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Lepratti Lamparter Schroumlder (Hrsg)Transparenz in globalen Lieferketten

der Automobilindustrie

Transparenz in globalen Lieferketten der Automobil-industrieAnsaumltze zur Logistik- und Produktionsoptimierung

von Raffaello Lepratti Steffen Lamparter und Rolf Schroumlder (Hrsg)

Publicis Publishing

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie detaillierte bibliografische Daten sind im Internet uumlber httpdnbd-nbde abrufbar

Autoren und Verlag haben alle Texte in diesem Buch mit groszliger Sorgfalt erarbeitet Dennoch koumlnnen Fehler nicht ausgeschlossen werden Eine Haftung des Verlags oder der Autoren gleich aus welchem Rechtsgrund ist ausgeschlossen Die in diesem Buch wiedergegebenen Bezeichnungen koumlnnen Warenzeichen sein deren Benutzung durch Dritte fuumlr deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann

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Print ISBN 978-3-89578-440-8 ePDF ISBN 978-3-89578-915-1

Herausgeber Siemens Aktiengesellschaft Berlin und Muumlnchen Verlag Publicis Publishing Erlangen copy 2014 by Publicis Erlangen Zweigniederlassung der PWW GmbH

Das Werk einschlieszliglich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschuumltzt Jede Verwendung auszligerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulaumlssig und strafbar Das gilt insbesondere fuumlr Vervielfaumlltigungen Uumlbersetzungen Mikroverfilmungen Bearbeitungen sonstiger Art sowie fuumlr die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen Dies gilt auch fuumlr die Entnahme von einzelnen Abbildungen und bei auszugsweiser Verwertung von Texten

Printed in Germany

5

Vorwort

Dr Andreas Goerdeler Unterabteilungsleiter Informationsgesellschaft Medien im BMWi (Bundesministerium fuumlr Wirtschaft und Energie)

Das in die vierte industrielle Revolution fuumlhrende Zukunftsprojekt bdquoIn-dustrie 40ldquo ist eines der wichtigsten Vorhaben der digitalen Agenda derneuen Bundesregierung Mit spezifischen Foumlrdermaszlignahmen zielt dasBMWi beim Zukunftsprojekt bdquoIndustrie 40ldquo darauf ab die vernetzteinternetbasierte Steuerung von Produktionsprozessen und Logistik vor-anzubringen und die internationale Wettbewerbsfaumlhigkeit des industri-ellen Standorts weiter zu staumlrken Es geht dabei um neue Methoden fuumlreine flexible hoch anpassungsfaumlhige und kundenzentrierte Produktiondie zudem energieeffizient und ressourcenschonend sein soll Cyberphy-sische Systeme die die Bruumlcke zwischen Komponenten der Produktionund dem Internet bilden ermoumlglichen dabei in der Fabrik und uumlber Un-ternehmensgrenzen hinweg neue Formen einer vernetzten intelligentenProduktion

Das Konsortium des RAN-Projekts (RFID-based Automotive Network) ndashvertreten durch namhafte deutsche OEMs Teilezulieferer IT-Dienstlei-ster Technologielieferanten und wissenschaftliche Institute ndash hat fuumlrdiese zukuumlnftige Ausrichtung deutscher Wirtschafts- und Innovations-politik im Rahmen von Industrie 40 maszliggebliche Vorarbeit geleistet undwichtige Impulse auch fuumlr andere Anwenderbranchen gegeben ImWesentlichen ist es in dem vom BMWi gefoumlrderten Projekt in seiner Lauf-zeit von 2010 bis 2012 gelungen den Zustand weltweit organisierterLogistikketten in der Automobilfertigung in Echtzeit zu erfassen GlobaleLogistikketten koumlnnen zukuumlnftig in Sekundenschnelle uumlberwacht undoptimal gesteuert werden insbesondere auch mit Blick auf Ressourcen-schonung und Energieeffizienz Der Ansatz ergaumlnzt den bisherigen EDI-gestuumltzten Auftragsbezug der Automobilindustrie in hervorragenderWeise

Dem Thema bdquoglobale Wertschoumlpfungsnetzwerkeldquo kommt bei RAN beson-dere Bedeutung zu weil individuelle Fahrzeugwuumlnsche von Kundenneue Antriebstechnologien und fortwaumlhrende Innovationen eine stetigwachsende Variantenvielfalt erzeugen die prozessual nur durch Reduk-tion der Fertigungstiefe beherrscht werden kann Dies fuumlhrt zur Entwick-lung komplexer und globaler Lieferantennetzwerke Die Lieferanten rei-chen dabei von Kleinbetrieben uumlber mittelstaumlndische Unternehmen bishin zu Konzernen und beliefern die Automobilhersteller aus der ganzen

Vorwort

6

Welt Die globale Anbindung der Lieferanten mit Schiff Bahn und LKWintegriert zusaumltzliche Unternehmen in den Produktionsablauf Diesekomplexen Netzwerke gilt es zum einen optimal zu steuern und zumanderen auf Marktaumlnderungen oder auch interne Veraumlnderungen undlogistische Herausforderungen flexibel reagieren zu lassen

Im Projekt RAN wurde mit standardisierten Prozessen fuumlr Produktion undLogistik unter Einsatz modernster RFID-Technik die Moumlglichkeit eineseffizienten Informationsaustausches mit Hilfe eines InfoBroker-Konzeptsfuumlr die gesamte Automobilindustrie geschaffen Erstmals wurde bran-chenweit eine Einigung uumlber standardisierte Methoden erzielt die alle ander Wertschoumlpfung beteiligten Unternehmen mit einbezieht und somiteine optimale firmenuumlbergreifende Auftragssteuerung ermoumlglicht

Die gemeinsam standardisierten Loumlsungen aus den RAN-Arbeitspaketenwurden in den Anwendungsbeispielen (Use Cases) prototypisch einge-setzt verifiziert und optimiert Einheitliche branchenweite Vorgabenerleichtern zukuumlnftig die Zusammenarbeit beim Design einer optimalenSupply Chain

Damit die im RAN-Projekt erzeugten Datenstandards zur Kommunikationim InfoBroker-Netzwerk in ihrer Weiterentwicklung nicht stehen bleibenwurden diese Standards jetzt dem RFID-Expertenkreis des VDA zur fort-laufenden Bearbeitung und Weiterentwicklung uumlbergeben Dies gilt auchfuumlr GS1 Germany die die neuen Anforderungen an die Daten im Sinneeines Standards weltweit absichern

Nach Projektende hat sich das Konsortium entschlossen den mit RAN ein-geschlagenen Weg weiterzugehen und hat dafuumlr im Fruumlhjahr 2013 einenInteressensverbund gegruumlndet der die Moumlglichkeiten und Herausforde-rungen fuumlr die Implementierung der RAN-Methodik in der deutschenAutomobilindustrie eroumlrtert und anschlieszligend in die Strukturen des VDAuumlberfuumlhrt RAN ist ein Musterbeispiel das auch auf viele andere Branchenuumlbertragen werden kann Insbesondere die Fragen des Datenzugangsund -zugriffs also das Governance-Konzept sind in Pionierarbeit geloumlstworden die Nachahmung verdient

Das hier vorliegende Buch zu RAN beschreibt die grundsaumltzliche Metho-dik fuumlr die Integration eines neuen Automotive-Partners in das RAN-Netz-werk in sehr anschaulicher Weise Es soll somit dem Management undden Projektleitern der Automobilindustrie aber auch potenziellen Nach-ahmern eine erste Uumlbersicht zum Designen einer optimalen Logistik-steuerung fuumlr die Automotive Supply Chain geben

Ich hoffe dass das Buch zu RAN Ihr Interesse findet und wuumlnsche Ihnenviel Erfolg bei der Realisierung moumlglicher Anwendungen

Dr Andreas Goerdeler Berlin im Juni 2014

7

Verwendete Abkuumlrzungen

ABV Automotive Business VocabularyALE Application Level EventAP ArbeitspaketASN Advance Shipping Notice

(Versandanzeige)BIC Bureau International des Contain-

ers et du Transport IntermodalBIBA Bremer Institut fuumlr Produktion

und Logistik GmbHBMWi Bundesministerium fuumlr Wirtschaft

und Technologiebtt business transaction typeCBV Core Business VocabularyCIN Company Identification CodeCKD Completely Knocked DownCO2 KohlenstoffdioxidCPI ComponentPart IdentifierDELFOR Delivery Forecast (Lieferabruf)DELJIT Delivers Just-in-Time (Feinabruf)DIN Deutsches Institut fuumlr Normung

e VDIS Demonstrations- Informations-

und SchulungszentrumDMZ Demilitarized ZoneDUNS Data Universal Numbering

SystemEDI Electronic Data InterchangeEDIFACT Electronic Data Interchange For

Administration Commerce and Transport

EDL Externer DienstleisterEMV Elektromagnetische Vertraumlglich-

keitEPC Electronic Product CodeEPCIS Electronic Product Code Informa-

tion ServicesEPK Ereignisgesteuerte ProzesskettenERP Enterprise Resource PlanningETA Estimated Time of ArrivaleTS easyTracing SystemFIN FahrzeugidentifikationsnummerFMEA Fehlermoumlglichkeits- und Einfluss-

analyseFTS Fahrerloses TransportsystemGIAI Global Individual Asset IdentifierGPAL Guumltegemeinschaft Paletten eVGPIK Global Parts Identification KeyGRAI Global Returnable Asset IdentifierGTIN Global Trade Item NumberHF High FrequencyHTTP Hypertext Transfer ProtocolHTTPS Hypertext Transfer Protocol

Secure

IAC Issuing Agency CodeID Erkennungsmerkmal des

ObjektesIML Fraunhofer-Institut fuumlr Material-

fluss und Logistik IR Item ReferenceISO International Organization for

StandardizationIT Informationstechnikiwb Institut fuumlr Werkzeugmaschinen

und Betriebswissenschaften Tech-nische Universitaumlt Muumlnchen

JIS Just-in-SequenceKLT KleinladungstraumlgerKMU Kleine und mittlere UnternehmenKVP Kontinuierlicher Verbesserungs-

prozessLAS Logistisches AssistenzsystemLDL LogistikdienstleisterLT LadungstraumlgerMES Manufacturing Execution SystemNVE Nummer der VersandeinheitOEM Original Equipment ManufacturerPAS ProduktionsassistenzsystemQS QualitaumltssicherungRAN RFID-based Automotive NetworksRFID Radio Frequency IdentificationSCM Supply Chain ManagementSGLN Serialisierte Globale Lokations-

nummerSGTIN Serialized Global Trade Item

NumberSKD Semi Knocked DownSN SeriennummerSSCC Serial Shipping Container CodeTCP Transmission Control ProtocolTR Technische RichtlinieUC Use CaseUHF Ultra High FrequencyUID Unique IdentifierUM User MemoryUMTS Universal Mobile Telecommunica-

tions SystemUN United Nations Code for Trade and LOCODE Transport LocationsUUID Universally Unique IdentifierVDA Verband der AutomobilindustrieVIN Vehicle Identification NumberWLAN Wireless Local Area NetworkXML Extensible Markup Language

8

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Das RAN-Projektkonsortium 20Abbildung 2 Aktueller Informationsaustausch zwischen den

Akteuren der Automobilindustrie 21Abbildung 3 Beispiele fuumlr Verschwendungen in der Supply Chain 22Abbildung 4 Die RAN-Vision 22Abbildung 5 Das EPCIS-Event 24Abbildung 6 Positionierung des logistischen Assistenzsystems

(LAS) 27Abbildung 7 Standardisierung bei RAN 28Abbildung 8 Organisation der Arbeitspakete und Use Cases 29Abbildung 9 Prozesskette im Use Case Fertigfahrzeuge ndash Quali-

taumltssicherung und Distribution 30Abbildung 10 Assistenzsystem easyTracing 31Abbildung 11 Praxistests des mobilen RFID-Gates an der Schiffs-

entladung 34Abbildung 12 Behaumlltermanagement 36Abbildung 13 Vision des Use Case 4 40Abbildung 14 Getaggte Motorladungstraumlger 41Abbildung 15 RFID-gestuumltzte Sitzproduktion bei KeiperJohnson

Controls 44Abbildung 16 Stoszligfaumlnger-Identifizierung per RFID-Scanner beim

Systemlieferanten REHAU 47Abbildung 17 RFID-gestuumltzte Uumlberwachung und Steuerung der

Stoszligfaumlngerlieferungen 47Abbildung 18 Automatische Quittierung des Greifbereichs mittels

RFID-Armband 48Abbildung 19 RFID-Integration von der Fertigung bis zum Kunden 50Abbildung 20 Lieferkette der RAN-Referenzanlage 53Abbildung 21 RAN-Referenzanlage Moorenbrunn mit erweiterter

RFID-Hardware 54Abbildung 22 Mobiler RAN-Demonstrator bdquoSitzefertigungldquo 54Abbildung 23 RAN-Demonstrationsplattform am iwb 55Abbildung 24 Lieferkette und ausgetauschte RAN-Events im

Demonstrator des Fraunhofer IML 57Abbildung 25 Demonstration der Analyse von Handlungsalterna-

tiven mit Hilfe von RAN-Assistenzsystemen 58Abbildung 26 Demonstrations- Informations- und Schulungs-

zentrum des BIBA in Bremen 59Abbildung 27 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners

Teil 1 61

Abbildungsverzeichnis

9

Abbildung 28 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners Teil 2 62

Abbildung 29 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66Abbildung 30 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 72Abbildung 31 EPCglobal Architecture Framework 78Abbildung 32 Uumlbersicht Aktivitaumlten Daten und Datenstrukturen 79Abbildung 33 Nummerierung von Produkten und Produkt-

verpackungen 83Abbildung 34 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 85Abbildung 35 RAN-InfoBroker-Netzwerk 88Abbildung 36 Ablauf zur Implementierung des RAN-InfoBroker 91Abbildung 37 Beispiel fuumlr ein operationales Modell 93Abbildung 38 EPCIS-Repository im Intranet InfoBroker-Repository

in der DMZ 95Abbildung 39 Integration des Repositories in die Unternehmens-

architektur 96Abbildung 40 Entwicklungsstufen logistischer Assistenzsysteme 99Abbildung 41 RAN-Assistenzsystemfunktionalitaumlten 100Abbildung 42 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungs-

klassen 106Abbildung 43 Phasen der Bewertung 109Abbildung 44 Beteiligte am Bewertungsprozess 111Abbildung 45 Ablauf der Bewertung 112Abbildung 46 Kalkulationsstruktur und Prozessmodellierung in

euroCO2Calc 113Abbildung 47 EPK Darstellung 1 117Abbildung 48 EPK Darstellung 2 117Abbildung 49 EPK Darstellung 3 117Abbildung 50 EPK Darstellung 4 118Abbildung 51 Beispielhafte Prozessaggregation Wareneingang 119Abbildung 52 Beispielhafte Prozessaggregation Produktion 120Abbildung 53 Bedingung RAN Fertigung 133Abbildung 54 Bedingung RAN Montage 135Abbildung 55 Bedingung RAN Demontage 138Abbildung 56 Bedingung RAN Qualitaumltssicherung 140Abbildung 57 Eventtypen 143Abbildung 58 Vereinfachte Supply Chain 163Abbildung 59 Datenaustausch fuumlr durchgaumlngige Transparenz 164Abbildung 60 InfoBroker-Blockdiagramm 165Abbildung 61 RAN-InfoBroker ndash Netzwerk foumlderierter Repositories 166Abbildung 62 Schichten der EPCIS 172Abbildung 63 Systemkontext des RAN-InfoBroker 175Abbildung 64 InfoBroker-Systemarchitektur 176Abbildung 65 RAN-InfoBroker-Erweiterungen zum EPCIS-Standard 178Abbildung 66 RAN-InfoBroker Architektur-Komponenten 179Abbildung 67 RAN Security Policy Modell 180

Abbildungsverzeichnis

10

Abbildung 68 Administrationsdatenmodell 180Abbildung 69 Beispiel Filtermechanismen 181Abbildung 70 Erweitertes RAN-Query-Interface 182Abbildung 71 Benutzerschnittstelle des eTS (links) und Middleware-

komponente (rechts) 184Abbildung 72 Komponenten des easyTracing Systems 185Abbildung 73 Vorder- und Ruumlckseite des easyTracing Systems 186Abbildung 74 Test des easyTracing Systems auf dem Autoterminal

der BLG LOGISTICS 187Abbildung 75 Schematischer Aufbau des Mojix Systems 189Abbildung 76 Mojix-Testdatenerfassung im Qualitaumltssicherungs-

bereich von Daimler 190Abbildung 77 Installation der RFID-Modenverwirbelungstechnik

am Gabelstapler 192Abbildung 78 Test der RFID-Modenverwirbelungstechnik bei

der Containerbe- und -entladung 193Abbildung 79 Komponenten fuumlr das JIS-Gate JIS-Warentraumlger und

Konzept des neuentwickelten JIS Gate 195Abbildung 80 Anbindung von JIS-Gate an InfoBroker 196Abbildung 81 Echtzeit-Visualisierung des JIS-Gate 198Abbildung 82 Kanban-Regal 200Abbildung 83 Beispiel Konfiguration vom Regal zusammen

mit KLTs und Kanbankarten 200Abbildung 84 Echtzeit-Visualisierung der Regal-Loumlsung 201Abbildung 85 Schritte der Bewertungsmethodik 202Abbildung 86 Systemgrenze der Bewertung 204Abbildung 87 RFID-System 207Abbildung 88 Beispielhaftes Ordnungsschema zur Identifikation

zusaumltzlicher Aufwaumlnde 208Abbildung 89 Kategorisierung zur Einordnung der Nutzen-

potenziale 210Abbildung 90 Positive Auswirkungen auf die Ressourceneffizienz 211Abbildung 91 Kriterien zur Auswahl relevanter Nutzenpotenziale 212Abbildung 92 Verschiedene Basen bei der Berechnung interner

und externer Effekte 215Abbildung 93 Quantitative und qualitative Effekte 215Abbildung 94 Fehlerfolgekette 218Abbildung 95 Beispiel fuumlr Fehlerfolgekette 218Abbildung 96 Vorgehen zur Quantifizierung der Ressourceneffekte 221Abbildung 97 Verrechnung von Nutzen und Aufwaumlnden 222Abbildung 98 Verrechnungsstruktur der Oumlkobilanz 223Abbildung 99 Integration von Unsicherheiten in die Bewertung 225Abbildung 100 Schwerpunkte der Analyse 226Abbildung 101 Umsetzungsfaumllle der RAN-Konzepte bei Bosch 229Abbildung 102 Belieferungsprozess mit Verbrauchssteuerung

bei Bosch 230Abbildung 103 Lieferantenanbindung an Bosch 231

Abbildungsverzeichnis

11

Abbildung 104 Datenaustausch im Umsetzungsfall KMU-Integration 232Abbildung 105 Der RAN-Loumlsungsansatz im Umsetzungsfall

KMU-Integration 234Abbildung 106 Der Workflow im KMU-Assistenzsystem 235Abbildung 107 Erfassung von Abrufinformationen (Kanban-Abrufe) 236Abbildung 108 Erfassung von Packstuumlcken 236Abbildung 109 Uumlbermittlung der RAN-Events 236Abbildung 110 Umsetzungsfall bdquoProduktion und interne Logistikldquo 239Abbildung 111 Regelkreise innerhalb eines Produktionswerkes

(vereinfachte Darstellung) 240Abbildung 112 Bosch-internes Datenaustauschkonzept mittels

InfoBroker 241Abbildung 113 RFID-Integration in den internen physischen

Warenfluss 243Abbildung 114 RFID im Nachschubprozess fuumlr Verpackungsmaterial 244Abbildung 115 RFID in Fertigungs- und Montageprozessen 245Abbildung 116 Beispiele der eingesetzten Erfassungsklassen im

Bosch Use Case 247Abbildung 117 Verteilung der Systemruumlckmeldezeiten im internen

Kanbanprozess 248Abbildung 118 Realisierung einer Ship-from-Line-Anbindung an

ein Bosch-Werk 249Abbildung 119 RFID bei der Einbindung des Kunden in die

Verbrauchssteuerung 252Abbildung 120 Erzeugung eines RAN-konformen Events in der

Produktion 253Abbildung 121 Erzeugung und Austausch eines RAN-konformen

Events beim Verpacken 253Abbildung 122 Events auf Seiten des Lieferwerkes bei der Kunden-

anbindung (Skizze) 255Abbildung 123 Eventbasierter Datenaustausch in der Lieferkette

bis zum Endkunden 257

12

Inhaltsverzeichnis

Vorwort 5

Abbildungsverzeichnis 8

1 Einleitung 18

2 Motivation ndash Das Projekt bdquoRFID-basedAutomotive Networkldquo 21

21 Transparenz in Logistiknetzwerken der Automobilindustrie 2122 RFID bei RAN 2523 RAN-Assistenzsysteme 26231 Was sind RAN-Assistenzsysteme 26232 Ein Stufenkonzept zur Entwicklung von logistischen

Assistenzsystemen 2724 Standardisierung 2725 Die RAN-Matrixorganisation Arbeitspakete (APs) und

Use Cases (UCs) 2926 Die RAN UCs 30261 UC 1 Fertigfahrzeuge Qualitaumltssicherung und Distribution ndash

BLGDaimler 30262 UC 2 Behaumlltermanagement ndash BMWDHL 35263 UC 3 Lieferkette vom Tier 2 uumlber Tier 1 bis zum OEM

verbrauchsgesteuert ndash Bosch 38264 UC 4 Lange Prozesskette ndash DaimlerBLG 39265 UC 5 Fahrzeugsitze Just-in-Sequence (JIS) ndash

Johnson Controls 41266 UC 6 Stoszligfaumlnger JIS ndash REHAUDaimler 45267 UC 7 Von der Fertigung bis zum Kunden End-to-End

Control Opel 4927 Die RAN-Demonstrationsplattformen 52271 RAN-Referenzanlage bei Siemens 52272 iwb-Referenzanlage 55273 RAN-Demonstrationsplattform am Fraunhofer IML 56274 RAN-Demonstrationsplattform am BIBA 58

3 Von der Idee zur Umsetzung ndash ein Leitfaden 60

31 Einleitung 60311 Zielsetzung des RAN-Integrationskonzepts 60312 Ablaufdiagramm der RAN-Partnerintegration 6132 Steuerungsszenario 62321 Einfuumlhrung des Steuerungsszenarios 63

Inhaltsverzeichnis

13

322 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66323 Hinweise zur Anwendung mehrerer Steuerungsszenarios 6733 Prozessbaukasten 68331 Inhalt des Prozessbaukastens 68332 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 7134 Daten amp Datenstrukturen 73341 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 73342 Ablauf zur Auswahl der erforderlichen Datenstrukturen 8535 RAN-InfoBroker und RAN-Assistenzsysteme 87351 Beschreibung des RAN-InfoBroker 87352 Erweiterungen des RAN-InfoBroker 89353 Teilnahme am RAN-Netzwerk 90354 Ablauf zur Integration eines RAN-InfoBroker 90355 Logistische Assistenzsysteme im Kontext von RAN 9836 RFID-Hardware 102361 Inhalt des Dokuments bdquoRAN RFID-Equipment Aufbau und

Betriebldquo 102362 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungsklassen 10537 Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz 108371 Bewertung der Implementierung des RAN-Konzepts 108372 Einsatzzeitpunkt der Bewertung 109373 Organisatorische Rahmenbedingungen 110374 Ablauf der Bewertung 111375 Anwendungsunterstuumltzung bei der Bewertung 113

4 Der RAN-Prozessbaukasten 116

41 Einleitung 116411 Modellierungsrichtlinien der Prozessbausteine 116412 Relevante IT-Systeme in den Prozessmodellen 118413 Voll- und Leergutprozesse 118414 Nacharbeitsprozess 119415 Prozessaggregationen 11942 Erlaumluterung der Prozessbausteine 120421 Innerbetriebliche Logistikprozesse 120422 Auszligerbetriebliche Logistikprozesse 131423 Produktions- und Qualitaumltsprozesse 133

5 Das RAN-Vokabular 142

51 EPCIS-Eventtypen 14252 Eindeutige Identifikation in den Events 142521 Vorbemerkung 144522 Produkte 144523 Behaumllter 145524 Existierende IDs 145525 Lokationen 14553 Vokabularerweiterungen 147531 bizStep 147

Inhaltsverzeichnis

14

532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199

Lepratti Lamparter Schroumlder (Hrsg)Transparenz in globalen Lieferketten

der Automobilindustrie

Transparenz in globalen Lieferketten der Automobil-industrieAnsaumltze zur Logistik- und Produktionsoptimierung

von Raffaello Lepratti Steffen Lamparter und Rolf Schroumlder (Hrsg)

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Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie detaillierte bibliografische Daten sind im Internet uumlber httpdnbd-nbde abrufbar

Autoren und Verlag haben alle Texte in diesem Buch mit groszliger Sorgfalt erarbeitet Dennoch koumlnnen Fehler nicht ausgeschlossen werden Eine Haftung des Verlags oder der Autoren gleich aus welchem Rechtsgrund ist ausgeschlossen Die in diesem Buch wiedergegebenen Bezeichnungen koumlnnen Warenzeichen sein deren Benutzung durch Dritte fuumlr deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann

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Herausgeber Siemens Aktiengesellschaft Berlin und Muumlnchen Verlag Publicis Publishing Erlangen copy 2014 by Publicis Erlangen Zweigniederlassung der PWW GmbH

