Real Time Location Systems

Real Time Location SystemsDurchblick im ChaosReal Time Location Systems gewinnen in der Intralogistik zunehmend an Bedeutung. Wie die Systeme helfen, auch bei chaotischer Lagerung den Überblick nicht zu verlieren.Ein Bodenblocklager oder ein paar Regalzeilen mit fest zugeordneten Lagerplätzen sind in der Speditionswelt alte Bekannte. „Mit solchen Lösungen verzichten die Lagerbetreiber auf die Kapazitätsvorteile einer chaotischen Lagerung“, sagt Michael Wack, geschäftsführender Gesellschafter des Auto-ID-Anbieters Identpro. Denn bei festen Lagerplätzen bleiben Stellplätze entweder ungenutzt oder Paletten müssen umgelagert und später zeitaufwendig gesucht werden. Der Überblick über den Bestand geht verloren. In solchen Fällen schaffen Real Time Location Systems (RTLS), Systeme zur Echtzeitlokalisierung, Abhilfe. „RTLS ist ein strategisches Thema“, erklärt Wolf-Rüdiger Hansen, Geschäftsführer des Auto-ID-Verbandes AIM-D. „Wir erkennen einen deutlichen Trend zur Echtzeitlokalisation.“ Darunter versteht man die durch Ortung realisierte Lokalisierung eines Fahrzeuges, einer Person oder eines Gegenstandes. Der Zusatz Echtzeit ist dabei abhängig von den Prozessen. „Das ist in RTLS ein relativer Begriff, der die jeweils kleinste Zeiteinheit für die örtliche Veränderung eines Objektes bezeichnet“, erläutert Thomas Förste, Sales and Marketing der Nanotron Technologies. Wenn der Zugriff auf ein Objekt im Fünf-Minuten-Takt möglich ist, ist eine Erfassung alle fünf Minuten Echtzeit. Nanotron ist auf drahtlose Ortungstechnologien spezialisiert. Als klassisches Ortungssystem in der Logistik gilt die LKW-Ortung per Global Positioning System (GPS). Die Satelliten (Tags) senden ihre Standortdaten sowie die aktuelle Uhrzeit. Über einen GPS-Empfänger (Local Sensor) werden diese Daten empfangen und für die Ortung des LKW genutzt. Mit einer integrierten SIM-Karte übermitteln die Empfänger bei einer Anfrage die Standortdaten per SMS oder E-Mail (passive Ortung). Verbunden mit dem Bordcomputer (Local Engine) können dabei zudem Ruhe- und Lenkzeiten, Fahrstrecke, Tankinhalt sowie verschiedene Fahrzeugdaten in Echtzeit erfasst und ausgewertet (aktive Ortung) beziehungsweise zur Auswertung an die Speditionssoftware oder das Telematikportal (Local Application) weitergeleitet werden. GPS versagt im Lager Eine Funktion, die auch für Anwendungen im Lager interessante Optionen bietet. Allein: GPS-Ortung funktioniert in Gebäuden gar nicht oder nicht genau genug, um sie für die Lokalisation von Objekten in einem Lager einsetzen zu können. Vor diesem Hintergrund haben die Auto-ID-Spezialisten begonnen, auf Basis anderer Technologien RTLS-Lösungen für den Indoor-Einsatz zu entwickeln. Dazu hat der AIM-D Ende vergangenen Jahres einen Arbeitskreis für Echtzeit-Lokalisierungssysteme gegründet. „Ziel ist es, Bewusstsein für die RTLS-Technologie zu schaffen und deren Anwendung für jeden Endverbraucher einfach zu gestalten“, sagt der Leiter des Arbeitskreises, Nanotron-Geschäftsführer Jens Albers. Das scheint dringend notwendig. Zwar ist „der Systemaufbau von RTLS-Lösungen mit Markern, den sogenannten RTLS-Tags, Lesegeräten, Middleware und Software immer gleich“, so Nandini Bhattacharya, Auto-ID-Experte bei der Unternehmensberatung Frost & Sullivan. Doch kommen „je nach Branche sowie Größe und Umfang des Projektes unterschiedliche Technologien wie Wi-Fi, Ultra Wide Band, Infrarot, Ultraschall, Zigbee und aktive oder passive RFID-Transponder (Radiofrequenz Identifikation) für eine RTLS-Lösung zum Einsatz“. Im Fokus der RTLS-Lösungen für die Intralogistik stehen vor allem die staplerbasierten Lösungen. „Die präzise Stapler-Lokalisierung schafft Transparenz und ist das Gaspedal im Rennen um intralogistische Wettbewerbsvorteile“, urteilt Identpro-Geschäftsführer Wack. Dabei liege die Amortisationszeit für solche Lösungen unter zwölf Monaten (siehe Kästen). Ab 3500 Euro pro Stapler geht es los Je nach Anwendung, eingesetzter Technologie sowie Art und Anzahl der erforderlichen Komponenten liegen die Investitionskosten zwischen etwa 3500 und 20.000 Euro pro Fahrzeug. „Der Einsatz von RTLS-Lösungen lohnt sich bei umschlagintensiven Lägern etwa in der Getränkeindustrie oder im Stückgutbereich“, urteilt Frank Hohenstein, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der TU München. Anwender, die sich für RTLS-Lösungen auf Basis einer Stapler-Lokalisierung im Indoor-Bereich entscheiden, können zwischen vier Lösungsansätzen wählen: Mittels RFID-Transpondern im Boden wird über eine an der Staplerunterseite montierte Antenne die Position erfasst (Eigenortung). Anhand von