LogMotionLab (Labor für bewegte logistische Objekte)

Transkript

1 LogMotionLab (Labor für bewegte logistische Objekte) RFID Logistiktrends in Industrie, Dienstleistung und Handel Dipl.-Ing. Friedrich Hülsenbeck Kompetenzfeld Identifikationssysteme und Logistiknetze Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb und automatisierung Folie 1

2 Chronik des Fraunhofer IFF Stationen 1992 Magdeburg, Martinstraße 10 Institutsgebäude Sandtorstraße Oktober 1992 Magdeburg, Elbstraße 3-5 April 1998 Umzug in das neue Institutsgebäude, Magdeburg, Sandtorstraße Entscheidung zum Aufbau des Virtual Development and Training Centre (VDTC) als Erweiterung des IFF Grundstücksfläche 7389 m² Büro- u. Laborfläche 5009 m² davon Technikum 1300 m² November 2004 Spatenstich des neuen VDTC-Gebäudes Folie 2

3 Struktur der Hauptabteilungen und Kompetenzzentren Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung Prof.Dr.-Ing.habil. Michael Schenk Hauptabteilung Virtuelle Entwicklung und Training Hauptabteilung Logistiksysteme und -netze Hauptabteilung Automatisierung Hauptabteilung Produktions- und Anlagenmanagement Kompetenzzentrum: Visualisierungstechniken Kompetenzzentrum: Information-Engineering Kompetenzzentrum: Logistikwerkstatt-Simulationstechnik Kompetenzzentrum: Robotik und Maschinelles Sehen Institut für Förder- und Baumaschinentechnik, Stahlbau, Logistik Lehrstuhl Logistische Systeme Folie 3

4 Struktur der Hauptabteilungen und Abteilungen Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung, Prof.Dr.-Ing.habil. Michael Schenk Virtuelle Entwicklung und Training VDT Logistiksysteme und -netze LSN Automatisierung AUT Produktions- und Anlagenmanagement PAM Visuell-Interaktive Systeme VS Produktionslogistik und Fabriksysteme PFS Intelligente Sensorsysteme ISS Prozess- und Anlagentechnik PAT Virtuell Interaktives Training VIT Materialflusstechnik und -systeme MFT Robotersysteme RS Produktgestaltung und -modellierung PGM Virtuelle Entwicklung VD Identifikationssyteme und Logistiknetze ISL Critical Infrastructures CI Virtual Prototyping VP Wissensmanagement WIM Produkt- und Prozessmanagement PPM Daten- und Informationsmanagement DIM International Competence Center Logistics ICCL Regionales CC Harz Virtual Engineering Produkte / Prozesse Informationslogistik IFL Hauptabteilung Abteilung Geschäftsstelle ViVERA Virtuelles Kompetenznetzwerk zur virtuellen und erweiterten Realität Kompetenzfeld Projektgruppe Folie 4

5 Einordnung der RFID-Technologie in die automatischen Ident.-Systeme Optical Character Recognition Barcode System Automatische Identifizierungssysteme Biometrisches Verfahren Fingerabdruckverfahren Sprachidentifizierung Chipkarten RFID System Radio Frequency Identification Folie 5

6 Grundkomponenten eines RFID-Systems Schreib-/Leseeinheit Energie Daten kontaktloser Datenspeicher Antenne Computer Folie 6

7 Aufbau eines Transponders Halbleiterscheibe Antenne Chip / Modul Transponder Folie 7

8 Vergleich Barcode vs. RFID in der Logistik Existierende Auto-ID Lösungen Zukünftige Auto-ID Lösungen PNR passive RFID (Transponder) Folie 8 STATISCH DYNAMISCH

9 RFID als Bestandteil der IT-Infastruktur ERP, PPS, CRM, Intra- / Internet PNR F AP DB, Server Standardisierte Datenprotokolle (XML) LAN, WLAN, GSM, GPRS Folie 9 Datenhandling in einem Handheld/PC Unterschiedliche Auto ID Systeme

10 Warum RFID in der Logistik? Materialfluss Produktion Lagerung Verteilung Betrieb Service Getrennter Waren- und Informationsfluss Integration von physischen Objekten und Informationen Vereinfachung von Prozessen Informationsfluss Erhöhung der Verfügbarkeit und Qualität Verkürzung von Reaktionszeiten Reduzierung nicht wertschöpfender Prozesse Folie 10