Das Werk einschlieszliglich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschuumltzt Jede Verwendung auszligerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulaumlssig und strafbar Das gilt insbesondere fuumlr Vervielfaumlltigungen Uumlbersetzungen Mikroverfilmungen Bearbeitungen sonstiger Art sowie fuumlr die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen Dies gilt auch fuumlr die Entnahme von einzelnen Abbildungen und bei auszugsweiser Verwertung von Texten

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Vorwort

Dr Andreas Goerdeler Unterabteilungsleiter Informationsgesellschaft Medien im BMWi (Bundesministerium fuumlr Wirtschaft und Energie)

Das in die vierte industrielle Revolution fuumlhrende Zukunftsprojekt bdquoIn-dustrie 40ldquo ist eines der wichtigsten Vorhaben der digitalen Agenda derneuen Bundesregierung Mit spezifischen Foumlrdermaszlignahmen zielt dasBMWi beim Zukunftsprojekt bdquoIndustrie 40ldquo darauf ab die vernetzteinternetbasierte Steuerung von Produktionsprozessen und Logistik vor-anzubringen und die internationale Wettbewerbsfaumlhigkeit des industri-ellen Standorts weiter zu staumlrken Es geht dabei um neue Methoden fuumlreine flexible hoch anpassungsfaumlhige und kundenzentrierte Produktiondie zudem energieeffizient und ressourcenschonend sein soll Cyberphy-sische Systeme die die Bruumlcke zwischen Komponenten der Produktionund dem Internet bilden ermoumlglichen dabei in der Fabrik und uumlber Un-ternehmensgrenzen hinweg neue Formen einer vernetzten intelligentenProduktion

Das Konsortium des RAN-Projekts (RFID-based Automotive Network) ndashvertreten durch namhafte deutsche OEMs Teilezulieferer IT-Dienstlei-ster Technologielieferanten und wissenschaftliche Institute ndash hat fuumlrdiese zukuumlnftige Ausrichtung deutscher Wirtschafts- und Innovations-politik im Rahmen von Industrie 40 maszliggebliche Vorarbeit geleistet undwichtige Impulse auch fuumlr andere Anwenderbranchen gegeben ImWesentlichen ist es in dem vom BMWi gefoumlrderten Projekt in seiner Lauf-zeit von 2010 bis 2012 gelungen den Zustand weltweit organisierterLogistikketten in der Automobilfertigung in Echtzeit zu erfassen GlobaleLogistikketten koumlnnen zukuumlnftig in Sekundenschnelle uumlberwacht undoptimal gesteuert werden insbesondere auch mit Blick auf Ressourcen-schonung und Energieeffizienz Der Ansatz ergaumlnzt den bisherigen EDI-gestuumltzten Auftragsbezug der Automobilindustrie in hervorragenderWeise

Dem Thema bdquoglobale Wertschoumlpfungsnetzwerkeldquo kommt bei RAN beson-dere Bedeutung zu weil individuelle Fahrzeugwuumlnsche von Kundenneue Antriebstechnologien und fortwaumlhrende Innovationen eine stetigwachsende Variantenvielfalt erzeugen die prozessual nur durch Reduk-tion der Fertigungstiefe beherrscht werden kann Dies fuumlhrt zur Entwick-lung komplexer und globaler Lieferantennetzwerke Die Lieferanten rei-chen dabei von Kleinbetrieben uumlber mittelstaumlndische Unternehmen bishin zu Konzernen und beliefern die Automobilhersteller aus der ganzen

Vorwort

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Welt Die globale Anbindung der Lieferanten mit Schiff Bahn und LKWintegriert zusaumltzliche Unternehmen in den Produktionsablauf Diesekomplexen Netzwerke gilt es zum einen optimal zu steuern und zumanderen auf Marktaumlnderungen oder auch interne Veraumlnderungen undlogistische Herausforderungen flexibel reagieren zu lassen

Im Projekt RAN wurde mit standardisierten Prozessen fuumlr Produktion undLogistik unter Einsatz modernster RFID-Technik die Moumlglichkeit eineseffizienten Informationsaustausches mit Hilfe eines InfoBroker-Konzeptsfuumlr die gesamte Automobilindustrie geschaffen Erstmals wurde bran-chenweit eine Einigung uumlber standardisierte Methoden erzielt die alle ander Wertschoumlpfung beteiligten Unternehmen mit einbezieht und somiteine optimale firmenuumlbergreifende Auftragssteuerung ermoumlglicht

Die gemeinsam standardisierten Loumlsungen aus den RAN-Arbeitspaketenwurden in den Anwendungsbeispielen (Use Cases) prototypisch einge-setzt verifiziert und optimiert Einheitliche branchenweite Vorgabenerleichtern zukuumlnftig die Zusammenarbeit beim Design einer optimalenSupply Chain

Damit die im RAN-Projekt erzeugten Datenstandards zur Kommunikationim InfoBroker-Netzwerk in ihrer Weiterentwicklung nicht stehen bleibenwurden diese Standards jetzt dem RFID-Expertenkreis des VDA zur fort-laufenden Bearbeitung und Weiterentwicklung uumlbergeben Dies gilt auchfuumlr GS1 Germany die die neuen Anforderungen an die Daten im Sinneeines Standards weltweit absichern

Nach Projektende hat sich das Konsortium entschlossen den mit RAN ein-geschlagenen Weg weiterzugehen und hat dafuumlr im Fruumlhjahr 2013 einenInteressensverbund gegruumlndet der die Moumlglichkeiten und Herausforde-rungen fuumlr die Implementierung der RAN-Methodik in der deutschenAutomobilindustrie eroumlrtert und anschlieszligend in die Strukturen des VDAuumlberfuumlhrt RAN ist ein Musterbeispiel das auch auf viele andere Branchenuumlbertragen werden kann Insbesondere die Fragen des Datenzugangsund -zugriffs also das Governance-Konzept sind in Pionierarbeit geloumlstworden die Nachahmung verdient

Das hier vorliegende Buch zu RAN beschreibt die grundsaumltzliche Metho-dik fuumlr die Integration eines neuen Automotive-Partners in das RAN-Netz-werk in sehr anschaulicher Weise Es soll somit dem Management undden Projektleitern der Automobilindustrie aber auch potenziellen Nach-ahmern eine erste Uumlbersicht zum Designen einer optimalen Logistik-steuerung fuumlr die Automotive Supply Chain geben

Ich hoffe dass das Buch zu RAN Ihr Interesse findet und wuumlnsche Ihnenviel Erfolg bei der Realisierung moumlglicher Anwendungen

Dr Andreas Goerdeler Berlin im Juni 2014

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Verwendete Abkuumlrzungen

ABV Automotive Business VocabularyALE Application Level EventAP ArbeitspaketASN Advance Shipping Notice

(Versandanzeige)BIC Bureau International des Contain-

ers et du Transport IntermodalBIBA Bremer Institut fuumlr Produktion

und Logistik GmbHBMWi Bundesministerium fuumlr Wirtschaft

und Technologiebtt business transaction typeCBV Core Business VocabularyCIN Company Identification CodeCKD Completely Knocked DownCO2 KohlenstoffdioxidCPI ComponentPart IdentifierDELFOR Delivery Forecast (Lieferabruf)DELJIT Delivers Just-in-Time (Feinabruf)DIN Deutsches Institut fuumlr Normung

e VDIS Demonstrations- Informations-

und SchulungszentrumDMZ Demilitarized ZoneDUNS Data Universal Numbering

SystemEDI Electronic Data InterchangeEDIFACT Electronic Data Interchange For

Administration Commerce and Transport

EDL Externer DienstleisterEMV Elektromagnetische Vertraumlglich-

keitEPC Electronic Product CodeEPCIS Electronic Product Code Informa-

tion ServicesEPK Ereignisgesteuerte ProzesskettenERP Enterprise Resource PlanningETA Estimated Time of ArrivaleTS easyTracing SystemFIN FahrzeugidentifikationsnummerFMEA Fehlermoumlglichkeits- und Einfluss-

analyseFTS Fahrerloses TransportsystemGIAI Global Individual Asset IdentifierGPAL Guumltegemeinschaft Paletten eVGPIK Global Parts Identification KeyGRAI Global Returnable Asset IdentifierGTIN Global Trade Item NumberHF High FrequencyHTTP Hypertext Transfer ProtocolHTTPS Hypertext Transfer Protocol

Secure

IAC Issuing Agency CodeID Erkennungsmerkmal des

ObjektesIML Fraunhofer-Institut fuumlr Material-

fluss und Logistik IR Item ReferenceISO International Organization for

StandardizationIT Informationstechnikiwb Institut fuumlr Werkzeugmaschinen

und Betriebswissenschaften Tech-nische Universitaumlt Muumlnchen

JIS Just-in-SequenceKLT KleinladungstraumlgerKMU Kleine und mittlere UnternehmenKVP Kontinuierlicher Verbesserungs-

prozessLAS Logistisches AssistenzsystemLDL LogistikdienstleisterLT LadungstraumlgerMES Manufacturing Execution SystemNVE Nummer der VersandeinheitOEM Original Equipment ManufacturerPAS ProduktionsassistenzsystemQS QualitaumltssicherungRAN RFID-based Automotive NetworksRFID Radio Frequency IdentificationSCM Supply Chain ManagementSGLN Serialisierte Globale Lokations-

nummerSGTIN Serialized Global Trade Item

NumberSKD Semi Knocked DownSN SeriennummerSSCC Serial Shipping Container CodeTCP Transmission Control ProtocolTR Technische RichtlinieUC Use CaseUHF Ultra High FrequencyUID Unique IdentifierUM User MemoryUMTS Universal Mobile Telecommunica-

tions SystemUN United Nations Code for Trade and LOCODE Transport LocationsUUID Universally Unique IdentifierVDA Verband der AutomobilindustrieVIN Vehicle Identification NumberWLAN Wireless Local Area NetworkXML Extensible Markup Language

8

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Das RAN-Projektkonsortium 20Abbildung 2 Aktueller Informationsaustausch zwischen den

Akteuren der Automobilindustrie 21Abbildung 3 Beispiele fuumlr Verschwendungen in der Supply Chain 22Abbildung 4 Die RAN-Vision 22Abbildung 5 Das EPCIS-Event 24Abbildung 6 Positionierung des logistischen Assistenzsystems

(LAS) 27Abbildung 7 Standardisierung bei RAN 28Abbildung 8 Organisation der Arbeitspakete und Use Cases 29Abbildung 9 Prozesskette im Use Case Fertigfahrzeuge ndash Quali-

taumltssicherung und Distribution 30Abbildung 10 Assistenzsystem easyTracing 31Abbildung 11 Praxistests des mobilen RFID-Gates an der Schiffs-

entladung 34Abbildung 12 Behaumlltermanagement 36Abbildung 13 Vision des Use Case 4 40Abbildung 14 Getaggte Motorladungstraumlger 41Abbildung 15 RFID-gestuumltzte Sitzproduktion bei KeiperJohnson

Controls 44Abbildung 16 Stoszligfaumlnger-Identifizierung per RFID-Scanner beim

Systemlieferanten REHAU 47Abbildung 17 RFID-gestuumltzte Uumlberwachung und Steuerung der

Stoszligfaumlngerlieferungen 47Abbildung 18 Automatische Quittierung des Greifbereichs mittels

RFID-Armband 48Abbildung 19 RFID-Integration von der Fertigung bis zum Kunden 50Abbildung 20 Lieferkette der RAN-Referenzanlage 53Abbildung 21 RAN-Referenzanlage Moorenbrunn mit erweiterter

RFID-Hardware 54Abbildung 22 Mobiler RAN-Demonstrator bdquoSitzefertigungldquo 54Abbildung 23 RAN-Demonstrationsplattform am iwb 55Abbildung 24 Lieferkette und ausgetauschte RAN-Events im

Demonstrator des Fraunhofer IML 57Abbildung 25 Demonstration der Analyse von Handlungsalterna-

tiven mit Hilfe von RAN-Assistenzsystemen 58Abbildung 26 Demonstrations- Informations- und Schulungs-

zentrum des BIBA in Bremen 59Abbildung 27 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners

Teil 1 61

Abbildungsverzeichnis

9

Abbildung 28 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners Teil 2 62

Abbildung 29 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66Abbildung 30 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 72Abbildung 31 EPCglobal Architecture Framework 78Abbildung 32 Uumlbersicht Aktivitaumlten Daten und Datenstrukturen 79Abbildung 33 Nummerierung von Produkten und Produkt-

verpackungen 83Abbildung 34 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 85Abbildung 35 RAN-InfoBroker-Netzwerk 88Abbildung 36 Ablauf zur Implementierung des RAN-InfoBroker 91Abbildung 37 Beispiel fuumlr ein operationales Modell 93Abbildung 38 EPCIS-Repository im Intranet InfoBroker-Repository

in der DMZ 95Abbildung 39 Integration des Repositories in die Unternehmens-

architektur 96Abbildung 40 Entwicklungsstufen logistischer Assistenzsysteme 99Abbildung 41 RAN-Assistenzsystemfunktionalitaumlten 100Abbildung 42 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungs-

klassen 106Abbildung 43 Phasen der Bewertung 109Abbildung 44 Beteiligte am Bewertungsprozess 111Abbildung 45 Ablauf der Bewertung 112Abbildung 46 Kalkulationsstruktur und Prozessmodellierung in

euroCO2Calc 113Abbildung 47 EPK Darstellung 1 117Abbildung 48 EPK Darstellung 2 117Abbildung 49 EPK Darstellung 3 117Abbildung 50 EPK Darstellung 4 118Abbildung 51 Beispielhafte Prozessaggregation Wareneingang 119Abbildung 52 Beispielhafte Prozessaggregation Produktion 120Abbildung 53 Bedingung RAN Fertigung 133Abbildung 54 Bedingung RAN Montage 135Abbildung 55 Bedingung RAN Demontage 138Abbildung 56 Bedingung RAN Qualitaumltssicherung 140Abbildung 57 Eventtypen 143Abbildung 58 Vereinfachte Supply Chain 163Abbildung 59 Datenaustausch fuumlr durchgaumlngige Transparenz 164Abbildung 60 InfoBroker-Blockdiagramm 165Abbildung 61 RAN-InfoBroker ndash Netzwerk foumlderierter Repositories 166Abbildung 62 Schichten der EPCIS 172Abbildung 63 Systemkontext des RAN-InfoBroker 175Abbildung 64 InfoBroker-Systemarchitektur 176Abbildung 65 RAN-InfoBroker-Erweiterungen zum EPCIS-Standard 178Abbildung 66 RAN-InfoBroker Architektur-Komponenten 179Abbildung 67 RAN Security Policy Modell 180

Abbildungsverzeichnis

10

Abbildung 68 Administrationsdatenmodell 180Abbildung 69 Beispiel Filtermechanismen 181Abbildung 70 Erweitertes RAN-Query-Interface 182Abbildung 71 Benutzerschnittstelle des eTS (links) und Middleware-

komponente (rechts) 184Abbildung 72 Komponenten des easyTracing Systems 185Abbildung 73 Vorder- und Ruumlckseite des easyTracing Systems 186Abbildung 74 Test des easyTracing Systems auf dem Autoterminal

der BLG LOGISTICS 187Abbildung 75 Schematischer Aufbau des Mojix Systems 189Abbildung 76 Mojix-Testdatenerfassung im Qualitaumltssicherungs-

bereich von Daimler 190Abbildung 77 Installation der RFID-Modenverwirbelungstechnik

am Gabelstapler 192Abbildung 78 Test der RFID-Modenverwirbelungstechnik bei

der Containerbe- und -entladung 193Abbildung 79 Komponenten fuumlr das JIS-Gate JIS-Warentraumlger und

Konzept des neuentwickelten JIS Gate 195Abbildung 80 Anbindung von JIS-Gate an InfoBroker 196Abbildung 81 Echtzeit-Visualisierung des JIS-Gate 198Abbildung 82 Kanban-Regal 200Abbildung 83 Beispiel Konfiguration vom Regal zusammen

mit KLTs und Kanbankarten 200Abbildung 84 Echtzeit-Visualisierung der Regal-Loumlsung 201Abbildung 85 Schritte der Bewertungsmethodik 202Abbildung 86 Systemgrenze der Bewertung 204Abbildung 87 RFID-System 207Abbildung 88 Beispielhaftes Ordnungsschema zur Identifikation

zusaumltzlicher Aufwaumlnde 208Abbildung 89 Kategorisierung zur Einordnung der Nutzen-

potenziale 210Abbildung 90 Positive Auswirkungen auf die Ressourceneffizienz 211Abbildung 91 Kriterien zur Auswahl relevanter Nutzenpotenziale 212Abbildung 92 Verschiedene Basen bei der Berechnung interner

und externer Effekte 215Abbildung 93 Quantitative und qualitative Effekte 215Abbildung 94 Fehlerfolgekette 218Abbildung 95 Beispiel fuumlr Fehlerfolgekette 218Abbildung 96 Vorgehen zur Quantifizierung der Ressourceneffekte 221Abbildung 97 Verrechnung von Nutzen und Aufwaumlnden 222Abbildung 98 Verrechnungsstruktur der Oumlkobilanz 223Abbildung 99 Integration von Unsicherheiten in die Bewertung 225Abbildung 100 Schwerpunkte der Analyse 226Abbildung 101 Umsetzungsfaumllle der RAN-Konzepte bei Bosch 229Abbildung 102 Belieferungsprozess mit Verbrauchssteuerung

bei Bosch 230Abbildung 103 Lieferantenanbindung an Bosch 231

Abbildungsverzeichnis

11

Abbildung 104 Datenaustausch im Umsetzungsfall KMU-Integration 232Abbildung 105 Der RAN-Loumlsungsansatz im Umsetzungsfall

KMU-Integration 234Abbildung 106 Der Workflow im KMU-Assistenzsystem 235Abbildung 107 Erfassung von Abrufinformationen (Kanban-Abrufe) 236Abbildung 108 Erfassung von Packstuumlcken 236Abbildung 109 Uumlbermittlung der RAN-Events 236Abbildung 110 Umsetzungsfall bdquoProduktion und interne Logistikldquo 239Abbildung 111 Regelkreise innerhalb eines Produktionswerkes

(vereinfachte Darstellung) 240Abbildung 112 Bosch-internes Datenaustauschkonzept mittels

InfoBroker 241Abbildung 113 RFID-Integration in den internen physischen

Warenfluss 243Abbildung 114 RFID im Nachschubprozess fuumlr Verpackungsmaterial 244Abbildung 115 RFID in Fertigungs- und Montageprozessen 245Abbildung 116 Beispiele der eingesetzten Erfassungsklassen im

Bosch Use Case 247Abbildung 117 Verteilung der Systemruumlckmeldezeiten im internen

Kanbanprozess 248Abbildung 118 Realisierung einer Ship-from-Line-Anbindung an

ein Bosch-Werk 249Abbildung 119 RFID bei der Einbindung des Kunden in die

Verbrauchssteuerung 252Abbildung 120 Erzeugung eines RAN-konformen Events in der

Produktion 253Abbildung 121 Erzeugung und Austausch eines RAN-konformen

Events beim Verpacken 253Abbildung 122 Events auf Seiten des Lieferwerkes bei der Kunden-

anbindung (Skizze) 255Abbildung 123 Eventbasierter Datenaustausch in der Lieferkette

bis zum Endkunden 257

12

Inhaltsverzeichnis

Vorwort 5

Abbildungsverzeichnis 8

1 Einleitung 18

2 Motivation ndash Das Projekt bdquoRFID-basedAutomotive Networkldquo 21

21 Transparenz in Logistiknetzwerken der Automobilindustrie 2122 RFID bei RAN 2523 RAN-Assistenzsysteme 26231 Was sind RAN-Assistenzsysteme 26232 Ein Stufenkonzept zur Entwicklung von logistischen

Assistenzsystemen 2724 Standardisierung 2725 Die RAN-Matrixorganisation Arbeitspakete (APs) und

Use Cases (UCs) 2926 Die RAN UCs 30261 UC 1 Fertigfahrzeuge Qualitaumltssicherung und Distribution ndash

BLGDaimler 30262 UC 2 Behaumlltermanagement ndash BMWDHL 35263 UC 3 Lieferkette vom Tier 2 uumlber Tier 1 bis zum OEM

verbrauchsgesteuert ndash Bosch 38264 UC 4 Lange Prozesskette ndash DaimlerBLG 39265 UC 5 Fahrzeugsitze Just-in-Sequence (JIS) ndash

Johnson Controls 41266 UC 6 Stoszligfaumlnger JIS ndash REHAUDaimler 45267 UC 7 Von der Fertigung bis zum Kunden End-to-End

Control Opel 4927 Die RAN-Demonstrationsplattformen 52271 RAN-Referenzanlage bei Siemens 52272 iwb-Referenzanlage 55273 RAN-Demonstrationsplattform am Fraunhofer IML 56274 RAN-Demonstrationsplattform am BIBA 58

3 Von der Idee zur Umsetzung ndash ein Leitfaden 60

31 Einleitung 60311 Zielsetzung des RAN-Integrationskonzepts 60312 Ablaufdiagramm der RAN-Partnerintegration 6132 Steuerungsszenario 62321 Einfuumlhrung des Steuerungsszenarios 63

Inhaltsverzeichnis

13

322 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66323 Hinweise zur Anwendung mehrerer Steuerungsszenarios 6733 Prozessbaukasten 68331 Inhalt des Prozessbaukastens 68332 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 7134 Daten amp Datenstrukturen 73341 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 73342 Ablauf zur Auswahl der erforderlichen Datenstrukturen 8535 RAN-InfoBroker und RAN-Assistenzsysteme 87351 Beschreibung des RAN-InfoBroker 87352 Erweiterungen des RAN-InfoBroker 89353 Teilnahme am RAN-Netzwerk 90354 Ablauf zur Integration eines RAN-InfoBroker 90355 Logistische Assistenzsysteme im Kontext von RAN 9836 RFID-Hardware 102361 Inhalt des Dokuments bdquoRAN RFID-Equipment Aufbau und

Betriebldquo 102362 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungsklassen 10537 Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz 108371 Bewertung der Implementierung des RAN-Konzepts 108372 Einsatzzeitpunkt der Bewertung 109373 Organisatorische Rahmenbedingungen 110374 Ablauf der Bewertung 111375 Anwendungsunterstuumltzung bei der Bewertung 113

4 Der RAN-Prozessbaukasten 116

41 Einleitung 116411 Modellierungsrichtlinien der Prozessbausteine 116412 Relevante IT-Systeme in den Prozessmodellen 118413 Voll- und Leergutprozesse 118414 Nacharbeitsprozess 119415 Prozessaggregationen 11942 Erlaumluterung der Prozessbausteine 120421 Innerbetriebliche Logistikprozesse 120422 Auszligerbetriebliche Logistikprozesse 131423 Produktions- und Qualitaumltsprozesse 133

5 Das RAN-Vokabular 142

51 EPCIS-Eventtypen 14252 Eindeutige Identifikation in den Events 142521 Vorbemerkung 144522 Produkte 144523 Behaumllter 145524 Existierende IDs 145525 Lokationen 14553 Vokabularerweiterungen 147531 bizStep 147

Inhaltsverzeichnis

14

532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199

Transparenz in globalen Lieferketten der Automobil-industrieAnsaumltze zur Logistik- und Produktionsoptimierung

von Raffaello Lepratti Steffen Lamparter und Rolf Schroumlder (Hrsg)

Publicis Publishing

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie detaillierte bibliografische Daten sind im Internet uumlber httpdnbd-nbde abrufbar

Autoren und Verlag haben alle Texte in diesem Buch mit groszliger Sorgfalt erarbeitet Dennoch koumlnnen Fehler nicht ausgeschlossen werden Eine Haftung des Verlags oder der Autoren gleich aus welchem Rechtsgrund ist ausgeschlossen Die in diesem Buch wiedergegebenen Bezeichnungen koumlnnen Warenzeichen sein deren Benutzung durch Dritte fuumlr deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann

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Print ISBN 978-3-89578-440-8 ePDF ISBN 978-3-89578-915-1

Herausgeber Siemens Aktiengesellschaft Berlin und Muumlnchen Verlag Publicis Publishing Erlangen copy 2014 by Publicis Erlangen Zweigniederlassung der PWW GmbH

Das Werk einschlieszliglich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschuumltzt Jede Verwendung auszligerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulaumlssig und strafbar Das gilt insbesondere fuumlr Vervielfaumlltigungen Uumlbersetzungen Mikroverfilmungen Bearbeitungen sonstiger Art sowie fuumlr die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen Dies gilt auch fuumlr die Entnahme von einzelnen Abbildungen und bei auszugsweiser Verwertung von Texten

Printed in Germany

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Vorwort

Dr Andreas Goerdeler Unterabteilungsleiter Informationsgesellschaft Medien im BMWi (Bundesministerium fuumlr Wirtschaft und Energie)

