Rádiójelek a gyártósoron

Henry Ford egyszer azt mondta a T-Modell kapcsán: „Bármilyen színben elérhető, feltéve, hogy a kívánt szín a fekete“. A 20. század fordulóján a profit az egy kaptafára való gyártásban rejlett; egy olyan kor volt, ahol a szabványosítás kezdett teret nyerni, míg az egyedi termékek kora úgy tűnt, lejárt.

Ma a piac ismét 180 fokos fordulatot vehet: a robotok, illetve a fejlett szoftverek lehetővé teszik a rugalmas sorozatgyártást. Ennek köszönhetően a fogyasztók egyedi termékekre vágynak, a gyártók számára pedig az jelenti a legnagyobb kihívást, hogy miként valósítsák meg mindezt a lehető legkisebb költségek mellett. Létezik egy technológia, amely az űripartól egészen a gyógyszergyártásig a segítségükre lehet.

A 2 kB adat tárolására képes RFID-vel ellátott úgynevezett adatcsavar (data bolt) könnyedén használható a motorblokkok követésére a GM gyártósorán

A rádiófrekvenciás azonosítást (radio frequency identification – RFID) már évtizedek óta használják készletnyilvántartásra, illetve a karbantartási műveletek nyomon követésére. Ám ahogy az RFID eszközök egyre megbízhatóbbak lesznek, ennél sokkal szélesebb körben is használhatóvá válnak. Az RFID-vel ellátott eszközök képesek minden alkatrészről információt tárolni, és tájékoztatni az egész gyártóegységet a már elvégzett munkáról, illetve a még hátralévő folyamatokról.

A mérnökök remélik, hogy az RFID végső soron képes lehet automatikus gyártási folyamatok létrehozására, ahol a gyártósoron minden termék személyre szabható. A technológia rádióhullámok segítségével követi nyomon az alkatrészeket. Minderre számos módszer létezik, ám leggyakrabban az adatokat egy úgynevezett címkében (tag) tárolják. Az leolvasó ezután digitális információvá alakítja át a címkéről visszaverődő rádióhullámokat, amelyet ezután elküld az irányítást végző számítógépnek.

Az RFID adottságai széles körben ismertek az autóiparban, ahol legelőször alkalmazták a technológiát. – A leggyakoribb felhasználás a karosszériaállványok esetében lehet, amelyek körbe-körbe járnak a festőműhelyben – ismerteti Mark Hingham, a Siemens folyamatautomatizálásért felelős igazgatója.

– A címkével ellátott állvány elhalad a leolvasó mellett, amely ellenőrzi a karosszéria egyedi azonosítóját, és az irányítórendszer utasítja az automatikus festőrobotot, hogy a megfelelő színre fújja az autót.

A General Motors már több mint egy évtizede használ RFID címkéket az összeszerelt motorok beazonosítására. A vállalat tavaly óta közvetlenül a hengerfejekre és a motorblokkokra helyezi az „adatcsavaroknak“ (data bolt) nevezett címkéket a New York államban található tonawandai gyártóegységében. Ezek ugyanúgy néznek ki, mint egy hagyományos csavar, ám a csavarfej belül üreges. Az üres csavarfejekben találjuk az RFID címkéket, illetve egy szálat, amely antennaként funkcionál.

Mindegyik adatcsavar 2 kB adatot tud tárolni, ami bár mai szemmel nem tűnik túl soknak, több mint elegendően részletes információk raktározására képes. Minden egyes gyártási folyamatot képes nyomon követni, kezdve a motorblokk vagy hengerfej gyártásától egészen a tesztelésig. A General Motors szerint a gyártósoron több mint 50 különböző helyen történik az adatok írása, illetve leolvasása. Hiba esetén az automatikus gép lecsatlakozik a hálózatról, hogy egy munkás megvizsgálhassa.

