Rückverfolgung Markerfreie Track & Trace-Lösung für Massenbauteile

Kostenaspekte und technische Umsetzbarkeit erschweren in der Massenproduktion die Rückverfolgung einzelner Komponenten. "Track & Trace Fingerprint", ein markerfreies System des Fraunhofer IPM, löst dieses Problem sicher und kostengünstig.

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Nicht nur bei teuren Produkten, sondern auch in der Massenproduktion macht die Rückverfolgbarkeit von Komponenten Sinn: Denn einmal verbaut, können auch die kleinsten und auf den ersten Blick unscheinbarsten Teile die Qualität eines teuren Endprodukts beeinträchtigen. Während bei hochpreisigen Komponenten in der Regel RFID-Etiketten, DataMatrix-Codes oder chemische Marker zur Identifizierung verwendet werden, sind bei für kleine, preissensitive Elemente - zum Beispiel elektrische Steckverbinder oder Zündkerzen - praktikable und zugleich kostengünstige Track & Trace-Lösungen gefragt.

"Etiketten oder spezielle Markierungen erweisen sich hierbei jedoch oftmals als zu teuer oder technisch nicht realisierbar", erklärt Dr. Alexander Förste, Projektleiter "Track & Trace Fingerprint" am Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg. "Um dieser Problematik zu begegnen, haben wir mit Track & Trace Fingerprint ein effizientes System zur Rückverfolgung von Massenbauteilen entwickelt, das die individuelle Wiedererkennung und Authentifizierung einzelner Komponenten ermöglicht", so der Wissenschaftler.

Auch Massenbauteile sind Unikate

Die neue Fraunhofer-Technologie nutzt die individuell ausgeprägte Mikrostruktur der Oberflächen von Bauteilen und Halbzeugen. Zunächst nimmt eine Industriekamera einen ausgewählten Bereich des Bauteils mit seinen spezifischen Strukturen und deren Position auf. Aus dem Bild wird eine charakteristische Bitfolge – der sogenannte Fingerprint – errechnet und einer individuellen ID zugeordnet. Diese Paarung landet schließlich in einer Datenbank. Die ID kann dann mit weiteren Informationen wie Mess- oder Herstellungsdaten verknüpft werden.

Für eine spätere Identifizierung des Bauteils muss der Vorgang lediglich wiederholt werden. Ein Datenabgleich nach der Bildaufnahme liefert zuverlässig und fehlerfrei den entsprechenden Fingerprint-Code und somit weitere individuelle Merkmale des Bauteils.

Bis zu 100.000 Bauteile im Sekundentakt identifizieren

"Das Eingravieren einer Seriennummer oder das Aufbringen eines Barcodes verbietet sich auf einer Dicht- wie auch auf einer dekorativen Oberfläche. Unser neuer Ansatz dagegen ist auch im Hinblick auf Massenbauteile effizient, praxistauglich und kostensparend: Eine große Bandbreite an Materialien eignet sich für diese Art der markierungsfreien Rückverfolgung – von glatten Kunststoffen über Aluminium und Eisenguss bis hin zu lackierten Oberflächen", erläutert IPM-Forscher Förste. "Der stochastische Fingerabdruck eines Bauteils lässt sich auch bei Losgrößen von mehreren 100.000 Stück im Sekundentakt eindeutig identifizieren – dies ermöglicht eine Zuordnung von bauteilbezogenen Daten im Produktionstakt. Da keine zusätzlichen Marker oder IDs am Produkt angebracht werden, ist dieses System nicht nur fälschungssicher, sondern auch sehr ökonomisch realisierbar – es fallen schließlich keine stückzahlabhängigen Kosten an."

Die robuste Objekterkennung funktioniert laut Förste dank der großen Anzahl möglicher Messpunkte auch bei Störeinflüssen wie Verunreinigungen oder Kratzern zuverlässig.

Pilot in der Automobilzulieferindustrie geht demnächst live

Einen ersten Prototyp des neuen Verfahrens hat das Fraunhofer IPM im Rahmen des Projekts "Track4Quality" bereits im Einsatz. Zudem wird in der zweiten Jahreshälfte 2017 bei einem Partner aus der Automobilzulieferindustrie eine Pilotinstallation in Betrieb genommen. "Unsere Technologie zeigt anschaulich, wie die Vernetzung von Digitalisierungslösungen und herkömmlichen Fertigungsprozessen im Rahmen der Industrie 4.0 in der Praxis funktioniert", weiß Förste. Unser Verfahren verhindert solch aufwendige und kostenintensive Großeingriffe in die Produktions- und Wertschöpfungskette."

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