Das in die vierte industrielle Revolution fuumlhrende Zukunftsprojekt bdquoIn-dustrie 40ldquo ist eines der wichtigsten Vorhaben der digitalen Agenda derneuen Bundesregierung Mit spezifischen Foumlrdermaszlignahmen zielt dasBMWi beim Zukunftsprojekt bdquoIndustrie 40ldquo darauf ab die vernetzteinternetbasierte Steuerung von Produktionsprozessen und Logistik vor-anzubringen und die internationale Wettbewerbsfaumlhigkeit des industri-ellen Standorts weiter zu staumlrken Es geht dabei um neue Methoden fuumlreine flexible hoch anpassungsfaumlhige und kundenzentrierte Produktiondie zudem energieeffizient und ressourcenschonend sein soll Cyberphy-sische Systeme die die Bruumlcke zwischen Komponenten der Produktionund dem Internet bilden ermoumlglichen dabei in der Fabrik und uumlber Un-ternehmensgrenzen hinweg neue Formen einer vernetzten intelligentenProduktion

Das Konsortium des RAN-Projekts (RFID-based Automotive Network) ndashvertreten durch namhafte deutsche OEMs Teilezulieferer IT-Dienstlei-ster Technologielieferanten und wissenschaftliche Institute ndash hat fuumlrdiese zukuumlnftige Ausrichtung deutscher Wirtschafts- und Innovations-politik im Rahmen von Industrie 40 maszliggebliche Vorarbeit geleistet undwichtige Impulse auch fuumlr andere Anwenderbranchen gegeben ImWesentlichen ist es in dem vom BMWi gefoumlrderten Projekt in seiner Lauf-zeit von 2010 bis 2012 gelungen den Zustand weltweit organisierterLogistikketten in der Automobilfertigung in Echtzeit zu erfassen GlobaleLogistikketten koumlnnen zukuumlnftig in Sekundenschnelle uumlberwacht undoptimal gesteuert werden insbesondere auch mit Blick auf Ressourcen-schonung und Energieeffizienz Der Ansatz ergaumlnzt den bisherigen EDI-gestuumltzten Auftragsbezug der Automobilindustrie in hervorragenderWeise

Dem Thema bdquoglobale Wertschoumlpfungsnetzwerkeldquo kommt bei RAN beson-dere Bedeutung zu weil individuelle Fahrzeugwuumlnsche von Kundenneue Antriebstechnologien und fortwaumlhrende Innovationen eine stetigwachsende Variantenvielfalt erzeugen die prozessual nur durch Reduk-tion der Fertigungstiefe beherrscht werden kann Dies fuumlhrt zur Entwick-lung komplexer und globaler Lieferantennetzwerke Die Lieferanten rei-chen dabei von Kleinbetrieben uumlber mittelstaumlndische Unternehmen bishin zu Konzernen und beliefern die Automobilhersteller aus der ganzen

Vorwort

6

Welt Die globale Anbindung der Lieferanten mit Schiff Bahn und LKWintegriert zusaumltzliche Unternehmen in den Produktionsablauf Diesekomplexen Netzwerke gilt es zum einen optimal zu steuern und zumanderen auf Marktaumlnderungen oder auch interne Veraumlnderungen undlogistische Herausforderungen flexibel reagieren zu lassen

Im Projekt RAN wurde mit standardisierten Prozessen fuumlr Produktion undLogistik unter Einsatz modernster RFID-Technik die Moumlglichkeit eineseffizienten Informationsaustausches mit Hilfe eines InfoBroker-Konzeptsfuumlr die gesamte Automobilindustrie geschaffen Erstmals wurde bran-chenweit eine Einigung uumlber standardisierte Methoden erzielt die alle ander Wertschoumlpfung beteiligten Unternehmen mit einbezieht und somiteine optimale firmenuumlbergreifende Auftragssteuerung ermoumlglicht

Die gemeinsam standardisierten Loumlsungen aus den RAN-Arbeitspaketenwurden in den Anwendungsbeispielen (Use Cases) prototypisch einge-setzt verifiziert und optimiert Einheitliche branchenweite Vorgabenerleichtern zukuumlnftig die Zusammenarbeit beim Design einer optimalenSupply Chain

Damit die im RAN-Projekt erzeugten Datenstandards zur Kommunikationim InfoBroker-Netzwerk in ihrer Weiterentwicklung nicht stehen bleibenwurden diese Standards jetzt dem RFID-Expertenkreis des VDA zur fort-laufenden Bearbeitung und Weiterentwicklung uumlbergeben Dies gilt auchfuumlr GS1 Germany die die neuen Anforderungen an die Daten im Sinneeines Standards weltweit absichern

Nach Projektende hat sich das Konsortium entschlossen den mit RAN ein-geschlagenen Weg weiterzugehen und hat dafuumlr im Fruumlhjahr 2013 einenInteressensverbund gegruumlndet der die Moumlglichkeiten und Herausforde-rungen fuumlr die Implementierung der RAN-Methodik in der deutschenAutomobilindustrie eroumlrtert und anschlieszligend in die Strukturen des VDAuumlberfuumlhrt RAN ist ein Musterbeispiel das auch auf viele andere Branchenuumlbertragen werden kann Insbesondere die Fragen des Datenzugangsund -zugriffs also das Governance-Konzept sind in Pionierarbeit geloumlstworden die Nachahmung verdient

Das hier vorliegende Buch zu RAN beschreibt die grundsaumltzliche Metho-dik fuumlr die Integration eines neuen Automotive-Partners in das RAN-Netz-werk in sehr anschaulicher Weise Es soll somit dem Management undden Projektleitern der Automobilindustrie aber auch potenziellen Nach-ahmern eine erste Uumlbersicht zum Designen einer optimalen Logistik-steuerung fuumlr die Automotive Supply Chain geben

Ich hoffe dass das Buch zu RAN Ihr Interesse findet und wuumlnsche Ihnenviel Erfolg bei der Realisierung moumlglicher Anwendungen

Dr Andreas Goerdeler Berlin im Juni 2014

7

Verwendete Abkuumlrzungen

ABV Automotive Business VocabularyALE Application Level EventAP ArbeitspaketASN Advance Shipping Notice

(Versandanzeige)BIC Bureau International des Contain-

ers et du Transport IntermodalBIBA Bremer Institut fuumlr Produktion

und Logistik GmbHBMWi Bundesministerium fuumlr Wirtschaft

und Technologiebtt business transaction typeCBV Core Business VocabularyCIN Company Identification CodeCKD Completely Knocked DownCO2 KohlenstoffdioxidCPI ComponentPart IdentifierDELFOR Delivery Forecast (Lieferabruf)DELJIT Delivers Just-in-Time (Feinabruf)DIN Deutsches Institut fuumlr Normung

e VDIS Demonstrations- Informations-

und SchulungszentrumDMZ Demilitarized ZoneDUNS Data Universal Numbering

SystemEDI Electronic Data InterchangeEDIFACT Electronic Data Interchange For

Administration Commerce and Transport

EDL Externer DienstleisterEMV Elektromagnetische Vertraumlglich-

keitEPC Electronic Product CodeEPCIS Electronic Product Code Informa-

tion ServicesEPK Ereignisgesteuerte ProzesskettenERP Enterprise Resource PlanningETA Estimated Time of ArrivaleTS easyTracing SystemFIN FahrzeugidentifikationsnummerFMEA Fehlermoumlglichkeits- und Einfluss-

analyseFTS Fahrerloses TransportsystemGIAI Global Individual Asset IdentifierGPAL Guumltegemeinschaft Paletten eVGPIK Global Parts Identification KeyGRAI Global Returnable Asset IdentifierGTIN Global Trade Item NumberHF High FrequencyHTTP Hypertext Transfer ProtocolHTTPS Hypertext Transfer Protocol

Secure

IAC Issuing Agency CodeID Erkennungsmerkmal des

ObjektesIML Fraunhofer-Institut fuumlr Material-

fluss und Logistik IR Item ReferenceISO International Organization for

StandardizationIT Informationstechnikiwb Institut fuumlr Werkzeugmaschinen

und Betriebswissenschaften Tech-nische Universitaumlt Muumlnchen

JIS Just-in-SequenceKLT KleinladungstraumlgerKMU Kleine und mittlere UnternehmenKVP Kontinuierlicher Verbesserungs-

prozessLAS Logistisches AssistenzsystemLDL LogistikdienstleisterLT LadungstraumlgerMES Manufacturing Execution SystemNVE Nummer der VersandeinheitOEM Original Equipment ManufacturerPAS ProduktionsassistenzsystemQS QualitaumltssicherungRAN RFID-based Automotive NetworksRFID Radio Frequency IdentificationSCM Supply Chain ManagementSGLN Serialisierte Globale Lokations-

nummerSGTIN Serialized Global Trade Item

NumberSKD Semi Knocked DownSN SeriennummerSSCC Serial Shipping Container CodeTCP Transmission Control ProtocolTR Technische RichtlinieUC Use CaseUHF Ultra High FrequencyUID Unique IdentifierUM User MemoryUMTS Universal Mobile Telecommunica-

tions SystemUN United Nations Code for Trade and LOCODE Transport LocationsUUID Universally Unique IdentifierVDA Verband der AutomobilindustrieVIN Vehicle Identification NumberWLAN Wireless Local Area NetworkXML Extensible Markup Language

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Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Das RAN-Projektkonsortium 20Abbildung 2 Aktueller Informationsaustausch zwischen den

Akteuren der Automobilindustrie 21Abbildung 3 Beispiele fuumlr Verschwendungen in der Supply Chain 22Abbildung 4 Die RAN-Vision 22Abbildung 5 Das EPCIS-Event 24Abbildung 6 Positionierung des logistischen Assistenzsystems

(LAS) 27Abbildung 7 Standardisierung bei RAN 28Abbildung 8 Organisation der Arbeitspakete und Use Cases 29Abbildung 9 Prozesskette im Use Case Fertigfahrzeuge ndash Quali-

taumltssicherung und Distribution 30Abbildung 10 Assistenzsystem easyTracing 31Abbildung 11 Praxistests des mobilen RFID-Gates an der Schiffs-

entladung 34Abbildung 12 Behaumlltermanagement 36Abbildung 13 Vision des Use Case 4 40Abbildung 14 Getaggte Motorladungstraumlger 41Abbildung 15 RFID-gestuumltzte Sitzproduktion bei KeiperJohnson

Controls 44Abbildung 16 Stoszligfaumlnger-Identifizierung per RFID-Scanner beim

Systemlieferanten REHAU 47Abbildung 17 RFID-gestuumltzte Uumlberwachung und Steuerung der

Stoszligfaumlngerlieferungen 47Abbildung 18 Automatische Quittierung des Greifbereichs mittels

RFID-Armband 48Abbildung 19 RFID-Integration von der Fertigung bis zum Kunden 50Abbildung 20 Lieferkette der RAN-Referenzanlage 53Abbildung 21 RAN-Referenzanlage Moorenbrunn mit erweiterter

RFID-Hardware 54Abbildung 22 Mobiler RAN-Demonstrator bdquoSitzefertigungldquo 54Abbildung 23 RAN-Demonstrationsplattform am iwb 55Abbildung 24 Lieferkette und ausgetauschte RAN-Events im

Demonstrator des Fraunhofer IML 57Abbildung 25 Demonstration der Analyse von Handlungsalterna-

tiven mit Hilfe von RAN-Assistenzsystemen 58Abbildung 26 Demonstrations- Informations- und Schulungs-

zentrum des BIBA in Bremen 59Abbildung 27 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners

Teil 1 61

Abbildungsverzeichnis

9

Abbildung 28 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners Teil 2 62

Abbildung 29 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66Abbildung 30 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 72Abbildung 31 EPCglobal Architecture Framework 78Abbildung 32 Uumlbersicht Aktivitaumlten Daten und Datenstrukturen 79Abbildung 33 Nummerierung von Produkten und Produkt-

verpackungen 83Abbildung 34 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 85Abbildung 35 RAN-InfoBroker-Netzwerk 88Abbildung 36 Ablauf zur Implementierung des RAN-InfoBroker 91Abbildung 37 Beispiel fuumlr ein operationales Modell 93Abbildung 38 EPCIS-Repository im Intranet InfoBroker-Repository

in der DMZ 95Abbildung 39 Integration des Repositories in die Unternehmens-

architektur 96Abbildung 40 Entwicklungsstufen logistischer Assistenzsysteme 99Abbildung 41 RAN-Assistenzsystemfunktionalitaumlten 100Abbildung 42 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungs-

klassen 106Abbildung 43 Phasen der Bewertung 109Abbildung 44 Beteiligte am Bewertungsprozess 111Abbildung 45 Ablauf der Bewertung 112Abbildung 46 Kalkulationsstruktur und Prozessmodellierung in

euroCO2Calc 113Abbildung 47 EPK Darstellung 1 117Abbildung 48 EPK Darstellung 2 117Abbildung 49 EPK Darstellung 3 117Abbildung 50 EPK Darstellung 4 118Abbildung 51 Beispielhafte Prozessaggregation Wareneingang 119Abbildung 52 Beispielhafte Prozessaggregation Produktion 120Abbildung 53 Bedingung RAN Fertigung 133Abbildung 54 Bedingung RAN Montage 135Abbildung 55 Bedingung RAN Demontage 138Abbildung 56 Bedingung RAN Qualitaumltssicherung 140Abbildung 57 Eventtypen 143Abbildung 58 Vereinfachte Supply Chain 163Abbildung 59 Datenaustausch fuumlr durchgaumlngige Transparenz 164Abbildung 60 InfoBroker-Blockdiagramm 165Abbildung 61 RAN-InfoBroker ndash Netzwerk foumlderierter Repositories 166Abbildung 62 Schichten der EPCIS 172Abbildung 63 Systemkontext des RAN-InfoBroker 175Abbildung 64 InfoBroker-Systemarchitektur 176Abbildung 65 RAN-InfoBroker-Erweiterungen zum EPCIS-Standard 178Abbildung 66 RAN-InfoBroker Architektur-Komponenten 179Abbildung 67 RAN Security Policy Modell 180

Abbildungsverzeichnis

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Abbildung 68 Administrationsdatenmodell 180Abbildung 69 Beispiel Filtermechanismen 181Abbildung 70 Erweitertes RAN-Query-Interface 182Abbildung 71 Benutzerschnittstelle des eTS (links) und Middleware-

komponente (rechts) 184Abbildung 72 Komponenten des easyTracing Systems 185Abbildung 73 Vorder- und Ruumlckseite des easyTracing Systems 186Abbildung 74 Test des easyTracing Systems auf dem Autoterminal

der BLG LOGISTICS 187Abbildung 75 Schematischer Aufbau des Mojix Systems 189Abbildung 76 Mojix-Testdatenerfassung im Qualitaumltssicherungs-

bereich von Daimler 190Abbildung 77 Installation der RFID-Modenverwirbelungstechnik

am Gabelstapler 192Abbildung 78 Test der RFID-Modenverwirbelungstechnik bei

der Containerbe- und -entladung 193Abbildung 79 Komponenten fuumlr das JIS-Gate JIS-Warentraumlger und

Konzept des neuentwickelten JIS Gate 195Abbildung 80 Anbindung von JIS-Gate an InfoBroker 196Abbildung 81 Echtzeit-Visualisierung des JIS-Gate 198Abbildung 82 Kanban-Regal 200Abbildung 83 Beispiel Konfiguration vom Regal zusammen

mit KLTs und Kanbankarten 200Abbildung 84 Echtzeit-Visualisierung der Regal-Loumlsung 201Abbildung 85 Schritte der Bewertungsmethodik 202Abbildung 86 Systemgrenze der Bewertung 204Abbildung 87 RFID-System 207Abbildung 88 Beispielhaftes Ordnungsschema zur Identifikation

zusaumltzlicher Aufwaumlnde 208Abbildung 89 Kategorisierung zur Einordnung der Nutzen-

potenziale 210Abbildung 90 Positive Auswirkungen auf die Ressourceneffizienz 211Abbildung 91 Kriterien zur Auswahl relevanter Nutzenpotenziale 212Abbildung 92 Verschiedene Basen bei der Berechnung interner

und externer Effekte 215Abbildung 93 Quantitative und qualitative Effekte 215Abbildung 94 Fehlerfolgekette 218Abbildung 95 Beispiel fuumlr Fehlerfolgekette 218Abbildung 96 Vorgehen zur Quantifizierung der Ressourceneffekte 221Abbildung 97 Verrechnung von Nutzen und Aufwaumlnden 222Abbildung 98 Verrechnungsstruktur der Oumlkobilanz 223Abbildung 99 Integration von Unsicherheiten in die Bewertung 225Abbildung 100 Schwerpunkte der Analyse 226Abbildung 101 Umsetzungsfaumllle der RAN-Konzepte bei Bosch 229Abbildung 102 Belieferungsprozess mit Verbrauchssteuerung

bei Bosch 230Abbildung 103 Lieferantenanbindung an Bosch 231

Abbildungsverzeichnis

11

Abbildung 104 Datenaustausch im Umsetzungsfall KMU-Integration 232Abbildung 105 Der RAN-Loumlsungsansatz im Umsetzungsfall

KMU-Integration 234Abbildung 106 Der Workflow im KMU-Assistenzsystem 235Abbildung 107 Erfassung von Abrufinformationen (Kanban-Abrufe) 236Abbildung 108 Erfassung von Packstuumlcken 236Abbildung 109 Uumlbermittlung der RAN-Events 236Abbildung 110 Umsetzungsfall bdquoProduktion und interne Logistikldquo 239Abbildung 111 Regelkreise innerhalb eines Produktionswerkes

(vereinfachte Darstellung) 240Abbildung 112 Bosch-internes Datenaustauschkonzept mittels

InfoBroker 241Abbildung 113 RFID-Integration in den internen physischen

Warenfluss 243Abbildung 114 RFID im Nachschubprozess fuumlr Verpackungsmaterial 244Abbildung 115 RFID in Fertigungs- und Montageprozessen 245Abbildung 116 Beispiele der eingesetzten Erfassungsklassen im

Bosch Use Case 247Abbildung 117 Verteilung der Systemruumlckmeldezeiten im internen

Kanbanprozess 248Abbildung 118 Realisierung einer Ship-from-Line-Anbindung an

ein Bosch-Werk 249Abbildung 119 RFID bei der Einbindung des Kunden in die

Verbrauchssteuerung 252Abbildung 120 Erzeugung eines RAN-konformen Events in der

Produktion 253Abbildung 121 Erzeugung und Austausch eines RAN-konformen

Events beim Verpacken 253Abbildung 122 Events auf Seiten des Lieferwerkes bei der Kunden-

anbindung (Skizze) 255Abbildung 123 Eventbasierter Datenaustausch in der Lieferkette

bis zum Endkunden 257

12

Inhaltsverzeichnis

Vorwort 5

Abbildungsverzeichnis 8

1 Einleitung 18

2 Motivation ndash Das Projekt bdquoRFID-basedAutomotive Networkldquo 21

21 Transparenz in Logistiknetzwerken der Automobilindustrie 2122 RFID bei RAN 2523 RAN-Assistenzsysteme 26231 Was sind RAN-Assistenzsysteme 26232 Ein Stufenkonzept zur Entwicklung von logistischen

Assistenzsystemen 2724 Standardisierung 2725 Die RAN-Matrixorganisation Arbeitspakete (APs) und

Use Cases (UCs) 2926 Die RAN UCs 30261 UC 1 Fertigfahrzeuge Qualitaumltssicherung und Distribution ndash

BLGDaimler 30262 UC 2 Behaumlltermanagement ndash BMWDHL 35263 UC 3 Lieferkette vom Tier 2 uumlber Tier 1 bis zum OEM

verbrauchsgesteuert ndash Bosch 38264 UC 4 Lange Prozesskette ndash DaimlerBLG 39265 UC 5 Fahrzeugsitze Just-in-Sequence (JIS) ndash

Johnson Controls 41266 UC 6 Stoszligfaumlnger JIS ndash REHAUDaimler 45267 UC 7 Von der Fertigung bis zum Kunden End-to-End

Control Opel 4927 Die RAN-Demonstrationsplattformen 52271 RAN-Referenzanlage bei Siemens 52272 iwb-Referenzanlage 55273 RAN-Demonstrationsplattform am Fraunhofer IML 56274 RAN-Demonstrationsplattform am BIBA 58

3 Von der Idee zur Umsetzung ndash ein Leitfaden 60

31 Einleitung 60311 Zielsetzung des RAN-Integrationskonzepts 60312 Ablaufdiagramm der RAN-Partnerintegration 6132 Steuerungsszenario 62321 Einfuumlhrung des Steuerungsszenarios 63

Inhaltsverzeichnis

13

322 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66323 Hinweise zur Anwendung mehrerer Steuerungsszenarios 6733 Prozessbaukasten 68331 Inhalt des Prozessbaukastens 68332 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 7134 Daten amp Datenstrukturen 73341 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 73342 Ablauf zur Auswahl der erforderlichen Datenstrukturen 8535 RAN-InfoBroker und RAN-Assistenzsysteme 87351 Beschreibung des RAN-InfoBroker 87352 Erweiterungen des RAN-InfoBroker 89353 Teilnahme am RAN-Netzwerk 90354 Ablauf zur Integration eines RAN-InfoBroker 90355 Logistische Assistenzsysteme im Kontext von RAN 9836 RFID-Hardware 102361 Inhalt des Dokuments bdquoRAN RFID-Equipment Aufbau und

Betriebldquo 102362 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungsklassen 10537 Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz 108371 Bewertung der Implementierung des RAN-Konzepts 108372 Einsatzzeitpunkt der Bewertung 109373 Organisatorische Rahmenbedingungen 110374 Ablauf der Bewertung 111375 Anwendungsunterstuumltzung bei der Bewertung 113

4 Der RAN-Prozessbaukasten 116

41 Einleitung 116411 Modellierungsrichtlinien der Prozessbausteine 116412 Relevante IT-Systeme in den Prozessmodellen 118413 Voll- und Leergutprozesse 118414 Nacharbeitsprozess 119415 Prozessaggregationen 11942 Erlaumluterung der Prozessbausteine 120421 Innerbetriebliche Logistikprozesse 120422 Auszligerbetriebliche Logistikprozesse 131423 Produktions- und Qualitaumltsprozesse 133

5 Das RAN-Vokabular 142

51 EPCIS-Eventtypen 14252 Eindeutige Identifikation in den Events 142521 Vorbemerkung 144522 Produkte 144523 Behaumllter 145524 Existierende IDs 145525 Lokationen 14553 Vokabularerweiterungen 147531 bizStep 147

Inhaltsverzeichnis

14

532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie detaillierte bibliografische Daten sind im Internet uumlber httpdnbd-nbde abrufbar

Autoren und Verlag haben alle Texte in diesem Buch mit groszliger Sorgfalt erarbeitet Dennoch koumlnnen Fehler nicht ausgeschlossen werden Eine Haftung des Verlags oder der Autoren gleich aus welchem Rechtsgrund ist ausgeschlossen Die in diesem Buch wiedergegebenen Bezeichnungen koumlnnen Warenzeichen sein deren Benutzung durch Dritte fuumlr deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann

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Print ISBN 978-3-89578-440-8 ePDF ISBN 978-3-89578-915-1

Herausgeber Siemens Aktiengesellschaft Berlin und Muumlnchen Verlag Publicis Publishing Erlangen copy 2014 by Publicis Erlangen Zweigniederlassung der PWW GmbH

Das Werk einschlieszliglich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschuumltzt Jede Verwendung auszligerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulaumlssig und strafbar Das gilt insbesondere fuumlr Vervielfaumlltigungen Uumlbersetzungen Mikroverfilmungen Bearbeitungen sonstiger Art sowie fuumlr die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen Dies gilt auch fuumlr die Entnahme von einzelnen Abbildungen und bei auszugsweiser Verwertung von Texten

Printed in Germany

5

Vorwort

Dr Andreas Goerdeler Unterabteilungsleiter Informationsgesellschaft Medien im BMWi (Bundesministerium fuumlr Wirtschaft und Energie)

Das in die vierte industrielle Revolution fuumlhrende Zukunftsprojekt bdquoIn-dustrie 40ldquo ist eines der wichtigsten Vorhaben der digitalen Agenda derneuen Bundesregierung Mit spezifischen Foumlrdermaszlignahmen zielt dasBMWi beim Zukunftsprojekt bdquoIndustrie 40ldquo darauf ab die vernetzteinternetbasierte Steuerung von Produktionsprozessen und Logistik vor-anzubringen und die internationale Wettbewerbsfaumlhigkeit des industri-ellen Standorts weiter zu staumlrken Es geht dabei um neue Methoden fuumlreine flexible hoch anpassungsfaumlhige und kundenzentrierte Produktiondie zudem energieeffizient und ressourcenschonend sein soll Cyberphy-sische Systeme die die Bruumlcke zwischen Komponenten der Produktionund dem Internet bilden ermoumlglichen dabei in der Fabrik und uumlber Un-ternehmensgrenzen hinweg neue Formen einer vernetzten intelligentenProduktion

Das Konsortium des RAN-Projekts (RFID-based Automotive Network) ndashvertreten durch namhafte deutsche OEMs Teilezulieferer IT-Dienstlei-ster Technologielieferanten und wissenschaftliche Institute ndash hat fuumlrdiese zukuumlnftige Ausrichtung deutscher Wirtschafts- und Innovations-politik im Rahmen von Industrie 40 maszliggebliche Vorarbeit geleistet undwichtige Impulse auch fuumlr andere Anwenderbranchen gegeben ImWesentlichen ist es in dem vom BMWi gefoumlrderten Projekt in seiner Lauf-zeit von 2010 bis 2012 gelungen den Zustand weltweit organisierterLogistikketten in der Automobilfertigung in Echtzeit zu erfassen GlobaleLogistikketten koumlnnen zukuumlnftig in Sekundenschnelle uumlberwacht undoptimal gesteuert werden insbesondere auch mit Blick auf Ressourcen-schonung und Energieeffizienz Der Ansatz ergaumlnzt den bisherigen EDI-gestuumltzten Auftragsbezug der Automobilindustrie in hervorragenderWeise

