Bewegungsprofil für Paletten

In stationären Fördersystemen lassen sich die Leseeigenschaften von RFID-Portalen relativ einfach an die Umgebungsbedingungen anpassen. Für den nicht stationären Materialfluss, etwa mit Staplern im Wareneingang und Warenausgang, sieht das anders aus. Hier kann das Umfeld von RFID-Portalen permanenten Änderungen unterworfen sein. Paletten mit eigenem Transponder werden zum Beispiel kurzzeitig im Umfeld des Portals abgestellt oder durch das Portal gefahren, ohne gleich verladen zu werden.

„Für die Prozesssicherheit bei der automatisierten Verfolgung von Warenströmen muss es allerdings eindeutig sein, ob eine vom RFID-Portal identifizierte Palette in einen Lkw verladen werden soll oder von diesem entladen wurde. Sonst können die nachgelagerten Bestandsführungssysteme den Warenfluss nicht zeitnah und konsistent abbilden“, warnt André Mannel, Teamleiter RFID Solutions bei der Dematic GmbH. Vor diesem Hintergrund haben der Offenbacher Intralogistik-Lösungsanbieter und die Sick AG zusammen das Gemini-Gate entwickelt.

Eine Komponente des Gemini Gate ist das RFI641, ein RFID-System auf UHF-Basis für die Logistikautomation, an das sich bis zu vier Antennen anschließen lassen. Dank der hohen Reichweite bis zu 6 m und einer schnellen Datenübertragung können die Lesestellen seitlich der Materialflussstrecke oder in Portalbauweise installiert werden. Mit dem Modul lassen sich alle Datenträger identifizieren, die den Standards EPCglobal oder ISO 18000–6 entsprechen. Mit Firmware-Updates kann das System an künftige Entwicklungen adaptiert werden.

Die zweite Komponente des Gemini Gate ist das Lasermess-System LMS100, welches das Umfeld des Leseportals abbildet und Störgrößen erkennt und unterdrückt. „Objekte, die sich durch das Gate bewegen, werden nicht nur erfasst, sondern es wird auch deren Position und Richtung bestimmt“, erklärt André Mannel. „Mit Hilfe von Referenzmessungen werden störende Objekte aus den Messungen eliminiert.“

Bei herkömmlichen RFID-Portallösungen wird für die Umfelderkennung häufig auf Radar-, Ultraschall- oder Infrarotsensoren zurückgegriffen. Zusammen mit intelligenten Softwarelösungen lässt sich so eine gewisse Prozesssicherheit erreichen. Fehlidentifikationen lassen sich auf diese Weise aber nicht ausschließen. Durch Paletten, die sich quer durch den Lesebereich des Gates bewegen, kann es leicht zu Fehlauslösungen kommen. Insbesondere bei Gates, die an Verladetoren installiert sind, wird die Sensorik durch Luftfeuchtigkeit und Temperatur beeinträchtigt. Im Vergleich dazu macht das Gemini Gate durch den Einsatz des LMS100 einen Technologiesprung. Anders als bei herkömmlichen Sensoren können Objekte nach Größe, Form, Geschwindigkeit und Position vermessen und so komplette Bewegungsprofile erfasst werden.

Das kompakte LMS100 bietet einen Scanwinkel von 270° und Scanfrequenzen bis 50 Hz. Selbst tiefschwarze Objekte, die typischerweise nur etwa 10 % Remission aufweisen, werden in einer Entfernung bis zu 18 m zuverlässig erfasst. Eine spezielle Auswertung der Messpunkte macht die Objektdetektion stabil. Darüber hinaus ist das Messprinzip des Scanners weitgehend unabhängig von Temperaturschwankungen oder Luftfeuchtigkeit. „Fehlauslösungen werden zuverlässig vermieden“, versichert André Mannel. Das Lasermess-System gibt es in zwei Versionen: In der Schutzart IP65 für den Indooreinsatz oder in der Schutzart IP67 mit integrierter Heizung für Anwendungen in der Nähe von Außenbereichen.

Da auch Größe und Form der Objekte vermessen werden, kann mit der Technik auf den jeweiligen Objekttyp geschlossen werden. So wird zum Beispiel erkannt, ob sich eine Person, ein Hubwagen oder ein Gabelstapler durch das Gate bewegt. Die Auswertung dieser Zusatzinformationen in der Software gibt weiteren Aufschluss über Qualität und Zuverlässigkeit der Lesung. Im Gemini Gate ist somit eindeutig darstellbar, welche Objekte sich in welcher Richtung bewegen. Eine wesentliche Voraussetzung für die verlässliche Identifikation, Ortung und Verfolgung von Paletten ist somit erfüllt.

Mit Hilfe der Lasermessung können aber auch Störungen durch ruhende Objekte im Umfeld des RFID-Gates erfasst und unterdrückt werden. Bisher musste das Umfeld des RFID-Gates möglichst freigehalten werden von anderen mit RFID ausgezeichneten Objekten. „Das lässt sich zwar in der Regel organisatorisch lösen, ist aber eine weitgehend unkontrollierbare Fehlerquelle“, sagt André Mannel. „Deshalb beanspruchen herkömmliche RFID-Gates oft eine unnötig große Fläche.“ Unter beengten Platzverhältnissen müssen daher kostspielige Maßnahmen zur Abschirmung getroffen werden. Im schlimmsten Fall kommt RFID erst gar nicht zum Einsatz.

Durch den Einsatz des LMS100 werden zusätzliche Reflexionen und Lesestörungen an benachbarten Gates von vornherein ausgeschlossen, denn der Ortungsbereich des Lasermess-Systems kann über den eigentlichen Lesebereich des RFID-Readers hinaus ausgedehnt und den räumlichen Bedingungen abgepasst werden. „Der Logistikbetreiber profitiert nicht nur von einer verbesserten Prozesssicherheit“, so André Mannel. „Auch der Platzbedarf fällt beim Gemini Gate deutlich geringer aus als bei anderen RFID-Portalen, da sich Abschirmungen häufig vermeiden lassen.“

An Verladetoren lässt sich mit Hilfe der Outdoor-Variante des Scanners auch der Außenbereich abtasten. Dadurch lässt sich beispielsweise die Ladefläche des Lkw mit berücksichtigen. Eine weitere Anwendung ist die Kamerasteuerung, etwa für den Nachweis der Eingangs- und Ausgangskontrolle. Auf diese Weise lässt sich jedem RFID–Datensatz ein Bilddatensatz in optimaler Schärfe zuordnen.

Matthias Mezger Mitarbeiter bei der Sick AG in Reute