Effiziente Fahrzeugidentifikation: RFID-Lösung für NEV-Endmontage

Die Dynamik des chinesischen Elektroautomarkts lässt sich mit der Entwicklung in Europa oder den USA kaum vergleichen: 2024 überschritt nach Angaben der IEA (International Energy Agency) der Absatz von New Energy Vehicles (NEV), worunter batteriebetriebe (BEV) und hybrid-betriebene Fahrzeuge (PHEV) zusammengefasst werden, in der Volksrepublik 11,3 Millionen Einheiten. In Europa wurden in diesem Zeitraum 3,2 Millionen, in den in den USA 1,5 Millionen Fahrzeuge dieses Typs verkauft.

Hoher Produktionstakt fordert performante Identifikationslösung

Fertigungsseitig verlangt dieser Boom hochautomatisierte Produktionsstrecken mit volldigitalisierter, rückverfolgbarer und taktzeitfester Montage. Daher suchte ein chinesischer E-Auto-Hersteller eine kompakte, robuste RFID Lösung, die ohne zusätzliche Interface Module über Ethernet mit der SPS kommuniziert und Daten direkt im Schreib-Lese-Kopf vorverarbeitet und ereignisgesteuert meldet. Ausschlaggebend für die Entscheidung waren zudem ein sicherer Betrieb in rauer Umgebung, eine zügige Inbetriebnahme ohne tiefgreifende SPS Anpassungen sowie die Möglichkeit, Schreib-Lese-Vorgänge „on-the-fly“ auzuführen.

Lösung

Der Autobauer setzt heute in der Endmontage den robusten RFID Schreib-Lese-Kopf Q130 von TURCK ein. Das Gerät kommuniziert über eine integrierte Multiprotokoll-Ethernet-Schnittstelle für Profinet, Ethernet/IP oder Modbus TCP, bindet sich direkt in die SPS ein und benötigt keinen zwischengeschalteten Interface-Module. Das   vereinfacht die Systemarchitektur und verkürzt die Reaktionszeit. Dank S2-Systemredundanz bietet der Q130 zusätzliche Sicherheit: Fällt eine Steuerung aus, kommuniziert der Q130 mit der anderen Steuerung.

Dank der integrierten Switch-Funktion konnte der Hersteller die RFID-Stationen in Linientopologie verbinden und schnell in Betrieb nehmen, was den Bedarf an externer Netzwerktechnik reduziert und die Verkabelung beschleunigt. Das Gehäuse des Q130 bietet frontseitig Schutzart IP69k und erlaubt die direkte Montage in Bereichen mit Staub, Öl und Vibrationen; sein kompaktes Design erleichtert zudem die Nachrüstung im vorhandenen Bauraum. Flüssige Prozesse ermöglicht der Q130 über seinen 16 Kilobyte Datenpuffer, der dafür sorgt, dass Tags während der Bewegung erfasst und gelesen werden. Die integrierte Verifikation des Q130 bestätigt Schreibvorgänge unmittelbar und minimiert so Stillstände durch Validierungsfehler.

Der Schreib-Lese-Kopf verarbeitet direkt an der Edge intern vor und kommuniziert die Daten über Profinet zur SPS – eventbasiert getriggert durch den Datenträger am Skid. Zyklische, SPS-getriggerte Leseroutinen entfallen, was Komplexität und Latenzen reduziert und die Prozesssicherheit verbessert. Die Vorverarbeitung im Q130 hat zwei Effekte: Zum einen gelangen nur relevante, qualitätsgesicherte Informationen zur SPS und von dort in MES-/Traceability-Systeme. Zum anderen bleiben Bandbreitenreserven im Netzwerk erhalten, da das Gerät Status und Ereignisdaten bedarfsgerecht bündelt und ereignisbezogen meldet, statt zyklisch Rohdaten zu übertragen. 

Einfache Implementierung und schnelle Inbetriebnahme

Im laufenden Betrieb wurden in der Endmontage bestehende Stationen umgerüstet, indem die bisher genutzten RFID Systeme samt Interfacemodulen durch Q130 Geräte ersetzt wurden. Mit dem vor der Umrüstung eingesetzten RFID-System eines anderen Herstellers musste der Tag jeweils vor dem Schreib-Lese-Kopf stoppen, um den Lesevorgang abzuschließen. Erst nach diesem Halt konnte der Skid weiterfahren. Seit der Umstellung liest und schreibt die Linie kontinuierlich, ohne die Paletten am Lesepunkt anzuhalten. Die Taktzeit bleibt stabil, weil Schreibvorgänge sofort bestätigt und Lesevorgänge dynamisch durchgeführt werden. Die direkte Kommunikation verkürzt Reaktionszeiten, reduziert das Engineering in der SPS und vereinfacht die Instandhaltung. Erweiterungen erfolgen schneller, da weder zusätzliche Interfacemodule zu beschaffen und zu verdrahten sind noch aufwendige Register Mappings erforderlich werden. Und im Ersatzteil und Variantenmanagement halbiert sich die Komplexität, da der Q130 unterschiedliche  Ethernet-Protokolle  unterstützt und damit die Zahl der notwendigen Gerätetypen reduziert.

Der Kunde zeigt sich sehr zufrieden mit der Lösung: „Wir suchten RFID-Leseköpfe mit eigener Intelligenz, die Tags selbstständig identifizieren und Daten an die SPS melden – ohne zusätzliche Schnittstellen und mit minimalem SPS-Engineering. Der Q130 erfüllt diese Anforderungen. Die Geräte sind robust, kompakt und lassen sich direkt an der Station installieren. Dank integrierter Pufferung und automatischer Datenmeldung konnten wir die Taktzeiten stabilisieren und die Architektur vereinfachen.“

Ausblick

Die Einführung des Q130 markiert den Wechsel von passiver Identifikation zu aktiver, dezentraler Datenerfassung in der NEV Endmontage. TURCK unterstützt damit den Ausbau transparenter, effizienter und flexibler Produktionsprozesse – mit geringerer Komplexität in Engineering und Wartung sowie hoher Skalierbarkeit für zukünftige Linienerweiterungen. Perspektivisch lassen sich Datenbereinigung, Anomalieerkennung und vorausschauende Wartung und KI basierte Auswerteverfahren an die Edge verlagern.