Logistikentwicklung Langweilige Ladungsträger? Der Behälter für Industrie 4.0 spricht

Redakteur: Robert Weber

Dezentrale Systeme sind Voraussetzung für die vierte industrielle Revolution. Doch nicht nur Maschinen sollen miteinander und mit dem Werker sprechen. Auch der Ladungsträger wird intelligent und lernt die Kommunikation. Das Massenprodukt Behälter entwickelt sich somit weiter.

Firma zum Thema

Der Behälter für die Zukunft des Lagers? Der Inbin kann sprechen und sogar die Fördertechniksteuerung könnte der smarte Kunststoffklops übernehmen.
Der Behälter für die Zukunft des Lagers? Der Inbin kann sprechen und sogar die Fördertechniksteuerung könnte der smarte Kunststoffklops übernehmen.
(Bild: Fraunhofer IML)

Ladungsträger wie Paletten oder Behälter waren in der Vergangenheit in der Logistik meist als unsexy und lästiges Übel veschrien. Auf große Innovationen wartete das Publikum oft vergebens, denn Behälter bleibt Behälter (Bild 1). Hin und wieder schraubten die Hersteller an den Materialien, doch ein Hightechprodukt wurde der Behälter dadurch auch nicht. In Zeiten von Industrie 4.0 entdecken die Logistikwirtschaft und die Materialflussexperten den Ladungsträger wieder, denn der Lagerleiter, der sich intelligente Prozesse wünscht, braucht auch einen cleveren Behälter.

Das freut Andreas Kamagaew, Abteilungsleiter Automation und eingebettete Systeme Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik aus Dortmund. Der Forscher arbeitet seit einigen Jahren an dem intelligenten Behälter und die vierte industrielle Revolution verspricht jetzt den Durchbruch für die Entwicklung zu bringen – immerhin: Würth bietet den intelligenten Behälter bereits an. Noch ist der Behälter ein Nischenprodukt. Doch auf dem Kongress für digitale Logistikprozesse von MM Maschinenmarkt begeisterte der Vortrag des Dortmunder Forschers die Zuhörer. Der Zuschauertenor: Kamagaew und seinem Team ist mit dem Behälter ein Coup gelungen. Denn die Fraunhofer-Forscher machen ein Versprechen wahr: Der Behälter spricht mit den Logistikern und könnte in Zukunft sogar die Fördertechnik steuern – Industrie 4.0 also in seiner Reinform. Das Institut präsentiert mit Inbin den ersten „wirklich intelligenten“ Behälter für das Logistikzentrum, so der Wissenschaftler. Kosten für die Komponenten: Knapp unter 20 Euro.

Bildergalerie

Der Fraunhofer-Inbin macht Industrie 4.0 im Lager zur Realität

Lange mussten die Dortmunder Forscher auf das technische Zubehör für den neuen Behälter warten. Doch dann kamen die ersehnten Pakete aus den USA und Asien und die Arbeit konnte beginnen (Bild 2). Erst seit Kurzem verfügbare Komponenten – wie Energiepuffer, Energy Harvester und Mikroprozessoren – ermöglichen den ersten kommunizierenden Behälter, der den gesamten Kommissioniervorgang leiten und kontrollieren kann.

Der neue Behälter kommuniziert mit Menschen und Maschinen, trifft eigenständig Entscheidungen, überwacht seine Umgebungsbedingungen und steuert Logistikprozesse. Kurz gesagt, der Inbin denkt mit. Ein wirklich intelligenter Behälter! Vor einigen Jahren träumten Wissenschaftler davon, die Rechnerleistung an den Behälter zu kleben, mit der die Menschen 1969 zum Mond geflogen sind. Heute haben stehen Prozessoren zur Verfügung, die noch mehr können: 16- oder 32-Bit-Prozessoren mit einigen Megahertz Taktfrequenz und ausreichendem Speicher von einigen Hundert Kilobyte sorgen dafür, dass die Forschung von einem wirklich intelligenten Behälter spricht.

Speziell auf die Anforderungen der Logistik zugeschnitten, besteht der Behälter trotz seiner Intelligenz aus kostengünstigen Komponenten und ist robust gebaut, versprechen die Erfinder. Dank Energy Harvesting ist der Inbin energieautark, das heißt, er holt sich die erforderliche Energie aus der Umgebung, ohne eine zusätzliche Stromquelle zu benötigen. Schon bei 400 lx springen spezielle Solarzellen an und der intelligente Ladungsträger wacht aus dem Dämmerschlaf auf. Der Behälter ist damit in jeder Umgebung einsatzbereit, in der Menschen arbeiten, heißt es in Dortmund.

Alternativ zum Licht können aber auch Beschleunigung, Vibrationen oder starke Schwankungen in der Umgebungstemperatur als Energiequellen genutzt werden. Innovative Energiespeicher und eine Selbstentladung von weniger als 2 % pro Jahr sorgt dafür, dass der Inbin auch melden kann, wenn er unbewegt in absoluter Dunkelheit steht. Bis zu 7000 Meldungen sind so möglich, bevor er wieder neue Energie benötigt. Dann genügt es, das Licht einzuschalten, und der Inbin ist wieder einsatzbereit.

Ein zum Patent angemeldetes Verfahren ermöglicht einfachste Ortung: Invertierte Lichtschranken versetzen den Behälter in die Lage, seine Position genau zu lokalisieren (Bild 3). Zusätzlich kann der intelligente Behälter durch den Einsatz von Sensorik auch Umgebungsparameter erfassen und sich so beispielsweise melden, wenn er sich in einem Raum mit der falschen Temperatur befindet. Inbins können sich nicht nur untereinander unterhalten und Reihenfolgen bilden, sondern über Grafikdisplays (LCD oder E-Ink) oder ein separates Pick-by-Voice-Modul auch direkt Kontakt mit dem Menschen aufnehmen. So können alle Schritte, von der Artikelanzeige über die Bestätigung bis hin zur Fehlermeldung, direkt am Behälter erfolgen. Damit schafft der Inbin die lange vermisste Verbindung zwischen dem Menschen und dem Internet der Dinge. Für eine nahtlose Integration in nahezu jede bestehende Kommunikationsinfrastruktur beherrscht er dazu alle gängigen Funkfrequenzen (wie 433 MHz, 868 MHz, 2,4 GHz) und Protokolle (wie IPv6/6LoWPAN).

In Zeiten von NSA wird moderneVerschlüsselung wichtiger

Auch das Thema Datensicherheit kommt beim Inbin nicht zu kurz. Alle Daten können durch eine asynchrone Verschlüsselung mit öffentlichen und privaten Schlüsseln mit einem Passwort geschützt werden. Dies ermöglicht ein eigener Kryptografie-Prozessorkern, der nur wenige Mikroampere Strom verbraucht und mit einer Breite von 256 bit hohe Sicherheitsstandards erreicht. Zudem hat jeder Behälter eine eindeutige Identifikationsnummer, über die er weltweit identifizierbar und nachverfolgbar wird. Für noch mehr Transportsicherheit sorgt der Inbin durch die Fähigkeit, spontan einen Verbund mit anderen Behältern zu bilden. So entsteht eine virtuelle Palette, auf der der Verlust einzelner Pakete sofort bemerkt und gemeldet wird. MM

* Weitere Informationen: Dipl.-Ing. Andreas Kamagaew, Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik in 44227 Dortmund, Tel. (02 31) 97 43 12-7, Fax (02 31) 97 43 77 12-7, andreas.kamagaew@iml.fraunhofer.de

(ID:42413035)