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Industrielle Fertigungsprozesse lassen sich nur optimieren, wenn Produktionsdaten einzelnen Bauteilen zugeordnet werden können. Mit der Track & Trace-Fingerprint-Technologie hat Fraunhofer IPM gezeigt, dass sich Bauteile auch ohne maschinenlesbare Markierung rückverfolgen lassen.
Das markierungslose Verfahren erweist sich auch im Produktionsumfeld als äußerst zuverlässig. Das konnte in einer Pilot-Fertigungsanlage beim Forschungspartner Bosch gezeigt werden. Track & Trace Fingerprint nutzt die Mikrostruktur von Oberflächen als individuellen Fingerabdruck, um Bauteile zu identifizieren. Das Aufbringen einer Markierung, beispielsweise eines Data-Matrix-Codes, entfällt. Viele Bauteile können aufgrund ihrer geringen Größe, der Geometrie oder funktionaler Oberflächen nicht markiert werden – das markierungsfreie Track & Trace-Fingerprint macht hier erstmals eine Rückverfolgung möglich. Das gilt auch für ein sogenanntes Anker-Bauteil, das der Automobilzulieferer Robert Bosch GmbH in Bamberg in hohen Stückzahlen produziert: Das runde Kleinbauteil ist Teil eines Common-Rail-Injektors. Gemeinsam mit Bosch ist es Fraunhofer IPM gelungen, in 30.000 Stichproben aus einer Menge von jeweils 100.000 Ankern nahezu 100 Prozent der Bauteile im Produktionsprozess sicher zu identifizieren.
Schnell und robust.
Beim Track & Trace-Fingerprint-Verfahren werden definierte Bereiche der Bauteiloberfläche mit einem Kamerasystem hochaufgelöst aufgenommen. Aus der Bildaufnahme mit ihren spezifischen Strukturen und deren Position wird eine numerische Kennung, der Fingerprint, errechnet und einer ID zugeordnet. Diese Paarung wird in einer Datenbank hinterlegt. Zur späteren Identifizierung wird der Vorgang wiederholt, ein Abgleich der Fingerprints liefert die ID zurück.
Unter realen Produktionsbedingungen stellen sich verschiedene Herausforderungen: Hohe Produktionstakte erfordern eine extrem schnelle Datenverarbeitung. Zudem müssen unterschiedliche Lichtverhältnisse bei der Bildaufnahme und der späteren Identifizierung sowie Positionsungenauigkeiten softwareseitig ausgeglichen werden. Nicht zuletzt sind Bauraum und Arbeitsabstand in der bestehenden Anlage begrenzt. Im Fall der Ankerbauteile wurde als Fingerprint-Bereich die gut zugängliche Polfläche
gewählt. Die geschliffene, spiegelnde Oberfläche des Metallbauteils stellt besondere Anforderungen an die Optik. Aufgrund der sechsfachen Symmetrie ergeben sich sechs mögliche Rotationswinkel. Für die Wiedererkennung wurden daher entsprechend sechs Fingerprints für jedes Bauteil erzeugt und abgeglichen – innerhalb von durchschnittlich nur einer Sekunde. Die Track & Trace-Fingerprint-Technologie ermöglicht damit eine Zuordnung von Prozessdaten im Produktionstakt – auch für Massenbauteile.