11 Das LogMotionLab stellt sich vor Folie 11

12 RFID-Beispielanwendungen Folie 12

13 Dynamische Prozess- und Zustandsdokumentation an technischen Systemen Technische Objekte werden mittels eines RFIDbasierten elektronischen Typenschilds identifiziert und authentifiziert. Kontinuierliche Erfassung von Serviceprozessen am mobilen Objekt zur Dokumentation und Rückverfolgbarkeit Prozessnahe Erfassung von Zustandsinformationen mittels passiver RFID-Technologien in Verbindung mit stationären und mobilen Erfassungsgeräten Folie 13

14 Elektronisches Typenschild Memory-Motor Technische Objekte werden mittels eines RFIDbasierten elektronischen Typenschilds identifiziert, und authentifiziert. Kontinuierliche Erfassung von Wartungs- und Service-Prozessen am mobilen Objekt zur Dokumentation und Rückverfolgbarkeit Folie 14

15 Demonstrator Smart Inventory Management Objekte (Assets, Dokumente) mit RFID werden mit mobilen Handcomputern identifiziert, authentifiziert und dem jeweiligen Arbeitsbereich layoutbezogen zugeordnet. Über Wireless LAN können mobile Computer (Anwender) lokalisiert und gesteuert werden. Prozessnahe Online-Inventarisierung mit passiven Transpondern (bis 2KByte Informationsspeicher) Spezielle Verschlusstechnologien zur Erhöhung erhöhen die Sicherheit Anwendungsbereiche: Öffentliche Einrichtungen, Industrie, Messen, Museen, Bibliotheken, Banken, Versicherungen, Notariate Folie 15

16 Behälter-, Gepäckwagenlogistik Ausstattung der Gepäckwagen mit RFID- Transpondern Ständige Lokalisierung der Gepäckwagen Besondere Überwachung von Bereitstellungszonen Ermittlung der Gepäckwagenanzahl je Segment Folie 16

17 Behälter-, Gepäckwagenlogistik 1. Segmentierung 3. Controlling Bestand - Bestandsfläche 2. Lokalisierung Bestand max. (Terminalsegment) Zugang mittlerer Bestand Abgang Bestand min. (Bereitstellfläche) Bestand B Bezugszeitraum ZEIT Anzahl Gepäckwagen in den Terminalsegmenten Anzahl Gepäckwagen in den Bereitstellflächen Folie 17

18 Behälter-, Gepäckwagenlogistik Spezielle Überwachung von Bereitstellungsflächen als Hilfsmittel zur bedarfgerechten Auffüllung. Steuerung des operativen Personals. Folie 18

19 Personenstromanalyse Personenstromanalyse mittels integrierter Sensorlösungen basierend auf: -Bildverarbeitung (siehe Beispiel) -Lasersensorik -Infrarotsenorik -Mikrowellensensorik Analyse der IST - Situation Überwachung von Schwellwerten Prognose durch Simulation möglich Folie 19

20 Ortung logistischer Objekte Mobile logistische Objekte (Fahrzeuge, Transporteinheiten, Güter) werden auf Basis von GPS, GSM (siehe Beispiel), Loran-C auf Geodatenbasis lokalisiert. Zeit- und ortsbezogene Erfassung von Objekt- und Prozesszuständen innerhalb und außerhalb von Gebäuden Folie 20

21 Inhalt des LogMotionLab Neueste Technologien zur Identifikation und Ortung logistischer Objekte im Indoor- und Outdoorbereich Demonstratoren zur Veranschaulichung typischer RFID-Szenarien Mobile Umgebungen für den Einsatz beim Kunden Zahlreiche Webservices zur Integration externer Zustandsdaten Folie 21

