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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur individuellen Überwachung
eines Massenguts mit einem Transponder sowie einen Transponder zur
Identifizierung und Überwachung
eines Massenguts, der über ein
Schreib-/Lesegerät
auslesbar ist.
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Bei
der Herstellung und dem Transport von Massengütern ist es notwendig oder
wünschenswert, dass
ein Produktionsprozess oder eine Logistikkette überwacht wird. So ist es beispielsweise
beim Transport von zu kühlenden
Massengütern
von Relevanz, ob die Einhaltung von vorgegebenen Grenzwerten erfolgt
ist oder nicht. Beim Transport empfindlicher Massengüter, welche
beispielsweise durch zu große mechanische
Belastungen beschädigt
werden können,
ist es von Interesse, ob zulässige
Grenzwerte für
Erschütterungen überschritten
wurden oder nicht.
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Die
Einhaltung vorgegebener Regeln bei dem Transport von Massengütern erfolgt
in der Regel durch vertragliche Abmachungen zwischen einem Logistikunternehmer
und einem Auftraggeber. Ein tatsächlicher
Nachweis der Einhaltung der vertraglichen Verpflichtungen ist häufig nicht
möglich
oder nur auf indirekte Weise durch die Entnahme entsprechender Warenproben
möglich.
Diese Vorgehensweise als auch die Tatsache, dass bei einem unsachgemäßen Transport
eventuell die gesamte Charge verworfen werden muss, führen zu
verhältnismäßig hohen
Kosten.
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Der
Einsatz von Sensoren und/oder Monitoring-Einheiten bei den zu überwachenden
Massengütern
erlaubt in der Regel keine individuelle Überwachung der Massengüter beim
Transport oder der Produktion. Darüber hinaus erfordert eine entsprechende Überwachungsumgebung
einen hohen finanziellen und logistischen Aufwand.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur individuellen Überwachung
eines Massenguts anzugeben, welches einfach und kostengünstig realisierbar
ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Mittel
zur Überwachung
eines Massenguts anzugeben, mit welchem eine individuelle, einfache
und kostengünstige
Verfolgung eines Produktionsablaufs oder einer Transportkette möglich ist.
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Diese
Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
finden sich in den abhängigen
Patentansprüchen.
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In
einem erfindungsgemäßen Verfahren
erfolgt eine individuelle Überwachung
eines Massenguts mit Hilfe eines Transponders. Dieser ist an dem Massengut
angeordnet und umfasst zumindest einen Sensor zur Aufnahme zumindest
eines Zustandsparameters des Massenguts und einen durch ein Schreib-/Lesegerät beschreib-
und auslesbaren Speicher. Es erfolgt ein wiederholtes Auslesen des Transponders
durch das Schreib-/Lesegerät.
Bei jedem Auslesevorgang wird der zumindest eine Zustandsparameter
durch den Sensor des Transponders aufgenommen und an das Schreib-/Lesegerät übertragen.
Der zumindest eine an das Schreib-/Lesegerät übertragene Zustandsparameter
wird durch das Schreib-/Lesegerät
zu zumindest einem Ergebnisparameter verarbeitet. Der zumindest
eine Ergebnisparameter wird in einem Schreibvorgang in den Speicher
des Transponders löschbar
und/oder auslesbar geschrieben.
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Ein
erfindungsgemäßer Transponder
zur Identifizierung und Überwachung
eines Massenguts, der über
ein Schreib-/Lesegerät
auslesbar ist, umfasst: eine Sende-/Empfangseinrichtung; zumindest einen
Sensor zur Erfassung zumindest eines Zustandsparameters des zu überwachenden
Massenguts, wobei beim Auslesen des Transponders durch das Schreib-/Lesegerät der zumindest
eine Zustandsparameter erfassbar und an das Schreib-/Lesegerät übertragbar
ist; und einen beschreib- und auslesbaren Speicher, in welchen ein
durch das Schreib-/Lesegerät aus
dem zumindest einen Zustandsparameter ermittelter Ergebnisparameter
einspeicherbar ist.
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Die
Erfindung basiert auf Transpondern, z. B. RFID-Etiketten oder -Tags,
welche über
einen Sensor zur Aufnahme eines Zustandsparameters des Massenguts
verfügen.
Die Transponder sind dazu ausgebildet, beim Auslesen der Zustandsparameter durch
das Schreib-/Lesegerät
gleichzeitig Messwerte aufzunehmen und zu übertragen. Ferner verfügen die
Transponder über
einen Speicher, in welchen Informationen durch das Schreib-/Lesegerät eingespeichert
werden können.
