Mitarbeiter-, Projekt und Maschinenstunden mit RFID erfassen und auswerten
Ergänzend zur Maschinenzugangskontrolle und Nutzungsfreigaben spielt die RFID-Zeiterfassung eine zentrale Rolle in der industriellen Fertigung. Sie ermöglicht die automatische Erfassung von Arbeits- und Maschinenzeiten direkt an der Produktionsanlage.
Dabei verwenden Mitarbeitende sogenannte RFID-Transponder (User-Tag-Chips), die eindeutig einer Person zugeordnet sind. Das in der Maschine eingebaute RFID-Lesegerät TM-300 erkennt den Transponder beim Einschieben in den Slot. Das TM-300 ist via Modbus TCP an ein Netzwerk angebunden, wodurch die Datenverarbeitung und -verwaltung zentral an einer Leitstelle, an einer externen Zweigstelle oder individuell an der Maschine erfolgen kann.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Erfassungssystemen arbeitet diese Technologie berührungslos, verschleißfrei und in Echtzeit. Die erfassten Daten (Mitarbeiter-ID, Zeitpunkt, Maschinen-ID, ggf. Auftrag oder Tätigkeit) werden über Modbus-TCP an die SPS und anschließend an das Netzwerk übertragen.
So entsteht eine durchgängige Datenerfassung von der Anmeldung über den Maschinenbetrieb bis zur Abmeldung, inklusive exakter Zeitstempel und Zuordnung zu Projekten oder Aufträgen. Die gewonnenen Informationen bilden die Grundlage für Produktivitätsanalysen, OEE-Berechnungen, Nachkalkulationen und kontinuierliche Prozessverbesserungen in der Fertigung.
Grundprinzip der RFID-Zeiterfassung
Das RFID-System bildet die Schnittstelle zwischen Bedienperson, Maschine und Software. Das TM-300-Lesegerät kann mit seinem Schalttafelgehäuse direkt ins Bedienpult, in die Maschinenfront oder (wie im Foto gezeigt) ins Gehäuse der Steuerung eingebaut werden. Dort dient es als Identifikations- und Zugangspunkt für das Bedienpersonal.
Über Modbus-TCP werden die erfassten Buchungsdaten direkt an die SPS (Steuerung) übertragen und anschließend in der Datenbank des Netzwerks gespeichert. So lassen sich Maschinenlaufzeiten, Projektzeiten, Tätigkeiten und Mitarbeiterzeiten automatisch zuordnen und in Echtzeit auswerten.
1. Erfassung der Mitarbeiterstunden
Das Bedienpersonal erhält individualisierte RFID-Transponder mit eindeutiger ID (siehe Chip mit Schlüsselanhänger auf dem Foto). Beim An- oder Abmelden an der Maschine wird der Transponder einfach in den Slot des in die Maschine integrierten TM-300-Lesegeräts eingeschoben.
Das Gerät erfasst die ID kontaktlos und übermittelt den Buchungssatz über Modbus-TCP an die Steuerung.
Die Zeitstempel ermöglichen eine präzise Anwesenheits- und Projektzeiterfassung, z. B. „Mitarbeiter X arbeitet seit 08:15 Uhr an Auftrag Y“.
2. Erfassung der Maschinenstunden
Die RFID-Anmeldung ist mit der Maschinenfreigabe gekoppelt. Nur angemeldete Personen dürfen eine Maschine starten. Die SPS überwacht über Modbus-TCP den Betriebszustand (Ein/Aus, Laufzeit, Störung) und erzeugt automatisch Maschinenstunden, die der angemeldeten Person und dem jeweiligen Auftrag zugeordnet werden.
3. Erfassung der Projektstunden (Aufträge)
Zusätzlich kann bei der Anmeldung über das Maschinen-Display oder ein separates Terminal ein Projektcode oder Auftrag ausgewählt werden. Die SPS erfasst und überträgt über Modbus-TCP alle relevanten Daten:
- Maschinenstatus (Betrieb, Pause, Störung)
- Benutzer-ID (RFID)
- Projekt- oder Auftragsnummer
- Zeitstempel
Diese Informationen werden im firmeninternen Netzwerk gespeichert und stehen dort für Auswertungen bereit.
