Paradigmenwechsel in der Auto-ID-Branche?

Von der kleinen in die große Welt führte Goethes Mephisto seinen Faust. Ein ähnlicher Parcours erwartet jene, die sich mit dem Thema Auto-ID befassen. Denn die aktuellen Trends decken ein breites Produkt- und Lösungsspektrum ab: Es reicht von den Optical Readable Media (ORM), den Strichcodes und ihren Trägern, über die Produktkennzeichnung und Indoor-Lokalisation mit Radio Frequency Identification (RFID) und Real-Time Locating Systems (RTLS) bis hin zur Erfassung und Vernetzung von Informationen über die gesamte, gegebenenfalls globale Supply Chain hinweg (siehe auch Glossar). Für jede Anforderung bietet die Auto-ID eine optimal passende Lösung, um Daten zu verschlüsseln und zu erfassen.Der Branche geht es entsprechend gut. Mehr als 90 Prozent der Mitgliedsunternehmen im Branchenverband AIM-D berichten von gestiegenen oder stabilen Umsätzen im zweiten Halbjahr 2018. Nahezu 100 Prozent erwarten eine bessere oder gleichbleibende Marktentwicklung. Und in allen Bereichen bemühen sich die Hersteller um Neuentwicklungen, die ihren Produkten und den jeweiligen Technologien weitere Anwendungsbereiche erschließen.Optimierte EtikettenBeispiel Etiketten. Auch rund 160 Jahre, nachdem angeheftete Papier- und Pergamentzettel erstmals über Preis und Güte einer Ware informierten, knapp 90 Jahre nach Verwendung der ersten selbstklebenden Etiketten und 67 Jahre, nachdem der erste Barcode sein Patent erhalten hat, sind ORM die meist verbreitete Kennzeichnungs- und Auto-ID-Lösung. In diesem Segment binden die Etiketten- und Drucksystemhersteller neueste Materialentwicklungen in die Optimierung ihrer Produkte ein. Druckerhersteller wie etwa QuickLabel, Tochterunternehmen des US-amerikanischen Konzerns Astro-Nova, entwickeln Labeldrucker und Farbetiketten, deren Aufdrucke Fotoqualität bieten. Andere Produzenten fokussieren bei ihren Neuentwicklungen das Etikettenmaterial. Das Spektrum der Neuentwicklungen reicht vom Etikett mit Polyamid-Folie für Artikelkennzeichnung im Hochtemperaturbereich bis 400 Grad Celsius, kurzfristig sogar bis 600 Grad Celsius (Dynamic Systems, Wörthsee), bis hin zu neuartigen Schutzetiketten. So hat Toptack aus Traitsching unlängst Schutzetiketten mit Lotus-Effekt vorgestellt. Sie sind für die Kennzeichnung von Teilen bestimmt, die Lackierungen oder Pulverbeschichtungen durchlaufen. Dank Lotus-Effekt lassen sich Lack- oder Pulverreste anschließend mühelos vom Etikett abschieben - eine nachträgliche zweite Produktetikettierung entfällt.In anderen, "eher komplexeren Anwendungen mit Pulkerfassung oder eingeschränktem Sichtkontakt", so Peter Altes, Geschäftsführer des Auto-ID-Industrieverbandes AIM-D, "setzen die Anwender vor dem Hintergrund weiterer Automatisierung zunehmend auf RFID-Lösungen" (siehe Interview). Entsprechende Etiketten sind mit einem RFID-Chip versehen, auf dem sich in der Regel mehr Informationen und zusätzliche Sicherheitsmerkmale speichern lassen als mit ORM. Dabei kommen, so Altes, etwa im Automotiv-Bereich "als Backup" ORM und RFID parallel zum Einsatz. Das beschreibt zugleich einen generellen Trend in der Auto-ID: "Alle Technologien werden parallel und durchaus auch ergänzend eingesetzt", charakterisiert Altes.RFID besetzt erfolgreich NischenÜberdies sind die Preise für die Funkchips in den vergangenen Jahren deutlich gesunken, so dass RFID nicht mehr nur bei hochwertigen Produkten gefragt ist. Tatsächlich haben RFID-Anwendungen "inzwischen erfolgreich ganze Nischen wie etwa den Fashion-Bereich besetzt", urteilt Philipp Wrycza, Teamleiter Auto-ID-Technologien im Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik (IML), Dortmund. Als Reaktion auf die Entwicklungen von Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge sehen laut AIM-Branchenbarometer im Branchensegment RFID einschließlich NFC und RTLS mehr als 60 Prozent der Marktteilnehmer im Vergleich zum Vorjahreszeitraum eine bessere Entwicklung und rund 25 Prozent eine gleichbleibende. "Mit