SIMATIC Sensors

Rohstoffsicherheit und
Kostenvorteile
British American Tobacco GmbH
Überall dort, wo eine häufig wechselnde Produktpalette hohe Anforderungen an die innerbetriebliche Logistik stellt, erweisen sich berührungslose Identifikationssysteme als effiziente Mittel zur Vorgabe und Erfassung wichtiger Daten in einer modernen, durchgängigen Fertigungsautomatisierung. So auch im Lager für Schnitt-Tabak
bei British American Tobacco in Bayreuth, die damit die eindeutige
Identifizierung der Produktchargen sicherstellt.
Flexibilität ist in der Zigaretten-Fertigung
sehr wichtig, denn nicht nur die großen
Marken, sondern auch eine Vielzahl kleinerer Marken werden in unterschiedlichen
Varianten hergestellt, die zum Teil auf
denselben Aggregaten produziert werden.
So auch bei British American Tobacco in
Bayreuth, wo neben so bekannten Marken,
wie Lucky Strike, HB und Pall Mall, noch
diverse andere Marken für den deutschen
wie auch für den europäischen Markt,
sowie Zwischenprodukte für die externe
Weiterverarbeitung produziert werden. Die
Fertigungskapazität im Bayreuther Werk
liegt bei 40 Milliarden Zigaretten im Jahr.
Eindeutige und nachprüfbare
Identifikation
Aus verfahrenstechnischen Gründen werden die Tabakmischungen in größeren
Mengen vorbereitet, um dann für die
chargenweise Produktion der einzelnen
Zigarettenmarken angefordert zu werden.
Die Transponder (Datenspeicher) des RFIDSystems Moby E von Siemens leisten dabei die wichtige Aufgabe, die Inhalte der
Container zu identifizieren. So können beispielsweise nicht benötigte Restmengen
wieder auf Lager gelegt und für die nächste Fertigungscharge identifiziert werden.
Als 1999 das Produktspektrum des Werks
erweitert wurde, hatte BAT nach einer
zuverlässigen Lösung gesucht, um innerhalb der Fertigung zu gewährleisten, dass
stets die richtige Tabakmischung für die
jeweilige Charge aus dem Lager entnommen und zu den Zigarettenmaschinen
gefördert wird. Hauptproblem dabei ist,
dass geschnittener und vorgemischter
Tabak optisch nicht eindeutig von anderen
Mischungen unterschieden werden kann.
Deshalb kam für BAT nur eine Technik in
Frage, bei der die Charge eindeutig und für
den gesamten Ablauf von der Mischung
der Tabaksorten bis zur Abgabe an den
Feeder für die Zigarettenmaschine nachprüfbar identifiziert wird. Heute zirkulieren
im Schnitttabaklager des Herstellers in
Bayreuth rund 1.200 Container mit bis
zu180 kg fertiger Tabakmischung.
SIMATIC Sensors
Rohstoffsicherheit und
Kostenvorteile
Nach intensiven Vorüberlegungen hatte
das BAT-Projektteam schon 1998 beschlossen, in einem Feldversuch die RFID-Technologie und deren Einbindung in die
Profibus-vernetzte Automatisierungslandschaft zu testen. Zwei favorisierte Systeme
mussten ihre Tauglichkeit unter realistischen Einsatzbedingungen in einem Dauertest
von 48 Stunden beweisen. Dabei galt es,
bei einer Fördergeschwindigkeit von 0,33
m/s – also im Vorbeifahren der Transponder – bis zu 60 Bytes zu schreiben und 70
Bytes zu lesen.
Der Transponder MDS E611 des RFID-Systems
Moby E – hier im Metallzylinder über dem Schreib
Leicht projektierbar und sicher im
Datenhandling
/Lesegerät SLG 72 an der Kontrollstation – hat Platz
für 756 Bytes.
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Optimale Schreib-/Lese-Bedingungen: Die Transponder sitzen diagonal und gut geschützt an der
Unterseite der Container (im Bild beim Entleeren
des Tabaks zur Weiterverarbeitung).
