Digitalisierung, Automatisierung, Industrie 4.0 und Industrial Internet of Things: Die aktuellen Herausforderungen und gleichzeitig Potenziale im Maschinenbau liegen ganz klar in optimierten und vernetzten Prozessen. Mit den GS1 Standards und der eindeutigen Identifikation von Maschinen, Komponenten und Werkzeugen schaffen Sie die dafür notwendige Voraussetzungen und meistern so die digitale Transformation. Mit ihrer Hilfe werden ein durchgehendes Tracking & Tracing, vereinfachte Beschaffungs- und Lagerprozesse und dokumentierte Ereignisse im Betrieb von Maschinen möglich - und damit Eigenschaften die künftig in der Digitalisierung dieser Industrie unumgänglich sein werden. Das steigert die Effizienz sowohl für interne Prozesse als auch unternehmensübergreifend und eröffnet neue Geschäftsmodelle.
Rückverfolgbarkeit von Komponenten und Maschinen entlang der gesamten Supply Chain schafft die Voraussetzungen für neue Geschäftsmodelle und eine zeitgemäße Digitalisierung und Transparenz.
Eindeutige Identifikation zur Verbindung von physischen Objekten mit einem digitalen Zwilling als Grundstein für das Internet of Things. Dies ist ein weiterer Schritt für die Digitalisierung und damit Effizienzsteigerung von Prozessen in der Maschinenbau Branche.
Unternehmens- und branchenübergreifende Kommunikation von Produktdaten und Ereignissen für Interoperabilität unter den Anwendern. Dadurch gelingt die intelligente Vernetzung von Maschinen und Abläufen im Rahmen der Industrie 4.0 auf globaler Ebene.
Mit den GS1 Standards lassen sich Maschinen, Komponenten und Werkzeuge eindeutig identifizieren und dazugehörige Informationen, wie z.B. Herstellungsdatum und Chargennummer, austauschen. Dadurch ist es möglich, den Produktlebenszyklus angefangen von der Herstellung, über die gesamte Lieferkette, den Betrieb, die Instandhaltung bis hin zur Demontage und Verwertung zu verfolgen.
Mit den GS1 Identifikationsnummern können Sie Maschinenbauprodukte, Anlagegüter und viele weitere Objekte eindeutig und unverwechselbar identifizieren. Die folgenden Beispiele zeigen Ihnen, wann welche Identifikationsnummer zum Einsatz kommt:
GTIN für Maschinenbau- und Vorprodukte eines Produkttyps. Die GTIN vergibt der Hersteller.
SGTIN für serialisierte Maschinenbau- und Vorprodukte für ein einzelnes Produkt.
GIAI für bereits im Verkehr befindliche Objekte, die noch nicht vom Hersteller gekennzeichnet sind.
GLN für Unternehmen, Standorte, Hallen, Rampen oder Lagerplätze.
GRAI für Mehrwegtransportbehälter wie Gestelle oder Sonderpaletten.
SSCC/NVE in der Logistik für z.B. Kartons oder Paletten.
Über unsere Datenträger werden die GS1 Identifikationsnummern maschinenlesbar codiert und können automatisch in Prozessen erfasst und ausgelesen werden. Dabei können in einem GS1 Datenträger, neben der eigentlichen Identnummer, weitere Attribute zum Objekt während der Produktion und über die gesamte Lieferkette strukturiert mitgegeben werden. Bestenfalls wird nur eine (ein-)eindeutige GS1 Identnummer als Zugriffsschlüssel benötigt, um die in IT-Systemen hinterlegten weiterführenden Informationen zu einem Objekt, wie bspw. einer Wartungshistorie, zu erhalten.
Folgende Datenträger kommen im Maschinenbau zum Einsatz:
Beim GS1 Data Matrix handelt es sich um einen 2D-Code, der indirekt oder direkt auf Produkte aufgebracht werden kann. Zur Auslesung des GS1 DataMatrix wird ein entsprechender 2D-Scanner benötigt. Durch Direct Part Marking (DPM) kann ein GS1 DataMatrix Code dauerhaft eingraviert werden, sodass Produkte über Jahrzehnte hinweg identifiziert werden können.
Im Gegensatz zu den optischen Datenträgern ermöglicht RFID (Radio Frequency Identification) die Auslesung des Codes im RFID-Transponder mittels RFID-Reader per Funk. Dies bietet die Grundlage für funktionierende Sender-Empfänger-Systeme. Der Code kann vom Lesegerät über mehrere Meter, also in großer Reichweite und ohne direkten Sichtkontakt ausgelesen werden. Der Dateninhalt basiert auf den Identifikationsnummern, die Codierung erfolgt standardisiert. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit werden RFID-Etiketten auch als Smart Labels bezeichnet. Somit kann die RFID-Technologie beispielsweise in der Lagerlogistik einen erheblichen Mehrwert bieten.
