Identifikations- und Lokalisierungstechnologien

Präsentation zum Thema: "Identifikations- und Lokalisierungstechnologien"—  Präsentation transkript:

1 Identifikations- und Lokalisierungstechnologien
Global Logistics – Informationssysteme in der Logistik Deepa Vazhayil & Stephanie Fierle

2 Gliederung Identifikation 2. Lokalisierung 1.1. Definition
1.2. Technologien Mechanische Identifikation Optische Identifikation Elektromagnetische Identifikation Magnetische Identifikation Biometrische Identifikation 2. Lokalisierung 2.1. Definition & Technologien Satellitengesteuerte Weitere Technologien 2.2. Anwendung in der Logistik Motivation Nutzen Anwendungsbeispiele

3 Gliederung Identifikation 2. Lokalisierung 1.1. Definition
1.2. Technologien Mechanische Identifikation Optische Identifikation Elektromagnetische Identifikation Magnetische Identifikation Biometrische Identifikation 2. Lokalisierung 2.1. Definition & Technologien Satellitengesteuerte Weitere Technologien 2.2. Anwendung in der Logistik Motivation Nutzen Anwendungsbeispiele

4 1. Identifikation 1.1 Definition
Wiedererkennen; die Identität, Echtheit einer Person oder Sache feststellen Charakteristische Merkmale erkennen und einer bestimmten Klasse zuordnen Bestandteile eines Identifikationssystems Quelle: fml ( ),

5 1. Identifikation 1.1 Definition
Anwendung in der Logistik: Zur Verknüpfung von Material- und Informationsfluss effiziente und eindeutige Identifikation der Objekte Identifikationstechnologien Mechanische Identifikation Optische Identifikation Elektromagn. Identifikation Magnetische Identifikation Biometrische Identifikation Chemische Identifikation Form Gewicht Werkstoff … Optische Codierung OCR Form, Farbe RFID Magnet- karte Chipkarte Finger- abdruck Gesicht Körpergröße Geruchs- stoffe Isotope Identifikationstechnologien in der Logistik Quelle: fml ( )

6 1. Identifikation 1.2 Technologien
Mechanische Identifikation Identifikationsmerkmale werden benötigt Ermöglicht Klassifizierung & Sortierung der Objekte Merkmale: Form Gewicht Werkstoff Höhe Breite Länge Volumen Verpackungsmaterial Lichtschrankenvorhang zur Höhenmessung Anwendung in der Logistik: Lichtschranken Wägetechnik in der Kleinteilekommissionierung Quelle: fml ( ), Michael ten Hompel u.a. (2008): S. 10

7 1. Identifikation 1.2 Technologien
Optische Identifikation kamerabasierten Erfassung der Form oder Farbe eines Objektes Optical Character Recognition (auch: Klarschrifterkennung) automatisiertes Lesen verschiedener Schrifttypen auslesen und Weiterverarbeitung möglich Vorteil: Daten sind auch durch Mensch visuell Erfassbar Nachteil: kostenintensive Lesegeräte Quelle: fml ( )

8 1. Identifikation 1.2 Technologien
Optische Identifikation Barcodes stellen Daten in graphischer Form dar – optische Codierung Lücke: helles Element ,Wertigkeit 0 Strich: Dunkles Element, Wertigkeit 1 das Lesen erfordert eine elektronische Vorrichtung visueller Kontakt zwischen Scanner & Objekt erforderlich Quelle: fml ( ) R. Jesse, O. Rosenbaum (2000): S. 13 ff.

9 1. Identifikation 1.2 Technologien
Optische Identifikation Barcodes EAN Stacked QR 3D Quelle: 3D: Quelle: fml ( ) Iris Hausladen (2013): S. 54

10 1. Identifikation 1.2 Technologien
Optische Identifikation – Anwendung in der Logistik Erfassen von Daten zur Auftragsabwicklung Erfassen von Abmessungen von Kartons Sämtliche Daten werden im ERP-System erfasst Erkennen von Defekten an Kartons Retourengrund erfassen (OCR) Barcode lesen Quelle: Vitronic (2012)

