Echtzeit-Funkortung macht Fertigung transparent und flexibel

Funkortung bringt reale Welt zum digitalem Bild

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Die Einsatzfelder der Echtzeit-Funkortung (Real-Time Locating System, RTLS) sind vielfältig. Bild: Siemens
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Mit dem Funkortungsspezialisten Agilion hat Siemens sein Digital-Enterprise-Portfolio verstärkt. Zu wissen, was sich wo befindet, ist eine wichtige Grundlage für flexible Produktionskonzepte.

„Wer und was wissen wir dank RFID- und Codelese-Technologien. Aber wo – dieses Wissen fehlte uns bislang“, erläutert Herbert Wegmann, der Leiter des Bereichs industrielle Identifikation und Kommunikation. Daher hat Siemens mit Agilion aus Chemnitz einen etablierten Anbieter für industrielle Funkortungslösungen (Real-Time Locating System, RTLS) übernommen, dessen Hochfrequenztechnik bei vielen großen Automobilkonzernen zum Einsatz kommt.

Agilions RTLS arbeitet im Ultraweit-Frequenzspektrum (UWB) und ermöglicht eine hochpräzise Ortung im Bereich weniger Zentimeter. „Dies ist eine wichtige Ergänzung unseres Digital-Enterprise-Portfolios“, sagt Wegmann. Der digitale Zwilling als Abbild der Produktion lässt sich damit in Echtzeit mit der realen Welt synchronisieren. Für Werkzeuge, Materialien oder Erzeugnisse lässt sich damit die Frage beantworten: Was ist wo zu welcher Zeit? Wegmann: „Diese automatische Synchronisation der realen Abläufe mit dem digitalen Zwilling ist unverzichtbar.“

Anwender können so jedes Produktionsobjekt bezüglich seiner aktuellen Position fortlaufend mit dem 3D-Modell der Fertigungsumgebung automatisch abgleichen. Die Auswertung und Kombination des digitalen Zwillings mit anderen Informationen – etwa aus Mindsphere Cloud – erlaubt die dynamische Optimierung von Produktions- und Logistikprozessen.

Denn RTLS ermöglicht ein sehr genaues Asset Tracking. „Man kann sogar bei übereinander gestapelten Kisten genau sagen, in welcher Kiste sich ein bestimmtes Teil befindet“, sagt Wegmann. Das erlaubt eine automatische Bestandsüberwachung ebenso wie eine Positions-Überwachung für Fertigerzeugnisse, um Suchprozesse zu minimieren.

RTLS ist aber auch Grundlage für eine neue Stufe der flexiblen Automatisierung in der Fertigung, zum Beispiel durch dynamische, selbstorganisierende Produktionskonzepte. So muss ein mobiler Roboter fortlaufend nicht nur die eigene Position kennen, sondern auch die des zu bearbeitenden Erzeugnisses, um dieses auf der optimalen Route ansteuern zu können. Zudem kann die Technologie die Sicherheit beim Einsatz mobiler Roboter erhöhen. Wegmann denkt an eine Art Geo-Fencing: „Wenn man nicht nur weiß, wo sich ein Fahrzeug befindet, sondern auch die Menschen darum herum trackt, dann kann man gezielt die Sicherheitsmaßnahmen am Mobilroboter verstärken, wenn sich ein Mensch nähert.“

Auch für die Kontrolle und Dokumentation einzelner Fertigungsschritte ist ein laufender Abgleich zwischen der Position eines Werkzeugs (zum Beispiel eines Schraubers) und dem digitalen 3D-Modell des Erzeugnisses erforderlich, um etwa das Drehmoment für eine bestimmte Schraube korrekt vorzugeben, zu kontrollieren und zu dokumentieren.

Siemens AG

www.siemens.de/simatic-rtls


RTLS kurz erklärt

Echtzeit-Funkortungssysteme (RTLS) bestehen aus aktiven Transpondern, die an den Werkstückträgern, Werkzeugen, AGVs, Robotern oder auch an den Erzeugnissen angebracht werden. Über eine Ortungs-Infrastruktur, bestehend aus so genannten Anchors und einem Ortungs-Server, können die Transponder dann in Sekundenbruchteilen automatisch lokalisiert und ihre Position an die Steuerungssysteme übermittelt werden.

Der Server wiederum überträgt die Daten regelgesteuert an unterschiedliche Zielsysteme wie speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), Produktions-Steuerungssysteme (Manufacturing Execution Systems, MES) und andere IT-Systeme bis hin zu cloud-basierten Applikationen, zum Beispiel auf Basis von Mindsphere.

Durch den Einsatz von UWB und TDoA ist es möglich, die Genauigkeit von RTLS-Systemen im Fertigungsumfeld auf wenige Zentimeter zu erhöhen. Zudem können mit UWB-basiertem RTLS etliche tausend Objekte ausgestattet werden. Damit ist RTLS nicht mehr nur für Nischenapplikationen einsetzbar, sondern dient als Infrastruktur für eine Vielzahl von Anwendungen.


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