Blick auf die anderen Auto-ID-Bereiche kann man somit sagen, dass die RFID-Technologien nach wie vor eine ermutigende Entwicklung nehmen", resümiert der Verband. "Allerdings ist in diesen Segmenten gegenwärtig bereits eine gewisse Sättigung zu beobachten", gibt IML-Teamleiter Wrycza zu bedenken. Gleichwohl halten auch in diesem Bereich die Entwicklungsaktivitäten an. So bietet etwa die Gustav Wilms Supply Chain Technologies, Bad Essen, für die Mehrwegkreisläufe der Getränkeindustrie die vollautomatische Einbringung von RFID-Tags in Getränkekästen und Fässer sowie deren Serialisierung an. "In Kombination mit geeigneten Lesestationen an logistisch relevanten Stellen im Prozess ist es möglich, die Mehrwegladungsträger durch die Prozesse zu verfolgen und auf Grund der bereits hinterlegten Daten zu steuern", heißt es aus dem Unternehmen. So könnten Abläufe entlang der gesamten Supply Chain optimiert und Warenflüsse transparenter gemacht werden. Durch Analyse der ermittelten Daten in Kombination mit anderen Datenquellen ließen sich zudem wichtige Erkenntnisse zur weiteren Effizienzsteigerung erlangen.Ähnliche Entwicklungen sind im Bereich der Wearables zur Datenerfassung zu beobachten. Zur Optimierung der manuellen Freihand-Kommissionierung hat das Münchener Start-up ProGlove 2016 den Scan-Handschuh Mark auf den Markt gebracht - ein Halbhandschuh mit integriertem Barcode-Scanmodul. Was der Handschuh im ORM-Segment leistet, hat die Stuttgarter Avus Services mit der sogenannten RFID-Manschette für den Funk-Bereich adaptiert. Die Manschette hat ein Smartphonegroßes Display und wird wie eine Uhr kurz über dem Handgelenk getragen. Beim Zugriff auf Artikel, Behälter oder Kartonagen, die mit Tags versehen sind, liest das System alle erforderlichen Informationen automatisch aus, verarbeitet sie und zeigt sofort das Ergebnis an.RTLS im AufwindGenerell, so die Ergebnisse einer im März von Zebra Technologies Corporation veröffentlichten "Future of Field Operation Study", setzen rund drei Viertel der befragten Unternehmen bei der Lagermodernisierung auf die Einführung oder Erneuerung von Mobilcomputern, Tablets und Barcodescannern. 60 Prozent der Befragten nannten mobile Barcode-Etiketten- oder Thermodrucker als einen Schwerpunkt der Investitionen in den kommenden drei Jahren. Parallel dazu erwarteten die befragten europäischen Unternehmen allerdings, dass bis 2024 der Einsatz von RFID und Ortungstechnologie bei ausgehenden Vorgängen zunehme, wobei mehr als jedes fünfte plane, sie für Verpackung (25 Prozent), Bestandsmanagement (20 Prozent) und Kommissionierung (19 Prozent) zu nutzen. Für die Real-Time Locating Systems (RTLS) konstatiert auch das AIM-Branchenbarometer einen deutlichen Aufwärtstrend in der Nachfrage.Der Einsatz von Ortungstechnologie ist allerdings nichts revolutionär Neues und der Effizienzgewinn längst belegt. So setzt etwa die Spedition Bursped in ihrem Stückgutumschlaglager in Hamburg-Moorfleet seit Mitte 2013 auf papierlose Verladung. Zum gleichen Zeitpunkt wurde in der 13.500 Quadratmeter großen Halle zum Schutz vor Verlust und Diebstahl, zur Sicherung der Leistungsqualität sowie für durchgängige Transparenz und Prozesssicherheit ohne installiertes Warehouse Management System ein Real-Time Location System (RTLS) installiert. Die Anwendung ist geradezu ein Paradebeispiel für das Zusammenspiel unterschiedlicher Technologien in derartigen Anwendungen - hier nämlich Bilderfassung und -verarbeitung, RFID und Sensorik.Durchgängige PositionsbestimmungInsgesamt 212 Videokameras - davon 41 Gehäuse mit digitalen 360-Grad-Quad-Kameras - und 45 RTLS-Sensoren decken mit ihren Erfassungsbereichen jeden Ort der Stückgutumschlaghalle ab. Sie bilden die Hardware-Basis für Echtzeitortung und Überwachungssystem. Für das Local Positioning System (LPS) sind zudem sechs Access-Points installiert, die als Sammelpunkte für Ortungsdaten fungieren. Die eingesetzten Handscanner sind mit RFID-Tags zur Identifikation und