Nicht von Pappe: RFID-Kennzeichnung von Zellstoff

Von der Papiermaschine über die gesamte Lieferkette bis zum Endkunden durchgängig transparente Prozesse – dies gewährleistet eine RAIN RFID-Kennzeichnungslösung der Logopak Systeme GmbH & Co. KG bei einem großen europäischen Zellstoffhersteller. Das in mehreren Produktionswerken eingesetzte Etikettiersystem Logomatic 410 T RFID konnte unter Verwendung von Standardbaugruppen kostengünstig und dennoch individuell ausgelegt werden. In der Praxis erreicht die RFID-Kennzeichnung der Zellstoffballen eine Lesesicherheit von über 99,9 % – und amortisiert sich in weniger als drei Jahren.

Ein weiteres Highlight des Projektes: die elektronischen RAIN RFID-Etiketten sind wasserlöslich und werden bei der Umwandlung des Rohzellstoffs in Endprodukte wie beispielsweise Verpackungen so rückstandslos zersetzt, dass selbst die Auflagen der Lebensmittel- und Pharmaindustrie an die einzusetzenden Packstoffe eingehalten werden. RAIN (Radio Identification) ist eine Industrieallianz, der auch Logopak angehört und die den weltweiten Einsatz der UHF-RFID-Technologie fördert.  Da die RAIN-Tags die Anforderungen der globalen Standards GS 1 / EPC Gen 2 bzw. ISO 16000 C erfüllen, können sie sowohl in der internen Produktions- und Warenwirtschaftswelt des Herstellers und seiner Kunden als auch weltweit an allen Verladestellen entlang der Supply Chain oder in der Multi-Channel-Logistik identifiziert und die Daten bis in das IIoT genutzt werden.

Zellstoff ist nicht gleich Zellstoff – je nach Endprodukt unterscheidet er sich erheblich in Merkmalen wie beispielsweise der ursprünglichen Holzart, der Länge und Stärke von Fasern, der Reißlänge oder dem Wasserbindungsvermögen. Dies allein per Sichtprüfung zu erkennen, ist schon Experten oftmals kaum möglich – und schon gar nicht den Personen, die den Zellstoff in der internen Logistik und in der Lieferkette verwalten, handhaben, lagern und verladen. Eine geeignete Kennzeichnungslösung war also erforderlich, die eine sichere Unterscheidung der Zellstoffqualitäten und eine zuverlässige, lückenlose Echtzeit-Verfolgung der bis zu 250 kg schweren Zellstoffballen auf ihrem Weg vom Produzenten zum Endkunden gewährleistet. Aufgrund der besonders rauen Industrieumgebungen und Einsatzbedingungen favorisierten verschiedene Studien eine Kennzeichnungslösung auf RFID-Basis.

Die besonderen Vorteile dieser Technologie für diese Anwendung sind unter anderem das Lesen und Schreiben von Tags ohne direkten, optischen Sichtkontakt, die Identifikation der Zellstoffballen auch über größere Lesereichweiten sowie die hohe Lesesicherheit – gefordert wurden mindestens 99,5 %. Die zur Kennzeichnung eingesetzten RAIN RFID-Tags sollten mit einem prozesssicheren und kosteneffizienten Etikettiersystem in oder auf den Ballen appliziert werden können und universell lesbar sein – unabhängig von den jeweils in den Anlagen, Verladestellen oder Staplerfahrzeugen eingesetzten RAIN RFID-Lesegeräten. Das Ziel war die Gewährleistung einer lückenlosen Transparenz und Echtzeitverfolgung, um die unterschiedlichen Produktqualitäten zu identifizieren und bei Bedarf korrekte Aufteilungen im Produktstrom vornehmen zu können.

Grundlage der Kennzeichnungslösung, die der Zellstoffhersteller in mehreren eigenen Produktionsstätten sowie Werken von Tochtergesellschaften einsetzt, ist das Etikettiersystem Logomatic 410 T RFID. Das modulare Maschinenkonzept ermöglichte es, aus Standardbaugruppen eine hochfunktionale, kundenspezifische Lösung zu konfigurieren. Die Maschine verarbeitet bis zu 110 mm breite Etiketten – in dieser Applikation reine RFID-Etiketten ohne weitere Bedruckung. Die Tags werden, von der Rolle abgezogen, im Etikettiersystem beschrieben. Die Daten hierfür erhält die Logomatic 410 T RFID über die integrierte Ethernet-Schnittstelle direkt aus dem IT-System.