Das Auslesen und Beschreiben der Transponder durch das Schreib-/Lesegerät erfolgt
unter Verwendung einer drahtlosen Übertragungstechnologie. Die
in einen Transponder einzuspeichernden Informationen werden aus
einem oder mehreren Zustandsparametern ermittelt, welche durch den
Transponder aufgenommen und an das Schreib-/Lesegerät übertragen wurden. In dem Schreib-/Lesegerät findet
damit eine Verarbeitung der Zustandsparameter statt, welche in einem
oder mehreren Ergebnisparametern resultiert. Dieser oder diese Ergebnisparameter
werden zurück
an den Transponder übertragen
und in dessen Speicher hinterlegt. Der Ergebnisparameter kann dabei
auch identisch mit einem Zustandsparameter sein.
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Das
der Erfindung zugrunde liegende Prinzip besteht somit darin, die
von den Transpondern ermittelten und ausgewerteten Zustandsparameter
nicht zentral in einem mit dem Schreib-/Lesegerät verbundenen Speicher vorzuhalten,
sondern stattdessen die ein Massengut betreffenden Informationen
jeweils in dem, dem Massengut zugeordneten, Transponder vorzuhalten.
Hierdurch wird die individuelle Überwachung
eines Massenguts erheblich vereinfacht, da beispielsweise bei der Überwachung
der Transportkette eines Massenguts keine Kommunikationsverbindung
zu einem zentralen Speicher benötigt
wird. Da für
die Ermittlung des Ergebnisparameters eine Rechenlogik vonnöten ist,
wird diese Arbeit durch einen zentralen Rechner des Schreib-/Lesegeräts übernommen
und lediglich das Ergebnis der Berechnung in dem Transponder gespeichert.
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In
dem Schreib-/Lesegerät
erfolgt hingegen keine Speicherung des zumindest einen Zustandsparameters
und/oder des zumindest einen Ergebnisparameters.
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Um
eine möglichst
umfassende Überwachung
des Massenguts bereitstellen zu können, ist es zweckmäßig, in
dem Speicher des Transponders eine Abfolge von, insbesondere zeitlich
aufeinander folgenden, Ergebnisparametern zur Bildung eines Log-Datensatzes zu speichern.
Hierdurch wird man beim Auslesen des Speichers des Transponders
in die Lage versetzt, die in der Vergangenheit vorliegenden Zustände des
Massenguts auswerten zu können.
Der Log-Datensatz ist bevorzugt aus dem Speicher des Transponders
durch das Schreib-/Lesegerät
oder ein weiteres Lesegerät
auslesbar. Das Schreib-/Lesegerät
kann beispielsweise stationär
in einem Transportbehältnis
für eine
Vielzahl von Massengütern
vorgesehen sein, während
es sich bei dem weiteren Lesegerät
um ein mobiles Lesegerät
handelt, welches z. B. zur Darstellung des zeitlichen Verlaufs des
zumindest einen Ergebnisparameters ausgebildet ist.
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Als
Ergebnis einer Serie von Schreib-/Lesevorgängen erhalten Transponder ein
Logbuch besonderer Zustände
des jeweiligen Massenguts, das zu einem späteren Zeitpunkt ausgewertet
werden kann und Rückschlüsse hinsichtlich
einer etwaigen Beeinträchtigung
der Qualität
der Ware sowie deren Ursachen gestattet. Der Log-Datensatz kann
jederzeit mit Hilfe der, insbesondere mobilen, Lesegeräte ausgelesen
werden. Dies erlaubt eine Kontrolle des jeweils gegenwärtigen Zustandes
des Massenguts sowie eine Abfrage besonderer Ereignisse, die z.
B. während
eines Transportvorganges oder eines Produktionsprozesses aufgetreten
sind.
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Der
Transponder erfasst gemäß einer
weiteren Ausbildung unabhängig
vom Auslesen von Daten des Transponders eine Mehrzahl an Ergebnisparametern
und speichert diese zwischen. Beim Auslesen des Transponders wird
die Mehrzahl an Ergebnisparame tern dann an das Schreib-/Lesegerät übertragen,
welches aus diesen den zumindest einen Ergebnisparameter ermittelt.