22 Technische Ausrüstung Leitstand Web- und GIS-basiert layoutbezogene Messung, Diagnose, Visualisierung, Steuerung Identifizieren Identifizieren Barcode Barcode // 2-D 2-D Codes Codes passive passive RFID RFID mobile mobile & stationäre stationäre Schreib-Leseeinheiten Erkennen Erkennen // Zählen Zählen Mikrowellen-Sensor Mikrowellen-Sensor Laser-Sensor Laser-Sensor Infrarot-Sensor Infrarot-Sensor Video-Sensor Video-Sensor Lokalisierung Lokalisierung aktive aktive RFID RFID Wireless WirelessLAN LAN GSM GSM (Handyportal) (Handyportal) Loran-C Loran-C // GPS GPS Kommunikation Kommunikation PDA PDA (+Reader) (+Reader) Mobile Mobile Phone Phone Tablet TabletPC PC PC/Laptop PC/Laptop Folie 22

23 Zielgruppe Wirtschaft Forschung LogMotion Lab Wirtschaft Lehre Prozessanalysen (Precheck) Kosten/Nutzen-Analyse Test von RFID-Komponenten (Indoor und Outdoor) Softwareentwicklung und -anpassung Demonstratoren Pilotierung Folie 23

24 Zielgruppe Forschung Forschung LogMotion Lab Wirtschaft Lehre Verknüpfung verschiedener Technologien (z.b. assisted GPS) Test neuartiger Technologien (868 MHz) Entwicklung neuartiger RFID Anwendungsbereiche EMV Untersuchungen Integration von z.b. Bewegungsdaten in VR-Umgebung Integration von mobilen Sensorsystemen (Messbox) Folie 24

25 Zielgruppe Lehre Forschung LogMotion Lab Wirtschaft Lehre Vorlesungen / Seminare zur Einführung in die RFID-Technologie Transponder - Planspiel TOP Übungen zur Lösung von Problemstellungen am praktischen Beispiel Partnerschaft mit IGET (Institut für Grundlagen der Elektrotechnik) Laborpraktikum für mobile Services (12 Studenten) Folie 25

26 Projektschablone zur Einführung von RFID Precheck Machbarkeit Pilotierung Realisierung Einführung Betrieb & Service Potenzialcheck (Analysetool) Entscheidungsvorschlag Prozessmapping, -bewertung Prozessdesign, Lastenheft Datenbank über RFID Hersteller Leistungsspektrum Test von Hardund Software Auswahl von Pilotierungsbereichen Simulation Erfassen, Bewerten von Ergebnissen Realisierung von Pilotprojekten Planung Hard-, Softwareentwicklung Konzeptumsetzung Dokumentation Schulung (Planspiel) Installation einzelner Komponenten Planung Wartung von Hard- und Software Information der Kunden Folie 26

27 Zukunftsthema Das intelligente logistische Objekt Lokalisierung, Kommunikation GPS, GSM, Loran-C, RFID Flexible Screen Intelligent Paper Datenhandling Intelligent Object Sensoren Temperatur Schock Prozesssteuerung Central control station Identifikation RFID Luftfeuchtigkeit Bildverarbeitung Folie 27

28 Zukunftsthema: Neue Werkstoffe und Verfahren Polymer Electronik Passive und aktive Transponder auf Polymerfilmen Kunststoffe sind typische Isolatoren Chemische Modifikation erlaubt Leitfähigkeit wie Metall Quelle: Philips, FHG/IMS Folie 28 Flexible batteries (Varta) Plastics microchips (Philips) Druckbare Transponder Antennen werden zukünftig mit leitfähiger Tinte gedruckt

29 Kostenentwicklung für Datenträger Heutige Kosten für aktive Transponder ca EURO Heutige Kosten für passive Transponder ca. 30 Cent 10 EURO Zukünftig: Kostenreduktion durch neue Basistechnologien, Miniaturisierung (embedded network processors), weniger Energieverbrauch Konsequenz: Preisreduktion in den nächsten Jahren Cent Cent per Transponder Quelle: VDC Corporation, USA Year Folie 29

30 Erwartetes RFID-Wachstum Wachstum ca. > 20% p.a. bis 2007 Quelle: VDC Corporation, USA Folie 30

31 Herausforderungen für die Zukunft Kosten der Datenträger sowie der IT-Infrastruktur Einsatz im industriellen Umfeld (Metall und Wasser) Datenschutz, -sicherheit Verhältnis Kosten/ Nutzen Energieversorgung der Transponder mittels Batterie Folie 31

32 Es gibt viele Möglichkeiten für den RFID-Einsatz in der Logistik! Besuchen Sie uns im Labor oder im Internet. Folie 32