11 1. Identifikation 1.2 Technologien
Elektromagnetische Identifikation – Radio Frequency Identification – RFID Datenaustausch erfolgt zwischen Datenträger (Transponder) und Lese-/Schreibeinrichtung (Scanner) Übertragung kleiner Datenmengen von 1 Bit bis etwa 30 Kilobyte Ziel: Identifikation beliebiger Objekte in logistischen Prozessketten Einsatzmöglichkeiten in der Logistik Überwachung Mindesthaltbarkeitsdaten Auffinden von Objekten, die sich im Transportfluss befinden Management von Transporthilfsmitteln und Behältern Quelle: Franke (2006): S. 8 f., 79 ff., Springer Gabler Verlag ( ),

12 1. Identifikation 1.2 Technologien
Vor- und Nachteile von RFID- und Barcode-Systemen RFID Barcodes direkter visueller Kontakt nicht erforderlich Transponder können ein größeres Datenvolumen speichern Daten können auf jeder Stufe der Versorgungskette hinzugefügt oder gelöscht werden geringe Kosten Breite Anwendungsmöglichkeiten Visuelle Lesbarkeit gegeben Höhere Kosten „Universalität“ des Systems ist ungewiss Lesbarkeit ist abhängig von den Umgebungsbedingungen Enge Anbindung an die IT-Infrastruktur ist erforderlich unmittelbaren visuellen Kontakt zwischen Leseeinheit und Objekt Datenspeicherungsvolumen ist begrenzt Pro Zeiteinheit kann nur jeweils ein Barcode gelesen/verarbeitet werden Die Lesbarkeit wird durch Nässe oder Schmutz erschwert Quelle: I. Hausladen (2013): S. 60

13 1. Identifikation 1.2 Technologien
Magnetische Identifikation Magnetstreifen/Magnetkarte Speichermedium (Kapazität etwa 1024 Bit) Magnetstreifen ist in drei Spuren aufgeteilt Kann als Lesebereich und zum Schreiben von Daten verwendet werden Vorteil: günstige Herstellung Nachteil: geringe Sicherheit Anwendung: Parkhäuser, Eintrittskarten Quelle: fml ( ), extras/Magnetstreifen/ Magnetkarte.jpg

14 1. Identifikation 1.2 Technologien
Magnetische Identifikation Chipkarte Plastikkarte mit integriertem Chip - dient als Speicher Prozessorkarten können selbstständig Daten verarbeiten und verwalten vor unberechtigten Zugriff geschützt Anwendungsfelder: Bankkarte, Krankenkassenkarte Quelle: Springer Gabler Verlag ( ),

15 1. Identifikation 1.2 Technologien
Biometrische Identifikation Nutzt unverwechselbare und individuelle Eigenschaften des menschlichen Körpers Vergleich des Referenzmusters mit dem neu erfassten Muster Typische Identifikationsmerkmale: Fingerabdruck Gesicht Körpergröße Stimme Schrift, Unterschrift Anwendung in der Logistik: Identifikation der Europaletten Identifikation eines Regalplatzes Quelle: Michael ten Hompel u.a. (2008): S.11,

16 1. Identifikation 1.2 Technologien
Kriterien zur Auswahl einer Identifikationstechnik Standardisierung Datensicherheit Lesesicherheit (bspw. unter rauen Bedingungen) Empfindlichkeit gegenüber äußeren Bedingungen (mechanisch, thermisch, Feuchtigkeit, Schmutz) Datenmenge Lesegeschwindigkeit Kosteneffizient Lesereichweite (Abstand zwischen Lesegerät und Kennzeichen) Pulkerfassung (gleichzeitige Erfassung mehrerer Kennzeichen) Lesbarkeit durch Personen Unternehmensübergreifende Verwendbarkeit in der Supply Chain etc. Quelle: fml ( )

17 Gliederung Identifikation 2. Lokalisierung 1.1. Definition
1.2. Technologien Mechanische Identifikation Optische Identifikation Elektromagnetische Identifikation Magnetische Identifikation Biometrische Identifikation 2. Lokalisierung 2.1. Definition & Technologien Satellitengesteuerte Weitere Technologien 2.2. Anwendung in der Logistik Motivation Nutzen Anwendungsbeispiele