Laufzeit-/Feldstärkemessungen von Funksignalen wird über Triangulation kontinuierlich die Staplerposition errechnet. Die Stapler sind mit Sendeeinheiten ausgestattet. In den zu überwachenden Bereichen werden passende Empfänger installiert (Fremdortung). Über Wegstreckenmesser (Odometer) am Fahrzeug werden die zurückgelegte Strecke und Richtung ermittelt (Eigenortung). Optische Systeme bestimmen mit Hilfe einer am Fahrzeug installierten Kamera über Markierungen am Boden oder der Decke die aktuelle Position (Eigenortung). Zudem, so Dirk Lenz, Regionaldirektor Zentral- und Osteuropa des finnisch-amerikanischen Anbieters W-LAN-basierter RTLS-Lösungen Ekahau, „verschmelzen bei RTLS zunehmend die Technologien miteinander.“ So setzt etwa die Spedition Bursped Speditions in Hamburg-Moorfleet auf eine Kombination aus Videoüberwachung und Echtzeitortung und sorgt damit gleichermaßen für Transparenz, Effizienz und Prozesssicherheit (wie das System funktioniert, lesen Sie im zweiten Teil der Serie). „Der Trend geht zunehmend Richtung optischer Technologien“, sagt TU-Mitarbeiter Hohenstein. „In künftigen Evolutionsstufen, das zeigen aktuelle Forschungsprojekte, werden dabei die Orientierungsmarken, etwa an den Hallendecken, durch Bild-basierte Interpretationen der gesamten Topologie ersetzt.“ Damit würden sich Anwendungsspektrum und Mehrwert von RTLS weiter erhöhen. ❙❚■ Rainer Barck, freier Journalist Die Serie EchtzeitlokalisierungMit Real Time Location Systems findet sich Ware auch bei chaotischer Lagerung wieder VR 24/2013: So funktioniert die Technik, die Sachen im Lager ortet und wiederfinden hilftVR 26/2013: RTLS im Praxiseinsatz bei Bursped Die Technik-Bausteine Module stapler-basierter Echtzeit-Lokalisierungssysteme Location Tag: Identifikationsmarker eines Objektes (Sender)In einigen RTLS kennzeichnet der Tag Referenzpositionen, das heißt ortsfeste Positionen (beispielsweise mittels Transpondern zur Radiofrequenz Identifikation im Boden). In anderen RTLS dient der Tag dazu, dem zu lokalisierenden Objekt eine eindeutige Identität zu geben (Tag am Gabelstapler). Location Sensor: Messen einer Messgröße zur Positionsbestimmung (Empfänger)Der Location Sensor misst die Position von Objekten. Die Messgröße wird zwischen dem Tag und dem Location Sensor ausgetauscht (bi-direktionales Signal) oder vom Tag an den Location Sensor übermittelt (uni-direktionales Signal). Die erzeugten Messdaten haben noch keinen direkten Aussagegehalt hinsichtlich der Position, die als Information gewünscht wird. Location Engine: Vorverarbeitung/Auswertung der PositionsbestimmungDie Location Engine führt bei Bedarf eine Vorverarbeitung der Messdaten des Location Sensors durch, um anschließend mittels Positionsbestimmungsverfahren (beispielsweise Trilateration) die Position zu ermitteln. Location Application: Systeme zur Anwendung der PositionsinformationenSie stellen die Positionsinformationen eines Objektes in anderen Systemen mit einem Zusatznutzen zur Verfügung, beispielsweise der Lagerort einer Palette im Warehouse Management System. rbDer System-Aufbau Architektur stapler-basierter Echtzeit-Lokalisierungssysteme Bei der Eigenortung befinden sich die Tags am Referenzpunkt, etwa der Lagerhalle. Lokalisationssensor und -einheit sind dezentral, am Lokalisierungsobjekt (Stapler), angebracht und für die Positionsortung nur des einen Objektes zuständig. Die Location Application (Informationsverarbeitung) erfolgt zentral im überlagerten IT-System.Bei der Fremdortung ist das Lokalisierungsobjekt (Stapler) getagt. Die Halle (Referenzpunkt) ist mit Lokalisationssensoren bestückt, die den Raum in Zellen unterteilen. Auswertung (Location Engine) und Weiterverarbeitung (Location Application) der Positionsdaten erfolgen zentral. Dadurch ist die Auswertung der Messdaten mehrerer beweglicher Lokalisierungsobjekte möglich: Staplerflotte in der Lagerhalle.Bei der indirekten Fremdortung ist der Stapler (Lokalisierungsobjekt) getagt sowie mit der dezentralen Vorverarbeitungseinheit (Location Engine) ausgestattet – und damit für die Positionsortung nur des einen Objektes zuständig. Die Lokalisationssensoren befinden sich in der Halle. Die weitere Datenverarbeitung erfolgt zentral.Bei der indirekten Eigenortung sind die Tags am Referenzpunkt (Lagerhalle). Der Stapler ist mit dem Lokalisierungssensor ausgestattet. Auswertung (Location Engine) und Weiterverarbeitung (Location Application) der Positionsdaten erfolgen zentral. Dadurch ist die Auswertung der Messdaten mehrerer beweglicher Lokalisierungsobjekte möglich. rb

Real Time Location Systems

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