Beim GS1-128-Code handelt es sich um einen Strichcode, basierend auf dem Code 128. Der eindimensionale Strichcode wird hauptsächlich zur Codierung von SSCCs in der Logistik genutzt. Auch GTIN und GIAI lassen sich im GS1-128 codieren. Mithilfe sogenannter Datenbezeichner lassen sich Informationen wie beispielsweise Chargennummern einfach übersetzen. Aufgebracht wird der GS1-128 vorwiegend per Druck auf einem Etikett, beispielsweise in Form eines GS1 Transportetiketts.
Mit GS1 Standards als gemeinsame Geschäftssprache können Geschäftspartner nahtlos Informationen austauschen, um die Datensynchronisierung sowie den Austausch von Transaktions-, Stamm- und physischen Ereignisdaten über die gesamte Lieferkette zu unterstützen. Hiervon profitieren nicht nur deutsche Unternehmen - das Thema Industrie 4.0 entwickelt sich in rasantem Tempo fort. Ein Grund mehr, an die Zukunft der Wirtschaft zu denken und von den weiteren Vorteilen unserer Standards zu profitieren.
EPCIS für einen transparenten Lebenszyklus
Der Electronic Product Code Information Service – kurz EPCIS – ermöglicht es, alle Ereignisse im Lebenszyklus eines Objektes zu erfassen, auszutauschen und auszuwerten. Durch diesen Schnittstellenstandard wird ein unternehmensübergreifendes Lebenszyklusmanagement von Produkten im Maschinenbau möglich. Die Daten können außerdem für die Analyse und Optimierung der Bauteile und Prozesse entlang des Lebenszyklus genutzt werden.
Ein digitaler Zwilling ist das Abbild eines physischen Objekts in der digitalen Welt. Durch die Anreicherung mit Informationen und Datenelementen kann der komplette Lebenszyklus eines Objekts abgebildet werden.
Verfolgen Sie in diesem Video von Schaeffler (Hersteller von Antriebselementen) die Erzeugung eines digitalen Zwillings am Beispiel eines Radsatzlagers für Schienenfahrzeuge. Die GTIN und ein einzigartiger GS1 DataMatrix Code dienen dabei als Zugriffsschlüssel und legen somit den Grundstein für die Entwicklung einer digitalen Lieferkette.
Die zerspanende Metallbearbeitung ist in Branchen wie dem Maschinenbau und der Automobilindustrie ein bedeutendes Fertigungsverfahren. Die Werkzeuge, die bei Maschinenbauern zum Einsatz kommen sind wertig, werden mit großem Know-how hergestellt und von Spezialbetrieben aufgearbeitet. Um einen reibungslosen Produktionsprozess sicherstellen zu können, müssen die richtigen Werkzeuge zum richtigen Zeitpunkt an der richtigen Maschine sein.
Die Voraussetzung dafür ist die eindeutige Identifikation eines jeden Werkzeugs und dessen Anreicherung mit relevanten Daten. Möglich wird dies durch die SGTIN (Serialisierte Global Trade Item Number). Mithilfe der SGTIN lässt sich für jedes Werkzeug bspw. feststellen, wie lange es bereits im Einsatz ist oder wann die nächste Prüfung, eine Wartung oder ein Nachschliff erforderlich sind. So können Werkzeuge dank digitaler Transformation einfach verwaltet und Produktionsprozesse optimiert werden.
Um eine gemeinsame Sprache zwischen Werkzeugherstellern, Metallverarbeitern und Dienstleistern zu schaffen, wurde im VDMA eine Branchenempfehlung zur Identifikation und Kennzeichnung von Präzisionswerkzeugen erarbeitet und als VDMA Einheitsblatt 34193 veröffentlicht. Der Verband empfiehlt die serialisierte Artikelnummer nach GS1 Standard (SGTIN) und die Verwendung von GS1 Datenträgern.
Weltweite Lieferbeziehungen, die zunehmende Digitalisierung in verschiedensten Bereichen sowie steigende Anforderungen in Bezug auf Qualität, Sicherheit und Verfügbarkeit verlangen nach einem transparenten Lebenszyklusmanagement für Industriemotoren und -komponenten. Deshalb haben Hersteller von Verbrennungsmotoren und Motorenkomponenten im VDMA Einheitsblatt 6298 ein Konzept zur Identifikation und Kennzeichnung ihrer Produkte erarbeitet. Die Objekt-ID soll dabei physisch und maschinenlesbar am Objekt angebracht sein. So ist der Weg des Objekts durch die Lieferkette nachvollziehbar. Die Objekt-ID ist der Zugriffsschlüssel auf den digitalen Zwilling und damit Basis für digitale Prozesse und IoT-Anwendungen.