18 2. Lokalisierung 2. 1. Definition & Technologien
Die Positionsbestimmung bzw. Ortung von Gegenständen oder Personen mittels Identifikationstechnologien Satelliten-basierte Technologien GPS GLONASS GALILEO Compass (Beidou)  GNSS = Global Navigation Satellite Systems Weitere Technologien Bluetooth, Infrarot, UMTS, GSM WLAN WSN = Wireless Sensor Network RFID RTLS = Real Time Location System GPS GLONASS: „Globales Navigations-Satelliten-System“ vom russischen Verteidigungsministerium betrieben 24 geplante Satelliten sind im Betrieb, die um die Erde kreisen GALILEO Europäisches Programm für weltweite Navigationsdienste Zusammenarbeit mit der EU und der Europäische Weltraumorganisation System bestehend aus 30 Satelliten Compass (Beidou) Chinesisches System Radio-Navigation-satellite system, RNSS Ähnlich wie GPS und GALILEO aufgebaut WSN = Wireless Sensor Network Rechnernetz von Sensorenknoten per Funk kommunizierend mit Computern Umgebung wird mittels der Sensoren abgefragt Werden z.B. als militärische Frühwarnsysteme zur Überwachung von Pipelines und Landesgrenzen konzipiert Sind nur draußen anwendbar und nicht in geschlossenen Räumen

19 2. Lokalisierung 2.1. Definition & Technologien
 RTLS = Real Time Location System ein Echtzeit-Lokalisierungssystem, das kontinuierlich die Position von Objekten und Subjekten bestimmt und übermittelt ermöglicht die Lokalisierung, Verfolgung, Verwaltung und Optimierung von Objekten und Subjekten Nutzt WLAN, Infrarot, RFID Komponenten und ihre Aufgaben Tag – Identifikation eines Elementes Location Sensor – Messen einer Messgröße mit dem Ziel der Positionsbestimmung Location Engine – Vorverarbeitung, Auswertung der Positionsmessung bis zur Positionsbestimmung Location Application – Unternehmenssysteme / Übergelagerte Systeme als Anwender der Positionsbestimmung Quelle: Hohenstein (2011)

20 2. Lokalisierung 2.1. Definition & Technologien
 Mögliche Unterscheidung erfolgt in der Genauigkeit und den Kosten der Technologien Echtzeitkinematik (engl. Real Time Kinematic, RTK) bezeichnet ein Verfahren zur präzisen Bestimmung von Positionskoordinaten mit Methoden der Satellitennavigation. Es arbeitet mit simultanen Messungen zu GPS- oder anderen GNSS-Satelliten eines Globalen Navigationssatellitensystems, teilweise auch mit Zweifrequenz-Empfängern. RTK ist ein differentielles Verfahren, das die Phase des Trägersignals auswertet. Die präzisen Positionen werden wie beim Differential Global Positioning System (DGPS; verallgemeinert DGNSS) relativ zu Referenzstationen mit feststehenden Koordinaten bestimmt.. RTK ist um jenen Faktor genauer, den die Trägerfrequenz höher ist als die Datenrate. Jedoch ist die genaue Phasenzuordnung unsicher, die eine Mehrdeutigkeit um das Vielfache einer Phasenlänge verursacht. Beispielsweise erhält man bei GNSS alle 20 cm die gleichen Positionswerte, diese aber hochgenau besser als 1 mm. Quelle: von der Grün (2013)

21 2. Lokalisierung 2.2. Anwendung in der Logistik
Spielt eine wesentliche Rolle für die Koordination von Material-und Informationsflüssen entlang der Versorgungskette Tracking und Tracing kann in Verbindung mit Identifikationstechnologien ermöglicht werden Mögliche Anwendungen: Lager- und Transportwegoptimierung, Prozessablaufoptimierung, Warenverfolgung, dynamische zustandsgesteuerte Transportdisposition, dynamische Routenführung www2.klett.de

22 2. Lokalisierung 2.2. Anwendung in der Logistik - Motivation
Lokalisierungstechnologien bieten Ortskenntnis, verbesserte Orientierung, erhöhte Sicherheit, Transparenz, optimierte Abläufe und ermöglichen autonom agierende Systeme Schlüsseltechnologie Steigender Wettbewerbsdruck: strengere Normen und gesetzliche Auflagen, kürzere Produktlebenszyklen, individuellere Kundenwünsche und zunehmende Globalisierung der Wertschöpfung Unternehmen müssen sich in immer dynamischeren Märkten behaupten Effizienz der Wertschöpfungskette steigern Intelligente Kombination einzelner Lokalisierungstechnologien, Systemgestaltung der Lokalisierungstechnologie

