Produktions- und Testdokumentation bei SGC mit RFID
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Quality Management

Produktions- und Testdokumentation bei SGC mit RFID

Das belgische Unternehmen SwitchGear Company (SGC) produziert Mittelspannungsschaltanlagen. Die zunehmende Variantenvielfalt der verbauten Ring Main Unit (RMU) erfordern eine automatisierte Lösung in der Produktion und im Qualitätsmanagement.

34 UHF-RFID-Schreib/-Leseköpfe erfassen jede RMU an jedem Produktionsschritt vom Rohmateriallager bis zur Fertigstellung.

SGC produziert Mittelspannungszellen für den Einsatz im Innen- und Außenbereich. Die Geräte werden weltweit in elektrischen Schaltanlagen, Mittelspannungsmotoren, Windgeneratoren sowie in Fabriken, Krankenhäusern oder in der Landwirtschaft. Die Zellen transformieren Mittelspannung von drei bis 36 Kilovolt in Niederspannung von 690, 400 oder 231 Volt.

Prozessanforderungen

Die RMU werden in zahlreichen Produktvarianten angeboten: Von einer Stand-alone-Version (mit Kombination verschiedener Zellfunktionen) bis zu einer erweiterbaren Einheit, jeweils mit oder ohne „Arc-killer” oder Lichtbogenbegrenzer. Die Variantenvielfalt forderte bei der manuellen Produktion höchste Sorgfalt bei der Dokumentation der Produktion und insbesondere den Tests, die die RMUs während und nach der Produktion durchlaufen sollen. Je mehr Varianten eines Produkts existieren, umso schwieriger ist es, die Komplexität in der Fertigung zu bewältigen.

Anfangs produzierte SGC die Ring Main Unit noch weitgehend in Einzelstückfertigung, doch aufgrund zunehmender Nachfrage setzte das Unternehmen eine automatisierte Produktionsstraße auf.

Zielsetzungen

  • Die manuellen Tätigkeiten sollen minimiert werden.
  • Die Produktion der RMU soll wirtschaftlich abbildbar sein.
  • Produktion und Tests sollen automatisiert dokumentiert werden.

Lösung

Das integrierte UHF-RFID-System verfügt über eine TCP/IP-Verbindung, um es an das firmeneigene ERP-System anzubinden. Das ERP, DF-One, wurde vom eigenen EDV-Team für SGC programmiert und immer wieder geänderten Anforderungen angepasst. Es übernimmt gleichzeitig die Aufgaben eines MES zur Materialbedarfsplanung und -verwaltung.

Die eingesetzten UHF-Reader verfügen zwar nicht über eine integrierte TCP/IP-Schnittstelle, aber in Verbindung mit einem RFID-Interface- und einem I/O-System wurden die Kommunikationsanforderung erfüllt: Mit einem programmierbaren Gateway eine Lösung realisiert werden, die auch Steuerungsaufgaben übernimmt und so unabhängig von übergeordneten Systemen agiert.

Die Kodierung des Datenträgers wird aus dem ERP-System erstellt und an der Unterseite der halbfertigen Produkte angebracht. Der Label-Tag enthält eine Sequenznummer, die nach Fertigstellung und positiven Tests der RMU mit deren eindeutiger Seriennummer verknüpft wird.

An der Produktionsstrecke erkennt SGC mit 34 UHF-Schreib-/Leseköpfen die Produkte in allen Produktionsstadien. Ein erster Schreiblesekopf erfasst das Einlagern der Rohstoffe im völlig automatisierten Shuttle-Lager. Weiterhin sind an jeder Arbeitsstation Schreibleseköpfe installiert – wie zum Beispiel an der Montage, beim Schweißroboter, an den Testplätzen oder der Lecküberprüfungsanlage. Je nach benötigter Reichweite an den jeweiligen Stationen kommen unterschiedlich große UHF-RFID-Schreib-/Leseköpfe zum Einsatz.

Das Risiko von Doppellesung hat SGC minimiert, indem das RFID-Interface immer nur das Lesen eines einzigen Schreiblesekopfs zulässt.

Vor dem Dichtschweißen der Schaltschränke werden unter anderem ein Prelltest und ein Widerstandstest durchgeführt, da die Schaltschränke danach hermetisch abgeschlossen sind. Neben den mechanischen sind diverse elektrische Tests durchzuführen und zu dokumentieren. Per RFID wird nicht nur das Testergebnis gespeichert und der folgende Produktionsschritt freigeben, auch die entsprechenden Testparameter für das aktuelle Produkt zieht die Testanlage aus dem ERP-System.

Technologiepartner

Hardware & Software

Vorteile

  • Höhere Flexibilität: Teile von Schaltanlagen können vorgefertigt und zurückgestellt werden, falls Zulieferteile fehlen oder andere Produkte vorgezogen werden müssen
  • Höhere Sicherheit: Permanente Rückverfolgbarkeit jedes Produktionsschritts
  • Minimierung der manuellen Tätigkeiten
  • Im Vergleich zu früheren Testverfahren, bei denen die Parameter manuell gelesen und eingestellt wurden, ist das automatisierte Testen sicherer, schneller und damit auch günstiger.

Ausblick

Zukünftig soll erkannt werden, wie lang welcher Produktionsschritt dauert, um die Kosten der einzelnen Schritte und hergestellten Module genauer berechnen zu können.

Mögliche Fehlerquellen im Produktionsprozess sollen leichter zu ermitteln sein.

In der Diskussion steht die Übertragung eines ähnlichen Systems auf Produktion beim Schwesterunternehmen Mevoco, das am selben Standort Komponenten für den Mittelspannungsbereich herstellt.

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