Auch hier bieten die Standards von GS1 eine Lösung. Mit der SGTIN (Serialisierte Global Trade Item Number) kann jedes Objekt eindeutig identifiziert werden. GS1 Barcodes wie z.B. der GS1 DataMatrix oder RFID-Tags können genutzt werden, um die Informationen zu codieren und automatisch auszulesen. Mit dem GS1 Digital Link, wird die GTIN außerdem webfähig. Jedes Objekt erhält eine spezifische Internetadresse, die mit zusätzlichen Daten und Services zum Objekt angereichert werden kann. Mit diesen Standards lassen sich enorme Potenziale zur Prozessoptimierung durch mehr Transparenz bei Material- und Informationsflüssen über den gesamten Produktlebenszyklus realisieren. Auch große Datenmengen können auf simple Weise verarbeitet werden.
Neue Technologien wie der 3D-Druck gewinnen auch im industriellen Maßstab an Bedeutung. Niedrige Stückzahlen, komplexe Geometrien und eine weltweite Fertigung „on demand“ sind Treiber für diese Entwicklung. Mit der eindeutigen Kennzeichnung der Werkstücke lässt sich der Weg in der Lieferkette bis zum Hersteller zurückverfolgen. Nutzen Sie dazu die SGTIN (Serialisierte Global Trade Item Number) und die GS1 Barcodes. Die SGTIN identifiziert jedes Werkstück eindeutig. Den entsprechenden GS1 Barcode können Sie über ein spezielles Verfahren in die Druckdaten des Werkstücks integrieren. Die Codes werden dann bei der Produktion direkt mitgedruckt und reliefartig in der Oberfläche abgebildet. So lassen sich alle gefertigten Teile einem Fertigungsauftrag und dem Produzenten zuordnen. Das ermöglicht ein zuverlässiges Rechte- und Qualitätsmanagement sowie die Beobachtung des Teils über den kompletten Lebenszyklus.
Ladungsträger zum Transport von Zulieferern zu OEMs und in der Intralogistik sind häufig Spezialanfertigungen von hohem Wert. Das Verfolgen der Gestelle in der Lieferkette und im Produktionsprozess schafft Transparenz. Möglich wird dies mit der GS1 Identifikationsnummer GRAI (kurz für Global Returnable Asset Identifier). Mit ihr lassen sich Mehrwegtransportbehälter eindeutig identifizieren und zurückverfolgen. Ladungsträger können so an Kontrollpunkten in der Lieferkette registriert und jederzeit lokalisiert werden. Durch die Vermeidung von Flaschenhälsen und lokalen Überkapazitäten werden Kosten gesenkt und auch hier die Effizienz gesteigert.
Minderwertige Plagiate von sicherheitsrelevanten Bauteilen sind eine hohe Gefahr für die Sicherheit von technischen Anlagen und Maschinen. Außerdem verursachen Produktfälschungen immense wirtschaftliche Schäden und schaden dem Markenwert. Unternehmen können sich nur gegen Produktpiraterie zur Wehr setzen, indem sie ihre Werkzeuge und Produkte ausreichend vor Nachbau schützen. Der Schlüssel heißt hier Serialisierung. Mit der SGTIN (Global Trade Item Number mit Seriennummer) kann jedes Originalteil weltweit eindeutig und stückindividuell identifiziert werden. Mit dem GS1 DataMatrix kann die SGTIN zusätzlich maschinenlesbar auf dem Produkt abgebildet werden. Dieser GS1 Data Matrix lässt sich dann einfach scannen und der Anwender erhält über Datenbankangebote des Herstellers oder IT-Dienstleisters umgehend die Information, um welches Teil es sich handelt und ob es ein Original ist. So können Hersteller ihre Produkte erfolgreich vor Produktfälschungen schützen. Eine weitere Möglichkeit, von der intelligenten Vernetzung der Industrie 4.0 zu profitieren.
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Die Fachpublikationen von GS1 Germany beschreiben die GS1 Standards im Detail und Ihren Einsatz. Sie werden gemeinsam mit Anwendern entwickelt, fortlaufend aktualisiert und liefern Ihnen unterstützende Anwendungsempfehlungen für die Praxis.
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Thorsten Kirschner
Tel: +49 221 94714-240
E-Mail: thorsten.kirschner.coe @ gs1.org