Günter Heckel, bei BAT für die Standardisierung der Automatisierungstechnik
verantwortlich, zu den Ergebnissen des
Feldversuchs: „Bei der Datenrate erfüllten
beide Systeme die Versuchsanforderungen. Allerdings stellte sich heraus, dass nur
das RFID-System von Siemens das Schreiben und Lesen der Daten in der Bewegung
zuverlässig beherrschte. Beim Wettbewerbsystem hätten die Container immer
stoppen müssen, was für uns nicht akzeptabel war.“
Gemeinsam mit einem der langjährigen
BAT-Partner für Automatisierungslösungen, der Gerlitz elektro-gmbh in Bayreuth,
wurde aus den Versuchsergebnissen ein
maßgeschneidertes Konzept für das
Schnitttabaklager entwickelt. Für Gerlitz
war diese Anwendung trotz jahrelanger
Erfahrung mit Siemens-Automatisierungstechnik die erste Applikation mit Moby E.
Dazu Richard Kraus, geschäftsführender
Gesellschafter des Elektrotechnik-Spezialisten und Systemintegrators: „Die Programmierung der MOBY E-Komponenten und
ihre Einbindung in den Profibus liefen
völlig reibungslos. Wir waren überrascht,
mit wie wenig Aufwand sich das neue
System projektieren und installieren ließ.“.
Die Anbindung der Feldkomponenten,
einschließlich der Containerwaagen, und
der Sensorik erfolgte komplett über den
Profibus. 15 Schreib /Lesegeräte Moby E
SLG 72 kommunizieren so mit einer
Simatic-Steuerung, die die Transponderdaten vor Ort an zwei Operator Panels
visualisiert und über Industrial Ethernet an
das Leitsystem weiterreicht. Auf diese Weise sind die Produktionsdaten von der Feldebene bis in die angeschlossene IT-Welt
und das SAP-System von BAT hinein durchgängig online verfügbar.
Im Zuge der Fertigungsflexibilisierung
wurde das neue Lager mit Containern ausgerüstet, die jeweils mit einem Transponder Moby E MDS E611 in industrietauglicher Ausführung (Schutzart IP67) bestückt
sind. Das besondere an dieser Applikation:
Die Transponder sind nicht – wie häufig
üblich – mit dem Container verklebt, sondern mit ihrer Abstandshalterung in einem
speziellen Schutzgehäuse bzw. Schutzzylinder an der Unterseite befestigt, mit
einer maximalen Schreib /Leseentfernung
von 100 mm. Jeder Transponder verfügt
über eine frei belegbare Datenkapazität
von 752 Bytes, von denen bei BAT in der
Praxis aber derzeit nur 50 Bytes genutzt
werden.
Die insgesamt 15 Schreib-/Lesegeräte SLG
72 befinden sich an den Entscheidungspositionen der Förderstrecke und sind über
ebenfalls 15 Anschaltmodule ASM 450 an
den Profibus DP angebunden. Auch wenn
pro Anschaltmodule eigentlich zwei SLG
angeschlossen werden könnten, hat BAT
bewusst darauf verzichtet. Denn die Anschaltung erfolgt seriell, sodass es bei zwei
gleichzeitig zu behandelnden Containern
zu Zeitüberschneidungen und damit zu
Schreib /Lesefehlern kommen könnte. Da
sich die Förderrichtung der Container
mehrfach um 90° ändert, sind die Transponder in ihren Schutzgehäusen außerdem so befestigt, dass sie die Schreib
/Lesegeräte in diagonaler Lage passieren,
um die Schreib- und Lesesicherheit weiter
zu optimieren.
Konsistente Produktdaten immer auf
neuestem Stand
Gespeichert werden unter anderem die
Gewichtsdaten des Containers, also Leergewicht und Einwaage, das Fülldatum,
spezifische Daten zur Tabakmischung, zum
Containerstatus (leer, teilgefüllt, zu reinigen etc.) und natürlich die entsprechende
Zielinformation. Daneben hat jeder Transponder eine eigene Identifikationsnummer, die der Containernummer entspricht.
