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V-Hub by Vodafone BusinessIoTIoT-VernetzungTrack-and-trace: Wie es funktioniert und welche Vorteile es für Unternehmen hat
IoT
Was ist und wie funktioniert Track-and-trace für Unternehmen?
20.03.2024
8 Min.
Auf einer Produktionsstrecke müssen die Information über Ort und Bewegung aller Materialien und Werkstücke durchgängig nachvollziehbar sein. Um in der Fertigung und in der Logistik bis hin zum Kunden nicht die Übersicht zu verlieren, setzen viele Unternehmen auf intelligente und automatisierte ID-Technologie. Hier spielen sogenannte Track-and-trace-Lösungen eine zentrale Rolle.
Was Track-and-trace ist, wie es funktioniert und wie die intelligente, Nachverfolgung von Waren die Kundenzufriedenheit, aber auch Abläufe in der Intralogistik verbessert, lesen Sie in diesem Beitrag.
Inhaltsverzeichnis
Das Wichtigste zu Track-and-trace in Kürze
- Track-and-trace-Technologie ermöglicht Ihnen eine lückenlose Nachverfolgung von Bauteilen, Werkstoffen oder Transportmaschinen. Auch im Paketversand spielt Track-and-trace eine wichtige Rolle.
- RFID-Technologie ermöglicht ein kontaktloses Übermitteln von Informationen. Statt Magnetstreifen nutzt RFID-Technologie elektromagnetische Wellen.
- Mithilfe von RFID-Chips können IIoT-Sensoren den genauen Standort von Bauteilen oder fertiger Ware innerhalb Ihrer Fertigungsstraße lokalisieren
- Das Track-and-trace-Fingerprint-System arbeitet nicht mit aufgeklebten RFID-Chips, sondern identifiziert Bauteile anhand ihrer Oberflächenbeschaffenheit. Dieser Prozess ist fälschungssicher und funktioniert auch auf Oberflächen, die nicht für das Anbringen von RFID-Chips geeignet sind.
- Bei der Herstellung von Arzneimitteln ist eine lückenlose Track-and-trace-Nachverfolgung vom Gesetzgeber vorgeschrieben.
Was ist Track-and-trace?
Track-and-trace (deutsch: Erfassung und Transportstatusüberwachung) ist ein System, das die Nachverfolgung eines Gegenstandes in einer Lieferkette ermöglicht. In der Logistik und Produktion ermöglicht Track-and-trace als Teil des Internet der Dinge (IoT) die Nachverfolgung von Rohstoffen, Bauteilen und fertig montierten Produkten innerhalb der Fertigungskette.
Im Optimalfall können Sie auf diese Weise den gesamten Herstellungsprozess eines Produktes zurückverfolgen. Neben der Produktion kommt Track-and-trace-Technologie unter anderem bei der Verfolgung von Frachtgut und anderen Sendungen zum Einsatz.
Wie funktioniert Track-and-trace in der Sendungsverfolgung?
Beim Verfolgen von Postsendungen ist Track-and-trace-Technologie seit Jahren ein bewährtes Werkzeug. Die Pakete oder Einschreiben werden mit speziellen Etiketten versehen. Diese enthalten einen Barcode, einen RFID-Chip oder einen sogenannten Data-Matrix-Code – so lassen sie sich verfolgen.
Bevor eine Paketsendung den:die Empfänger:in erreicht, durchläuft sie folgende Stationen:
- Die Kund:innen kaufen online ein Versandetikett. Die Auftragsdaten der Kund:innen enthalten die Zieldaten für die Sendung. Der jeweilige Versandanbieter erfasst und speichert die Daten elektronisch.
- Der:die Absender:in bringt die Sendung in eine Annahmestelle des Versanddienstleisters. Dieser teilt jedem Packstück einen Barcode zu und ermöglicht dadurch eine eindeutige Identifikation des Packstücks zu jedem Zeitpunkt des Transports. Geben die Kund:innen ein Paket etwa bei einer Außenstelle des Versanddienstleisters ab, übermittelt ein GSM-Sendegerät (Global System for Mobile Communications) die Daten an die Zentrale. Dabei wird der sogenannte Proof-of-Collection (deutsch: Einlieferungs-/Abholnachweis) generiert, also die Bestätigung, dass die Sendung eingeliefert wurde.
- Nachdem der oder die Zusteller:in die Ware in der Filiale des Versandhändlers abgeholt hat, wird die Sendung im Verteilzentrum gescannt. Automatische Sortierstationen erkennen anhand der Etiketten, wohin die Sendung geleitet werden soll. Ein Algorithmus untersucht die gelesenen Daten und fragt: Ist dies das angekündigte Paket? Ist dies das richtige Verteilzentrum? Wen soll das Paket erreichen? Während der Datenerfassung innerhalb des Verteilzentrums erstellt die Logistiksoftware den Proof-of-Transfer (deutsch: Transfernachweis). Absender:in und Empfänger:in bekommen so die Information, wann ihre Sendung wo bearbeitet wurde – und ob es zu Verzögerungen kommt.