Dem Thema bdquoglobale Wertschoumlpfungsnetzwerkeldquo kommt bei RAN beson-dere Bedeutung zu weil individuelle Fahrzeugwuumlnsche von Kundenneue Antriebstechnologien und fortwaumlhrende Innovationen eine stetigwachsende Variantenvielfalt erzeugen die prozessual nur durch Reduk-tion der Fertigungstiefe beherrscht werden kann Dies fuumlhrt zur Entwick-lung komplexer und globaler Lieferantennetzwerke Die Lieferanten rei-chen dabei von Kleinbetrieben uumlber mittelstaumlndische Unternehmen bishin zu Konzernen und beliefern die Automobilhersteller aus der ganzen

Vorwort

6

Welt Die globale Anbindung der Lieferanten mit Schiff Bahn und LKWintegriert zusaumltzliche Unternehmen in den Produktionsablauf Diesekomplexen Netzwerke gilt es zum einen optimal zu steuern und zumanderen auf Marktaumlnderungen oder auch interne Veraumlnderungen undlogistische Herausforderungen flexibel reagieren zu lassen

Im Projekt RAN wurde mit standardisierten Prozessen fuumlr Produktion undLogistik unter Einsatz modernster RFID-Technik die Moumlglichkeit eineseffizienten Informationsaustausches mit Hilfe eines InfoBroker-Konzeptsfuumlr die gesamte Automobilindustrie geschaffen Erstmals wurde bran-chenweit eine Einigung uumlber standardisierte Methoden erzielt die alle ander Wertschoumlpfung beteiligten Unternehmen mit einbezieht und somiteine optimale firmenuumlbergreifende Auftragssteuerung ermoumlglicht

Die gemeinsam standardisierten Loumlsungen aus den RAN-Arbeitspaketenwurden in den Anwendungsbeispielen (Use Cases) prototypisch einge-setzt verifiziert und optimiert Einheitliche branchenweite Vorgabenerleichtern zukuumlnftig die Zusammenarbeit beim Design einer optimalenSupply Chain

Damit die im RAN-Projekt erzeugten Datenstandards zur Kommunikationim InfoBroker-Netzwerk in ihrer Weiterentwicklung nicht stehen bleibenwurden diese Standards jetzt dem RFID-Expertenkreis des VDA zur fort-laufenden Bearbeitung und Weiterentwicklung uumlbergeben Dies gilt auchfuumlr GS1 Germany die die neuen Anforderungen an die Daten im Sinneeines Standards weltweit absichern

Nach Projektende hat sich das Konsortium entschlossen den mit RAN ein-geschlagenen Weg weiterzugehen und hat dafuumlr im Fruumlhjahr 2013 einenInteressensverbund gegruumlndet der die Moumlglichkeiten und Herausforde-rungen fuumlr die Implementierung der RAN-Methodik in der deutschenAutomobilindustrie eroumlrtert und anschlieszligend in die Strukturen des VDAuumlberfuumlhrt RAN ist ein Musterbeispiel das auch auf viele andere Branchenuumlbertragen werden kann Insbesondere die Fragen des Datenzugangsund -zugriffs also das Governance-Konzept sind in Pionierarbeit geloumlstworden die Nachahmung verdient

Das hier vorliegende Buch zu RAN beschreibt die grundsaumltzliche Metho-dik fuumlr die Integration eines neuen Automotive-Partners in das RAN-Netz-werk in sehr anschaulicher Weise Es soll somit dem Management undden Projektleitern der Automobilindustrie aber auch potenziellen Nach-ahmern eine erste Uumlbersicht zum Designen einer optimalen Logistik-steuerung fuumlr die Automotive Supply Chain geben

Ich hoffe dass das Buch zu RAN Ihr Interesse findet und wuumlnsche Ihnenviel Erfolg bei der Realisierung moumlglicher Anwendungen

Dr Andreas Goerdeler Berlin im Juni 2014

7

Verwendete Abkuumlrzungen

ABV Automotive Business VocabularyALE Application Level EventAP ArbeitspaketASN Advance Shipping Notice

(Versandanzeige)BIC Bureau International des Contain-

ers et du Transport IntermodalBIBA Bremer Institut fuumlr Produktion

und Logistik GmbHBMWi Bundesministerium fuumlr Wirtschaft

und Technologiebtt business transaction typeCBV Core Business VocabularyCIN Company Identification CodeCKD Completely Knocked DownCO2 KohlenstoffdioxidCPI ComponentPart IdentifierDELFOR Delivery Forecast (Lieferabruf)DELJIT Delivers Just-in-Time (Feinabruf)DIN Deutsches Institut fuumlr Normung

e VDIS Demonstrations- Informations-

und SchulungszentrumDMZ Demilitarized ZoneDUNS Data Universal Numbering

SystemEDI Electronic Data InterchangeEDIFACT Electronic Data Interchange For

Administration Commerce and Transport

EDL Externer DienstleisterEMV Elektromagnetische Vertraumlglich-

keitEPC Electronic Product CodeEPCIS Electronic Product Code Informa-

tion ServicesEPK Ereignisgesteuerte ProzesskettenERP Enterprise Resource PlanningETA Estimated Time of ArrivaleTS easyTracing SystemFIN FahrzeugidentifikationsnummerFMEA Fehlermoumlglichkeits- und Einfluss-

analyseFTS Fahrerloses TransportsystemGIAI Global Individual Asset IdentifierGPAL Guumltegemeinschaft Paletten eVGPIK Global Parts Identification KeyGRAI Global Returnable Asset IdentifierGTIN Global Trade Item NumberHF High FrequencyHTTP Hypertext Transfer ProtocolHTTPS Hypertext Transfer Protocol

Secure

IAC Issuing Agency CodeID Erkennungsmerkmal des

ObjektesIML Fraunhofer-Institut fuumlr Material-

fluss und Logistik IR Item ReferenceISO International Organization for

StandardizationIT Informationstechnikiwb Institut fuumlr Werkzeugmaschinen

und Betriebswissenschaften Tech-nische Universitaumlt Muumlnchen

JIS Just-in-SequenceKLT KleinladungstraumlgerKMU Kleine und mittlere UnternehmenKVP Kontinuierlicher Verbesserungs-

prozessLAS Logistisches AssistenzsystemLDL LogistikdienstleisterLT LadungstraumlgerMES Manufacturing Execution SystemNVE Nummer der VersandeinheitOEM Original Equipment ManufacturerPAS ProduktionsassistenzsystemQS QualitaumltssicherungRAN RFID-based Automotive NetworksRFID Radio Frequency IdentificationSCM Supply Chain ManagementSGLN Serialisierte Globale Lokations-

nummerSGTIN Serialized Global Trade Item

NumberSKD Semi Knocked DownSN SeriennummerSSCC Serial Shipping Container CodeTCP Transmission Control ProtocolTR Technische RichtlinieUC Use CaseUHF Ultra High FrequencyUID Unique IdentifierUM User MemoryUMTS Universal Mobile Telecommunica-

tions SystemUN United Nations Code for Trade and LOCODE Transport LocationsUUID Universally Unique IdentifierVDA Verband der AutomobilindustrieVIN Vehicle Identification NumberWLAN Wireless Local Area NetworkXML Extensible Markup Language

8

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Das RAN-Projektkonsortium 20Abbildung 2 Aktueller Informationsaustausch zwischen den

Akteuren der Automobilindustrie 21Abbildung 3 Beispiele fuumlr Verschwendungen in der Supply Chain 22Abbildung 4 Die RAN-Vision 22Abbildung 5 Das EPCIS-Event 24Abbildung 6 Positionierung des logistischen Assistenzsystems

(LAS) 27Abbildung 7 Standardisierung bei RAN 28Abbildung 8 Organisation der Arbeitspakete und Use Cases 29Abbildung 9 Prozesskette im Use Case Fertigfahrzeuge ndash Quali-

taumltssicherung und Distribution 30Abbildung 10 Assistenzsystem easyTracing 31Abbildung 11 Praxistests des mobilen RFID-Gates an der Schiffs-

entladung 34Abbildung 12 Behaumlltermanagement 36Abbildung 13 Vision des Use Case 4 40Abbildung 14 Getaggte Motorladungstraumlger 41Abbildung 15 RFID-gestuumltzte Sitzproduktion bei KeiperJohnson

Controls 44Abbildung 16 Stoszligfaumlnger-Identifizierung per RFID-Scanner beim

Systemlieferanten REHAU 47Abbildung 17 RFID-gestuumltzte Uumlberwachung und Steuerung der

Stoszligfaumlngerlieferungen 47Abbildung 18 Automatische Quittierung des Greifbereichs mittels

RFID-Armband 48Abbildung 19 RFID-Integration von der Fertigung bis zum Kunden 50Abbildung 20 Lieferkette der RAN-Referenzanlage 53Abbildung 21 RAN-Referenzanlage Moorenbrunn mit erweiterter

RFID-Hardware 54Abbildung 22 Mobiler RAN-Demonstrator bdquoSitzefertigungldquo 54Abbildung 23 RAN-Demonstrationsplattform am iwb 55Abbildung 24 Lieferkette und ausgetauschte RAN-Events im

Demonstrator des Fraunhofer IML 57Abbildung 25 Demonstration der Analyse von Handlungsalterna-

tiven mit Hilfe von RAN-Assistenzsystemen 58Abbildung 26 Demonstrations- Informations- und Schulungs-

zentrum des BIBA in Bremen 59Abbildung 27 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners

Teil 1 61

Abbildungsverzeichnis

9

Abbildung 28 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners Teil 2 62

Abbildung 29 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66Abbildung 30 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 72Abbildung 31 EPCglobal Architecture Framework 78Abbildung 32 Uumlbersicht Aktivitaumlten Daten und Datenstrukturen 79Abbildung 33 Nummerierung von Produkten und Produkt-

verpackungen 83Abbildung 34 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 85Abbildung 35 RAN-InfoBroker-Netzwerk 88Abbildung 36 Ablauf zur Implementierung des RAN-InfoBroker 91Abbildung 37 Beispiel fuumlr ein operationales Modell 93Abbildung 38 EPCIS-Repository im Intranet InfoBroker-Repository

in der DMZ 95Abbildung 39 Integration des Repositories in die Unternehmens-

architektur 96Abbildung 40 Entwicklungsstufen logistischer Assistenzsysteme 99Abbildung 41 RAN-Assistenzsystemfunktionalitaumlten 100Abbildung 42 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungs-

klassen 106Abbildung 43 Phasen der Bewertung 109Abbildung 44 Beteiligte am Bewertungsprozess 111Abbildung 45 Ablauf der Bewertung 112Abbildung 46 Kalkulationsstruktur und Prozessmodellierung in

euroCO2Calc 113Abbildung 47 EPK Darstellung 1 117Abbildung 48 EPK Darstellung 2 117Abbildung 49 EPK Darstellung 3 117Abbildung 50 EPK Darstellung 4 118Abbildung 51 Beispielhafte Prozessaggregation Wareneingang 119Abbildung 52 Beispielhafte Prozessaggregation Produktion 120Abbildung 53 Bedingung RAN Fertigung 133Abbildung 54 Bedingung RAN Montage 135Abbildung 55 Bedingung RAN Demontage 138Abbildung 56 Bedingung RAN Qualitaumltssicherung 140Abbildung 57 Eventtypen 143Abbildung 58 Vereinfachte Supply Chain 163Abbildung 59 Datenaustausch fuumlr durchgaumlngige Transparenz 164Abbildung 60 InfoBroker-Blockdiagramm 165Abbildung 61 RAN-InfoBroker ndash Netzwerk foumlderierter Repositories 166Abbildung 62 Schichten der EPCIS 172Abbildung 63 Systemkontext des RAN-InfoBroker 175Abbildung 64 InfoBroker-Systemarchitektur 176Abbildung 65 RAN-InfoBroker-Erweiterungen zum EPCIS-Standard 178Abbildung 66 RAN-InfoBroker Architektur-Komponenten 179Abbildung 67 RAN Security Policy Modell 180

Abbildungsverzeichnis

10

Abbildung 68 Administrationsdatenmodell 180Abbildung 69 Beispiel Filtermechanismen 181Abbildung 70 Erweitertes RAN-Query-Interface 182Abbildung 71 Benutzerschnittstelle des eTS (links) und Middleware-

komponente (rechts) 184Abbildung 72 Komponenten des easyTracing Systems 185Abbildung 73 Vorder- und Ruumlckseite des easyTracing Systems 186Abbildung 74 Test des easyTracing Systems auf dem Autoterminal

der BLG LOGISTICS 187Abbildung 75 Schematischer Aufbau des Mojix Systems 189Abbildung 76 Mojix-Testdatenerfassung im Qualitaumltssicherungs-

bereich von Daimler 190Abbildung 77 Installation der RFID-Modenverwirbelungstechnik

am Gabelstapler 192Abbildung 78 Test der RFID-Modenverwirbelungstechnik bei

der Containerbe- und -entladung 193Abbildung 79 Komponenten fuumlr das JIS-Gate JIS-Warentraumlger und

Konzept des neuentwickelten JIS Gate 195Abbildung 80 Anbindung von JIS-Gate an InfoBroker 196Abbildung 81 Echtzeit-Visualisierung des JIS-Gate 198Abbildung 82 Kanban-Regal 200Abbildung 83 Beispiel Konfiguration vom Regal zusammen

mit KLTs und Kanbankarten 200Abbildung 84 Echtzeit-Visualisierung der Regal-Loumlsung 201Abbildung 85 Schritte der Bewertungsmethodik 202Abbildung 86 Systemgrenze der Bewertung 204Abbildung 87 RFID-System 207Abbildung 88 Beispielhaftes Ordnungsschema zur Identifikation

zusaumltzlicher Aufwaumlnde 208Abbildung 89 Kategorisierung zur Einordnung der Nutzen-

potenziale 210Abbildung 90 Positive Auswirkungen auf die Ressourceneffizienz 211Abbildung 91 Kriterien zur Auswahl relevanter Nutzenpotenziale 212Abbildung 92 Verschiedene Basen bei der Berechnung interner

und externer Effekte 215Abbildung 93 Quantitative und qualitative Effekte 215Abbildung 94 Fehlerfolgekette 218Abbildung 95 Beispiel fuumlr Fehlerfolgekette 218Abbildung 96 Vorgehen zur Quantifizierung der Ressourceneffekte 221Abbildung 97 Verrechnung von Nutzen und Aufwaumlnden 222Abbildung 98 Verrechnungsstruktur der Oumlkobilanz 223Abbildung 99 Integration von Unsicherheiten in die Bewertung 225Abbildung 100 Schwerpunkte der Analyse 226Abbildung 101 Umsetzungsfaumllle der RAN-Konzepte bei Bosch 229Abbildung 102 Belieferungsprozess mit Verbrauchssteuerung

bei Bosch 230Abbildung 103 Lieferantenanbindung an Bosch 231

Abbildungsverzeichnis

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Abbildung 104 Datenaustausch im Umsetzungsfall KMU-Integration 232Abbildung 105 Der RAN-Loumlsungsansatz im Umsetzungsfall

KMU-Integration 234Abbildung 106 Der Workflow im KMU-Assistenzsystem 235Abbildung 107 Erfassung von Abrufinformationen (Kanban-Abrufe) 236Abbildung 108 Erfassung von Packstuumlcken 236Abbildung 109 Uumlbermittlung der RAN-Events 236Abbildung 110 Umsetzungsfall bdquoProduktion und interne Logistikldquo 239Abbildung 111 Regelkreise innerhalb eines Produktionswerkes

(vereinfachte Darstellung) 240Abbildung 112 Bosch-internes Datenaustauschkonzept mittels

InfoBroker 241Abbildung 113 RFID-Integration in den internen physischen

Warenfluss 243Abbildung 114 RFID im Nachschubprozess fuumlr Verpackungsmaterial 244Abbildung 115 RFID in Fertigungs- und Montageprozessen 245Abbildung 116 Beispiele der eingesetzten Erfassungsklassen im

Bosch Use Case 247Abbildung 117 Verteilung der Systemruumlckmeldezeiten im internen

Kanbanprozess 248Abbildung 118 Realisierung einer Ship-from-Line-Anbindung an

ein Bosch-Werk 249Abbildung 119 RFID bei der Einbindung des Kunden in die

Verbrauchssteuerung 252Abbildung 120 Erzeugung eines RAN-konformen Events in der

Produktion 253Abbildung 121 Erzeugung und Austausch eines RAN-konformen

Events beim Verpacken 253Abbildung 122 Events auf Seiten des Lieferwerkes bei der Kunden-

anbindung (Skizze) 255Abbildung 123 Eventbasierter Datenaustausch in der Lieferkette

bis zum Endkunden 257

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort 5

Abbildungsverzeichnis 8

1 Einleitung 18

2 Motivation ndash Das Projekt bdquoRFID-basedAutomotive Networkldquo 21

21 Transparenz in Logistiknetzwerken der Automobilindustrie 2122 RFID bei RAN 2523 RAN-Assistenzsysteme 26231 Was sind RAN-Assistenzsysteme 26232 Ein Stufenkonzept zur Entwicklung von logistischen

Assistenzsystemen 2724 Standardisierung 2725 Die RAN-Matrixorganisation Arbeitspakete (APs) und

Use Cases (UCs) 2926 Die RAN UCs 30261 UC 1 Fertigfahrzeuge Qualitaumltssicherung und Distribution ndash

BLGDaimler 30262 UC 2 Behaumlltermanagement ndash BMWDHL 35263 UC 3 Lieferkette vom Tier 2 uumlber Tier 1 bis zum OEM

verbrauchsgesteuert ndash Bosch 38264 UC 4 Lange Prozesskette ndash DaimlerBLG 39265 UC 5 Fahrzeugsitze Just-in-Sequence (JIS) ndash

Johnson Controls 41266 UC 6 Stoszligfaumlnger JIS ndash REHAUDaimler 45267 UC 7 Von der Fertigung bis zum Kunden End-to-End

Control Opel 4927 Die RAN-Demonstrationsplattformen 52271 RAN-Referenzanlage bei Siemens 52272 iwb-Referenzanlage 55273 RAN-Demonstrationsplattform am Fraunhofer IML 56274 RAN-Demonstrationsplattform am BIBA 58

3 Von der Idee zur Umsetzung ndash ein Leitfaden 60

31 Einleitung 60311 Zielsetzung des RAN-Integrationskonzepts 60312 Ablaufdiagramm der RAN-Partnerintegration 6132 Steuerungsszenario 62321 Einfuumlhrung des Steuerungsszenarios 63

Inhaltsverzeichnis

13

322 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66323 Hinweise zur Anwendung mehrerer Steuerungsszenarios 6733 Prozessbaukasten 68331 Inhalt des Prozessbaukastens 68332 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 7134 Daten amp Datenstrukturen 73341 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 73342 Ablauf zur Auswahl der erforderlichen Datenstrukturen 8535 RAN-InfoBroker und RAN-Assistenzsysteme 87351 Beschreibung des RAN-InfoBroker 87352 Erweiterungen des RAN-InfoBroker 89353 Teilnahme am RAN-Netzwerk 90354 Ablauf zur Integration eines RAN-InfoBroker 90355 Logistische Assistenzsysteme im Kontext von RAN 9836 RFID-Hardware 102361 Inhalt des Dokuments bdquoRAN RFID-Equipment Aufbau und

Betriebldquo 102362 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungsklassen 10537 Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz 108371 Bewertung der Implementierung des RAN-Konzepts 108372 Einsatzzeitpunkt der Bewertung 109373 Organisatorische Rahmenbedingungen 110374 Ablauf der Bewertung 111375 Anwendungsunterstuumltzung bei der Bewertung 113

4 Der RAN-Prozessbaukasten 116

41 Einleitung 116411 Modellierungsrichtlinien der Prozessbausteine 116412 Relevante IT-Systeme in den Prozessmodellen 118413 Voll- und Leergutprozesse 118414 Nacharbeitsprozess 119415 Prozessaggregationen 11942 Erlaumluterung der Prozessbausteine 120421 Innerbetriebliche Logistikprozesse 120422 Auszligerbetriebliche Logistikprozesse 131423 Produktions- und Qualitaumltsprozesse 133

5 Das RAN-Vokabular 142

51 EPCIS-Eventtypen 14252 Eindeutige Identifikation in den Events 142521 Vorbemerkung 144522 Produkte 144523 Behaumllter 145524 Existierende IDs 145525 Lokationen 14553 Vokabularerweiterungen 147531 bizStep 147

Inhaltsverzeichnis

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532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199

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Vorwort

Dr Andreas Goerdeler Unterabteilungsleiter Informationsgesellschaft Medien im BMWi (Bundesministerium fuumlr Wirtschaft und Energie)

Das in die vierte industrielle Revolution fuumlhrende Zukunftsprojekt bdquoIn-dustrie 40ldquo ist eines der wichtigsten Vorhaben der digitalen Agenda derneuen Bundesregierung Mit spezifischen Foumlrdermaszlignahmen zielt dasBMWi beim Zukunftsprojekt bdquoIndustrie 40ldquo darauf ab die vernetzteinternetbasierte Steuerung von Produktionsprozessen und Logistik vor-anzubringen und die internationale Wettbewerbsfaumlhigkeit des industri-ellen Standorts weiter zu staumlrken Es geht dabei um neue Methoden fuumlreine flexible hoch anpassungsfaumlhige und kundenzentrierte Produktiondie zudem energieeffizient und ressourcenschonend sein soll Cyberphy-sische Systeme die die Bruumlcke zwischen Komponenten der Produktionund dem Internet bilden ermoumlglichen dabei in der Fabrik und uumlber Un-ternehmensgrenzen hinweg neue Formen einer vernetzten intelligentenProduktion

Das Konsortium des RAN-Projekts (RFID-based Automotive Network) ndashvertreten durch namhafte deutsche OEMs Teilezulieferer IT-Dienstlei-ster Technologielieferanten und wissenschaftliche Institute ndash hat fuumlrdiese zukuumlnftige Ausrichtung deutscher Wirtschafts- und Innovations-politik im Rahmen von Industrie 40 maszliggebliche Vorarbeit geleistet undwichtige Impulse auch fuumlr andere Anwenderbranchen gegeben ImWesentlichen ist es in dem vom BMWi gefoumlrderten Projekt in seiner Lauf-zeit von 2010 bis 2012 gelungen den Zustand weltweit organisierterLogistikketten in der Automobilfertigung in Echtzeit zu erfassen GlobaleLogistikketten koumlnnen zukuumlnftig in Sekundenschnelle uumlberwacht undoptimal gesteuert werden insbesondere auch mit Blick auf Ressourcen-schonung und Energieeffizienz Der Ansatz ergaumlnzt den bisherigen EDI-gestuumltzten Auftragsbezug der Automobilindustrie in hervorragenderWeise

Dem Thema bdquoglobale Wertschoumlpfungsnetzwerkeldquo kommt bei RAN beson-dere Bedeutung zu weil individuelle Fahrzeugwuumlnsche von Kundenneue Antriebstechnologien und fortwaumlhrende Innovationen eine stetigwachsende Variantenvielfalt erzeugen die prozessual nur durch Reduk-tion der Fertigungstiefe beherrscht werden kann Dies fuumlhrt zur Entwick-lung komplexer und globaler Lieferantennetzwerke Die Lieferanten rei-chen dabei von Kleinbetrieben uumlber mittelstaumlndische Unternehmen bishin zu Konzernen und beliefern die Automobilhersteller aus der ganzen

Vorwort

6

Welt Die globale Anbindung der Lieferanten mit Schiff Bahn und LKWintegriert zusaumltzliche Unternehmen in den Produktionsablauf Diesekomplexen Netzwerke gilt es zum einen optimal zu steuern und zumanderen auf Marktaumlnderungen oder auch interne Veraumlnderungen undlogistische Herausforderungen flexibel reagieren zu lassen

Im Projekt RAN wurde mit standardisierten Prozessen fuumlr Produktion undLogistik unter Einsatz modernster RFID-Technik die Moumlglichkeit eineseffizienten Informationsaustausches mit Hilfe eines InfoBroker-Konzeptsfuumlr die gesamte Automobilindustrie geschaffen Erstmals wurde bran-chenweit eine Einigung uumlber standardisierte Methoden erzielt die alle ander Wertschoumlpfung beteiligten Unternehmen mit einbezieht und somiteine optimale firmenuumlbergreifende Auftragssteuerung ermoumlglicht

Die gemeinsam standardisierten Loumlsungen aus den RAN-Arbeitspaketenwurden in den Anwendungsbeispielen (Use Cases) prototypisch einge-setzt verifiziert und optimiert Einheitliche branchenweite Vorgabenerleichtern zukuumlnftig die Zusammenarbeit beim Design einer optimalenSupply Chain

Damit die im RAN-Projekt erzeugten Datenstandards zur Kommunikationim InfoBroker-Netzwerk in ihrer Weiterentwicklung nicht stehen bleibenwurden diese Standards jetzt dem RFID-Expertenkreis des VDA zur fort-laufenden Bearbeitung und Weiterentwicklung uumlbergeben Dies gilt auchfuumlr GS1 Germany die die neuen Anforderungen an die Daten im Sinneeines Standards weltweit absichern