speziellem Gehäuse auf die RTLS-Anwendung ausgelegt. Eine Softwarekomponente für die Erfassung, Aufbereitung und Archivierung der Videodaten komplettiert die Ausstattung für das kombinierte Gesamtsystem.Pro Tag schlagen die Mitarbeiter in Moorfleet bis zu 7500 Paletten an den insgesamt fast 140 Hallentoren um. Die Fahraufträge werden über WLAN auf die Terminal-Bildschirme der Stapler übermittelt. Die Bestätigung von Transportaufträgen und Verladungen erfolgt jeweils per Scan. Dabei löst jeder Scan neben der Informations- auch eine Positionserfassung aus, die in Verbindung mit der installierten Kameraüberwachung dokumentiert wird. So wird eine durchgängige Materialflussverfolgung und Positionsbestimmung ermöglicht, wenn Paletten oder Sendungseinheiten einmal "verstapelt" werden oder Fehlermeldungen und Nachforschungsaufträge der Kunden eintreffen."Früher waren wir in solchen Fällen mehrere Stunden lang damit befasst, Videobänder durchzusehen, um den Weg und den Verbleib der Sendung im Lager zu verfolgen", sagt Roland Mrowka, Betriebsleiter des Stückgutumschlaglagers in Moorfleet. "Das ist dank Echtzeitortung nun eine Angelegenheit von wenigen Minuten." An drei Auswertungsplätzen im Bursped-Lager werden heute lediglich die Sendungsnummern (NVE) in den Computer eingegeben. Im Abgleich mit den von der Ortungssoftware erfassten Informationen sind Ort und Zeitpunkt des letzten bekannten Standortes im Lager oder die Aufzeichnungen der ordnungsgemäßen Verladung sofort verfügbar.KI wird Erfassung zunehmend prägen"Die Auto-ID-Technologien können sich zu Recht als Enabling Technologies für Automatisierung und die Gestaltung autonomer Prozesse in Produktion und Logistik verstehen", lautet das Resümee von AIM-D-Geschäftsführer Altes. Industrie 4.0, das Internet der Dinge und die Digitalisierung der Wertschöpfung insgesamt seien längst auf der Projektebene angekommen.Doch gerade hinsichtlich des erwarteten Wachstums bei singulären Auto-ID-Technologien zeigen die Experten sich zurückhaltend. "Wir sehen bei der Entwicklung der Auto-ID-Technologien gegenwärtig einen Paradigmenwechsel", urteilt IML-Teamleiter Wrycza. "Der nimmt zwar das bekannte Zusammenwirken verschiedener Technologien auf, führt es aber durch Einbindung ganz anderer Technologien - etwa aus dem Bereich der Mikroelektronik - auf ein neues Level." Bei der Outdoor-Lokalisierung etwa sieht Wrycza neue Lösungen durch die schnelle Übertragung hoher Datenmengen von bis zu zehn Gigabyte pro Sekunde im LTE-Nachfolger 5G und den Einsatz von Narrowband-Kommunikation heranwachsen.Für die Intralogistik werden künstliche Intelligenz (KI) und Bildverarbeitung im Zusammenspiel die Erfassung und Identifikation zunehmend prägen. "Niemand braucht ORM, wenn die Produkterkennung über das Bild erfolgen kann", resümiert der IML-Teamleiter. Wo es um Performance beziehungsweise Hochgeschwindigkeitserfassung geht, würden ORM und Laser auf absehbare Zeit die Anwendungen bestimmen. "Bei der zukunftsfähigen Ausrichtung wird es allerdings darum gehen, sehr viel mehr Daten und Informationen zu erfassen, zu archivieren und zu verarbeiten. Da werden Fragen danach, ob ein RFID-Tag aktiv oder passiv funktioniert, hinfällig und neue Technologien zum Einsatz kommen", prognostiziert Wrycza.GlossarORM (Optical Readable Media): Druck-Codes wie Barcode, QR-Code oder 2-D- und 3-D-Code zur einfachen, kostengünstigen Kennzeichnung.RFID (Radio Frequency Identification): System mit Sender und Empfänger für automatisches, berührungsloses Identifizieren und Lokalisieren ohne Sichtkontakt.NFC (Near Field Communication): auf RFID und elektromagnetischer Induktion basierender Übertragungsstandard zum kontaktlosen Datenaustausch im Nahbereich.RTLS (Real-Time Locating Systems): Echtzeitsystem für Ortsbestimmung über unterschiedliche Technologien wie etwa RFID, Sensorik, Laser und Kamerasysteme sowie terrestrische Koordinatensysteme wie etwa GPS oder Mobilfunk. rb

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