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Sicheres Bulk-Reading in der Intralogistik

Sicheres Bulk-Reading in der Intralogistik

RFID-Technologie ist in der Produktion bereits weit entwickelt. Technische Einschränkungen bremsten jedoch lange Zeit den Einsatz in komplexen Prozessumgebungen. Ein neues Modenverwirbelungsverfahren soll neue Anwendungsbereiche in Produktion, Intralogistik und Supply Chain erschließen, indem ungewollte, falsche Positivmeldungen vermieden werden.

Bild: Fraunhofer IFF

Durch den gezielten Einsatz von RFID in Produktion und Logistik lassen sich teils deutliche Effizienzpotenziale heben, beispielsweise bei der Identifikation von Produkten oder Bauteilen und -gruppen auf ‚Item‘-Level, der Verwaltung von Behältern und Ladungsträgern oder auch durch die Nutzung von RFID für das Instandhaltungsmanagement von Betriebsmitteln. Für Anwendungen der Identifikation in Produktions- und Logistikprozessen setzt sich dabei zunehmend die Nutzung von UHF-Transpondern durch, die im Bereich von 865 bis 956 Megahertz arbeiten, da sich diese aufgrund hoher erzielbarer Lesereichweiten und Lesegeschwindigkeit hervorragend für die Pulkerfassung – also für zeitgleiche Identifikation mehrerer RFID-getaggter Objekte – eignen. Dadurch können Erfassungsprozesse in der Intralogistik, wie etwa im Wareneingang und -ausgang, effizienter gestaltet werden.

Sichere Pulkerfassung mittels Modenverwirbelung

Bei der Gestaltung der Erfassungsinfrastrukturen und -prozesse sind die zentralen Ziele vor allem die komplette Erfassung der Ist-RFID-Tags und die Vermeidung von ‚Falsch-Positiv-Lesungen‘ durch die ungewollte Abfrage von Umgebungstranspondern. In den komplexen Prozessumgebungen von Produktion und Intralogistik sind somit durch die Installation einfacher Reader-Antennen-Strukturen oft keine befriedigenden Ergebnisse zu erzielen.

Aufgrund dessen wurden zahlreiche RFID-Projekte in Industrie und Logistik mangels sicherer Leseprozesse wieder eingestellt. Zur sicheren Pulkerfassung von Gütern und Waren in der Supply Chain und Produktion existieren jedoch Lösungsprinzipien wie das patentierte Verfahren der Modenverwirbelungskammer (MVK) für UHF-RFID-Anwendungen, welches am Fraunhofer IFF in Magdeburg entwickelt wurde. Mit diesem Verfahren wird eine homogene Feldstärkeverteilung in einem metallisch abgeschirmten Lesebereich erreicht, was deutliche Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Lese-Infrastrukturen zur Pulkerfassung RFID-getaggter Objekte bedeuten kann. Die MVK-Technologie gestattet unter anderem,

Für die Integration von RFID-Lösungen ist es von hoher Bedeutung, im Vorfeld die Effizienzpotenziale, die durch Pulkerfassungen in den intralogistischen Prozessen erzielt werden können, zu bestimmen und die technische Machbarkeit für den jeweiligen Anwendungsfall durch Tests nachzuweisen. Das Prinzip der MVK-Technologie lässt sich gut in Infrastrukturen integrieren, in denen metallisch abgeschirmte Bereiche bestehen, etwa in Lastenaufzügen, oder in denen entsprechende Projekte ohne großen Mehraufwand umgesetzt werden können, damit bestehende intralogistische Prozesse nicht aufwendig umgestaltet werden müssen.