Nach Projektende hat sich das Konsortium entschlossen den mit RAN ein-geschlagenen Weg weiterzugehen und hat dafuumlr im Fruumlhjahr 2013 einenInteressensverbund gegruumlndet der die Moumlglichkeiten und Herausforde-rungen fuumlr die Implementierung der RAN-Methodik in der deutschenAutomobilindustrie eroumlrtert und anschlieszligend in die Strukturen des VDAuumlberfuumlhrt RAN ist ein Musterbeispiel das auch auf viele andere Branchenuumlbertragen werden kann Insbesondere die Fragen des Datenzugangsund -zugriffs also das Governance-Konzept sind in Pionierarbeit geloumlstworden die Nachahmung verdient

Das hier vorliegende Buch zu RAN beschreibt die grundsaumltzliche Metho-dik fuumlr die Integration eines neuen Automotive-Partners in das RAN-Netz-werk in sehr anschaulicher Weise Es soll somit dem Management undden Projektleitern der Automobilindustrie aber auch potenziellen Nach-ahmern eine erste Uumlbersicht zum Designen einer optimalen Logistik-steuerung fuumlr die Automotive Supply Chain geben

Ich hoffe dass das Buch zu RAN Ihr Interesse findet und wuumlnsche Ihnenviel Erfolg bei der Realisierung moumlglicher Anwendungen

Dr Andreas Goerdeler Berlin im Juni 2014

7

Verwendete Abkuumlrzungen

ABV Automotive Business VocabularyALE Application Level EventAP ArbeitspaketASN Advance Shipping Notice

(Versandanzeige)BIC Bureau International des Contain-

ers et du Transport IntermodalBIBA Bremer Institut fuumlr Produktion

und Logistik GmbHBMWi Bundesministerium fuumlr Wirtschaft

und Technologiebtt business transaction typeCBV Core Business VocabularyCIN Company Identification CodeCKD Completely Knocked DownCO2 KohlenstoffdioxidCPI ComponentPart IdentifierDELFOR Delivery Forecast (Lieferabruf)DELJIT Delivers Just-in-Time (Feinabruf)DIN Deutsches Institut fuumlr Normung

e VDIS Demonstrations- Informations-

und SchulungszentrumDMZ Demilitarized ZoneDUNS Data Universal Numbering

SystemEDI Electronic Data InterchangeEDIFACT Electronic Data Interchange For

Administration Commerce and Transport

EDL Externer DienstleisterEMV Elektromagnetische Vertraumlglich-

keitEPC Electronic Product CodeEPCIS Electronic Product Code Informa-

tion ServicesEPK Ereignisgesteuerte ProzesskettenERP Enterprise Resource PlanningETA Estimated Time of ArrivaleTS easyTracing SystemFIN FahrzeugidentifikationsnummerFMEA Fehlermoumlglichkeits- und Einfluss-

analyseFTS Fahrerloses TransportsystemGIAI Global Individual Asset IdentifierGPAL Guumltegemeinschaft Paletten eVGPIK Global Parts Identification KeyGRAI Global Returnable Asset IdentifierGTIN Global Trade Item NumberHF High FrequencyHTTP Hypertext Transfer ProtocolHTTPS Hypertext Transfer Protocol

Secure

IAC Issuing Agency CodeID Erkennungsmerkmal des

ObjektesIML Fraunhofer-Institut fuumlr Material-

fluss und Logistik IR Item ReferenceISO International Organization for

StandardizationIT Informationstechnikiwb Institut fuumlr Werkzeugmaschinen

und Betriebswissenschaften Tech-nische Universitaumlt Muumlnchen

JIS Just-in-SequenceKLT KleinladungstraumlgerKMU Kleine und mittlere UnternehmenKVP Kontinuierlicher Verbesserungs-

prozessLAS Logistisches AssistenzsystemLDL LogistikdienstleisterLT LadungstraumlgerMES Manufacturing Execution SystemNVE Nummer der VersandeinheitOEM Original Equipment ManufacturerPAS ProduktionsassistenzsystemQS QualitaumltssicherungRAN RFID-based Automotive NetworksRFID Radio Frequency IdentificationSCM Supply Chain ManagementSGLN Serialisierte Globale Lokations-

nummerSGTIN Serialized Global Trade Item

NumberSKD Semi Knocked DownSN SeriennummerSSCC Serial Shipping Container CodeTCP Transmission Control ProtocolTR Technische RichtlinieUC Use CaseUHF Ultra High FrequencyUID Unique IdentifierUM User MemoryUMTS Universal Mobile Telecommunica-

tions SystemUN United Nations Code for Trade and LOCODE Transport LocationsUUID Universally Unique IdentifierVDA Verband der AutomobilindustrieVIN Vehicle Identification NumberWLAN Wireless Local Area NetworkXML Extensible Markup Language

8

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Das RAN-Projektkonsortium 20Abbildung 2 Aktueller Informationsaustausch zwischen den

Akteuren der Automobilindustrie 21Abbildung 3 Beispiele fuumlr Verschwendungen in der Supply Chain 22Abbildung 4 Die RAN-Vision 22Abbildung 5 Das EPCIS-Event 24Abbildung 6 Positionierung des logistischen Assistenzsystems

(LAS) 27Abbildung 7 Standardisierung bei RAN 28Abbildung 8 Organisation der Arbeitspakete und Use Cases 29Abbildung 9 Prozesskette im Use Case Fertigfahrzeuge ndash Quali-

taumltssicherung und Distribution 30Abbildung 10 Assistenzsystem easyTracing 31Abbildung 11 Praxistests des mobilen RFID-Gates an der Schiffs-

entladung 34Abbildung 12 Behaumlltermanagement 36Abbildung 13 Vision des Use Case 4 40Abbildung 14 Getaggte Motorladungstraumlger 41Abbildung 15 RFID-gestuumltzte Sitzproduktion bei KeiperJohnson

Controls 44Abbildung 16 Stoszligfaumlnger-Identifizierung per RFID-Scanner beim

Systemlieferanten REHAU 47Abbildung 17 RFID-gestuumltzte Uumlberwachung und Steuerung der

Stoszligfaumlngerlieferungen 47Abbildung 18 Automatische Quittierung des Greifbereichs mittels

RFID-Armband 48Abbildung 19 RFID-Integration von der Fertigung bis zum Kunden 50Abbildung 20 Lieferkette der RAN-Referenzanlage 53Abbildung 21 RAN-Referenzanlage Moorenbrunn mit erweiterter

RFID-Hardware 54Abbildung 22 Mobiler RAN-Demonstrator bdquoSitzefertigungldquo 54Abbildung 23 RAN-Demonstrationsplattform am iwb 55Abbildung 24 Lieferkette und ausgetauschte RAN-Events im

Demonstrator des Fraunhofer IML 57Abbildung 25 Demonstration der Analyse von Handlungsalterna-

tiven mit Hilfe von RAN-Assistenzsystemen 58Abbildung 26 Demonstrations- Informations- und Schulungs-

zentrum des BIBA in Bremen 59Abbildung 27 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners

Teil 1 61

Abbildungsverzeichnis

9

Abbildung 28 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners Teil 2 62

Abbildung 29 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66Abbildung 30 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 72Abbildung 31 EPCglobal Architecture Framework 78Abbildung 32 Uumlbersicht Aktivitaumlten Daten und Datenstrukturen 79Abbildung 33 Nummerierung von Produkten und Produkt-

verpackungen 83Abbildung 34 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 85Abbildung 35 RAN-InfoBroker-Netzwerk 88Abbildung 36 Ablauf zur Implementierung des RAN-InfoBroker 91Abbildung 37 Beispiel fuumlr ein operationales Modell 93Abbildung 38 EPCIS-Repository im Intranet InfoBroker-Repository

in der DMZ 95Abbildung 39 Integration des Repositories in die Unternehmens-

architektur 96Abbildung 40 Entwicklungsstufen logistischer Assistenzsysteme 99Abbildung 41 RAN-Assistenzsystemfunktionalitaumlten 100Abbildung 42 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungs-

klassen 106Abbildung 43 Phasen der Bewertung 109Abbildung 44 Beteiligte am Bewertungsprozess 111Abbildung 45 Ablauf der Bewertung 112Abbildung 46 Kalkulationsstruktur und Prozessmodellierung in

euroCO2Calc 113Abbildung 47 EPK Darstellung 1 117Abbildung 48 EPK Darstellung 2 117Abbildung 49 EPK Darstellung 3 117Abbildung 50 EPK Darstellung 4 118Abbildung 51 Beispielhafte Prozessaggregation Wareneingang 119Abbildung 52 Beispielhafte Prozessaggregation Produktion 120Abbildung 53 Bedingung RAN Fertigung 133Abbildung 54 Bedingung RAN Montage 135Abbildung 55 Bedingung RAN Demontage 138Abbildung 56 Bedingung RAN Qualitaumltssicherung 140Abbildung 57 Eventtypen 143Abbildung 58 Vereinfachte Supply Chain 163Abbildung 59 Datenaustausch fuumlr durchgaumlngige Transparenz 164Abbildung 60 InfoBroker-Blockdiagramm 165Abbildung 61 RAN-InfoBroker ndash Netzwerk foumlderierter Repositories 166Abbildung 62 Schichten der EPCIS 172Abbildung 63 Systemkontext des RAN-InfoBroker 175Abbildung 64 InfoBroker-Systemarchitektur 176Abbildung 65 RAN-InfoBroker-Erweiterungen zum EPCIS-Standard 178Abbildung 66 RAN-InfoBroker Architektur-Komponenten 179Abbildung 67 RAN Security Policy Modell 180

Abbildungsverzeichnis

10

Abbildung 68 Administrationsdatenmodell 180Abbildung 69 Beispiel Filtermechanismen 181Abbildung 70 Erweitertes RAN-Query-Interface 182Abbildung 71 Benutzerschnittstelle des eTS (links) und Middleware-

komponente (rechts) 184Abbildung 72 Komponenten des easyTracing Systems 185Abbildung 73 Vorder- und Ruumlckseite des easyTracing Systems 186Abbildung 74 Test des easyTracing Systems auf dem Autoterminal

der BLG LOGISTICS 187Abbildung 75 Schematischer Aufbau des Mojix Systems 189Abbildung 76 Mojix-Testdatenerfassung im Qualitaumltssicherungs-

bereich von Daimler 190Abbildung 77 Installation der RFID-Modenverwirbelungstechnik

am Gabelstapler 192Abbildung 78 Test der RFID-Modenverwirbelungstechnik bei

der Containerbe- und -entladung 193Abbildung 79 Komponenten fuumlr das JIS-Gate JIS-Warentraumlger und

Konzept des neuentwickelten JIS Gate 195Abbildung 80 Anbindung von JIS-Gate an InfoBroker 196Abbildung 81 Echtzeit-Visualisierung des JIS-Gate 198Abbildung 82 Kanban-Regal 200Abbildung 83 Beispiel Konfiguration vom Regal zusammen

mit KLTs und Kanbankarten 200Abbildung 84 Echtzeit-Visualisierung der Regal-Loumlsung 201Abbildung 85 Schritte der Bewertungsmethodik 202Abbildung 86 Systemgrenze der Bewertung 204Abbildung 87 RFID-System 207Abbildung 88 Beispielhaftes Ordnungsschema zur Identifikation

zusaumltzlicher Aufwaumlnde 208Abbildung 89 Kategorisierung zur Einordnung der Nutzen-

potenziale 210Abbildung 90 Positive Auswirkungen auf die Ressourceneffizienz 211Abbildung 91 Kriterien zur Auswahl relevanter Nutzenpotenziale 212Abbildung 92 Verschiedene Basen bei der Berechnung interner

und externer Effekte 215Abbildung 93 Quantitative und qualitative Effekte 215Abbildung 94 Fehlerfolgekette 218Abbildung 95 Beispiel fuumlr Fehlerfolgekette 218Abbildung 96 Vorgehen zur Quantifizierung der Ressourceneffekte 221Abbildung 97 Verrechnung von Nutzen und Aufwaumlnden 222Abbildung 98 Verrechnungsstruktur der Oumlkobilanz 223Abbildung 99 Integration von Unsicherheiten in die Bewertung 225Abbildung 100 Schwerpunkte der Analyse 226Abbildung 101 Umsetzungsfaumllle der RAN-Konzepte bei Bosch 229Abbildung 102 Belieferungsprozess mit Verbrauchssteuerung

bei Bosch 230Abbildung 103 Lieferantenanbindung an Bosch 231

Abbildungsverzeichnis

11

Abbildung 104 Datenaustausch im Umsetzungsfall KMU-Integration 232Abbildung 105 Der RAN-Loumlsungsansatz im Umsetzungsfall

KMU-Integration 234Abbildung 106 Der Workflow im KMU-Assistenzsystem 235Abbildung 107 Erfassung von Abrufinformationen (Kanban-Abrufe) 236Abbildung 108 Erfassung von Packstuumlcken 236Abbildung 109 Uumlbermittlung der RAN-Events 236Abbildung 110 Umsetzungsfall bdquoProduktion und interne Logistikldquo 239Abbildung 111 Regelkreise innerhalb eines Produktionswerkes

(vereinfachte Darstellung) 240Abbildung 112 Bosch-internes Datenaustauschkonzept mittels

InfoBroker 241Abbildung 113 RFID-Integration in den internen physischen

Warenfluss 243Abbildung 114 RFID im Nachschubprozess fuumlr Verpackungsmaterial 244Abbildung 115 RFID in Fertigungs- und Montageprozessen 245Abbildung 116 Beispiele der eingesetzten Erfassungsklassen im

Bosch Use Case 247Abbildung 117 Verteilung der Systemruumlckmeldezeiten im internen

Kanbanprozess 248Abbildung 118 Realisierung einer Ship-from-Line-Anbindung an

ein Bosch-Werk 249Abbildung 119 RFID bei der Einbindung des Kunden in die

Verbrauchssteuerung 252Abbildung 120 Erzeugung eines RAN-konformen Events in der

Produktion 253Abbildung 121 Erzeugung und Austausch eines RAN-konformen

Events beim Verpacken 253Abbildung 122 Events auf Seiten des Lieferwerkes bei der Kunden-

anbindung (Skizze) 255Abbildung 123 Eventbasierter Datenaustausch in der Lieferkette

bis zum Endkunden 257

12

Inhaltsverzeichnis

Vorwort 5

Abbildungsverzeichnis 8

1 Einleitung 18

2 Motivation ndash Das Projekt bdquoRFID-basedAutomotive Networkldquo 21

21 Transparenz in Logistiknetzwerken der Automobilindustrie 2122 RFID bei RAN 2523 RAN-Assistenzsysteme 26231 Was sind RAN-Assistenzsysteme 26232 Ein Stufenkonzept zur Entwicklung von logistischen

Assistenzsystemen 2724 Standardisierung 2725 Die RAN-Matrixorganisation Arbeitspakete (APs) und

Use Cases (UCs) 2926 Die RAN UCs 30261 UC 1 Fertigfahrzeuge Qualitaumltssicherung und Distribution ndash

BLGDaimler 30262 UC 2 Behaumlltermanagement ndash BMWDHL 35263 UC 3 Lieferkette vom Tier 2 uumlber Tier 1 bis zum OEM

verbrauchsgesteuert ndash Bosch 38264 UC 4 Lange Prozesskette ndash DaimlerBLG 39265 UC 5 Fahrzeugsitze Just-in-Sequence (JIS) ndash

Johnson Controls 41266 UC 6 Stoszligfaumlnger JIS ndash REHAUDaimler 45267 UC 7 Von der Fertigung bis zum Kunden End-to-End

Control Opel 4927 Die RAN-Demonstrationsplattformen 52271 RAN-Referenzanlage bei Siemens 52272 iwb-Referenzanlage 55273 RAN-Demonstrationsplattform am Fraunhofer IML 56274 RAN-Demonstrationsplattform am BIBA 58

3 Von der Idee zur Umsetzung ndash ein Leitfaden 60

31 Einleitung 60311 Zielsetzung des RAN-Integrationskonzepts 60312 Ablaufdiagramm der RAN-Partnerintegration 6132 Steuerungsszenario 62321 Einfuumlhrung des Steuerungsszenarios 63

Inhaltsverzeichnis

13

322 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66323 Hinweise zur Anwendung mehrerer Steuerungsszenarios 6733 Prozessbaukasten 68331 Inhalt des Prozessbaukastens 68332 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 7134 Daten amp Datenstrukturen 73341 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 73342 Ablauf zur Auswahl der erforderlichen Datenstrukturen 8535 RAN-InfoBroker und RAN-Assistenzsysteme 87351 Beschreibung des RAN-InfoBroker 87352 Erweiterungen des RAN-InfoBroker 89353 Teilnahme am RAN-Netzwerk 90354 Ablauf zur Integration eines RAN-InfoBroker 90355 Logistische Assistenzsysteme im Kontext von RAN 9836 RFID-Hardware 102361 Inhalt des Dokuments bdquoRAN RFID-Equipment Aufbau und

Betriebldquo 102362 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungsklassen 10537 Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz 108371 Bewertung der Implementierung des RAN-Konzepts 108372 Einsatzzeitpunkt der Bewertung 109373 Organisatorische Rahmenbedingungen 110374 Ablauf der Bewertung 111375 Anwendungsunterstuumltzung bei der Bewertung 113

4 Der RAN-Prozessbaukasten 116

41 Einleitung 116411 Modellierungsrichtlinien der Prozessbausteine 116412 Relevante IT-Systeme in den Prozessmodellen 118413 Voll- und Leergutprozesse 118414 Nacharbeitsprozess 119415 Prozessaggregationen 11942 Erlaumluterung der Prozessbausteine 120421 Innerbetriebliche Logistikprozesse 120422 Auszligerbetriebliche Logistikprozesse 131423 Produktions- und Qualitaumltsprozesse 133

5 Das RAN-Vokabular 142

51 EPCIS-Eventtypen 14252 Eindeutige Identifikation in den Events 142521 Vorbemerkung 144522 Produkte 144523 Behaumllter 145524 Existierende IDs 145525 Lokationen 14553 Vokabularerweiterungen 147531 bizStep 147

Inhaltsverzeichnis

14

532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199

Vorwort

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Welt Die globale Anbindung der Lieferanten mit Schiff Bahn und LKWintegriert zusaumltzliche Unternehmen in den Produktionsablauf Diesekomplexen Netzwerke gilt es zum einen optimal zu steuern und zumanderen auf Marktaumlnderungen oder auch interne Veraumlnderungen undlogistische Herausforderungen flexibel reagieren zu lassen

Im Projekt RAN wurde mit standardisierten Prozessen fuumlr Produktion undLogistik unter Einsatz modernster RFID-Technik die Moumlglichkeit eineseffizienten Informationsaustausches mit Hilfe eines InfoBroker-Konzeptsfuumlr die gesamte Automobilindustrie geschaffen Erstmals wurde bran-chenweit eine Einigung uumlber standardisierte Methoden erzielt die alle ander Wertschoumlpfung beteiligten Unternehmen mit einbezieht und somiteine optimale firmenuumlbergreifende Auftragssteuerung ermoumlglicht

Die gemeinsam standardisierten Loumlsungen aus den RAN-Arbeitspaketenwurden in den Anwendungsbeispielen (Use Cases) prototypisch einge-setzt verifiziert und optimiert Einheitliche branchenweite Vorgabenerleichtern zukuumlnftig die Zusammenarbeit beim Design einer optimalenSupply Chain

Damit die im RAN-Projekt erzeugten Datenstandards zur Kommunikationim InfoBroker-Netzwerk in ihrer Weiterentwicklung nicht stehen bleibenwurden diese Standards jetzt dem RFID-Expertenkreis des VDA zur fort-laufenden Bearbeitung und Weiterentwicklung uumlbergeben Dies gilt auchfuumlr GS1 Germany die die neuen Anforderungen an die Daten im Sinneeines Standards weltweit absichern

Nach Projektende hat sich das Konsortium entschlossen den mit RAN ein-geschlagenen Weg weiterzugehen und hat dafuumlr im Fruumlhjahr 2013 einenInteressensverbund gegruumlndet der die Moumlglichkeiten und Herausforde-rungen fuumlr die Implementierung der RAN-Methodik in der deutschenAutomobilindustrie eroumlrtert und anschlieszligend in die Strukturen des VDAuumlberfuumlhrt RAN ist ein Musterbeispiel das auch auf viele andere Branchenuumlbertragen werden kann Insbesondere die Fragen des Datenzugangsund -zugriffs also das Governance-Konzept sind in Pionierarbeit geloumlstworden die Nachahmung verdient

Das hier vorliegende Buch zu RAN beschreibt die grundsaumltzliche Metho-dik fuumlr die Integration eines neuen Automotive-Partners in das RAN-Netz-werk in sehr anschaulicher Weise Es soll somit dem Management undden Projektleitern der Automobilindustrie aber auch potenziellen Nach-ahmern eine erste Uumlbersicht zum Designen einer optimalen Logistik-steuerung fuumlr die Automotive Supply Chain geben

Ich hoffe dass das Buch zu RAN Ihr Interesse findet und wuumlnsche Ihnenviel Erfolg bei der Realisierung moumlglicher Anwendungen

Dr Andreas Goerdeler Berlin im Juni 2014

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Verwendete Abkuumlrzungen

ABV Automotive Business VocabularyALE Application Level EventAP ArbeitspaketASN Advance Shipping Notice

(Versandanzeige)BIC Bureau International des Contain-

ers et du Transport IntermodalBIBA Bremer Institut fuumlr Produktion

und Logistik GmbHBMWi Bundesministerium fuumlr Wirtschaft

und Technologiebtt business transaction typeCBV Core Business VocabularyCIN Company Identification CodeCKD Completely Knocked DownCO2 KohlenstoffdioxidCPI ComponentPart IdentifierDELFOR Delivery Forecast (Lieferabruf)DELJIT Delivers Just-in-Time (Feinabruf)DIN Deutsches Institut fuumlr Normung

e VDIS Demonstrations- Informations-

und SchulungszentrumDMZ Demilitarized ZoneDUNS Data Universal Numbering

SystemEDI Electronic Data InterchangeEDIFACT Electronic Data Interchange For

Administration Commerce and Transport

EDL Externer DienstleisterEMV Elektromagnetische Vertraumlglich-

keitEPC Electronic Product CodeEPCIS Electronic Product Code Informa-

tion ServicesEPK Ereignisgesteuerte ProzesskettenERP Enterprise Resource PlanningETA Estimated Time of ArrivaleTS easyTracing SystemFIN FahrzeugidentifikationsnummerFMEA Fehlermoumlglichkeits- und Einfluss-

analyseFTS Fahrerloses TransportsystemGIAI Global Individual Asset IdentifierGPAL Guumltegemeinschaft Paletten eVGPIK Global Parts Identification KeyGRAI Global Returnable Asset IdentifierGTIN Global Trade Item NumberHF High FrequencyHTTP Hypertext Transfer ProtocolHTTPS Hypertext Transfer Protocol

Secure

IAC Issuing Agency CodeID Erkennungsmerkmal des

ObjektesIML Fraunhofer-Institut fuumlr Material-

fluss und Logistik IR Item ReferenceISO International Organization for

StandardizationIT Informationstechnikiwb Institut fuumlr Werkzeugmaschinen

und Betriebswissenschaften Tech-nische Universitaumlt Muumlnchen

JIS Just-in-SequenceKLT KleinladungstraumlgerKMU Kleine und mittlere UnternehmenKVP Kontinuierlicher Verbesserungs-

prozessLAS Logistisches AssistenzsystemLDL LogistikdienstleisterLT LadungstraumlgerMES Manufacturing Execution SystemNVE Nummer der VersandeinheitOEM Original Equipment ManufacturerPAS ProduktionsassistenzsystemQS QualitaumltssicherungRAN RFID-based Automotive NetworksRFID Radio Frequency IdentificationSCM Supply Chain ManagementSGLN Serialisierte Globale Lokations-

nummerSGTIN Serialized Global Trade Item

NumberSKD Semi Knocked DownSN SeriennummerSSCC Serial Shipping Container CodeTCP Transmission Control ProtocolTR Technische RichtlinieUC Use CaseUHF Ultra High FrequencyUID Unique IdentifierUM User MemoryUMTS Universal Mobile Telecommunica-

tions SystemUN United Nations Code for Trade and LOCODE Transport LocationsUUID Universally Unique IdentifierVDA Verband der AutomobilindustrieVIN Vehicle Identification NumberWLAN Wireless Local Area NetworkXML Extensible Markup Language

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Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Das RAN-Projektkonsortium 20Abbildung 2 Aktueller Informationsaustausch zwischen den

Akteuren der Automobilindustrie 21Abbildung 3 Beispiele fuumlr Verschwendungen in der Supply Chain 22Abbildung 4 Die RAN-Vision 22Abbildung 5 Das EPCIS-Event 24Abbildung 6 Positionierung des logistischen Assistenzsystems

(LAS) 27Abbildung 7 Standardisierung bei RAN 28Abbildung 8 Organisation der Arbeitspakete und Use Cases 29Abbildung 9 Prozesskette im Use Case Fertigfahrzeuge ndash Quali-

taumltssicherung und Distribution 30Abbildung 10 Assistenzsystem easyTracing 31Abbildung 11 Praxistests des mobilen RFID-Gates an der Schiffs-

entladung 34Abbildung 12 Behaumlltermanagement 36Abbildung 13 Vision des Use Case 4 40Abbildung 14 Getaggte Motorladungstraumlger 41Abbildung 15 RFID-gestuumltzte Sitzproduktion bei KeiperJohnson

