In der Massenproduktion ist für die Produktions- und Prozessoptimierung eine effiziente Rückverfolgbarkeit einzelner Komponenten wichtig, aber häufig schwierig. Das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM hat dafür mit „Track & Trace Fingerprint“ ein markerfreies System entwickelt.
Hoch vernetzte Produktionsabläufe und globale Zulieferketten machen es für die Industrie zur einer Herausforderung, einzelne Komponenten komplexer Produkte im Nachhinein zurückzuverfolgen. Bei hochpreisigen Bauteilen kommen für die Identifizierung RFID-Etiketten, DataMatrix-Codes oder auch chemische Marker zum Einsatz. In der Massenproduktion, wo auch auf den ersten Blick unscheinbarste Teile die Qualität eines komplexen und teuren Endprodukts beeinträchtigen können, sind solche Lösungen jedoch häufig zu teuer oder technisch nicht realisierbar – speziell bei kleinen und preissensitiven Elementen wie elektrischen Steckverbindern oder Zündkerzen. Die Lösung für die individuelle Wiedererkennung und Authentifizierung solcher Komponenten soll „Track & Trace Fingerprint“ vom Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM bringen.
Oberflächen mit individuell ausgeprägter Mikrostruktur
Wie Projektleiter Dr. Alexander Förste erläutert, nutzt die Fraunhofer-Technologie die individuell ausgeprägte Mikrostruktur der Oberflächen von Bauteilen und Halbzeugen. Zunächst wird ein ausgewählter Bereich des Bauteils mit seinen spezifischen Strukturen und deren Position mit einer Industrie-Kamera hochaufgelöst aufgenommen. Aus dem Bild wird dann eine charakteristische Bitfolge – der Fingerprint – errechnet und einer individuellen ID zugeordnet. Diese Paarung wird in einer Datenbank hinterlegt, außerdem kann die ID mit weiteren Informationen wie Mess- oder Herstellungsdaten verknüpft werden. Für eine spätere Identifizierung des Bauteils wird der Vorgang einfach wiederholt; ein Datenabgleich nach der Bildaufnahme liefert zuverlässig und fehlerfrei den entsprechenden Fingerprint-Code und somit weitere individuelle Merkmale des Bauteils.
Förste zufolge eignen sich viele Materialien für diese Art der markierungsfreien Rückverfolgung – von glatten Kunststoffen über Aluminium und Eisenguss bis hin zu lackierten Oberflächen. Der stochastische Fingerabdruck eines Bauteils lasse sich auch bei Losgrößen von mehreren 100.000 Stück im Sekundentakt eindeutig identifizieren, was eine Zuordnung von bauteilbezogenen Daten im Produktionstakt ermögliche. Da keine zusätzlichen Marker oder IDs am Produkt angebracht würden, sei dieses System nicht nur fälschungssicher, sondern auch sehr ökonomisch realisierbar. Außerdem funktioniere die Objekterkennung wegen der großen Zahl möglicher Messpunkte zuverlässig auch bei Störeinflüssen wie Verunreinigungen oder Kratzern.
Pilotprojekt bei Automobilzulieferer
Einen ersten Prototyp des neuen Verfahrens hat das Fraunhofer IPM im Rahmen des Projekts „Track4Quality“ bereits im Einsatz. In der zweiten Hälfte des Jahres 2017 soll zudem bei einem Partner aus der Automobilzulieferindustrie eine Pilotinstallation in Betrieb genommen werden. (ph)