensübergreifenden Datenfluss.

Diese Tabelle zeigt, dass UHF eine Performance und Interaktion aufweisen kann, die optische Formate nicht in diesem Umfang bieten können:

Die wichtigen Vorteile von UHF

• Große Lesereichweiten von bis zu einigen Metern
• “Pulklesen”: Gleichzeitiges Erfassen vieler Gegenstände (bis zu einigen hundert) möglich, wie z.B. große Container, die mit Produkten gefüllt sind und ein Tor oder Gatter passieren. 
• Die Daten des UHF-Datenträgers können nicht nur ausgelesen, sondern bei Bedarf auch ergänzt oder geändert werden
• Günstige Klebelabels für den Einweggebrauch verfügbar (verbleiben auf dem Produkt)
• UHF erfordert nicht zwangsläufig direkten Sichtkontakt zum zu identifizierenden Objekt – solange sich der Datenträger im Erkennungsbereich des Readers befindet. Auch bereits für den Verkauf oder Transport verpackte Gegenstände können identifiziert werden:         

Manchmal ist weniger mehr

Das Potenzial der UHF-Technologie kann nur dann voll ausgeschöpft werden, wenn jede Phase der Produktentstehung durch UHF unterstützt wird. Also nicht nur die (Intra)Logistik, sondern auch alle Produktionsbereiche. Insbesondere im Fertigungsumfeld kann dies allerdings zur Herausforderung werden. Denn dass die UHF-Technologie eine Reichweite von bis zu mehreren Metern hat, ist für (intra)logistische Prozesse gut und oft wirklich erforderlich. Und hier ist auch das Pulklesen ein großer Vorteil. Innerhalb der Teilefertigung allerdings muss gewährleistet sein, dass sich immer nur ein Teil zur gleichen Zeit im Erfassungsbereich befindet und die benachbarten Produkte nicht erkannt werden. Daher ist es notwendig, dass entweder die Leistung des Lesegeräts so weit heruntergeregelt wird, dass jeweils nur ein Teil gleichzeitig erkannt wird, oder aber, dass spezielle Short Range UHF-Reader oder Short Range-Antennen verwendet werden.

UHF ist der Weg in die Zukunft für die Automobil-Lieferkette

Der Einsatz von UHF ist vielseitig und kann entweder als geschlossener Kreislauf erfolgen, bei dem die UHF-Datenträger im Produktionsprozess verbleiben, oder als offener Kreislauf mit UHF-Etiketten, die auf bzw. in Autoteile wie Karosserien, Stoßstangen, Kopfstützen, Reifen usw. geklebt oder eingepresst werden und dort verbleiben. Das hat den Vorteil, dass ein Tracking auch bei nachgelagerten Logistik- oder Wartungsanwendungen möglich ist.

Neben der Beseitigung manueller Prozesse haben Sie jederzeit (automatisiert!) den vollen Überblick über Ihren Bestand, was Ihnen hilft, Schwund zu vermeiden und Lagermengen zu reduzieren. Das wirkt sich selbstverständlich positiv auf ihre Geschäftsabläuft aus. Zusätzlich haben sie mit Security-Features die Möglichkeit den Zugang zu bestimmten Bereichen zu sichern.

Ein weiterer Grund auf UHF zu setzen, ist die durchgängig hohe Datenqualität. Wenn Sie aus allen Fertigungsbereichen dieselben hochwertigen Daten erhalten, können Sie Trendanalysen erstellen, da die Leseergebnisse miteinander verglichen werden können. So können Sie umfangreiche Informationen über den gesamten Produktionsprozess erhalten. Das gibt Ihnen die Möglichkeit, präventiv Maßnahmen zu ergreifen, anstatt ständig nur auf Situationen zu reagieren.

UHF @ Balluff

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