Controls 44Abbildung 16 Stoszligfaumlnger-Identifizierung per RFID-Scanner beim

Systemlieferanten REHAU 47Abbildung 17 RFID-gestuumltzte Uumlberwachung und Steuerung der

Stoszligfaumlngerlieferungen 47Abbildung 18 Automatische Quittierung des Greifbereichs mittels

RFID-Armband 48Abbildung 19 RFID-Integration von der Fertigung bis zum Kunden 50Abbildung 20 Lieferkette der RAN-Referenzanlage 53Abbildung 21 RAN-Referenzanlage Moorenbrunn mit erweiterter

RFID-Hardware 54Abbildung 22 Mobiler RAN-Demonstrator bdquoSitzefertigungldquo 54Abbildung 23 RAN-Demonstrationsplattform am iwb 55Abbildung 24 Lieferkette und ausgetauschte RAN-Events im

Demonstrator des Fraunhofer IML 57Abbildung 25 Demonstration der Analyse von Handlungsalterna-

tiven mit Hilfe von RAN-Assistenzsystemen 58Abbildung 26 Demonstrations- Informations- und Schulungs-

zentrum des BIBA in Bremen 59Abbildung 27 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners

Teil 1 61

Abbildungsverzeichnis

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Abbildung 28 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners Teil 2 62

Abbildung 29 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66Abbildung 30 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 72Abbildung 31 EPCglobal Architecture Framework 78Abbildung 32 Uumlbersicht Aktivitaumlten Daten und Datenstrukturen 79Abbildung 33 Nummerierung von Produkten und Produkt-

verpackungen 83Abbildung 34 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 85Abbildung 35 RAN-InfoBroker-Netzwerk 88Abbildung 36 Ablauf zur Implementierung des RAN-InfoBroker 91Abbildung 37 Beispiel fuumlr ein operationales Modell 93Abbildung 38 EPCIS-Repository im Intranet InfoBroker-Repository

in der DMZ 95Abbildung 39 Integration des Repositories in die Unternehmens-

architektur 96Abbildung 40 Entwicklungsstufen logistischer Assistenzsysteme 99Abbildung 41 RAN-Assistenzsystemfunktionalitaumlten 100Abbildung 42 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungs-

klassen 106Abbildung 43 Phasen der Bewertung 109Abbildung 44 Beteiligte am Bewertungsprozess 111Abbildung 45 Ablauf der Bewertung 112Abbildung 46 Kalkulationsstruktur und Prozessmodellierung in

euroCO2Calc 113Abbildung 47 EPK Darstellung 1 117Abbildung 48 EPK Darstellung 2 117Abbildung 49 EPK Darstellung 3 117Abbildung 50 EPK Darstellung 4 118Abbildung 51 Beispielhafte Prozessaggregation Wareneingang 119Abbildung 52 Beispielhafte Prozessaggregation Produktion 120Abbildung 53 Bedingung RAN Fertigung 133Abbildung 54 Bedingung RAN Montage 135Abbildung 55 Bedingung RAN Demontage 138Abbildung 56 Bedingung RAN Qualitaumltssicherung 140Abbildung 57 Eventtypen 143Abbildung 58 Vereinfachte Supply Chain 163Abbildung 59 Datenaustausch fuumlr durchgaumlngige Transparenz 164Abbildung 60 InfoBroker-Blockdiagramm 165Abbildung 61 RAN-InfoBroker ndash Netzwerk foumlderierter Repositories 166Abbildung 62 Schichten der EPCIS 172Abbildung 63 Systemkontext des RAN-InfoBroker 175Abbildung 64 InfoBroker-Systemarchitektur 176Abbildung 65 RAN-InfoBroker-Erweiterungen zum EPCIS-Standard 178Abbildung 66 RAN-InfoBroker Architektur-Komponenten 179Abbildung 67 RAN Security Policy Modell 180

Abbildungsverzeichnis

10

Abbildung 68 Administrationsdatenmodell 180Abbildung 69 Beispiel Filtermechanismen 181Abbildung 70 Erweitertes RAN-Query-Interface 182Abbildung 71 Benutzerschnittstelle des eTS (links) und Middleware-

komponente (rechts) 184Abbildung 72 Komponenten des easyTracing Systems 185Abbildung 73 Vorder- und Ruumlckseite des easyTracing Systems 186Abbildung 74 Test des easyTracing Systems auf dem Autoterminal

der BLG LOGISTICS 187Abbildung 75 Schematischer Aufbau des Mojix Systems 189Abbildung 76 Mojix-Testdatenerfassung im Qualitaumltssicherungs-

bereich von Daimler 190Abbildung 77 Installation der RFID-Modenverwirbelungstechnik

am Gabelstapler 192Abbildung 78 Test der RFID-Modenverwirbelungstechnik bei

der Containerbe- und -entladung 193Abbildung 79 Komponenten fuumlr das JIS-Gate JIS-Warentraumlger und

Konzept des neuentwickelten JIS Gate 195Abbildung 80 Anbindung von JIS-Gate an InfoBroker 196Abbildung 81 Echtzeit-Visualisierung des JIS-Gate 198Abbildung 82 Kanban-Regal 200Abbildung 83 Beispiel Konfiguration vom Regal zusammen

mit KLTs und Kanbankarten 200Abbildung 84 Echtzeit-Visualisierung der Regal-Loumlsung 201Abbildung 85 Schritte der Bewertungsmethodik 202Abbildung 86 Systemgrenze der Bewertung 204Abbildung 87 RFID-System 207Abbildung 88 Beispielhaftes Ordnungsschema zur Identifikation

zusaumltzlicher Aufwaumlnde 208Abbildung 89 Kategorisierung zur Einordnung der Nutzen-

potenziale 210Abbildung 90 Positive Auswirkungen auf die Ressourceneffizienz 211Abbildung 91 Kriterien zur Auswahl relevanter Nutzenpotenziale 212Abbildung 92 Verschiedene Basen bei der Berechnung interner

und externer Effekte 215Abbildung 93 Quantitative und qualitative Effekte 215Abbildung 94 Fehlerfolgekette 218Abbildung 95 Beispiel fuumlr Fehlerfolgekette 218Abbildung 96 Vorgehen zur Quantifizierung der Ressourceneffekte 221Abbildung 97 Verrechnung von Nutzen und Aufwaumlnden 222Abbildung 98 Verrechnungsstruktur der Oumlkobilanz 223Abbildung 99 Integration von Unsicherheiten in die Bewertung 225Abbildung 100 Schwerpunkte der Analyse 226Abbildung 101 Umsetzungsfaumllle der RAN-Konzepte bei Bosch 229Abbildung 102 Belieferungsprozess mit Verbrauchssteuerung

bei Bosch 230Abbildung 103 Lieferantenanbindung an Bosch 231

Abbildungsverzeichnis

11

Abbildung 104 Datenaustausch im Umsetzungsfall KMU-Integration 232Abbildung 105 Der RAN-Loumlsungsansatz im Umsetzungsfall

KMU-Integration 234Abbildung 106 Der Workflow im KMU-Assistenzsystem 235Abbildung 107 Erfassung von Abrufinformationen (Kanban-Abrufe) 236Abbildung 108 Erfassung von Packstuumlcken 236Abbildung 109 Uumlbermittlung der RAN-Events 236Abbildung 110 Umsetzungsfall bdquoProduktion und interne Logistikldquo 239Abbildung 111 Regelkreise innerhalb eines Produktionswerkes

(vereinfachte Darstellung) 240Abbildung 112 Bosch-internes Datenaustauschkonzept mittels

InfoBroker 241Abbildung 113 RFID-Integration in den internen physischen

Warenfluss 243Abbildung 114 RFID im Nachschubprozess fuumlr Verpackungsmaterial 244Abbildung 115 RFID in Fertigungs- und Montageprozessen 245Abbildung 116 Beispiele der eingesetzten Erfassungsklassen im

Bosch Use Case 247Abbildung 117 Verteilung der Systemruumlckmeldezeiten im internen

Kanbanprozess 248Abbildung 118 Realisierung einer Ship-from-Line-Anbindung an

ein Bosch-Werk 249Abbildung 119 RFID bei der Einbindung des Kunden in die

Verbrauchssteuerung 252Abbildung 120 Erzeugung eines RAN-konformen Events in der

Produktion 253Abbildung 121 Erzeugung und Austausch eines RAN-konformen

Events beim Verpacken 253Abbildung 122 Events auf Seiten des Lieferwerkes bei der Kunden-

anbindung (Skizze) 255Abbildung 123 Eventbasierter Datenaustausch in der Lieferkette

bis zum Endkunden 257

12

Inhaltsverzeichnis

Vorwort 5

Abbildungsverzeichnis 8

1 Einleitung 18

2 Motivation ndash Das Projekt bdquoRFID-basedAutomotive Networkldquo 21

21 Transparenz in Logistiknetzwerken der Automobilindustrie 2122 RFID bei RAN 2523 RAN-Assistenzsysteme 26231 Was sind RAN-Assistenzsysteme 26232 Ein Stufenkonzept zur Entwicklung von logistischen

Assistenzsystemen 2724 Standardisierung 2725 Die RAN-Matrixorganisation Arbeitspakete (APs) und

Use Cases (UCs) 2926 Die RAN UCs 30261 UC 1 Fertigfahrzeuge Qualitaumltssicherung und Distribution ndash

BLGDaimler 30262 UC 2 Behaumlltermanagement ndash BMWDHL 35263 UC 3 Lieferkette vom Tier 2 uumlber Tier 1 bis zum OEM

verbrauchsgesteuert ndash Bosch 38264 UC 4 Lange Prozesskette ndash DaimlerBLG 39265 UC 5 Fahrzeugsitze Just-in-Sequence (JIS) ndash

Johnson Controls 41266 UC 6 Stoszligfaumlnger JIS ndash REHAUDaimler 45267 UC 7 Von der Fertigung bis zum Kunden End-to-End

Control Opel 4927 Die RAN-Demonstrationsplattformen 52271 RAN-Referenzanlage bei Siemens 52272 iwb-Referenzanlage 55273 RAN-Demonstrationsplattform am Fraunhofer IML 56274 RAN-Demonstrationsplattform am BIBA 58

3 Von der Idee zur Umsetzung ndash ein Leitfaden 60

31 Einleitung 60311 Zielsetzung des RAN-Integrationskonzepts 60312 Ablaufdiagramm der RAN-Partnerintegration 6132 Steuerungsszenario 62321 Einfuumlhrung des Steuerungsszenarios 63

Inhaltsverzeichnis

13

322 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66323 Hinweise zur Anwendung mehrerer Steuerungsszenarios 6733 Prozessbaukasten 68331 Inhalt des Prozessbaukastens 68332 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 7134 Daten amp Datenstrukturen 73341 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 73342 Ablauf zur Auswahl der erforderlichen Datenstrukturen 8535 RAN-InfoBroker und RAN-Assistenzsysteme 87351 Beschreibung des RAN-InfoBroker 87352 Erweiterungen des RAN-InfoBroker 89353 Teilnahme am RAN-Netzwerk 90354 Ablauf zur Integration eines RAN-InfoBroker 90355 Logistische Assistenzsysteme im Kontext von RAN 9836 RFID-Hardware 102361 Inhalt des Dokuments bdquoRAN RFID-Equipment Aufbau und

Betriebldquo 102362 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungsklassen 10537 Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz 108371 Bewertung der Implementierung des RAN-Konzepts 108372 Einsatzzeitpunkt der Bewertung 109373 Organisatorische Rahmenbedingungen 110374 Ablauf der Bewertung 111375 Anwendungsunterstuumltzung bei der Bewertung 113

4 Der RAN-Prozessbaukasten 116

41 Einleitung 116411 Modellierungsrichtlinien der Prozessbausteine 116412 Relevante IT-Systeme in den Prozessmodellen 118413 Voll- und Leergutprozesse 118414 Nacharbeitsprozess 119415 Prozessaggregationen 11942 Erlaumluterung der Prozessbausteine 120421 Innerbetriebliche Logistikprozesse 120422 Auszligerbetriebliche Logistikprozesse 131423 Produktions- und Qualitaumltsprozesse 133

5 Das RAN-Vokabular 142

51 EPCIS-Eventtypen 14252 Eindeutige Identifikation in den Events 142521 Vorbemerkung 144522 Produkte 144523 Behaumllter 145524 Existierende IDs 145525 Lokationen 14553 Vokabularerweiterungen 147531 bizStep 147

Inhaltsverzeichnis

14

532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199

7

Verwendete Abkuumlrzungen

ABV Automotive Business VocabularyALE Application Level EventAP ArbeitspaketASN Advance Shipping Notice

(Versandanzeige)BIC Bureau International des Contain-

ers et du Transport IntermodalBIBA Bremer Institut fuumlr Produktion

und Logistik GmbHBMWi Bundesministerium fuumlr Wirtschaft

und Technologiebtt business transaction typeCBV Core Business VocabularyCIN Company Identification CodeCKD Completely Knocked DownCO2 KohlenstoffdioxidCPI ComponentPart IdentifierDELFOR Delivery Forecast (Lieferabruf)DELJIT Delivers Just-in-Time (Feinabruf)DIN Deutsches Institut fuumlr Normung

e VDIS Demonstrations- Informations-

und SchulungszentrumDMZ Demilitarized ZoneDUNS Data Universal Numbering

SystemEDI Electronic Data InterchangeEDIFACT Electronic Data Interchange For

Administration Commerce and Transport

EDL Externer DienstleisterEMV Elektromagnetische Vertraumlglich-

keitEPC Electronic Product CodeEPCIS Electronic Product Code Informa-

tion ServicesEPK Ereignisgesteuerte ProzesskettenERP Enterprise Resource PlanningETA Estimated Time of ArrivaleTS easyTracing SystemFIN FahrzeugidentifikationsnummerFMEA Fehlermoumlglichkeits- und Einfluss-

analyseFTS Fahrerloses TransportsystemGIAI Global Individual Asset IdentifierGPAL Guumltegemeinschaft Paletten eVGPIK Global Parts Identification KeyGRAI Global Returnable Asset IdentifierGTIN Global Trade Item NumberHF High FrequencyHTTP Hypertext Transfer ProtocolHTTPS Hypertext Transfer Protocol

Secure

IAC Issuing Agency CodeID Erkennungsmerkmal des

ObjektesIML Fraunhofer-Institut fuumlr Material-

fluss und Logistik IR Item ReferenceISO International Organization for

StandardizationIT Informationstechnikiwb Institut fuumlr Werkzeugmaschinen

und Betriebswissenschaften Tech-nische Universitaumlt Muumlnchen

JIS Just-in-SequenceKLT KleinladungstraumlgerKMU Kleine und mittlere UnternehmenKVP Kontinuierlicher Verbesserungs-

prozessLAS Logistisches AssistenzsystemLDL LogistikdienstleisterLT LadungstraumlgerMES Manufacturing Execution SystemNVE Nummer der VersandeinheitOEM Original Equipment ManufacturerPAS ProduktionsassistenzsystemQS QualitaumltssicherungRAN RFID-based Automotive NetworksRFID Radio Frequency IdentificationSCM Supply Chain ManagementSGLN Serialisierte Globale Lokations-

nummerSGTIN Serialized Global Trade Item

NumberSKD Semi Knocked DownSN SeriennummerSSCC Serial Shipping Container CodeTCP Transmission Control ProtocolTR Technische RichtlinieUC Use CaseUHF Ultra High FrequencyUID Unique IdentifierUM User MemoryUMTS Universal Mobile Telecommunica-

tions SystemUN United Nations Code for Trade and LOCODE Transport LocationsUUID Universally Unique IdentifierVDA Verband der AutomobilindustrieVIN Vehicle Identification NumberWLAN Wireless Local Area NetworkXML Extensible Markup Language

8

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Das RAN-Projektkonsortium 20Abbildung 2 Aktueller Informationsaustausch zwischen den

Akteuren der Automobilindustrie 21Abbildung 3 Beispiele fuumlr Verschwendungen in der Supply Chain 22Abbildung 4 Die RAN-Vision 22Abbildung 5 Das EPCIS-Event 24Abbildung 6 Positionierung des logistischen Assistenzsystems

(LAS) 27Abbildung 7 Standardisierung bei RAN 28Abbildung 8 Organisation der Arbeitspakete und Use Cases 29Abbildung 9 Prozesskette im Use Case Fertigfahrzeuge ndash Quali-

taumltssicherung und Distribution 30Abbildung 10 Assistenzsystem easyTracing 31Abbildung 11 Praxistests des mobilen RFID-Gates an der Schiffs-

entladung 34Abbildung 12 Behaumlltermanagement 36Abbildung 13 Vision des Use Case 4 40Abbildung 14 Getaggte Motorladungstraumlger 41Abbildung 15 RFID-gestuumltzte Sitzproduktion bei KeiperJohnson

Controls 44Abbildung 16 Stoszligfaumlnger-Identifizierung per RFID-Scanner beim

Systemlieferanten REHAU 47Abbildung 17 RFID-gestuumltzte Uumlberwachung und Steuerung der

Stoszligfaumlngerlieferungen 47Abbildung 18 Automatische Quittierung des Greifbereichs mittels

RFID-Armband 48Abbildung 19 RFID-Integration von der Fertigung bis zum Kunden 50Abbildung 20 Lieferkette der RAN-Referenzanlage 53Abbildung 21 RAN-Referenzanlage Moorenbrunn mit erweiterter

RFID-Hardware 54Abbildung 22 Mobiler RAN-Demonstrator bdquoSitzefertigungldquo 54Abbildung 23 RAN-Demonstrationsplattform am iwb 55Abbildung 24 Lieferkette und ausgetauschte RAN-Events im

Demonstrator des Fraunhofer IML 57Abbildung 25 Demonstration der Analyse von Handlungsalterna-

tiven mit Hilfe von RAN-Assistenzsystemen 58Abbildung 26 Demonstrations- Informations- und Schulungs-

zentrum des BIBA in Bremen 59Abbildung 27 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners

Teil 1 61

Abbildungsverzeichnis

9

Abbildung 28 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners Teil 2 62

Abbildung 29 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66Abbildung 30 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 72Abbildung 31 EPCglobal Architecture Framework 78Abbildung 32 Uumlbersicht Aktivitaumlten Daten und Datenstrukturen 79Abbildung 33 Nummerierung von Produkten und Produkt-

verpackungen 83Abbildung 34 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 85Abbildung 35 RAN-InfoBroker-Netzwerk 88Abbildung 36 Ablauf zur Implementierung des RAN-InfoBroker 91Abbildung 37 Beispiel fuumlr ein operationales Modell 93Abbildung 38 EPCIS-Repository im Intranet InfoBroker-Repository

in der DMZ 95Abbildung 39 Integration des Repositories in die Unternehmens-

architektur 96Abbildung 40 Entwicklungsstufen logistischer Assistenzsysteme 99Abbildung 41 RAN-Assistenzsystemfunktionalitaumlten 100Abbildung 42 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungs-

klassen 106Abbildung 43 Phasen der Bewertung 109Abbildung 44 Beteiligte am Bewertungsprozess 111Abbildung 45 Ablauf der Bewertung 112Abbildung 46 Kalkulationsstruktur und Prozessmodellierung in

euroCO2Calc 113Abbildung 47 EPK Darstellung 1 117Abbildung 48 EPK Darstellung 2 117Abbildung 49 EPK Darstellung 3 117Abbildung 50 EPK Darstellung 4 118Abbildung 51 Beispielhafte Prozessaggregation Wareneingang 119Abbildung 52 Beispielhafte Prozessaggregation Produktion 120Abbildung 53 Bedingung RAN Fertigung 133Abbildung 54 Bedingung RAN Montage 135Abbildung 55 Bedingung RAN Demontage 138Abbildung 56 Bedingung RAN Qualitaumltssicherung 140Abbildung 57 Eventtypen 143Abbildung 58 Vereinfachte Supply Chain 163Abbildung 59 Datenaustausch fuumlr durchgaumlngige Transparenz 164Abbildung 60 InfoBroker-Blockdiagramm 165Abbildung 61 RAN-InfoBroker ndash Netzwerk foumlderierter Repositories 166Abbildung 62 Schichten der EPCIS 172Abbildung 63 Systemkontext des RAN-InfoBroker 175Abbildung 64 InfoBroker-Systemarchitektur 176Abbildung 65 RAN-InfoBroker-Erweiterungen zum EPCIS-Standard 178Abbildung 66 RAN-InfoBroker Architektur-Komponenten 179Abbildung 67 RAN Security Policy Modell 180

Abbildungsverzeichnis

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Abbildung 68 Administrationsdatenmodell 180Abbildung 69 Beispiel Filtermechanismen 181Abbildung 70 Erweitertes RAN-Query-Interface 182Abbildung 71 Benutzerschnittstelle des eTS (links) und Middleware-

komponente (rechts) 184Abbildung 72 Komponenten des easyTracing Systems 185Abbildung 73 Vorder- und Ruumlckseite des easyTracing Systems 186Abbildung 74 Test des easyTracing Systems auf dem Autoterminal

der BLG LOGISTICS 187Abbildung 75 Schematischer Aufbau des Mojix Systems 189Abbildung 76 Mojix-Testdatenerfassung im Qualitaumltssicherungs-

bereich von Daimler 190Abbildung 77 Installation der RFID-Modenverwirbelungstechnik

am Gabelstapler 192Abbildung 78 Test der RFID-Modenverwirbelungstechnik bei

der Containerbe- und -entladung 193Abbildung 79 Komponenten fuumlr das JIS-Gate JIS-Warentraumlger und

Konzept des neuentwickelten JIS Gate 195Abbildung 80 Anbindung von JIS-Gate an InfoBroker 196Abbildung 81 Echtzeit-Visualisierung des JIS-Gate 198Abbildung 82 Kanban-Regal 200Abbildung 83 Beispiel Konfiguration vom Regal zusammen

mit KLTs und Kanbankarten 200Abbildung 84 Echtzeit-Visualisierung der Regal-Loumlsung 201Abbildung 85 Schritte der Bewertungsmethodik 202Abbildung 86 Systemgrenze der Bewertung 204Abbildung 87 RFID-System 207Abbildung 88 Beispielhaftes Ordnungsschema zur Identifikation

zusaumltzlicher Aufwaumlnde 208Abbildung 89 Kategorisierung zur Einordnung der Nutzen-

potenziale 210Abbildung 90 Positive Auswirkungen auf die Ressourceneffizienz 211Abbildung 91 Kriterien zur Auswahl relevanter Nutzenpotenziale 212Abbildung 92 Verschiedene Basen bei der Berechnung interner

und externer Effekte 215Abbildung 93 Quantitative und qualitative Effekte 215Abbildung 94 Fehlerfolgekette 218Abbildung 95 Beispiel fuumlr Fehlerfolgekette 218Abbildung 96 Vorgehen zur Quantifizierung der Ressourceneffekte 221Abbildung 97 Verrechnung von Nutzen und Aufwaumlnden 222Abbildung 98 Verrechnungsstruktur der Oumlkobilanz 223Abbildung 99 Integration von Unsicherheiten in die Bewertung 225Abbildung 100 Schwerpunkte der Analyse 226Abbildung 101 Umsetzungsfaumllle der RAN-Konzepte bei Bosch 229Abbildung 102 Belieferungsprozess mit Verbrauchssteuerung

bei Bosch 230Abbildung 103 Lieferantenanbindung an Bosch 231

Abbildungsverzeichnis

11

Abbildung 104 Datenaustausch im Umsetzungsfall KMU-Integration 232Abbildung 105 Der RAN-Loumlsungsansatz im Umsetzungsfall

KMU-Integration 234Abbildung 106 Der Workflow im KMU-Assistenzsystem 235Abbildung 107 Erfassung von Abrufinformationen (Kanban-Abrufe) 236Abbildung 108 Erfassung von Packstuumlcken 236Abbildung 109 Uumlbermittlung der RAN-Events 236Abbildung 110 Umsetzungsfall bdquoProduktion und interne Logistikldquo 239Abbildung 111 Regelkreise innerhalb eines Produktionswerkes

(vereinfachte Darstellung) 240Abbildung 112 Bosch-internes Datenaustauschkonzept mittels

InfoBroker 241Abbildung 113 RFID-Integration in den internen physischen

Warenfluss 243Abbildung 114 RFID im Nachschubprozess fuumlr Verpackungsmaterial 244Abbildung 115 RFID in Fertigungs- und Montageprozessen 245Abbildung 116 Beispiele der eingesetzten Erfassungsklassen im

Bosch Use Case 247Abbildung 117 Verteilung der Systemruumlckmeldezeiten im internen

Kanbanprozess 248Abbildung 118 Realisierung einer Ship-from-Line-Anbindung an

ein Bosch-Werk 249Abbildung 119 RFID bei der Einbindung des Kunden in die

Verbrauchssteuerung 252Abbildung 120 Erzeugung eines RAN-konformen Events in der

Produktion 253Abbildung 121 Erzeugung und Austausch eines RAN-konformen

Events beim Verpacken 253Abbildung 122 Events auf Seiten des Lieferwerkes bei der Kunden-

anbindung (Skizze) 255Abbildung 123 Eventbasierter Datenaustausch in der Lieferkette

bis zum Endkunden 257

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort 5

Abbildungsverzeichnis 8

1 Einleitung 18

2 Motivation ndash Das Projekt bdquoRFID-basedAutomotive Networkldquo 21

21 Transparenz in Logistiknetzwerken der Automobilindustrie 2122 RFID bei RAN 2523 RAN-Assistenzsysteme 26231 Was sind RAN-Assistenzsysteme 26232 Ein Stufenkonzept zur Entwicklung von logistischen

