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Institut für Transport- und AutomatisierungstechnikProf. Dr.-Ing. Ludger Overmeyer

LeibnizUniversität Hannover

© ITA – CeMAT 2008

RFID am Gabelstapler

CeMAT 2008

Andreas Jungk, Ludger Overmeyer

Jungk: RFID am Gabelstapler© ITA – CeMAT 2008

Universität Hannover Inst itut für Transport- undAutomat isierungstechnik Prof. Dr.-Ing. Ludger Overmeyer

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Gliederung

• Wozu RFID am Gabelstapler ?

• Auswahl bestehender RFID-Systeme für den Gabelstaplereinsatz

• Neue Möglichkeiten und Visionen

• BMBF-gefördertes Forschungsvorhaben IdentProLog

• Neuentwickelte Komponenten und Prüfverfahren

• Zusammenfassung und Ausblick



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Anforderungen an die Intralogistik

Anforderungen an die

Intralogistik

Transparenz

Kosten

ZeitFlexibilität

Zuverlässigkeit

Robustheit

Nachverfolg-barkeit

Überwach-barkeit

Bestehende Anforderungen steigen, neue Anforderungen kommen hinzu

Müssen sinken!

Muss verbessert werden!

Müssen steigen!

Muss erhöht werden!

Internet

Produktionsnetzwerke

Elektronik



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Konventionell organisierte Intralogistik

BarcodeEtikettSicht

Papier

Ware / Ladungsträger Umschlagspunkte

Schwächen:

• Überwachbarkeit

• Bedienerfehler möglich

• Transparenz

Stärken:

• Flexibilität

• Robustheit

• einfache Struktur

Schwächen aufgrund des manuellen Informationstransportes

Bei vollautomatischen Systemen wechseln Stärken und Schwächen!

zentrales DV-System

Quelle: Jungheinrich AG



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Materialfluss vs. Informationsfluss

Materialfluss

Informationsfluss

Stationäres Gate

Stationäres Gate

WMS/PPS/ERP

Materialfluss

InformationsflussMaterialfluss und Informationsfluss

Mobiles Gate



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RFID: verwendete Frequenzbereiche



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Vision: Zukünftige Systemarchitektur

MM

I

RFID RFID

RFID

RFID

WL

AN

Kommunikationsfähiger

Fahrzeugschlüssel

Kommunikationsfähige

Ladungsträger / Ware


Transportwege


Umschlagspunkte

PPS ERP WMS

zentrale DV-SystemeBetriebsdatenerfassungMaterialflussoptimierung

Ferndiagnose

Flurförderzeug als zentrale Schnittstelle in der Intralogistik zur automatisierten Informationsübertragung und Fahrerunterstützung

Quelle: Jungheinrich AG



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Möglichkeiten: Intelligente Transportwege

Quelle: Still GmbH

Passive Transponder im Boden,

Rastermaß: 1m x 1m



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Möglichkeiten: STILL-RFID-LOCATOR/-INTERFACE

Echtzeitdatenerfassung

Indoor + Outdoor Betrieb

Deutliche Kostenersparnis gegenüber Barcode

Dokumentation jeder StaplerbewegungChargenrückverfolgung

Verknüpfung mit Fahrzeugzustandsdaten

Quelle: Still GmbH



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Möglichkeiten: Kommunikationsfähige Ladungsträger/ Ware

Transponderintegration:

Vorteile:

• einfache Identifikation

• Zielinformation kann auf FFZ übertragen werden

• verbesserte Lesbarkeit durch standardisierte

Schnittstelle zwischen Ladungsträger und FFZ

• bidirektionaler Datenaustausch ist möglich

• Artikelnummer(n)• (Gesamt)gewicht• Gefahrenhinweis• Zielort• …

Transponderinhalt



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Möglichkeiten: Kommunikationsfähige Transportwege

Realisierung von Fahrzeugortung und Kennzeichnung von Gefahrenstellen

Aktive Verkehrsschilder:

Beispiel Torüberwachung

Vorteile:

• einfache Positionsbestimmung

• Zugangsbeschränkung möglich

• Kennzeichnung von Gefahrenstellen

• Zielführung möglich



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Möglichkeiten: Kommunikationsfähige Umschlagspunkte

Transponderausrüstung von Lagerplätzen, Fertigungsanlagen, LKW, …

Vorteile:

• erhöhte Prozesssicherheit durch Ladungsträgerprüfung

• verbesserte Transparenz im Materialfluss

• dezentrale Bedarfssteuerung

• Chargenverfolgung

Beispiel LKW-Beladung



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Wirtschaftliche Aspekte - Prozessparallelisierung

Ware entladen und in WE Bereich transportieren

Ware im WE-Bereich abstellen

Ware mit Lieferschein vergleichen

Lieferschein ins System eingeben

Lieferscheine ins WE-Büro bringen

Wareneingangsschein drucken

WE-Schein an der Ware anbringen

WE-Schein lesen und Ware aufnehmen

Ware zum Zielort transportierenund Einlagern

Zielort per Barcodescan erfassen und dem System bestätigen

Manuelle

Informations-

verarbeitung

Prozessvereinfachung bei Wareneingang/-vereinnahmung

Beispiel heute: Warenfluss vomLKW ins Lager



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Verbesserung der Prozesse durch RFID-Einsatz

Ware entladen

Ware automatisch lesen / scannen

Automatischer Abgleich zwischen Bestellung und Ware

Fahrauftrag für das FFZ zum Lagerplatz generieren

Vergabe des Lagerplatzes

Fahrauftrag auf dem Display anzeigen

Ware zum Zielort transportierenund Einlagern

Automatische Erfassung und Bestätigung des Zielorts

Automatische Informations-Verarbeitung parallel zum Transport-prozess

Zukünftiger Soll-Prozess: Warenfluss ins Lager bzw. Vereinnahmung

Vorteile:

• Keine manuelle Bearbeitung der Ware, geringe Fehlerrate

• Transparenter, durchgängiger Prozess

• Produktivitätssteigerung durch Zeitersparnis



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Umsetzungshemmnisse für RFID

� Kosten der neuen Technologien müssen weiter sinken

� Funktionsfähigkeit der Transponder muss von der Umgebung unabhängig sein

� Robustheit von Transpondern und Lesegeräten muss verbessert werden

� Fehlende Standards in der Logistik

� Aufwändige Einbindung in bestehende DV-Systeme

Detaillierte, weitere Forschungsakitivitäten sind notwendig !



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BMBF-Forschungsvorhaben IdentProLog

Intralogistik

Produktion

PPS ERP WMS

WLAN, Datenfunk

RFID

Umschlagsstation z.B. Regal

Ladungsträger

„mobiles Gate“

zentrale DV-Systeme

Flexible Zielführung von Ladungsträgern in Produktion und Materialflusslogistik

• Automatische Identifizierung von Ladungsträgern

• Kommunikation mit Umschlagpunkten

• Flurförderzeug als mobiles Gate

• Anbindung an bestehende DV-Systeme

• Entwicklung robuster Systemkomponenten

• Definition und Schaffung von Standards für die Intralogistik



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Flurförderzeuge mit integrierter RFID-Technologie

Ladungsträger mit integrierten Transpondern

PPS ERP WMSÜbergeordnete DV-Systeme

Offene Software-SchnittstellenKommunikationsfähige Lager- und Bearbeitungsstationen



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Forschungsvorhaben IdentProLog

Elektronik-partner

Kern-konsortium

erweiterter Kreis

- nur Information -

erweiterter Kreis-in Entscheidungsfindung

-eingebunden -

FFZ-Hersteller

Praxistests

Ladungs-träger

Forschungs-institute

(WGTL)

EDV-System

-integrator

Anwender



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Eigene Antennenlösung zur Integration

am Gabelträger (Deister Electronic)

Zusätzlich ist ein Gabelbelegtsensor integriert (zur Ablaufsteuerung)

Im Schreib-Lesegerät sind Netzteil und RFID-Reader integriert

Die Frontplatte dient als mechanischer Schutz und Antennenelektrode (bei Beschädigung leicht auszuwechseln).