Prototyp für die RFID-Pulkerfassung von Sonderladungsträgern durch Nutzung des MVK-Prinzips am Fraunhofer IFF. Das Institut unterstützt als praxisorientierter Forschungs- und Entwicklungspartner regional und global agierende Unternehmen bei der Integration sowie der Anwendung der Methodik in den spezifischen Prozessumgebungen und berät bei der Nutzung von RFID-Systemen in der Produktion sowie in den Transport- und Lieferketten. Bild: Fraunhofer IFF

Pulkerfassung in der Fashion-Logistik

Ein Praxisbeispiel liefert die Anwendung von RFID-Tunnelgates im Bereich der Kontraktlogistik für die Fashion-Branche: Erste Hersteller sind dazu übergegangen, sämtliche Textilstücke mit UHF-Transpondern auszustatten, um eine erhöhte Transparenz über die Lieferkette vom Herstellerland bis in den Shop zu erzielen. Die eingesetzten RFID-Tunnelgates dienen in diesem Fall zur sicheren Erfassung der in Kartons verpackten Textilien. Dabei werden die Kartons über die Fördertechnik durch die Erfassungseinheit geführt, um den Kartoninhalt mit der Soll-Liste abzugleichen. Fehlbestände innerhalb der Lieferkette lassen sich somit schnell identifizieren.

Durch den Einsatz der Tunnelgates an den verschiedenen Knoten der Transportkette und durch die zentrale Bereitstellung der Leseinformationen in Datenbanken wird der Überblick zum aktuellen Lieferstatus vom Hersteller über die einzelnen Lager- und Umschlaghäuser bis in die Shops gewährleistet. In den einzelnen Weltregionen kommen aufgrund der gesetzlichen Reglementierungen unterschiedliche Frequenzbereiche bei der Lesung der RFID-Transponder zum Einsatz, in Europa beispielsweise im Frequenzbereich zwischen 868 und 870 Megahertz. Trotzdem ist ein standardisiertes und weltweit einheitliches Vorgehen möglich, da die UHF-Transponder selbst so breitbandig abgestimmt sind, dass sie über den gesamten Frequenzbereich auch mit den unterschiedlich zugelassenen RFID-Reader-Frequenzen in den einzelnen Ländern der langen Prozesskette sicher gelesen werden können.

Skalierbarkeit: Von der Karton- bis zur LKW-Ebene

Aufgrund der hohen Variantenvielfalt und der komplexen Zuliefernetze bestehen auch im Automotive-Sektor umfangreiche Anforderungen an die eindeutige Identifikation einzelner Bauteile und Baugruppen, um inner- und überbetriebliche Prozesse steuern zu können. Der Einsatz von RFID ist dabei ein zentraler Ansatz, der von der deutschen Automobil-, Zuliefer- und Logistikindustrie in dem Verbundvorhaben ‚RFID-based Automotive Network‘ (RAN) verfolgt wurde.

In diesem Rahmen konnte in verschiedenen Teststellungen die Anwendbarkeit der MVK-Technologie für die sichere Erfassung RFID-getaggter Objekte nachgewiesen werden. Die Anwendungen umfassen dabei die Pulkerfassung von getaggten Baugruppen in werksinternen Staplerverkehren, um den Übergang der Baugruppen zwischen verschiedenen Fertigungsbereichen zu dokumentieren, das sichere Auslesen von kompletten LKW-Ladungen zur Dokumentation des Warenein- und -ausgangs bei Werksverkehren sowie die Identifikation von Sonderladungsträgern bei Be- und Entladungsvorgängen zu Zwecken des Trackings zu unterstützen.

Neue Anwendungsfelder für Pulklese-Verfahren

Mit dem zunehmenden Einsatz von UHF-RFID zur Kennzeichnung von Bauteilen, Baugruppen und Produkten im Produktionsbereich werden die Anforderungen an Lösungen zur sicheren Pulkerfassung in der Intralogistik und an den Schnittstellen zur Transportlogistik im Warenein- und -ausgang weiter wachsen. Neuartige Lösungen zur Integration des MVK-Prinzips in die verschiedenen Prozessumgebungen können in Zukunft dazu beitragen, diese Anwendungsfelder für sichere Pulkleseprozesse zu eröffnen. Durch die Integration von RFID und Erfassungslösungen lassen sich Transportprozesse und Lieferketten sicherer, transparenter und schneller gestalten, da ein langwieriges manuelles Kontrollieren und Dokumentieren – etwa mit Barcodescannern – entfällt.