Tuotannon jäljitettävyyden kehittäminen valmistavassa teollisuudessa

Abstract

Tässä opinnäytetyössä käsitellään tuotannon jäljitettävyyden kehittämistä. Tämä kehitysprojekti käsittää RFID-järjestelmän optimoimista, EUR-kuormalavojen kehittämistä tiettyyn käyttötarkoitukseen ja näiden muutosten myötä vaadittavia ohjelmallisia muutoksia ohjelmoitavissa logiikoissa.

Teoriaosuudessa perehdytään RFID-järjestelmän eri komponentteihin, Datamatrixin toimintaperiaatteeseen ja ECC-virheenkorjausmenetelmään. Työssä käydään myös läpi jäljitettävyyttä sekä sen tuomia hyötyjä ja mahdollisuuksia.

Projekti alkoi tutustumalla alkuperäiseen järjestelmään ja sen komponentteihin. Tarkoituksena oli löytää alkuperäisen järjestelmän heikkoudet. Alkuperäisen järjestelmän suurimmaksi heikkoudeksi osoittautuivat lavojen RFID- ja Datamatrix -tunnisteiden heikko kunto. Ne olivat suuressa osassa lavoja rikki ja lukukelvottomia. Lavaan alettiin hahmottelemaan muutoksia, joiden avulla tunnisteiden käyttöikää ja kestävyyttä saataisiin pidemmäksi.

Alihankkijan kanssa päätettiin työstää lavoihin omat upotukset molemmille tunnisteille ja poistaa vanhat popniitit, joiden oli tarkoitus suojata tunnisteita aikaisemmin. RFID-tunnisteen päälle suunniteltiin suoja, joka estää pienten iskujen osumisen mikrosiruun. Jos mikrosiru vahingoittuu ei tunniste toimi ollenkaan. Muokattuja lavoja testattiin ja ne todettiin toimivaksi ratkaisuksi.

Suojauksen takia RFID-lukijan parametrejä optimoitiin. Myös luennan hyväksynnän ehtoja optimoitiin. Projektissa tehtiin myös ohjelmallisia muutoksia, jotka mahdollistavat tiedon siirron tietokantaan myös luennan epäonnistuessa.

Näiden optimointien avulla yritys pystyy vähentämään operaattorien työkuormaa. Työtekijän ei enää tarvitse erikseen asettaa jokaiseen lavaan lavatietotunnistetta, joten työntekijä voidaan sijoittaa linjalla muihin tehtäviin. Myös laadunvarmistus paranee, kun tiedot ovat suoraan lavassa integroituna eikä lapulla, joka voi esimerkiksi hukkua.

This thesis covers the development of the traceability at manufacturing company. This development project contained the optimization of the RFID system, the development of EUR pallets for a specific application, and the software changes in the PLC that were required to make the most out of these updates.

The theory section provides an overview of the various components of the RFID system and the operating principle of Datamatrix and its debugging solution. Traceability, its benefits, and all the possibilities it gives are also covered.

The project began with an examination of the original system and its components. The objective was to find the weaknesses of the original system. The most significant weakness of the original system turned out to be the poor condition of the RFID and Datamatrix tags on the pallets. They were broken and illegible on most of the pallets. Planning for pallet changes began with 3D modeling of different options to extend the lifespan and durability of tags.

A decision was made with the subcontractor to add two embeddings for both tags each and to remove old pop rivets that were supposed to protect the tags earlier. A cover was designed for the top of the RFID tag to prevent small shocks from hitting the microchip. If the microchip is damaged, the tag will not work at all. Custom pallets were tested and found to be a workable solution.

Because of the new cover, parameters of the RFID readers were optimized. The conditions for reading approval were also optimized. Software changes were also made to the production line, which allows data to be transferred to the database even if the reading fails.

With these optimizations, the company will be able to reduce the workload of operators. They no longer have to individually set an information tag on each pallet and can focus on operating on the line. Quality assurance is also improved when the data is integrated directly on the pallet and not on a tag that can be lost or left blank if the printer stops working.