Generell gilt: Sendungen müssen innerhalb bestimmter Zeitfenster bestimmte Umschlagspunkte erreichen. Beispielsweise ist für jede Sendung festgelegt, wie lange sie geplanterweise braucht, um eine Sortiermaschine zu durchlaufen. Wird diese Zeit überschritten, sendet die Logistiksoftware eine Störungsmeldung. Der Dienstleister kann dann umgehend einschreiten. Ein weiteres Beispiel: Bei einer Panne eines Transport-Lkw meldet das System einen Verzögerungsalarm für alle Frachtstücke, die mit diesem Fahrzeug befördert wurden. Die Spedition setzt schnellstmöglich ein Ersatzfahrzeug ein.
Die Vorteile von Track-and-trace in der Sendungsverfolgung
Alle namhaften Paket-Logistikunternehmen wie DPD, FedEX, GSL, DHL, Hermes und UPS nutzen Track-and-trace-Technologie zur Paketverfolgung. Von einem nahtlosen Track-and-trace-System beim Paketversand profitieren dabei vor allem die Kund:innen:
- Kommt es zum Diebstahl oder anderweitigem Verlust einer Sendung, ist dank Track-and-trace genau nachvollziehbar, welche Waren verloren gegangen sind – und Sie können umgehend für Ersatz sorgen.
- Erreicht eine Sendung das Ziel nicht, kann der Dienstleister den Verbleib des Pakets anhand der Sendungshistorie ermitteln.
- Wenn mehrere Logistikdienstleister an einem Versand beteiligt sind, können die Anbieter den Übergang zur jeweils nächsten Station lückenlos überwachen und dokumentieren.
- Der gesamte Versandprozess wird für die Kund:innen transparent.
Wie funktioniert Track-and-trace in der Fertigung?
Rückverfolgung von Bauteilen in der Fertigungsstraße
Wettbewerb, Kostendruck sowie steigende Rohstoffpreise sind stete Herausforderungen für Unternehmen. Immer mehr Kund:innen erwarten darüber hinaus immer schneller produzierte Waren. Unternehmen suchen daher nach Möglichkeiten, um die Produktionsgeschwindigkeit zu steigern. Bei aller Geschwindigkeit müssen sie jedoch Auflagen des Gesetzgebers einhalten und Produktionsrichtlinien im Auge behalten. Um hier nicht die Übersicht zu verlieren, greifen Unternehmen auf moderne IIoT-Technologie zurück. Diese ermöglicht eine lückenlose Nachverfolgung innerhalb der Fertigungsstraße. Position und Bewegung sämtlicher Bauteile sowie der Ladungsträger sind jederzeit ersichtlich. Ein Algorithmus analysiert: Welche Palette mit welchen Bauteilen befindet sich wann auf welchem Träger? In welcher Produktionshalle verarbeiten welche Maschinen in diesem Moment welche Bauteile?
Schnelle Identifizierung mit RFID-Technologie
Diese lückenlose Nachverfolgung erfordert eine schnelle Identifikation der jeweiligen Werkteile. Basis hierfür ist die Ersterfassung der zu trackenden Materialien. In vielen Unternehmen geschieht dies noch immer manuell, etwa durch Scannen eines Barcodes oder Dokumentation auf Papier. Hier hilft die sogenannte Auto-ID-Technologie, zum Beispiel in Form von RFID (Radio Frequency Identification).
RFID
Mit RFID-Technologie kann Ihr Unternehmen den Prozess der Materialerfassung komplett automatisieren. RFID ermöglicht ein kontaktloses Übermitteln von Informationen.
Statt Informationen über Magnetstreifen oder optisch zu übermitteln, basiert das Übertragungsprinzip bei RFID auf elektromagnetischen Wellen. Nötig sind hierfür immer ein Transponder-Tag (deutsch: Transponder-Etikett) sowie ein RFID-Lesegerät, das den Tag ausliest.
RFID-Lesegeräte sind mit einem Hochfrequenzmodul ausgestattet. Dies besteht aus einem Controller und einer Antenne. Die Antenne erzeugt ein Magnetfeld mit einer RFID-Frequenz, die den entsprechenden Transponder identifizieren und seine Daten auslesen kann. Die ausgelesenen Daten zu Materialien und Werkstücken werden in einer Datenbank gespeichert. Dort können Sie jederzeit einsehen, was sich gerade wo befindet.
Trotz ihrer Bezeichnung können viele Lesegeräte auch Daten übermitteln und auf den Transponder „schreiben“. Das ist zum Beispiel wichtig, wenn gescannte Bauteile direkt an eine bestimmte Fertigungsstation weitergeleitet werden sollen. Der Datenaustausch zwischen Transponder und Lesegerät erfolgt mithilfe einer sogenannten Middleware. Sie sortiert die ausgelesenen Daten und visualisiert sie, zum Beispiel für eine Datenbank oder ein Dashboard.
RFID-Lesegeräte existieren in unterschiedlichen Bauweisen. Es gibt mobile RFID-Leser sowie Handheld-Systeme und auch fest installierte RFID-Reader.