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Der
aus dem zumindest einen Zustandsparameter verarbeitete Ergebnisparameter
umfasst eine oder mehrere der folgenden Informationen:
- – eine
Information, ob ein vorgegebener Schwellwert überschritten ist;
- – eine
Information, ob ein vorgegebener Schwellwert unterschritten ist;
- – eine
Information über
die Zeitdauer, in der der Schwellwert über- oder unterschritten ist;
- – eine
Information über
das Maß,
in dem der Schwellwert über-
oder unterschritten wurde;
- – eine
Zeitinformation.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der Informationen eines
in dem Speicher des Transponders gespeicherten Ergebnisparameters
durch die Information eines aktuelleren Ergebnisparameters überschrieben
wird.
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Denkbar
ist weiterhin, dass der Ergebnisparameter eine Kontextinformation
umfasst. Dies kann beispielsweise ein Identifikations-Code, gegebenenfalls
unter Einschluss einer digitalen Signatur, des gegenwärtigen Transportmittels
oder Produktionsgeräts
sein, welcher in dem Transponder gespeichert wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist vorgesehen, dass das Schreib-/Lesegerät ein Alarmsignal an eine Meldeeinheit überträgt, wenn
der zumindest eine Ergebnisparameter und/oder der zumindest eine
Zustandsparameter eine vorgegebene Bedingung erfüllt. Die vorgegebene Bedingung
kann beispielsweise das Überschreiten
oder Unterschreiten eines jeweiligen vorgegebenen Schwellwerts sein.
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Als
Transponder können
passive RFID-Etiketten oder aktive RFID-Etiketten mit einem Energiespeicher
verwendet werden.
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Die
Auswahl, welcher Typ von Transponder zum Einsatz kommt, hängt im Wesentlichen
von dem zu erfassenden Zustandsparameter ab. Passive RFID-Etiketten
weisen die Eigenschaft auf, dass die zur sensorischen Erfassung
des Zustandsparameters notwendige Energie von dem Schreib-/Lesegerät bereitgestellt
wird. Damit kann beispielsweise eine Temperatur erfasst werden.
Sollen hingegen kritische Beschleunigungen oder Erschütterungen
erfasst werden, so ist die Verwendung aktiver RFID-Etiketten notwendig,
da nicht davon ausgegangen werden kann, dass eine kritische Erschütterung
im Moment des Auslesens des Transponders durch das Schreib-/Lesegerät erfolgt.
Vielmehr muss die Erfassung des Zustandsparameters unabhängig vom
Energieeintrag durch das Schreib-/Lesegerät erfolgen. Hierdurch bedingt
muss ein derartiger Transponder auch in der Lage sein, die von ihm
erfassten Zustandsparameter in dem Speicher zwischenzuspeichern,
wofür ebenfalls
Energie benötigt
wird. Als Energiespeicher kommt beispielsweise eine Batterie, eine
Solarzelle oder ähnliches
in Betracht.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist ferner vorgesehen, eine Vielzahl an mit einem Transponder versehene
Massengüter
durch ein Schreib-/Lesegerät
auszulesen und mit einem jeweiligen Ergebnisparameter zu beschreiben.
In jedem der Transponder sind damit die Ergebnisparameter des Massenguts
hinterlegt, welchem der Transponder zugeordnet ist.
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Von
der Erfindung ist ferner ein Kommunikationssystem umfasst, welches
zumindest einen Transponder der oben beschriebenen Art sowie zumindest
ein Schreib-/Lesegerät
aufweist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
individuellen Überwachung
eines Massenguts notwendigen Komponenten, und
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2 einen
aktiven Transponder zur individuellen Überwachung eines Massenguts.
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1 zeigt
in einer schematischen Darstellung ein Kommunikationssystem zur Überwachung eines
Zustandsparameters von beispielhaft drei identischen Massengütern 1-1, 1-2, 1-3.
Bei dem zu überwachenden
Zustandsparameter soll es sich beispielhaft um die Überwachung
einer Temperatur handeln. Angestrebt ist in diesem Ausführungsbeispiel
die Überwachung
einer Kühlkette.