4. Auswertung und Nutzen
Durch die Kombination aus RFID-Identifikation (TM-300 in der Maschine) und Modbus-TCP-Kommunikation entsteht eine vollständig automatisierte Datenerfassung ohne manuelle Eingaben. Die Auswertung erfolgt zentral im System oder über ein Dashboard, beispielsweise mit:
- Maschinenstunden pro Auftrag, Schicht oder Tag
- Mitarbeiterstunden pro Maschine oder Projekt
- Laufzeit-, Stillstands- und Störzeitanalyse
- OEE-Berechnung und Nachkalkulation
Damit entsteht eine präzise Datenbasis für Kostenstellenrechnung, Produktivitätsmessung und kontinuierliche Prozessverbesserung.
Ergänzende Applikationen in Industrie 4.0 Umgebungen
Der hohe Funktionsumfang und weitere Applikationen die sich daraus ergeben, ermöglichen es, den komplexen Ansprüchen in Industrie 4.0 Umgebungen gerecht zu werden.
Zeiten für „Pay per Use“ Leasing-Maschinen abrechnen
Aufgrund sehr hoher Kosten für Neumaschinen greifen immer mehr Unternehmen auf Leasing-Maschinen zurück. Die Abrechnung erfolgt dabei üblicherweise nach dem Pay-per-Use-Prinzip für die geleisteten Maschinenstunden.
Mit einem TM-300-Gerät pro Maschine und einem zentralen Server, der an das das System angebunden ist, lassen sich die angefallenen Betriebsstunden minutengenau erfassen, abrechnen und jederzeit nachvollziehbar protokollieren.
Mit einem optionalen Aufbaugehäuse lässt sich das TM-300 schnell und bequem an jeder Leasing-Maschine ergänzen, ohne dass ein Schalttafelausschnitt in der Maschine selbst erforderlich ist.
Zeitintervalle für Wartung, Schulungen und Maschinenunterweisungen
Ergänzend kann das TM-300 dazu verwendet werden, Wartungintervalle oder anstehende Maschinenunterweisungen intelligent durchzuführen, zu überwachen und zu protokollieren. Die Verwaltung erfolgt über einen zentral gesteuerten Server wofür eigens eine spezielle Serverapplikation entwickelt wurde.
Anstehende Maschinenunterweisungen und Schulungsunterlagen lassen sich in digitaler Form direkt über den Bildschirm der Maschinensteuerung aufrufen. Die Schulung kann so direkt an der Maschine erfolgen und vom System abschließend als absolviert erfasst werden. Somit können mit dem TM-300 auch die Anforderungen des Arbeitsschutzes erfüllt werden, um einen sicheren Betriebsablauf sowie gefahrenfreie Arbeitsbedingungen zu gewährleisten.
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Technische Details zum TM-300 RFID-System
Wie im Foto gezeigt, wird das Standardmodell des TM-300 in einem Schalttafelgehäuse ausgeliefert, wobei die Frontblende auch in kundenspezifischen Farben realisiert werden kann. Zudem ist es auf Anfrage möglich, die Elektronik in ein kundenspezifisches Gehäuse zu integrieren und/oder ergänzende Sonderfunktionen zu berücksichtigen.
- Elektronisches RFID-Zugangssystem mit Benutzerdatenbank und RTC.
- Bis zu 100 definierbare Master-Tags (Transponder) für Admin-Funktionen, wobei es keine Begrenzung der Anzahl an Anwenderebenen für die Maschinenzugriffe gibt.
- Das System verfügt über eine Modbus TCP Schnittstelle nach CPF15/1 Norm, mit der die Anbindung an das firmeninterne Netzwerk möglich ist, wo alle gespeicherten Daten und Protokolle dann visualsiert, analysiert und weiterverarbeitet werden können.
- Auch eine direkte Kommunikation mit angebundenen Maschinensteuerungen, inklusive Visualisierung der relevanten Maschinenparameter, ist möglich.
- Die Parametrierung erfolgt ebenfalls über die Modbus TCP Schnittstelle
- Mit zusätzlicher RS232-Schnittstelle für gezielte Fehleranalysen.
- Das Lesegerät besitzt einen Digitalausgang als Schlüsselschalterersatz für den Administratorzugang, wobei auch hier bis zu 4 zusätzliche Digitalausgänge für weitere Maschinenfunktionen optional verfügbar sind.
Im HO|KU|BE|MA-Shop kann das TM-300 inkl. Benutzerdatenbank und 5 Transpondern (1 x Master / 4 x User) online bestellt werden.
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