23 2. Lokalisierung 2.2. Anwendung in der Logistik - Nutzenpotenziale
Erfüllung von Kundenanforderungen Verbesserte Kundenansprache Verbesserte Prognosegenauigkeit Beschleunigte SCM-Umsetzung Aufbau von Wettbewerbsvorteilen Reduzierung von Eingabezeiten / Handlingzeit Eingabekosten Reduzierung von Handlingzeiten Reduzierung von Suchzeiten Reduzierung von Zählzeiten Automatisierung Produktivitätsstudien Reduzierung des Inventuraufwands Vereinfachung Bestandsdatenverwaltung Reduzierung Planungsaufwand Reduzierung Schwund Reduzierung Anlagebestand Reduzierung Out-of-Stock Situationen Reduzierung Versicherungskosten Reduzierung der Durchlaufzeit Abbau von Sicherheitsbeständen Reduzierung Falschlieferungen Reduzierung Begleitpapiere Reduzierung Sonderfahrten Reduzierung Ersatzverpackung Bessere Einhaltung FIFO-Prinzip Sicherung Produktoriginalität Navigation und Umsetzung neuer Steuerungskonzepte Automatische Leistungs- und Zeiterfassung Zugangskontrolle "Reduzierung der Stillstandszeiten und verbesserte Prozessabläufe" Ortsabhängige Dienste Schaffung Customer Service Erhöhung der Sicherheit von Menschen Messung von Leistungsparametern ("Performance")

24 2. Lokalisierung 2.2. Anwendung in der Logistik - Anwendungsbespiele
Fraunhofer IIS Forschung in der Lokalisierungstechnologie Durch Anwendung von GNSS bzw. GALILEO Diensten wird eine Lokalisierungsplattform bereitgestellt Integration der Lokalisierungstechnologien in einer offenen Plattform Datenfusion und Plausibilitätsprüfung Bereitstellung einer Dienstschnittstelle zur einfachen Anwendungsintegration Erhöhung der Verfügbarkeit und Genauigkeit durch Fusion satellitenbasierter und terrestrischer Signale Durchgängige in- und outdoor Ortung

25 2. Lokalisierung 2.2. Anwendung in der Logistik - Anwendungsbespiele
 SMART Container Chain Management Containereinheiten werden weltweit über Container Service Devices (CSD) verschiedener Hersteller mit GPS-Ortung und Satellitenkommunikation lokalisiert Unabhängig von der Technologie oder des Transportmodus besteht Zugriff auf jeden Container auf der ganzen Welt Ein Service Orientated Architecture (SOA) Ansatz bietet ein globales Informationssystem mit u.a. einem dynamischen Routing und Rescheduling Integration von Informationstechnologie, Logistik und Inspektion (Zoll) Logistikkosten können reduziert werten Effizienz und Sicherheit in der Supply Chain werden maximiert im globalen intermodalen Verkehr

26 2. Lokalisierung 2.2. Anwendung in der Logistik - Anwendungsbespiele
EffizienzCuster - LogistikRuhr  SmaRTI – der intelligente Materialfluss (Reusable Transport Items) Entwicklung einer intelligenten Palette, die sich selbst steuern kann verfügt über berührungslose Lokalisierungstechnologien Barcode und RFID Sobald die Palette beladen wird erhält sie einen elektronischen Fingerabdruck Jede Bewegung der LKW die auf einer Magnetspur fahren, jeder Warenein- oder ausgang und jede Uhrzeit kann erfasst werden  wo und zu welcher Zeit welche Ware auf welchem Ladungsträger ist Schnellere Prozesse durch ständige Datenerfassung Höhere Transparenz Bessere Organisation der Lieferverkehre und des Warenflusses

27 2. Lokalisierung 2.2. Anwendung in der Logistik - Anwendungsbespiele
Seefracht (Automatic Identification System)  Marinetraffic Ein kooperatives Funksystem, das durch den Austausch von Navigations- und anderen Schiffsdaten alle Schiffe weltweit lokalisiert Position, Kurs, Geschwindigkeit und Schiffsdaten wie Name, etc Funktioniert unabhängig von Einschränkungen der optischen Sicht und der Radarwellen-Ausbreitung Sicherheit und die Lenkung des Schiffsverkehrs verbessern Kollisionsverhütung Informationen über Schiffe und Ladungen erhalten Überwachung und Lenkung des Verkehrs Verbesserung der Planung und Entscheidungsfindung an Board