Dies ist Teil der Redundanz im BAT-eigenen Produktsicherheitssystem: „Aufgrund
schlechter Erfahrungen aus einem anderen Feldversuch mit batteriebetriebenen
Transpondern setzen wir bei dem neuen
System auf Sicherheit. Erstens kann die
Identifikationsnummer mit den normalen
Schreib /Lesegeräten nicht überschrieben
werden. Und zweitens, wenn der Transponder wirklich einmal ausfallen sollte
oder die Identifikationsnummer nicht gelesen werden kann, stehen uns die Daten
dennoch zur Verfügung, weil wir sie zeitgleich mit dem Beschreiben des Transponders auch in eine Datenbank ablegen und
über die Containernummer wieder auffinden“, erläutert Heckel das fehlersichere
System.
Sollte tatsächlich einmal ein Container
nicht eindeutig identifizierbar sein, wird er
zum Kontrollpunkt ausgeschleust und dort
vom Bediener überprüft. Dies könnte auch
in der Linie direkt geschehen, denn BAT
verfügt über ein mobiles Handterminal
STG E für Service- und Testzwecke. Allerdings läuft das System nach anfänglichen
kleineren Problemen seit nunmehr sechs
Jahren reibungslos. „Wir hatten lediglich
einen Transponderausfall, wobei dieser
beim Transport des Containers mit einem
Stapler verloren ging. Beim Neubeschreiben des Ersatz-Transponders war es gut,
dass die Vorgehensweise genau dokumentiert worden war, denn wir hatten in der
Zwischenzeit keinen Service-Aufwand“,
erinnert sich Günter Heckel.
Der Einsatz von Moby E macht sich innerhalb des geschlossenen Kreislaufs im
Schnitttabaklager schon dadurch bezahlt,
dass sich das System ohne Bedienereingriff
selbsttätig immer auf dem neuesten Datenstand hält. Das Schieben von Datensätzen – wie bei zentralen Lagerverwaltungssystemen mit ausgeschleusten
Containern üblich – entfällt völlig. Die
Fehlerrate ist Null, was bei BAT auch
erhebliche Kosteneinsparungen mit sich
bringt. Denn nicht richtig identifizierbare
Chargen und Restmengen würden aus
Qualitätsgründen nicht weiter verwendet,
sondern vernichtet.
Siemens AG
Industry Sector
Sensors and Communication
Postfach 48 48
90327 NÜRNBERG
DEUTSCHLAND
www.siemens.com/rfid
Um die Daten der Container bei Fördergeschwindigkeiten von bis zu 0,33 m/s absolut
fehlerfrei im Vorbeifahren zu lesen, ist jedes Schreib /Lesegerät an einem eigenen
Anschaltmodul angeschlossen.
Im Vergleich zu scannerbasierten Lösungen schnitt die RFID-Technologie von Siemens besser ab, weil das System wesentlich flexibler und einfacher in der Handhabung ist. Außerdem unterstützt die höhere Datenrate der Transponder die fehlerfreie Führung der Container im Prozess.
Der entscheidende Vorteil für BAT liegt
aber in der wesentlich verbesserten Rohstoffintegrität und der daraus folgenden
Produktsicherheit.
Zwar scheinen dem derzeit noch die
Investitionskosten für die Transponder
entgegen zu stehen, doch mit dem
wachsenden Interesse aller
Marktpartner an einem möglichst
durchgängigen Supply Chain
Management könnte sich das schnell
ändern.
Ausblick
Vor allem die Anwendungsvorteile der
RFID-Technologie von Siemens bestärken
BAT in dem Bemühen, diese Lösungen zur
Unterstützung der Logistik auch außerhalb
geschlossener Kreisläufe einzusetzen,
beispielsweise auf Lieferpaletten oder in
Einzelgebinden und Kartonagen.
Artikel veröffentlicht in der Zeitschrift:
messtec & automation 6/06
© Siemens AG 2008
Die Informationen in dieser Broschüre enthalten lediglich
allgemeine Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale,
welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der
beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch
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wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart
werden.
Alle Erzeugnisbezeichnungen können Marken oder
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