Digitalisierung 4.0 at Hochschule Ansbach

• zentrale Anforderung für moderne Fertigungsanlagen ist die maschinenlesbare Kennzeichnung (für Produkte/Produktteile)
• Planung/Durchführung/Dokumentierung von Produktionsschritten erfolgt durch eindeutige Codierung
• Aus Produkt sind alle notwendigen Informationen herauszulesen
• Codierung ermöglicht Nachverfolgbarkeit von Produktionschargen über Produktionsanlage hinaus

• OCR - Optische Erkennung (optical character recognition)
• Barcodes (2D/3D)
• Radio Frquency Identification (RFID)

• Entwicklungsgrund: gestiegene Anforderungen an rechnergestützte Identifikation als Folge der industriellen Automatisierung
• im Vergleich zur manuellen Erfassung
  • schnell (> 1000 Scans/s)
  • komfortabel (Eintippen von Informationen nicht mehr notwendig)
  • geringere Fehlerhäufigkeit
• kostengünstige Informationsspeicher (Aufdruck erfolgt direkt auf Trägermedium z.B. Verpackung)
• Codierung der Informationen erfolgt über parallel weiß/schwarze Streifen

• zweidimensionaler Barcode
• Grundelement Quadrat statt vertikale Balken
• Hauptnachteil: benötigt zum Auslesen kostenintensive Kameratechnik
• Typ. Einsatzgebiet: Mikoelektronikbereich (große Datenmengen auf kleinem Raum z.B. Leiterplatten)
• speicherbare Datenmenge: bis zu 3 KByte

• RFID = Radio Frequency Identification
• Technologie zum automatischen und berührungslosen Identifizieren/Lokalisieren von Objekten/Lebewesen mit Radiowellen
• Basiert auf Sender-Empfänger-System
• Transponder (Sender) befindet sich am Objekt/Lebewesen
• Lesegerät (Empfänger) zum Auslesen der Kennung

• RFID = Technologie zum Austausch von Informationen mittels Transponder und Empfangsantenne
• Datenaustausch erfolgt durch Radiowellen (im Nieder-/Hochfrequenz oder Mikrowellenbereich)
• Aufbau eines RFID-Transponders:
  • Antenne
  • analogen Schaltkreis (Transceiver)
  • digitaler Schaltkreis
  • permanenter Speicher
• Transponder (Transmitter + Responder) erlaubt gegenüber analogem Barcode elektronische (digitale) Speicherung von Informationen
• Transponder (verglichen mit Barcode) = wieder beschreibbares Speichermedium

Aktive Transponder:

• besitzen Stützbatterie
• per elektromagnetischer Kopplung Verbindung zu Leseantenne des Erfassungsgerätes

Passive Transponder:

• keine eigene Energiequelle
• Energieversorgung erfolgt über Luftschnittstelle per induktiver (magnetischer) Kopplung

passive Transponder besitzen wesentlich geringere Reichweite (max. 1m)

Ausführungen: Read-only oder Read-write

• kein erforderlicher Sichtkontakt zwischen Transponder und Erfassungsgerät aufgrund elektro-magnetischer Übertragung 
• Gleichzeitige Erfassung mehrerer Transponder möglich (Pulk-Fähigkeit) 
  • vorteilhaft bei Anwendungen in der Logistik

• Fahrzeugidentifikation
• Banknoten
• Bezahlkarten (EC-Karte)
• Waren- und Bestandsmanagement
• Zeiterfassung
• etc.

• Produktions- und Materialflusssteuerung
  • Auftragsbezogene Produktionssteuerung
• Asset Management
  • Information über Bestand und Status in Echtzeit
• Track & Trace und Supply Chain Management
  • Durchgängige Transparenz über die gesamte Wertschöpfungskette

• Industrie wichtige Stütze in der deutschen Wirtschaft (23% der BWS)
• Industrie, produz. Gewerbe und unternehmensnahe Dienstleistungen machen fast 40 % der Wertschöpfung in Deutschland aus
• Industrie ist Motor der Produktivität

1. Rev: Mechanisierung Ende 18. Jhdt. (mech. Produktion mit Wasser und Dampf)

2. Rev: Elektrifizierung Beginn 20.Jhdt. (Einführung arbeitsteiliger Massenproduktion mithilfe elektr. Energie)

3. Rev: Automatisierung Beginn 1970er (Einführung Elektronik/IT zur weiteren Automatisierung der Produktion)

4. Rev: Digitalisierung heute (Einführung CPPS Systeme, IIOT, Business Modelle)