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Struktur des Systems auf dem Fahrzeug

(Ereignisbox)



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Austattung von Ladungsträgern mit Transpondern

Ziel: Entwicklung spezieller Lösungen für Ladungsträger mit RFID-Transponder

z.B.: Staplertasche mit Schlitztransponder

Auf die Wellenlänge abgestimmter Schlitz läßt elektromagnetische Welle einkoppeln, galvanische Verbindung mit Strap

z.B.: Europalette mit Spezialtransponder

Transponder auf Material abgestimmt, an mechanisch geschützter Position



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Spezielle Transponderlösungen für Ladungsträger

Schlitzantenne

FR4-AntenneChip

Richtungsunabhängige Antennenstruktur

Aluminiumstruktur, z.Zt. aus dem Vollen gefräst

Schlitz zur Einkopplung der elektromagnetischen Welle

Strap verbindet Oberflächenstrom Transponderchip Bild Strap

Kontaktierung

Chip

Strap

Quelle: Texas Instruments



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Versuchsfahrzeuge

Zwei Fahrzeuge für Testzwecke

•Jungheinrich EFG 316

•STILL RX20-20



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Reichweitenprüfstand am ITA

Reichweitenprüfstand: Absorber-material vermeidet Reflektionen

Reichweitenprüfstand: Verschiedene Testszenarien mit hoher Wiederholgenauigkeit

möglich



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Testszenario Einfahrt in Europalette

Systematische Untersuchung der Übertragungssicherheit im System Flurförderzeug mit RFID-Reader – Ladungsträger mit Transponder

Entwicklung einer Bewertungssystematik für die Ergebnisse

Ziel: Qualifizierung von Systemkomponenten in Abhängigkeit vom

Anwendungsfall



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Testszenario Regalplatzerkennung

Praxisnahe Testszenarios zum Vergleich

unterschiedlicher Transponder zur

Regalplatzkennzeichnung

Ziel:Identifikation von für den Anwendungsfall besonders geeigneten Transpondern

05

1015202530354045

Anzahl der Positionen mit erfolgreicher

Lesung

Transpondertyp

Lesezuverlässigkeit bei unterschiedlichen Beladungen

ohne Beladung

mit Wasser beladen

mit Stahlplatte beladen



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Zusammenfassung

� Im Umfeld der sich schnell verändernden globalen Bedingungen steigen die Anforderungen an die Intralogistik.

� Dezentrale Informationstechnologien (z.B. RFID) ermöglichen „intelligente“kommunikationsfähige Elemente in der Intralogistik.

� Kommunikationsfähige Flurförderzeuge bilden zukünftig eine zentrale Schnittstelle zu den „intelligenten“ Elementen der Intralogistik.

� Auf der Basis transparenter Prozesse sind zukünftig echtzeitfähige, sehr flexible Optimierungsprozesse denkbar.

� Forschungsvorhaben wie IdentProLog dienen als Grundlage zur Entwicklung und Koordination der Technologien von Übermorgen.



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Institut für Transport- und Automatisierungstechnik

Bei Fragen zu den vorgestellten Themen helfen wir gerne weiter:

Prof. Dr.-Ing. Ludger Overmeyer

Tel. +49 511 762-3524

Fax. +49 511 762-4007

[email protected]

M.Sc. Dipl.-Ing.(FH) Andreas Jungk

Tel. +49 511 762-2545

[email protected]: Eingang des Produktionstechnischen Zentrums Hannover

mit Hörsaal und Bürogebäuden.

Leibniz Universität Hannover

Institut für Transport- und Automatisierungstechnik

Produktionstechnisches Zentrum

An der Universität 2

30823 Garbsen

http://www.ita.uni-hannover.de

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