28 2. Lokalisierung 2.2. Anwendung in der Logistik - Anwendungsbespiele
Toll Collect Betreibt ein System zur Einnahme der LKW-Maut auf deutschen Autobahnen Drei Wege die Maut zu bezahlen Eine bestimmte Strecke online vor Fahrtantritt buchen Maut kann an „Maut-Terminals“ bezahlt werden Vollautomatische Abrechnung durch ein GPS-System und den Einbau von On-Board-Units (OBU) OBUs sind schalten sich bei Start des Lkw ein und lokalisieren die Position des Fahrzeugs durch Satellitennavigation (GPS)

29 2. Lokalisierung 2.2. Anwendung in der Logistik - Anwendungsbespiele
Toll Collect Signifikanten Beitrag zur Aufrechterhaltung und Finanzierung der Infrastruktur Anreize für schadstoffärmere Fahrzeuge und unnötiges Verkehrsaufkommen Positive Auswirkung auf den Umwelt- und Klimaschutz Senkung der Betriebskosten für die Mauterhebung und –abrechnung Gesamterfassungsquote stieg auf 99,9% Quelle:

30 2. Lokalisierung 2.2. Anwendung in der Logistik - Anwendungsbespiele
DPD  Live Tracking Paketverfolgung in Echtzeit Der Kunde kann die Sendung auf Minute und Meter genau verfolgen im Live-Tracking mit minütlichem Update Mit der Sendungsnummer kann man online nachverfolgen wo genau sich das Fahrzeug mit dem Paket befindet Der Kunde kann nachvollziehen, wenn das Paket in 30 Minuten ankommt. Der Kunde kann ein einstündiges Zeitfenster vorab bestimmen

31 Quellen: Identifikation:
Iris Hausladen (2013): IT-gestützte Logistik, Systeme – Prozesse – Anwendungen, Springer Verlag, Wiesbaden, 2. Auflage Michael ten Hompel u.a. (2008): Identifikationssysteme und Automatisierung, Springer Verlag Berlin, Heidelberg R. Jesse, O. Rosenbaum (2000): Barcode, Theorie, Lexikon, Software, Huss-Medien GmbH, Berlin Springer Gabler Verlag (Herausgeber), Gabler Wirtschaftslexikon, Stichwort: RFID, online im Internet ( ): Springer Gabler Verlag (Herausgeber), Gabler Wirtschaftslexikon, Stichwort: Chipkarte, online im Internet ( ): Technische Universität München, Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml), online im Internet : Identifikationssystem, Vitronic (2012): Kamerabasierte Datenerfassung für Warehouse & Distribution, Wiesbaden Werner Franke, Wilherlm Dangelmaier (2006): RFID – Leitfaden für die Logistik, Wiesbaden, Gabler Verlag

32 Quellen: Lokalisierung:
DPD (2015) – Live-Tracking, online im Internet ( ): Hausladen, Iris (2013): IT-gestützte Logistik, Systeme – Prozesse – Anwendungen, Springer Verlag, Wiesbaden, 2. Auflage  Hohenstein, Frank (2011) – Vielfältigkeit der Lokalisierung von Flurförderzeugen in der Intralogistik, Neue Technologien in der Intralogistik – Logimat 2011, Technische Universität München Marinetraffic(2015) – online im Internet ( ) - Meyer, Steffen (2012) – Autarke 3D Indoor-Lokalisierungsbasis für Ortsabhängige Dienste, Fraunhofer IIS - Nürnberg Siemens - Was bietet perfekte Identifikationstechnologie für nachhaltig effiziente Prozesse in jeder Branche? Online im Internet ( ): Toll Collect (2015) – online im Internet ( ): Vastag, Alex (2009) – Lokalisierungstechnologie zur Optimierung von Personen- und Güterverkehr – ein Fraunhofer Futures Thema, Fraunhofer IML - Wolfsburg Verbeek, Kirsten (2011) - EffizienzCluster LogistikRuhr – Logistikwelt auf Palettengröße, online im Internet ( ):  Von der Grün, Thomas (2013) – Funkbasierte Lokalisierungstechnologien – RedFIR & Co. – Ortung im Sport, am Flughafen und in der Logistik, Fraunhofer IIS Zogg, Jean-Marie ( 2014) – GPS und GNSS: Grundlagen der Ortung und Navigation mit Satelliten – User’s Guide, online im Internet ( ):

33 Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!