Assistenzsystemen 2724 Standardisierung 2725 Die RAN-Matrixorganisation Arbeitspakete (APs) und

Use Cases (UCs) 2926 Die RAN UCs 30261 UC 1 Fertigfahrzeuge Qualitaumltssicherung und Distribution ndash

BLGDaimler 30262 UC 2 Behaumlltermanagement ndash BMWDHL 35263 UC 3 Lieferkette vom Tier 2 uumlber Tier 1 bis zum OEM

verbrauchsgesteuert ndash Bosch 38264 UC 4 Lange Prozesskette ndash DaimlerBLG 39265 UC 5 Fahrzeugsitze Just-in-Sequence (JIS) ndash

Johnson Controls 41266 UC 6 Stoszligfaumlnger JIS ndash REHAUDaimler 45267 UC 7 Von der Fertigung bis zum Kunden End-to-End

Control Opel 4927 Die RAN-Demonstrationsplattformen 52271 RAN-Referenzanlage bei Siemens 52272 iwb-Referenzanlage 55273 RAN-Demonstrationsplattform am Fraunhofer IML 56274 RAN-Demonstrationsplattform am BIBA 58

3 Von der Idee zur Umsetzung ndash ein Leitfaden 60

31 Einleitung 60311 Zielsetzung des RAN-Integrationskonzepts 60312 Ablaufdiagramm der RAN-Partnerintegration 6132 Steuerungsszenario 62321 Einfuumlhrung des Steuerungsszenarios 63

Inhaltsverzeichnis

13

322 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66323 Hinweise zur Anwendung mehrerer Steuerungsszenarios 6733 Prozessbaukasten 68331 Inhalt des Prozessbaukastens 68332 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 7134 Daten amp Datenstrukturen 73341 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 73342 Ablauf zur Auswahl der erforderlichen Datenstrukturen 8535 RAN-InfoBroker und RAN-Assistenzsysteme 87351 Beschreibung des RAN-InfoBroker 87352 Erweiterungen des RAN-InfoBroker 89353 Teilnahme am RAN-Netzwerk 90354 Ablauf zur Integration eines RAN-InfoBroker 90355 Logistische Assistenzsysteme im Kontext von RAN 9836 RFID-Hardware 102361 Inhalt des Dokuments bdquoRAN RFID-Equipment Aufbau und

Betriebldquo 102362 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungsklassen 10537 Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz 108371 Bewertung der Implementierung des RAN-Konzepts 108372 Einsatzzeitpunkt der Bewertung 109373 Organisatorische Rahmenbedingungen 110374 Ablauf der Bewertung 111375 Anwendungsunterstuumltzung bei der Bewertung 113

4 Der RAN-Prozessbaukasten 116

41 Einleitung 116411 Modellierungsrichtlinien der Prozessbausteine 116412 Relevante IT-Systeme in den Prozessmodellen 118413 Voll- und Leergutprozesse 118414 Nacharbeitsprozess 119415 Prozessaggregationen 11942 Erlaumluterung der Prozessbausteine 120421 Innerbetriebliche Logistikprozesse 120422 Auszligerbetriebliche Logistikprozesse 131423 Produktions- und Qualitaumltsprozesse 133

5 Das RAN-Vokabular 142

51 EPCIS-Eventtypen 14252 Eindeutige Identifikation in den Events 142521 Vorbemerkung 144522 Produkte 144523 Behaumllter 145524 Existierende IDs 145525 Lokationen 14553 Vokabularerweiterungen 147531 bizStep 147

Inhaltsverzeichnis

14

532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199

8

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Das RAN-Projektkonsortium 20Abbildung 2 Aktueller Informationsaustausch zwischen den

Akteuren der Automobilindustrie 21Abbildung 3 Beispiele fuumlr Verschwendungen in der Supply Chain 22Abbildung 4 Die RAN-Vision 22Abbildung 5 Das EPCIS-Event 24Abbildung 6 Positionierung des logistischen Assistenzsystems

(LAS) 27Abbildung 7 Standardisierung bei RAN 28Abbildung 8 Organisation der Arbeitspakete und Use Cases 29Abbildung 9 Prozesskette im Use Case Fertigfahrzeuge ndash Quali-

taumltssicherung und Distribution 30Abbildung 10 Assistenzsystem easyTracing 31Abbildung 11 Praxistests des mobilen RFID-Gates an der Schiffs-

entladung 34Abbildung 12 Behaumlltermanagement 36Abbildung 13 Vision des Use Case 4 40Abbildung 14 Getaggte Motorladungstraumlger 41Abbildung 15 RFID-gestuumltzte Sitzproduktion bei KeiperJohnson

Controls 44Abbildung 16 Stoszligfaumlnger-Identifizierung per RFID-Scanner beim

Systemlieferanten REHAU 47Abbildung 17 RFID-gestuumltzte Uumlberwachung und Steuerung der

Stoszligfaumlngerlieferungen 47Abbildung 18 Automatische Quittierung des Greifbereichs mittels

RFID-Armband 48Abbildung 19 RFID-Integration von der Fertigung bis zum Kunden 50Abbildung 20 Lieferkette der RAN-Referenzanlage 53Abbildung 21 RAN-Referenzanlage Moorenbrunn mit erweiterter

RFID-Hardware 54Abbildung 22 Mobiler RAN-Demonstrator bdquoSitzefertigungldquo 54Abbildung 23 RAN-Demonstrationsplattform am iwb 55Abbildung 24 Lieferkette und ausgetauschte RAN-Events im

Demonstrator des Fraunhofer IML 57Abbildung 25 Demonstration der Analyse von Handlungsalterna-

tiven mit Hilfe von RAN-Assistenzsystemen 58Abbildung 26 Demonstrations- Informations- und Schulungs-

zentrum des BIBA in Bremen 59Abbildung 27 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners

Teil 1 61

Abbildungsverzeichnis

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Abbildung 28 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners Teil 2 62

Abbildung 29 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66Abbildung 30 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 72Abbildung 31 EPCglobal Architecture Framework 78Abbildung 32 Uumlbersicht Aktivitaumlten Daten und Datenstrukturen 79Abbildung 33 Nummerierung von Produkten und Produkt-

verpackungen 83Abbildung 34 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 85Abbildung 35 RAN-InfoBroker-Netzwerk 88Abbildung 36 Ablauf zur Implementierung des RAN-InfoBroker 91Abbildung 37 Beispiel fuumlr ein operationales Modell 93Abbildung 38 EPCIS-Repository im Intranet InfoBroker-Repository

in der DMZ 95Abbildung 39 Integration des Repositories in die Unternehmens-

architektur 96Abbildung 40 Entwicklungsstufen logistischer Assistenzsysteme 99Abbildung 41 RAN-Assistenzsystemfunktionalitaumlten 100Abbildung 42 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungs-

klassen 106Abbildung 43 Phasen der Bewertung 109Abbildung 44 Beteiligte am Bewertungsprozess 111Abbildung 45 Ablauf der Bewertung 112Abbildung 46 Kalkulationsstruktur und Prozessmodellierung in

euroCO2Calc 113Abbildung 47 EPK Darstellung 1 117Abbildung 48 EPK Darstellung 2 117Abbildung 49 EPK Darstellung 3 117Abbildung 50 EPK Darstellung 4 118Abbildung 51 Beispielhafte Prozessaggregation Wareneingang 119Abbildung 52 Beispielhafte Prozessaggregation Produktion 120Abbildung 53 Bedingung RAN Fertigung 133Abbildung 54 Bedingung RAN Montage 135Abbildung 55 Bedingung RAN Demontage 138Abbildung 56 Bedingung RAN Qualitaumltssicherung 140Abbildung 57 Eventtypen 143Abbildung 58 Vereinfachte Supply Chain 163Abbildung 59 Datenaustausch fuumlr durchgaumlngige Transparenz 164Abbildung 60 InfoBroker-Blockdiagramm 165Abbildung 61 RAN-InfoBroker ndash Netzwerk foumlderierter Repositories 166Abbildung 62 Schichten der EPCIS 172Abbildung 63 Systemkontext des RAN-InfoBroker 175Abbildung 64 InfoBroker-Systemarchitektur 176Abbildung 65 RAN-InfoBroker-Erweiterungen zum EPCIS-Standard 178Abbildung 66 RAN-InfoBroker Architektur-Komponenten 179Abbildung 67 RAN Security Policy Modell 180

Abbildungsverzeichnis

10

Abbildung 68 Administrationsdatenmodell 180Abbildung 69 Beispiel Filtermechanismen 181Abbildung 70 Erweitertes RAN-Query-Interface 182Abbildung 71 Benutzerschnittstelle des eTS (links) und Middleware-

komponente (rechts) 184Abbildung 72 Komponenten des easyTracing Systems 185Abbildung 73 Vorder- und Ruumlckseite des easyTracing Systems 186Abbildung 74 Test des easyTracing Systems auf dem Autoterminal

der BLG LOGISTICS 187Abbildung 75 Schematischer Aufbau des Mojix Systems 189Abbildung 76 Mojix-Testdatenerfassung im Qualitaumltssicherungs-

bereich von Daimler 190Abbildung 77 Installation der RFID-Modenverwirbelungstechnik

am Gabelstapler 192Abbildung 78 Test der RFID-Modenverwirbelungstechnik bei

der Containerbe- und -entladung 193Abbildung 79 Komponenten fuumlr das JIS-Gate JIS-Warentraumlger und

Konzept des neuentwickelten JIS Gate 195Abbildung 80 Anbindung von JIS-Gate an InfoBroker 196Abbildung 81 Echtzeit-Visualisierung des JIS-Gate 198Abbildung 82 Kanban-Regal 200Abbildung 83 Beispiel Konfiguration vom Regal zusammen

mit KLTs und Kanbankarten 200Abbildung 84 Echtzeit-Visualisierung der Regal-Loumlsung 201Abbildung 85 Schritte der Bewertungsmethodik 202Abbildung 86 Systemgrenze der Bewertung 204Abbildung 87 RFID-System 207Abbildung 88 Beispielhaftes Ordnungsschema zur Identifikation

zusaumltzlicher Aufwaumlnde 208Abbildung 89 Kategorisierung zur Einordnung der Nutzen-

potenziale 210Abbildung 90 Positive Auswirkungen auf die Ressourceneffizienz 211Abbildung 91 Kriterien zur Auswahl relevanter Nutzenpotenziale 212Abbildung 92 Verschiedene Basen bei der Berechnung interner

und externer Effekte 215Abbildung 93 Quantitative und qualitative Effekte 215Abbildung 94 Fehlerfolgekette 218Abbildung 95 Beispiel fuumlr Fehlerfolgekette 218Abbildung 96 Vorgehen zur Quantifizierung der Ressourceneffekte 221Abbildung 97 Verrechnung von Nutzen und Aufwaumlnden 222Abbildung 98 Verrechnungsstruktur der Oumlkobilanz 223Abbildung 99 Integration von Unsicherheiten in die Bewertung 225Abbildung 100 Schwerpunkte der Analyse 226Abbildung 101 Umsetzungsfaumllle der RAN-Konzepte bei Bosch 229Abbildung 102 Belieferungsprozess mit Verbrauchssteuerung

bei Bosch 230Abbildung 103 Lieferantenanbindung an Bosch 231

Abbildungsverzeichnis

11

Abbildung 104 Datenaustausch im Umsetzungsfall KMU-Integration 232Abbildung 105 Der RAN-Loumlsungsansatz im Umsetzungsfall

KMU-Integration 234Abbildung 106 Der Workflow im KMU-Assistenzsystem 235Abbildung 107 Erfassung von Abrufinformationen (Kanban-Abrufe) 236Abbildung 108 Erfassung von Packstuumlcken 236Abbildung 109 Uumlbermittlung der RAN-Events 236Abbildung 110 Umsetzungsfall bdquoProduktion und interne Logistikldquo 239Abbildung 111 Regelkreise innerhalb eines Produktionswerkes

(vereinfachte Darstellung) 240Abbildung 112 Bosch-internes Datenaustauschkonzept mittels

InfoBroker 241Abbildung 113 RFID-Integration in den internen physischen

Warenfluss 243Abbildung 114 RFID im Nachschubprozess fuumlr Verpackungsmaterial 244Abbildung 115 RFID in Fertigungs- und Montageprozessen 245Abbildung 116 Beispiele der eingesetzten Erfassungsklassen im

Bosch Use Case 247Abbildung 117 Verteilung der Systemruumlckmeldezeiten im internen

Kanbanprozess 248Abbildung 118 Realisierung einer Ship-from-Line-Anbindung an

ein Bosch-Werk 249Abbildung 119 RFID bei der Einbindung des Kunden in die

Verbrauchssteuerung 252Abbildung 120 Erzeugung eines RAN-konformen Events in der

Produktion 253Abbildung 121 Erzeugung und Austausch eines RAN-konformen

Events beim Verpacken 253Abbildung 122 Events auf Seiten des Lieferwerkes bei der Kunden-

anbindung (Skizze) 255Abbildung 123 Eventbasierter Datenaustausch in der Lieferkette

bis zum Endkunden 257

12

Inhaltsverzeichnis

Vorwort 5

Abbildungsverzeichnis 8

1 Einleitung 18

2 Motivation ndash Das Projekt bdquoRFID-basedAutomotive Networkldquo 21

21 Transparenz in Logistiknetzwerken der Automobilindustrie 2122 RFID bei RAN 2523 RAN-Assistenzsysteme 26231 Was sind RAN-Assistenzsysteme 26232 Ein Stufenkonzept zur Entwicklung von logistischen

Assistenzsystemen 2724 Standardisierung 2725 Die RAN-Matrixorganisation Arbeitspakete (APs) und

Use Cases (UCs) 2926 Die RAN UCs 30261 UC 1 Fertigfahrzeuge Qualitaumltssicherung und Distribution ndash

BLGDaimler 30262 UC 2 Behaumlltermanagement ndash BMWDHL 35263 UC 3 Lieferkette vom Tier 2 uumlber Tier 1 bis zum OEM

verbrauchsgesteuert ndash Bosch 38264 UC 4 Lange Prozesskette ndash DaimlerBLG 39265 UC 5 Fahrzeugsitze Just-in-Sequence (JIS) ndash

Johnson Controls 41266 UC 6 Stoszligfaumlnger JIS ndash REHAUDaimler 45267 UC 7 Von der Fertigung bis zum Kunden End-to-End

Control Opel 4927 Die RAN-Demonstrationsplattformen 52271 RAN-Referenzanlage bei Siemens 52272 iwb-Referenzanlage 55273 RAN-Demonstrationsplattform am Fraunhofer IML 56274 RAN-Demonstrationsplattform am BIBA 58

3 Von der Idee zur Umsetzung ndash ein Leitfaden 60

31 Einleitung 60311 Zielsetzung des RAN-Integrationskonzepts 60312 Ablaufdiagramm der RAN-Partnerintegration 6132 Steuerungsszenario 62321 Einfuumlhrung des Steuerungsszenarios 63

Inhaltsverzeichnis

13

322 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66323 Hinweise zur Anwendung mehrerer Steuerungsszenarios 6733 Prozessbaukasten 68331 Inhalt des Prozessbaukastens 68332 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 7134 Daten amp Datenstrukturen 73341 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 73342 Ablauf zur Auswahl der erforderlichen Datenstrukturen 8535 RAN-InfoBroker und RAN-Assistenzsysteme 87351 Beschreibung des RAN-InfoBroker 87352 Erweiterungen des RAN-InfoBroker 89353 Teilnahme am RAN-Netzwerk 90354 Ablauf zur Integration eines RAN-InfoBroker 90355 Logistische Assistenzsysteme im Kontext von RAN 9836 RFID-Hardware 102361 Inhalt des Dokuments bdquoRAN RFID-Equipment Aufbau und

Betriebldquo 102362 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungsklassen 10537 Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz 108371 Bewertung der Implementierung des RAN-Konzepts 108372 Einsatzzeitpunkt der Bewertung 109373 Organisatorische Rahmenbedingungen 110374 Ablauf der Bewertung 111375 Anwendungsunterstuumltzung bei der Bewertung 113

4 Der RAN-Prozessbaukasten 116

41 Einleitung 116411 Modellierungsrichtlinien der Prozessbausteine 116412 Relevante IT-Systeme in den Prozessmodellen 118413 Voll- und Leergutprozesse 118414 Nacharbeitsprozess 119415 Prozessaggregationen 11942 Erlaumluterung der Prozessbausteine 120421 Innerbetriebliche Logistikprozesse 120422 Auszligerbetriebliche Logistikprozesse 131423 Produktions- und Qualitaumltsprozesse 133

5 Das RAN-Vokabular 142

51 EPCIS-Eventtypen 14252 Eindeutige Identifikation in den Events 142521 Vorbemerkung 144522 Produkte 144523 Behaumllter 145524 Existierende IDs 145525 Lokationen 14553 Vokabularerweiterungen 147531 bizStep 147

Inhaltsverzeichnis

14

532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199

Abbildungsverzeichnis

9

Abbildung 28 Ablauf der Integration eines neuen RAN-Partners Teil 2 62

Abbildung 29 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66Abbildung 30 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 72Abbildung 31 EPCglobal Architecture Framework 78Abbildung 32 Uumlbersicht Aktivitaumlten Daten und Datenstrukturen 79Abbildung 33 Nummerierung von Produkten und Produkt-

verpackungen 83Abbildung 34 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 85Abbildung 35 RAN-InfoBroker-Netzwerk 88Abbildung 36 Ablauf zur Implementierung des RAN-InfoBroker 91Abbildung 37 Beispiel fuumlr ein operationales Modell 93Abbildung 38 EPCIS-Repository im Intranet InfoBroker-Repository

in der DMZ 95Abbildung 39 Integration des Repositories in die Unternehmens-

architektur 96Abbildung 40 Entwicklungsstufen logistischer Assistenzsysteme 99Abbildung 41 RAN-Assistenzsystemfunktionalitaumlten 100Abbildung 42 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungs-

klassen 106Abbildung 43 Phasen der Bewertung 109Abbildung 44 Beteiligte am Bewertungsprozess 111Abbildung 45 Ablauf der Bewertung 112Abbildung 46 Kalkulationsstruktur und Prozessmodellierung in

euroCO2Calc 113Abbildung 47 EPK Darstellung 1 117Abbildung 48 EPK Darstellung 2 117Abbildung 49 EPK Darstellung 3 117Abbildung 50 EPK Darstellung 4 118Abbildung 51 Beispielhafte Prozessaggregation Wareneingang 119Abbildung 52 Beispielhafte Prozessaggregation Produktion 120Abbildung 53 Bedingung RAN Fertigung 133Abbildung 54 Bedingung RAN Montage 135Abbildung 55 Bedingung RAN Demontage 138Abbildung 56 Bedingung RAN Qualitaumltssicherung 140Abbildung 57 Eventtypen 143Abbildung 58 Vereinfachte Supply Chain 163Abbildung 59 Datenaustausch fuumlr durchgaumlngige Transparenz 164Abbildung 60 InfoBroker-Blockdiagramm 165Abbildung 61 RAN-InfoBroker ndash Netzwerk foumlderierter Repositories 166Abbildung 62 Schichten der EPCIS 172Abbildung 63 Systemkontext des RAN-InfoBroker 175Abbildung 64 InfoBroker-Systemarchitektur 176Abbildung 65 RAN-InfoBroker-Erweiterungen zum EPCIS-Standard 178Abbildung 66 RAN-InfoBroker Architektur-Komponenten 179Abbildung 67 RAN Security Policy Modell 180

Abbildungsverzeichnis

10

Abbildung 68 Administrationsdatenmodell 180Abbildung 69 Beispiel Filtermechanismen 181Abbildung 70 Erweitertes RAN-Query-Interface 182Abbildung 71 Benutzerschnittstelle des eTS (links) und Middleware-

komponente (rechts) 184Abbildung 72 Komponenten des easyTracing Systems 185Abbildung 73 Vorder- und Ruumlckseite des easyTracing Systems 186Abbildung 74 Test des easyTracing Systems auf dem Autoterminal

der BLG LOGISTICS 187Abbildung 75 Schematischer Aufbau des Mojix Systems 189Abbildung 76 Mojix-Testdatenerfassung im Qualitaumltssicherungs-

bereich von Daimler 190Abbildung 77 Installation der RFID-Modenverwirbelungstechnik

am Gabelstapler 192Abbildung 78 Test der RFID-Modenverwirbelungstechnik bei

der Containerbe- und -entladung 193Abbildung 79 Komponenten fuumlr das JIS-Gate JIS-Warentraumlger und

Konzept des neuentwickelten JIS Gate 195Abbildung 80 Anbindung von JIS-Gate an InfoBroker 196Abbildung 81 Echtzeit-Visualisierung des JIS-Gate 198Abbildung 82 Kanban-Regal 200Abbildung 83 Beispiel Konfiguration vom Regal zusammen

mit KLTs und Kanbankarten 200Abbildung 84 Echtzeit-Visualisierung der Regal-Loumlsung 201Abbildung 85 Schritte der Bewertungsmethodik 202Abbildung 86 Systemgrenze der Bewertung 204Abbildung 87 RFID-System 207Abbildung 88 Beispielhaftes Ordnungsschema zur Identifikation

zusaumltzlicher Aufwaumlnde 208Abbildung 89 Kategorisierung zur Einordnung der Nutzen-

potenziale 210Abbildung 90 Positive Auswirkungen auf die Ressourceneffizienz 211Abbildung 91 Kriterien zur Auswahl relevanter Nutzenpotenziale 212Abbildung 92 Verschiedene Basen bei der Berechnung interner

und externer Effekte 215Abbildung 93 Quantitative und qualitative Effekte 215Abbildung 94 Fehlerfolgekette 218Abbildung 95 Beispiel fuumlr Fehlerfolgekette 218Abbildung 96 Vorgehen zur Quantifizierung der Ressourceneffekte 221Abbildung 97 Verrechnung von Nutzen und Aufwaumlnden 222Abbildung 98 Verrechnungsstruktur der Oumlkobilanz 223Abbildung 99 Integration von Unsicherheiten in die Bewertung 225Abbildung 100 Schwerpunkte der Analyse 226Abbildung 101 Umsetzungsfaumllle der RAN-Konzepte bei Bosch 229Abbildung 102 Belieferungsprozess mit Verbrauchssteuerung

bei Bosch 230Abbildung 103 Lieferantenanbindung an Bosch 231

Abbildungsverzeichnis

11

Abbildung 104 Datenaustausch im Umsetzungsfall KMU-Integration 232Abbildung 105 Der RAN-Loumlsungsansatz im Umsetzungsfall

KMU-Integration 234Abbildung 106 Der Workflow im KMU-Assistenzsystem 235Abbildung 107 Erfassung von Abrufinformationen (Kanban-Abrufe) 236Abbildung 108 Erfassung von Packstuumlcken 236Abbildung 109 Uumlbermittlung der RAN-Events 236Abbildung 110 Umsetzungsfall bdquoProduktion und interne Logistikldquo 239Abbildung 111 Regelkreise innerhalb eines Produktionswerkes

(vereinfachte Darstellung) 240Abbildung 112 Bosch-internes Datenaustauschkonzept mittels

InfoBroker 241Abbildung 113 RFID-Integration in den internen physischen

Warenfluss 243Abbildung 114 RFID im Nachschubprozess fuumlr Verpackungsmaterial 244Abbildung 115 RFID in Fertigungs- und Montageprozessen 245Abbildung 116 Beispiele der eingesetzten Erfassungsklassen im

Bosch Use Case 247Abbildung 117 Verteilung der Systemruumlckmeldezeiten im internen

Kanbanprozess 248Abbildung 118 Realisierung einer Ship-from-Line-Anbindung an

ein Bosch-Werk 249Abbildung 119 RFID bei der Einbindung des Kunden in die

Verbrauchssteuerung 252Abbildung 120 Erzeugung eines RAN-konformen Events in der

Produktion 253Abbildung 121 Erzeugung und Austausch eines RAN-konformen

Events beim Verpacken 253Abbildung 122 Events auf Seiten des Lieferwerkes bei der Kunden-

anbindung (Skizze) 255Abbildung 123 Eventbasierter Datenaustausch in der Lieferkette

bis zum Endkunden 257

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort 5

Abbildungsverzeichnis 8

1 Einleitung 18

2 Motivation ndash Das Projekt bdquoRFID-basedAutomotive Networkldquo 21

21 Transparenz in Logistiknetzwerken der Automobilindustrie 2122 RFID bei RAN 2523 RAN-Assistenzsysteme 26231 Was sind RAN-Assistenzsysteme 26232 Ein Stufenkonzept zur Entwicklung von logistischen

Assistenzsystemen 2724 Standardisierung 2725 Die RAN-Matrixorganisation Arbeitspakete (APs) und

Use Cases (UCs) 2926 Die RAN UCs 30261 UC 1 Fertigfahrzeuge Qualitaumltssicherung und Distribution ndash