Besonderen Wert hat der Kunde auch auf eine hohe Bedienfreundlichkeit gelegt. So ist der Applikator, der das RFID-Etikett aufbringt, sehr bedienfreundlich konzipiert – was eine einfache Wartung ermöglicht. Zudem sind alle installierten Kennzeichnungssysteme unabhängig vom eingesetzten Produktionsstandort in ihrem mechanischen Aufbau, in ihrer Konnektivität und in ihren Funktionalitäten identisch. Dies erleichtert Service und Instandhaltung – nicht nur im jeweiligen Werk, sondern bei Bedarf auch bei einer Ferndiagnose oder dem Übertragen von Software-Updates.

Im Betrieb kann der Bediener über die intuitive, grafische Bedienoberfläche in seiner Landessprache sehr bequem Einstellungen anpassen und Änderungen vornehmen. Unterstützt wird er bei der Überwachung des Etikettiersystems durch Funktionen wie eine integrierte Echtzeituhr, eine automatische Fehlerdiagnose, eine kontinuierliche Druckluftüberwachung oder eine Wartungsintervallanzeige. Für den Fall eines Falles ist ebenfalls vorgesorgt: Logopak sichert seinen Kunden für alle Logomatic-Anlagen eine mindestens zehnjährige Verfügbarkeit von Ersatz- und Verschließteilen zu.

Teil der prozess- und kosteneffizienten Kennzeichnungslösung von Logopak sind zudem die RFID-Etiketten eines RAIN-Partnerunternehmens. Sie sind wasserlöslich und zersetzen sich nahezu rückstandsfrei bei der Weiterverarbeitung des Zellstoffs – sie müssen also nicht aufwändig entfernt werden. Die Anforderungen der Lebensmittel- und Pharmaindustrie an die Qualität von Zellstoffen für Verpackungen werden gleichwohl zuverlässig erfüllt.

Nachdem der Zellstoff in Ballen verpackt ist, werden diese im weiteren Prozess zu Produktionseinheiten aus acht Gebinden aggregiert. Erreicht diese die Kennzeichnungsstation, wird das RAIN-Tag mit Informationen beschrieben, so dass relevante Produktions-, Qualitäts- und Versanddaten lückenlos vorhanden sind. Bevor die RFID-Etiketten danach appliziert werden, erfolgt im Etikettiersystem eine Verifikation der programmierten Daten. Dies gewährleistet, dass nur einwandfrei identifizierbare Produktionseinheiten das Werk verlassen und in der Lieferkette keine aufwändigen und teuren Fehler auftreten. Tags, die bei dieser Prüfung durchfallen, werden noch in der Maschine entfernt. Auf ihrem Weg zum Kunden – transportiert per Gabelstapler, Kran, LKW, Bahn oder Schiff – werden die Gebinde durch Identifikation an den Übergabe- oder Verladepunkten in der Lieferkette in Echtzeit verfolgt. Es kann jederzeit festgestellt werden, wann und wo sich welche Ware befindet – ein zusätzlicher Service des Zellstoffherstellers für seine Kunden und Logistikdienstleister.

Die vorgestellten, knapp zwei Dutzend installierten, Etikettiersysteme Logomatic 410 T RFID sind in den verschiedenen Werken des Zellstoffherstellers seit mehreren Jahren störungsfrei im Einsatz – in rauer Industrieumgebung rund um die Uhr an sieben Tagen in der Woche. Sie gewährleisten, den Kundenangaben zufolge, die gewünschte Etikettiereffizienz und Prozesssicherheit und haben sich innerhalb des geplanten Zeithorizonts von etwa 2 ½ Jahren amortisiert. Gleichzeitig unterstreichen sie das umfassende Kennzeichnungs-Knowhow von Logopak in der Papier- und Zellstoffindustrie.

So hat das Unternehmen unter anderem Lösungen entwickelt, um RFID-Tags auf der Außenseite, per Rotationsapplikator aber auch auf der Innenseite von Rollenkernen für Papier-Coils, sicher aufbringen zu können. Variierende Rollendurchmesser und Wölbungen sind dabei für die Kennzeichnungssysteme ebenso wenig eine Herausforderung wie unterschiedlichste Etikettengrößen, wechselnde Höhenpositionen und Ausrichtungen der Labels  oder eine hybride „RFID+Barcode“-Kennzeichnung.

Am Ende dient das automatische Kennzeichnen der Kerne dazu, die Rollen in der Produktion sowie in der internen und externen Logistik zu identifizieren und zu verfolgen, um jeweils die richtige Zellstoff- oder Papierqualität zur Weiterverarbeitung bereitzustellen. Und sind aus dem Zellstoff erst einmal neue Produkte wie Verpackungsmaterialien, Kartonzuschnitte oder Tissue-Produkte hergestellt und auf Paletten gesetzt worden, stehen auch für diese Gebinde geeignete Kennzeichnungssysteme „made by Logopak“ zur Verfügung.