ID-gleisschwellen

RFID Identifikation der Metallformen von Gleisschwellen

Projektbeschreibung

InSystems Automation hat für einen Hersteller von Gleisschwellen die Schwellenformen und Loren (Transportwagen der Metallformen) mit RFID (Radio Frequenz Identifikation) versehen und ein MES (Manufacturing Execution System) zur Materialverfolgung und Produktionsdatenerfassung in die bestehende Gleisschwellenfertigung integriert, um die Prozesse in der Produktion zu optimieren.

Kundennutzen

Die automatische Identifizierung durch RFID ermöglicht eine Echtzeit Rückverfolgung der Formen und Loren im Produktionskreislauf. Durch die Speicherung dieser Daten erhält jede produzierte Schwelle einen historischen Lebenslauf mit verknüpften Prozesswerten, Temperaturen und Aushärtezeiten. Letztlich werden diese Daten mit den erzielten Messergebnissen an der 3D Vermessungsanlage in Korrelation gebracht, um gezielt und teilweise automatisch in die Produktionssteuerung einzugreifen und somit die Produktion ständig zu optimieren.So können die Formen, welche fehlerhafte Schwellen hervorbringen, sofort automatisch ausgeschleust werden. Über die statistische Prozesskontrolle (SPC) der Messreihen verschiedener Schwellen aus einer gleichen Form kann die Abnutzung oder Beschädigung einer Form automatisch ermittelt werden und diese Form eventuell schon vorbeugend ohne produzierten Ausschuss identifiziert und ausgeschleust werden. Somit erhöht sich die Wertschöpfung des gesamten Produktionsprozesses deutlich.

Prozess- und Systembeschreibung

Der Produktionsablauf von Gleisschwellen besteht aus einer Reihe von verschiedenen Prozessen. Die Metallformen der Gleisschwellen werden gekühlt, gereinigt, mit Spannstahl bestückt und mit Beton gefüllt. Bis zu sieben gefüllte Metallformen werden dann übereinander auf eine Lore gestapelt. Auf dieser werden die Metallformen durch einen Tunnel transportiert, wo die Gleisschwellen aushärten. Im Tunnel befinden sich Sensoren, welche die Temperaturen der Schwellen während des Aushärtens aufzeichnen. So kann genau festgestellt werden, in welchem Stadium des Aushärtens sich die Schwellen befinden, wann sie fertig sind und ob die Aushärtezeit verlängert werden sollte. Nach dem Aushärten werden die Metallformen einzeln von den Loren gehoben, die jeweils vier Schwellen einer Metallform auf ein Förderband ausgeschalt und unmittelbar von einer 3D Vermessungsanlage überprüft. Die leeren Metallformen werden auf der automatischen Fördertechnik wieder zum Kühlen gefahren und der Produktionszyklus beginnt von vorn.Damit die Loren und Metallformen im Produktionsbereich zurückverfolgt werden können, wurden sie mit einem RFID-Tag versehen. Dieser Tag enthält eine eindeutige Transpondernummer, die den einzelnen Schwellentypen und Loren zugeordnet ist. Die RFID-Tags sind sehr temperaturresistent und halten auch die mechanischen Beanspruchungen durch die rauen Umgebungsbedingungen mit starker Betonstaubbelastung und den häufigen Transport der Formen mit Kranen aus. Die Metallformen der Gleisschwellen bestehen aus einem Rahmen, in dem die eigentliche Schwellenform (4 mal) befestigt ist.

Wenn eine Form defekt ist oder ausgetauscht werden muss, weil zum Beispiel neue Schwellentypen produziert werden sollen, wird die Form aus dem Produktionsprozess ausgeschleust und umgerüstet. Dabei muss der RFID-Tag nicht ausgetauscht werden. Die Transpondernummer des Tags wird einfach dem neuen Schwellentyp zugeordnet.

Der RFID-Tag wird von RF-Antennen gelesen, die an den verschiedenen Prozesspunkten montiert sind. Die Transpondernummer wird von der MES-Software (Manufacturing Execution System) erfasst und auf der Bedienoberfläche wird die genaue Position der Form oder Lore angezeigt. Der RFID-Tag dient auch der Identifikation in der 3D Vermessungsanlage. Vor jeder Messung muss die Anlage den zu vermessenden Schwellentyp kennen. Der RFID-Tag wird vor der Anlage gelesen und stellt dem Messsystem die Informationen zum Schwellentyp automatisch zur Verfügung.

Materialverfolgung und Produktdatenerfassung

Die MES Software stellt sicher, dass jede Schwelle in der Produktion über einen digitalen Produktionslebenslauf verfügt. Sie visualisiert den Materialfluss der Formen und enthält die folgenden Funktionen zur Produktdatenerfassung:

  • Prozessdaten werden mit einem Zeitstempel (Datum, Uhrzeit) versehen.
  • Messung und Speicherung der Temperatur und Kühldauer der Schwellenform
  • Speicherung, Verwaltung und Visualisierung der Produkt- und Formdaten, damit den Formen die Produkte zugeordnet werden können.
  • Zeitnahe Rückverfolgbarkeit der Schwellenformen
  • Verwaltung der Nutzungsdauer, Reparaturdauer und Aufzeichnung und Auswertung von formbezogenen Maßabweichungen.
  • Eingreifen in die Produktionsabläufe, damit die Formen automatisch ausgetauscht oder ersetzt werden können.
  • Weiterleitung von Produktinformationen zwischen Verarbeitungsschritten, damit eventuell abweichende Bearbeitungsparameter oder Messalgorithmen automatisch umgestellt werden.
  • Schichtreport, eingegebene Schichtdaten und vom MES automatisch erfasste Produktionsdaten werden hier ausgegeben.

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