BLGDaimler 30262 UC 2 Behaumlltermanagement ndash BMWDHL 35263 UC 3 Lieferkette vom Tier 2 uumlber Tier 1 bis zum OEM

verbrauchsgesteuert ndash Bosch 38264 UC 4 Lange Prozesskette ndash DaimlerBLG 39265 UC 5 Fahrzeugsitze Just-in-Sequence (JIS) ndash

Johnson Controls 41266 UC 6 Stoszligfaumlnger JIS ndash REHAUDaimler 45267 UC 7 Von der Fertigung bis zum Kunden End-to-End

Control Opel 4927 Die RAN-Demonstrationsplattformen 52271 RAN-Referenzanlage bei Siemens 52272 iwb-Referenzanlage 55273 RAN-Demonstrationsplattform am Fraunhofer IML 56274 RAN-Demonstrationsplattform am BIBA 58

3 Von der Idee zur Umsetzung ndash ein Leitfaden 60

31 Einleitung 60311 Zielsetzung des RAN-Integrationskonzepts 60312 Ablaufdiagramm der RAN-Partnerintegration 6132 Steuerungsszenario 62321 Einfuumlhrung des Steuerungsszenarios 63

Inhaltsverzeichnis

13

322 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66323 Hinweise zur Anwendung mehrerer Steuerungsszenarios 6733 Prozessbaukasten 68331 Inhalt des Prozessbaukastens 68332 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 7134 Daten amp Datenstrukturen 73341 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 73342 Ablauf zur Auswahl der erforderlichen Datenstrukturen 8535 RAN-InfoBroker und RAN-Assistenzsysteme 87351 Beschreibung des RAN-InfoBroker 87352 Erweiterungen des RAN-InfoBroker 89353 Teilnahme am RAN-Netzwerk 90354 Ablauf zur Integration eines RAN-InfoBroker 90355 Logistische Assistenzsysteme im Kontext von RAN 9836 RFID-Hardware 102361 Inhalt des Dokuments bdquoRAN RFID-Equipment Aufbau und

Betriebldquo 102362 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungsklassen 10537 Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz 108371 Bewertung der Implementierung des RAN-Konzepts 108372 Einsatzzeitpunkt der Bewertung 109373 Organisatorische Rahmenbedingungen 110374 Ablauf der Bewertung 111375 Anwendungsunterstuumltzung bei der Bewertung 113

4 Der RAN-Prozessbaukasten 116

41 Einleitung 116411 Modellierungsrichtlinien der Prozessbausteine 116412 Relevante IT-Systeme in den Prozessmodellen 118413 Voll- und Leergutprozesse 118414 Nacharbeitsprozess 119415 Prozessaggregationen 11942 Erlaumluterung der Prozessbausteine 120421 Innerbetriebliche Logistikprozesse 120422 Auszligerbetriebliche Logistikprozesse 131423 Produktions- und Qualitaumltsprozesse 133

5 Das RAN-Vokabular 142

51 EPCIS-Eventtypen 14252 Eindeutige Identifikation in den Events 142521 Vorbemerkung 144522 Produkte 144523 Behaumllter 145524 Existierende IDs 145525 Lokationen 14553 Vokabularerweiterungen 147531 bizStep 147

Inhaltsverzeichnis

14

532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199

Abbildungsverzeichnis

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Abbildung 68 Administrationsdatenmodell 180Abbildung 69 Beispiel Filtermechanismen 181Abbildung 70 Erweitertes RAN-Query-Interface 182Abbildung 71 Benutzerschnittstelle des eTS (links) und Middleware-

komponente (rechts) 184Abbildung 72 Komponenten des easyTracing Systems 185Abbildung 73 Vorder- und Ruumlckseite des easyTracing Systems 186Abbildung 74 Test des easyTracing Systems auf dem Autoterminal

der BLG LOGISTICS 187Abbildung 75 Schematischer Aufbau des Mojix Systems 189Abbildung 76 Mojix-Testdatenerfassung im Qualitaumltssicherungs-

bereich von Daimler 190Abbildung 77 Installation der RFID-Modenverwirbelungstechnik

am Gabelstapler 192Abbildung 78 Test der RFID-Modenverwirbelungstechnik bei

der Containerbe- und -entladung 193Abbildung 79 Komponenten fuumlr das JIS-Gate JIS-Warentraumlger und

Konzept des neuentwickelten JIS Gate 195Abbildung 80 Anbindung von JIS-Gate an InfoBroker 196Abbildung 81 Echtzeit-Visualisierung des JIS-Gate 198Abbildung 82 Kanban-Regal 200Abbildung 83 Beispiel Konfiguration vom Regal zusammen

mit KLTs und Kanbankarten 200Abbildung 84 Echtzeit-Visualisierung der Regal-Loumlsung 201Abbildung 85 Schritte der Bewertungsmethodik 202Abbildung 86 Systemgrenze der Bewertung 204Abbildung 87 RFID-System 207Abbildung 88 Beispielhaftes Ordnungsschema zur Identifikation

zusaumltzlicher Aufwaumlnde 208Abbildung 89 Kategorisierung zur Einordnung der Nutzen-

potenziale 210Abbildung 90 Positive Auswirkungen auf die Ressourceneffizienz 211Abbildung 91 Kriterien zur Auswahl relevanter Nutzenpotenziale 212Abbildung 92 Verschiedene Basen bei der Berechnung interner

und externer Effekte 215Abbildung 93 Quantitative und qualitative Effekte 215Abbildung 94 Fehlerfolgekette 218Abbildung 95 Beispiel fuumlr Fehlerfolgekette 218Abbildung 96 Vorgehen zur Quantifizierung der Ressourceneffekte 221Abbildung 97 Verrechnung von Nutzen und Aufwaumlnden 222Abbildung 98 Verrechnungsstruktur der Oumlkobilanz 223Abbildung 99 Integration von Unsicherheiten in die Bewertung 225Abbildung 100 Schwerpunkte der Analyse 226Abbildung 101 Umsetzungsfaumllle der RAN-Konzepte bei Bosch 229Abbildung 102 Belieferungsprozess mit Verbrauchssteuerung

bei Bosch 230Abbildung 103 Lieferantenanbindung an Bosch 231

Abbildungsverzeichnis

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Abbildung 104 Datenaustausch im Umsetzungsfall KMU-Integration 232Abbildung 105 Der RAN-Loumlsungsansatz im Umsetzungsfall

KMU-Integration 234Abbildung 106 Der Workflow im KMU-Assistenzsystem 235Abbildung 107 Erfassung von Abrufinformationen (Kanban-Abrufe) 236Abbildung 108 Erfassung von Packstuumlcken 236Abbildung 109 Uumlbermittlung der RAN-Events 236Abbildung 110 Umsetzungsfall bdquoProduktion und interne Logistikldquo 239Abbildung 111 Regelkreise innerhalb eines Produktionswerkes

(vereinfachte Darstellung) 240Abbildung 112 Bosch-internes Datenaustauschkonzept mittels

InfoBroker 241Abbildung 113 RFID-Integration in den internen physischen

Warenfluss 243Abbildung 114 RFID im Nachschubprozess fuumlr Verpackungsmaterial 244Abbildung 115 RFID in Fertigungs- und Montageprozessen 245Abbildung 116 Beispiele der eingesetzten Erfassungsklassen im

Bosch Use Case 247Abbildung 117 Verteilung der Systemruumlckmeldezeiten im internen

Kanbanprozess 248Abbildung 118 Realisierung einer Ship-from-Line-Anbindung an

ein Bosch-Werk 249Abbildung 119 RFID bei der Einbindung des Kunden in die

Verbrauchssteuerung 252Abbildung 120 Erzeugung eines RAN-konformen Events in der

Produktion 253Abbildung 121 Erzeugung und Austausch eines RAN-konformen

Events beim Verpacken 253Abbildung 122 Events auf Seiten des Lieferwerkes bei der Kunden-

anbindung (Skizze) 255Abbildung 123 Eventbasierter Datenaustausch in der Lieferkette

bis zum Endkunden 257

12

Inhaltsverzeichnis

Vorwort 5

Abbildungsverzeichnis 8

1 Einleitung 18

2 Motivation ndash Das Projekt bdquoRFID-basedAutomotive Networkldquo 21

21 Transparenz in Logistiknetzwerken der Automobilindustrie 2122 RFID bei RAN 2523 RAN-Assistenzsysteme 26231 Was sind RAN-Assistenzsysteme 26232 Ein Stufenkonzept zur Entwicklung von logistischen

Assistenzsystemen 2724 Standardisierung 2725 Die RAN-Matrixorganisation Arbeitspakete (APs) und

Use Cases (UCs) 2926 Die RAN UCs 30261 UC 1 Fertigfahrzeuge Qualitaumltssicherung und Distribution ndash

BLGDaimler 30262 UC 2 Behaumlltermanagement ndash BMWDHL 35263 UC 3 Lieferkette vom Tier 2 uumlber Tier 1 bis zum OEM

verbrauchsgesteuert ndash Bosch 38264 UC 4 Lange Prozesskette ndash DaimlerBLG 39265 UC 5 Fahrzeugsitze Just-in-Sequence (JIS) ndash

Johnson Controls 41266 UC 6 Stoszligfaumlnger JIS ndash REHAUDaimler 45267 UC 7 Von der Fertigung bis zum Kunden End-to-End

Control Opel 4927 Die RAN-Demonstrationsplattformen 52271 RAN-Referenzanlage bei Siemens 52272 iwb-Referenzanlage 55273 RAN-Demonstrationsplattform am Fraunhofer IML 56274 RAN-Demonstrationsplattform am BIBA 58

3 Von der Idee zur Umsetzung ndash ein Leitfaden 60

31 Einleitung 60311 Zielsetzung des RAN-Integrationskonzepts 60312 Ablaufdiagramm der RAN-Partnerintegration 6132 Steuerungsszenario 62321 Einfuumlhrung des Steuerungsszenarios 63

Inhaltsverzeichnis

13

322 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66323 Hinweise zur Anwendung mehrerer Steuerungsszenarios 6733 Prozessbaukasten 68331 Inhalt des Prozessbaukastens 68332 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 7134 Daten amp Datenstrukturen 73341 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 73342 Ablauf zur Auswahl der erforderlichen Datenstrukturen 8535 RAN-InfoBroker und RAN-Assistenzsysteme 87351 Beschreibung des RAN-InfoBroker 87352 Erweiterungen des RAN-InfoBroker 89353 Teilnahme am RAN-Netzwerk 90354 Ablauf zur Integration eines RAN-InfoBroker 90355 Logistische Assistenzsysteme im Kontext von RAN 9836 RFID-Hardware 102361 Inhalt des Dokuments bdquoRAN RFID-Equipment Aufbau und

Betriebldquo 102362 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungsklassen 10537 Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz 108371 Bewertung der Implementierung des RAN-Konzepts 108372 Einsatzzeitpunkt der Bewertung 109373 Organisatorische Rahmenbedingungen 110374 Ablauf der Bewertung 111375 Anwendungsunterstuumltzung bei der Bewertung 113

4 Der RAN-Prozessbaukasten 116

41 Einleitung 116411 Modellierungsrichtlinien der Prozessbausteine 116412 Relevante IT-Systeme in den Prozessmodellen 118413 Voll- und Leergutprozesse 118414 Nacharbeitsprozess 119415 Prozessaggregationen 11942 Erlaumluterung der Prozessbausteine 120421 Innerbetriebliche Logistikprozesse 120422 Auszligerbetriebliche Logistikprozesse 131423 Produktions- und Qualitaumltsprozesse 133

5 Das RAN-Vokabular 142

51 EPCIS-Eventtypen 14252 Eindeutige Identifikation in den Events 142521 Vorbemerkung 144522 Produkte 144523 Behaumllter 145524 Existierende IDs 145525 Lokationen 14553 Vokabularerweiterungen 147531 bizStep 147

Inhaltsverzeichnis

14

532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199

Abbildungsverzeichnis

11

Abbildung 104 Datenaustausch im Umsetzungsfall KMU-Integration 232Abbildung 105 Der RAN-Loumlsungsansatz im Umsetzungsfall

KMU-Integration 234Abbildung 106 Der Workflow im KMU-Assistenzsystem 235Abbildung 107 Erfassung von Abrufinformationen (Kanban-Abrufe) 236Abbildung 108 Erfassung von Packstuumlcken 236Abbildung 109 Uumlbermittlung der RAN-Events 236Abbildung 110 Umsetzungsfall bdquoProduktion und interne Logistikldquo 239Abbildung 111 Regelkreise innerhalb eines Produktionswerkes

(vereinfachte Darstellung) 240Abbildung 112 Bosch-internes Datenaustauschkonzept mittels

InfoBroker 241Abbildung 113 RFID-Integration in den internen physischen

Warenfluss 243Abbildung 114 RFID im Nachschubprozess fuumlr Verpackungsmaterial 244Abbildung 115 RFID in Fertigungs- und Montageprozessen 245Abbildung 116 Beispiele der eingesetzten Erfassungsklassen im

Bosch Use Case 247Abbildung 117 Verteilung der Systemruumlckmeldezeiten im internen

Kanbanprozess 248Abbildung 118 Realisierung einer Ship-from-Line-Anbindung an

ein Bosch-Werk 249Abbildung 119 RFID bei der Einbindung des Kunden in die

Verbrauchssteuerung 252Abbildung 120 Erzeugung eines RAN-konformen Events in der

Produktion 253Abbildung 121 Erzeugung und Austausch eines RAN-konformen

Events beim Verpacken 253Abbildung 122 Events auf Seiten des Lieferwerkes bei der Kunden-

anbindung (Skizze) 255Abbildung 123 Eventbasierter Datenaustausch in der Lieferkette

bis zum Endkunden 257

12

Inhaltsverzeichnis

Vorwort 5

Abbildungsverzeichnis 8

1 Einleitung 18

2 Motivation ndash Das Projekt bdquoRFID-basedAutomotive Networkldquo 21

21 Transparenz in Logistiknetzwerken der Automobilindustrie 2122 RFID bei RAN 2523 RAN-Assistenzsysteme 26231 Was sind RAN-Assistenzsysteme 26232 Ein Stufenkonzept zur Entwicklung von logistischen

Assistenzsystemen 2724 Standardisierung 2725 Die RAN-Matrixorganisation Arbeitspakete (APs) und

Use Cases (UCs) 2926 Die RAN UCs 30261 UC 1 Fertigfahrzeuge Qualitaumltssicherung und Distribution ndash

BLGDaimler 30262 UC 2 Behaumlltermanagement ndash BMWDHL 35263 UC 3 Lieferkette vom Tier 2 uumlber Tier 1 bis zum OEM

verbrauchsgesteuert ndash Bosch 38264 UC 4 Lange Prozesskette ndash DaimlerBLG 39265 UC 5 Fahrzeugsitze Just-in-Sequence (JIS) ndash

Johnson Controls 41266 UC 6 Stoszligfaumlnger JIS ndash REHAUDaimler 45267 UC 7 Von der Fertigung bis zum Kunden End-to-End

Control Opel 4927 Die RAN-Demonstrationsplattformen 52271 RAN-Referenzanlage bei Siemens 52272 iwb-Referenzanlage 55273 RAN-Demonstrationsplattform am Fraunhofer IML 56274 RAN-Demonstrationsplattform am BIBA 58

3 Von der Idee zur Umsetzung ndash ein Leitfaden 60

31 Einleitung 60311 Zielsetzung des RAN-Integrationskonzepts 60312 Ablaufdiagramm der RAN-Partnerintegration 6132 Steuerungsszenario 62321 Einfuumlhrung des Steuerungsszenarios 63

Inhaltsverzeichnis

13

322 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66323 Hinweise zur Anwendung mehrerer Steuerungsszenarios 6733 Prozessbaukasten 68331 Inhalt des Prozessbaukastens 68332 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 7134 Daten amp Datenstrukturen 73341 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 73342 Ablauf zur Auswahl der erforderlichen Datenstrukturen 8535 RAN-InfoBroker und RAN-Assistenzsysteme 87351 Beschreibung des RAN-InfoBroker 87352 Erweiterungen des RAN-InfoBroker 89353 Teilnahme am RAN-Netzwerk 90354 Ablauf zur Integration eines RAN-InfoBroker 90355 Logistische Assistenzsysteme im Kontext von RAN 9836 RFID-Hardware 102361 Inhalt des Dokuments bdquoRAN RFID-Equipment Aufbau und

Betriebldquo 102362 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungsklassen 10537 Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz 108371 Bewertung der Implementierung des RAN-Konzepts 108372 Einsatzzeitpunkt der Bewertung 109373 Organisatorische Rahmenbedingungen 110374 Ablauf der Bewertung 111375 Anwendungsunterstuumltzung bei der Bewertung 113

4 Der RAN-Prozessbaukasten 116

41 Einleitung 116411 Modellierungsrichtlinien der Prozessbausteine 116412 Relevante IT-Systeme in den Prozessmodellen 118413 Voll- und Leergutprozesse 118414 Nacharbeitsprozess 119415 Prozessaggregationen 11942 Erlaumluterung der Prozessbausteine 120421 Innerbetriebliche Logistikprozesse 120422 Auszligerbetriebliche Logistikprozesse 131423 Produktions- und Qualitaumltsprozesse 133

5 Das RAN-Vokabular 142

51 EPCIS-Eventtypen 14252 Eindeutige Identifikation in den Events 142521 Vorbemerkung 144522 Produkte 144523 Behaumllter 145524 Existierende IDs 145525 Lokationen 14553 Vokabularerweiterungen 147531 bizStep 147

Inhaltsverzeichnis

14

532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort 5

Abbildungsverzeichnis 8

1 Einleitung 18

2 Motivation ndash Das Projekt bdquoRFID-basedAutomotive Networkldquo 21

21 Transparenz in Logistiknetzwerken der Automobilindustrie 2122 RFID bei RAN 2523 RAN-Assistenzsysteme 26231 Was sind RAN-Assistenzsysteme 26232 Ein Stufenkonzept zur Entwicklung von logistischen

Assistenzsystemen 2724 Standardisierung 2725 Die RAN-Matrixorganisation Arbeitspakete (APs) und

Use Cases (UCs) 2926 Die RAN UCs 30261 UC 1 Fertigfahrzeuge Qualitaumltssicherung und Distribution ndash

BLGDaimler 30262 UC 2 Behaumlltermanagement ndash BMWDHL 35263 UC 3 Lieferkette vom Tier 2 uumlber Tier 1 bis zum OEM

verbrauchsgesteuert ndash Bosch 38264 UC 4 Lange Prozesskette ndash DaimlerBLG 39265 UC 5 Fahrzeugsitze Just-in-Sequence (JIS) ndash

Johnson Controls 41266 UC 6 Stoszligfaumlnger JIS ndash REHAUDaimler 45267 UC 7 Von der Fertigung bis zum Kunden End-to-End

Control Opel 4927 Die RAN-Demonstrationsplattformen 52271 RAN-Referenzanlage bei Siemens 52272 iwb-Referenzanlage 55273 RAN-Demonstrationsplattform am Fraunhofer IML 56274 RAN-Demonstrationsplattform am BIBA 58

3 Von der Idee zur Umsetzung ndash ein Leitfaden 60

31 Einleitung 60311 Zielsetzung des RAN-Integrationskonzepts 60312 Ablaufdiagramm der RAN-Partnerintegration 6132 Steuerungsszenario 62321 Einfuumlhrung des Steuerungsszenarios 63

Inhaltsverzeichnis

13

322 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66323 Hinweise zur Anwendung mehrerer Steuerungsszenarios 6733 Prozessbaukasten 68331 Inhalt des Prozessbaukastens 68332 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 7134 Daten amp Datenstrukturen 73341 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 73342 Ablauf zur Auswahl der erforderlichen Datenstrukturen 8535 RAN-InfoBroker und RAN-Assistenzsysteme 87351 Beschreibung des RAN-InfoBroker 87352 Erweiterungen des RAN-InfoBroker 89353 Teilnahme am RAN-Netzwerk 90354 Ablauf zur Integration eines RAN-InfoBroker 90355 Logistische Assistenzsysteme im Kontext von RAN 9836 RFID-Hardware 102361 Inhalt des Dokuments bdquoRAN RFID-Equipment Aufbau und

Betriebldquo 102362 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungsklassen 10537 Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz 108371 Bewertung der Implementierung des RAN-Konzepts 108372 Einsatzzeitpunkt der Bewertung 109373 Organisatorische Rahmenbedingungen 110374 Ablauf der Bewertung 111375 Anwendungsunterstuumltzung bei der Bewertung 113

4 Der RAN-Prozessbaukasten 116

41 Einleitung 116411 Modellierungsrichtlinien der Prozessbausteine 116412 Relevante IT-Systeme in den Prozessmodellen 118413 Voll- und Leergutprozesse 118414 Nacharbeitsprozess 119415 Prozessaggregationen 11942 Erlaumluterung der Prozessbausteine 120421 Innerbetriebliche Logistikprozesse 120422 Auszligerbetriebliche Logistikprozesse 131423 Produktions- und Qualitaumltsprozesse 133

5 Das RAN-Vokabular 142

51 EPCIS-Eventtypen 14252 Eindeutige Identifikation in den Events 142521 Vorbemerkung 144522 Produkte 144523 Behaumllter 145524 Existierende IDs 145525 Lokationen 14553 Vokabularerweiterungen 147531 bizStep 147

Inhaltsverzeichnis

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532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199

Inhaltsverzeichnis

13

322 Ablauf zur Umsetzung eines Steuerungsszenarios 66323 Hinweise zur Anwendung mehrerer Steuerungsszenarios 6733 Prozessbaukasten 68331 Inhalt des Prozessbaukastens 68332 Ablauf zur Anwendung des RAN-Prozessbaukastens 7134 Daten amp Datenstrukturen 73341 Ablauf zur Realisierung der Daten amp Datenstrukturen 73342 Ablauf zur Auswahl der erforderlichen Datenstrukturen 8535 RAN-InfoBroker und RAN-Assistenzsysteme 87351 Beschreibung des RAN-InfoBroker 87352 Erweiterungen des RAN-InfoBroker 89353 Teilnahme am RAN-Netzwerk 90354 Ablauf zur Integration eines RAN-InfoBroker 90355 Logistische Assistenzsysteme im Kontext von RAN 9836 RFID-Hardware 102361 Inhalt des Dokuments bdquoRAN RFID-Equipment Aufbau und

Betriebldquo 102362 Ablauf zur Implementierung von RAN-Erfassungsklassen 10537 Wirtschaftlichkeit und Ressourceneffizienz 108371 Bewertung der Implementierung des RAN-Konzepts 108372 Einsatzzeitpunkt der Bewertung 109373 Organisatorische Rahmenbedingungen 110374 Ablauf der Bewertung 111375 Anwendungsunterstuumltzung bei der Bewertung 113

4 Der RAN-Prozessbaukasten 116

41 Einleitung 116411 Modellierungsrichtlinien der Prozessbausteine 116412 Relevante IT-Systeme in den Prozessmodellen 118413 Voll- und Leergutprozesse 118414 Nacharbeitsprozess 119415 Prozessaggregationen 11942 Erlaumluterung der Prozessbausteine 120421 Innerbetriebliche Logistikprozesse 120422 Auszligerbetriebliche Logistikprozesse 131423 Produktions- und Qualitaumltsprozesse 133

5 Das RAN-Vokabular 142

51 EPCIS-Eventtypen 14252 Eindeutige Identifikation in den Events 142521 Vorbemerkung 144522 Produkte 144523 Behaumllter 145524 Existierende IDs 145525 Lokationen 14553 Vokabularerweiterungen 147531 bizStep 147

Inhaltsverzeichnis

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532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199

Inhaltsverzeichnis

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532 Disposition 148533 Business transaction types (btt) 14854 Eventspezifische Erweiterungen 150541 Erweiterungen fuumlr alle Eventtypen 150542 Erweiterungen des Object Events 151543 Erweiterungen des Aggregation Event 151544 Erweiterung des Transaction Event 152545 Feldbeschreibungen 152546 Erweiterung fuumlr Handover-Informationen 15255 Definition der RAN-Events 154

6 Der RAN-InfoBroker 162

61 Grobkonzept 162611 Aufgabenstellung 163612 Anforderungen 16562 Die Architektur des InfoBroker 170621 Technische Randbedingungen 170622 Exkurs EPCIS 172623 Systemkontext 174624 InfoBroker-Systemarchitektur 175625 InfoBroker-Schnittstellen 17663 Der RAN-InfoBroker im Detail ndash Erweiterungen gegenuumlber

dem EPCIS-Standard 178631 Administrationsdatenmodell 179632 Security Features 180633 Filtermechanismen 181634 Custom Queries 181

7 Die RAN-Erfassungsklassen 183

71 Mobile Ortung 183711 Hardwarebeschreibung 183712 Ergebnisse der Versuche auf dem BLG Autoterminal 18672 Permanente Ortung 187721 Hardwarebeschreibung 187722 Ergebnisse der Versuche in den Qualitaumltssicherungs-

bereichen von Daimler 18873 Gabelstapler 191731 Hardwarebeschreibung 191732 Ergebnisse der Gabelstapler-Versuche im Neustaumldter Hafen

in Bremen 19274 JIS-Gate 195741 Hardwarebeschreibung 195742 Ergebnisse der Versuche bei REHAU in Ingolstadt 19775 RFID-Regal 198751 Hardwarebeschreibung 198752 Ergebnisse der Implementierung fuumlr Bosch 199