RTLS-Tracking
RFID-Chips sind Bestandteil von sogenannten RTLS-Trackings (Real-Time-Locating-System, deutsch: Echtzeit-Lokalisierungssystem). Mithilfe eines solchen Systems können Sie die mit RFID-Chips markierten Werkteile innerhalb Ihres Werks an fast jedem Standort lokalisieren.
Mithilfe des RTLS orten Ihre Mitarbeiter:innen Waren, Warenträger oder Flurförderfahrzeuge auf dem gesamten Werksgelände. Der Vorteil: RTLS informiert Sie auch über die jeweilige Etage, auf der sich ein Gegenstand befindet.
RTL-Systeme finden unter anderem in folgenden Bereichen Anwendung:
- Anlagenbau
- Stahlbau
- Maschinenbau
- Bergbau
- Rohrleitungsbau
- Fahrzeugbau
- Schiffbau
Zur Ortung im Innen- sowie Außenbereich verwendet RTLS verschiedene Funktechnologien. Damit lokalisiert das System in Echtzeit und genauer als etwa das satellitengestützte GPS. Ein RTL-System können Sie in fast jeder Umgebung installieren. Aufgrund seiner Unabhängigkeit von Satelliten eignet es sich gut für geschlossene Räume. Manche Expert:innen bezeichnen RTLS daher auch als Indoor-Tracking.
Was ist das Fingerprint-System?
Nicht alle Bauteile können mithilfe eines RFID-Chips getrackt werden. Bei vielen sehr kleinen Werkstücken verhindern Größe und Oberflächenstruktur, dass Sie hier etwa ein Klebeetikett mit einem RFID-Chip anbringen können. Das Problem: Genau diese kleinen Bauteile bestimmen häufig die Haltbarkeit des Endproduktes, in dem sie verbaut sind. Ein Beispiel: Zündkerzen eignen sich schlecht für ein Tracking via RFID-Etikett, sind aber bedeutsam für die Lebensdauer eines Motors.
Das System „Track&Trace Fingerprint” von Fraunhofer IPM löst dieses Problem und ermöglicht eine individuelle Identifizierung anhand einer Oberflächenanalyse. Viele Bauteile haben eine nur unter dem Mikroskop erkennbare, individuell ausgeprägte Oberflächenstruktur oder Farbtextur – dieser „Fingerabdruck“ wird genutzt, um das entsprechende Teil zu erkennen.
Dafür fotografiert eine Industriekamera einen definierten Bereich des Bauteils. Dann analysiert ein Algorithmus die Oberflächenstruktur und ordnet die dabei ermittelten Informationen einem Datensatz zu. Zusammen mit der Angabe zur Position in der Fertigungsstrecke speichert das System die Kenndaten in einer Datenbank ab.
Das System kann den Fingerabdruck des erfassten Bauteils laut Hersteller selbst bei Losgrößen von 100.000 Stück im Sekundentakt identifizieren. Der „Track&Trace”-Fingerprint sei dabei „fälschungssicher” und „funktioniert auch auf glatten Kunststoffen und lackierten Oberflächen”. Da für die Identifizierung keine stückzahlabhängigen Kosten anfallen, ist das System auch für Massenbauteile ökonomisch sinnvoll. Sehr praktisch: Ihre Mitarbeiter:innen können die Bewegung der markierten Bauteile per App nachvollziehen.
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Herausforderungen im Track-and-trace-Prozess
Die erfolgreiche Umsetzung einer Track-and-trace-Lösung kann Ihr Unternehmen vor Herausforderungen stellen. Dazu gehören unter anderem folgende Punkte:
Eine moderne IT: Zum Steuern einer Track-and-trace-Überwachung muss Ihre IT sehr leistungsstark sein. Sie sammelt große Mengen Daten, verarbeitet und visualisiert diese dann umgehend. Mithilfe des Track-and-trace-Systems identifiziert die IT zum Beispiel den aktuellen Lagerungsort Ihrer Ware. Viele ältere Systeme können dies kaum leisten.
Markierung bestimmter Waren: Klebeetiketten oder RFID-Chips halten nicht auf jeder Oberfläche. Eine weitere Herausforderung ist die korrekte Anbringung der Kennungen auf Verpackungen. Dritte sollen Codes oder Chips nicht einfach entfernen können.
Bereitstellung von Hardware: Zum schnellen Abscannen von Track-and-trace-Informationen benötigen Ihren Mitarbeiter:innen genügend mobile Endgeräte. Dazu gehören klassische Handscanner, Smartphones und Tablets. Alle Endgeräte sollten stets über die neuesten Software-Updates verfügen.
Zusammenarbeit mit Lohnfertigern: Sie müssen externe Fertigungsstationen in die Track-and-trace-Überwachungskette einbeziehen. Lassen Sie Werkstücke zum Beispiel von sogenannten Lohnfertigern anfertigen oder montieren, endet die Nachverfolgung nicht an Ihren Werkstoren. Ihre Zulieferer benötigen daher eine Schnittstelle zu Ihrem Track-and-trace-System.
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20.03.2024
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