A Volvo tavaly 2 millió autó gyártási folyamatát követte nyomon RFID eszközök segítségével

Az autógyártás az egyik legnagyobb kihívást jelentő terület az RFID számára, és nem csupán az összetettségének köszönhetően, hanem a megalkuvást nem ismerő, nagyfokú megbízhatóságot igénylő elvárásai miatt is – ismertette Jarkko Miettinen, a Volvo RFID címkéit is gyártó Confidex vállalat alelnöke. Tavaly a svéd gyártó egy passzív RFID technológiával rukkolt elő, hogy nyomon kövesse több mint két millió autó gyártási folyamatát a vállalat Belgiumban és Kínában található gyártóegységeiben.

– Más iparágak, mint például az űripar és a gyógyszeripar csak nemrég óta alkalmazza a technológiát a termékek követésére, illetve a szabályozói előírások betartásának érdekében – fogalmazott Mark Higham, a Siemens munkatársa. – A vállalatoknak képesnek kell lenniük az áru nyomon követésére, illetve a termék úgynevezett „születési nyilvántartásának“ tárolására. Egy esetleges visszahívás esetén ezt a nyilvántartást használják a lépések visszakövetésére, illetve a felhasznált eszközök beazonosítására – tette hozzá Mark Higham.

Az Airbus például a tavalyi év során bevezette az úgynevezett RFID integrált adattáblákat, hogy könnyebben nyomon tudja követni a gyártósoron mozgó alkatrészeket. Ezek ugyanúgy működnek, mint a hagyományos nyomtatott szöveggel rendelkező névtáblák, ám tartalmaznak egy RFID címkét is. Az ehhez hasonló könnyű és kompakt technológiák segítenek az alkatrészek figyelésében mind a gyártás során, mind pedig a beszállítói hálózatban.

Az RFID rendszer három elemből áll: a címkékből, leolvasókból, illetve egy ellenőrző rendszerből. – A címke lehet egy olcsó, eldobható papírcímke, vagy egy olyan high-tech strapabíró eszköz, amely ellenáll az extrém hőmérsékleteknek, illetve a vegyszereknek is – magyarázta a Siemens szakembere. A címke egy olyan adattároló eszköz, amely néhány bájttól néhány kilobájtig terjedő kapacitással rendelkezik és általában a termelési környezetben található állványokhoz, termékekhez, illetve csomagoláshoz rögzítik őket.

A leolvasók lehetnek nem mozgó eszközök, amelyeket elhelyezhetnek a gépeken és akár a gyártószalagon is, ám lehetnek kézi eszközök is.

Az olvasók egy rövidhullámú rádiójel segítségével energiával töltik fel a címkéket. A címkén található adat ekkor átkerül az olvasóhoz, illetve státuszinformáció kerül a címkére. Mindezt az olvasó továbbítja az irányító rendszerhez, amely a beérkező adat alapján kiadja a megfelelő utasításokat.

A technológiát korlátozó tényezők közül a legfontosabb a címkékkel járó költségek, illetve a felhasználók bizalmatlansága, mivel előfordul, hogy az olvasók hibásan értelmezik a címkén lévő információt – figyelmeztett Mark Higham. – Mint minden vezeték nélküli technológia, ez is érzékeny a zavaró jelekre. Mindezt figyelembe véve az eszközök gyártói kiemelt figyelmet fordítanak a zavarok csökkentésére, illetve a stabilitás növelésére. Egy megfelelően megtervezett és kivitelezett rendszer megbízható, stabil működést tesz lehetővé – emelte ki Mark Higham.

Az ipari folyamatok esetében mindig is fenntartással kezelték az innovatív technológiák bevezetését, ám szakértők szerint az RFID-hez hasonló rendszerek olyan mértékű költségmegtakarításokat eredményezhetnek, hogy a következő 10-20 évben egy újabb „ipari forradalmat“ idézhetnek elő. Az összekapcsolt intelligens gyárakban többé nem okozhat gondot a hatalmas gyártósorokon található termékek megjelölése és nyomon követése.

Via theengineer.co.uk