Zu diesem Zweck ist jedes der Massengüter 1-1, 1-2, 1-3 mit einem
Transponder 2-1, 2-2, 2-3 versehen. Die
Massengüter 1-1, 1-2, 1-3 sind
z. B. in einem gemeinsamen Transportbehältnis (nicht dargestellt),
wie z. B. einem Container, einem Kühllager oder einem Transporter,
angeordnet. Der Transponder, z. B. in Form eines passiven RFID-Etiketts,
kann beispielsweise an einer Gehäusewandung
oder Verpackung des Massenguts 1-1, 1-2, 1-3 aufgebracht
sein. Jeder der Transponder 2-1, 2-2, 2-3 umfasst
einen Sensor – im
vorliegenden Fall einen Temperatursensor – und einen auslesbaren sowie
beschreibbaren Speicher zur Speicherung einer Anzahl an Parametern,
die in ihrer Gesamtheit einen Log-Datensatz ausbilden. Die Aufbringung
eines jeweiligen Transponders 2-1, 2-2, 2-3 erfolgt
dabei dergestalt, dass die zuverlässige Erfassung der Temperatur
möglich
ist. Ein stationäres Schreib-/Lesegerät 3 an
oder in dem Transportbehältnis überprüft in vorgegebenen
Zeitabständen,
z. B. jede Minute, die Temperatur der Massengüter 1-1, 1-2, 1-3 durch
drahtloses Auslesen der Transponder.
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Beim
Auslesen erfassen die Transponder 2-1, 2-2, 2-3 eine
jeweilige Temperatur des Massenguts 1-1, 1-2, 1-3,
an dem sie befestigt sind und übertragen
diese an das Schreib-/Lesegerät 3 (Bezugszeichen
A). Neben dem durch einen jeweiligen Sensor erfassten Temperaturwert überträgt jeder
der Transponder eine Kennung des jeweiligen Transponders und einen
bisher in einem jeweiligen Speicher abgelegten höchsten Temperaturwert. Ist
der aktuell gemessene Temperaturwert eines Transponders höher als
der bislang gespeicherte und mit übertragene höchste Tem peraturwert,
dann wird der neue höchste Temperaturwert
von der Schreib-/Leseeinheit auf dem jeweiligen Transponder gespeichert
und damit der alte Maximalwert überschrieben.
Auf ähnliche Weise
lassen sich Zeitintervalle, in denen ein bestimmter Schwellwert überschritten
wurde, in dem Speicher eines jeweiligen Transponders aktualisieren.
Darüber
hinaus können
weitere Informationen über
den aktuellen Kontext einer Schwellwertüber- oder -unterschreitung,
etwa ein Identifikations-Code des gegenwärtigen Transportmittels oder – behältnisses
für die
Massengüter,
auf dem Transponder gespeichert werden. Über die Zeit wird dadurch in
einem jeweiligen Speicher eines Transponders ein Log-Datensatz mit
für das
jeweilige Massengut relevanten Parametern erzeugt.
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Beim
Auswerten der von den Transpondern 2-1, 2-2, 2-3 übertragenen
Temperatur(en) kann das Schreib-/Lesegerät darüber hinaus kritische Überschreitungen
von Grenzwerten, z. B. einer bestimmten Maximaltemperatur bzw. einer
Maximalzeitdauer, innerhalb derer eine Schwelltemperatur überschritten wurde,
einen Alarm bei einer lokalen Meldeeinheit 4 auslösen (Bezugszeichen
B). Diese kann sich beispielsweise in einem Kraftfahrzeug oder in
einem Lagerhaus befinden.
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Darüber hinaus
ist es möglich,
mittels mobiler Lesegeräte 5 den
in den jeweiligen Speichern der Transponder 2-1, 2-2, 2-3 enthaltenen
Log-Datensatz in allen Stadien eines Transportvorganges auszulesen
(Bezugszeichen C). Hierdurch kann zielgerichtet festgestellt werden,
ob und welche der Massengüter 1-1, 1-2, 1-3 im
Rahmen des Transports unsachgemäßen oder
unerwünschten
Zuständen
ausgesetzt waren. Damit brauchen lediglich diejenigen Massengüter 1-1, 1-2, 1-3 aussortiert
zu werden, bei denen eine Beanstandung berechtigt ist. Die übrigen der
Massengüter,
welche möglicherweise
in dem gleichen Transportmittel transportiert wurden, jedoch keinerlei
unsachgemäßen Zuständen ausgesetzt
waren, brauchen nicht verworfen zu werden.
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2 zeigt
einen aktiven Transponder, wie dieser z. B. zur Überwachung erschütterungs-empfindlicher
Güter verwendet
werden kann. Der Transponder 20 umfasst neben einem Erschütterungssensor 21 einen
Speicher 22 sowie einen Energiespeicher 23. Darüber hinaus
umfasst der Transponder 20 in bekannter Weise eine Sende-/Empfangseinrichtung 24,
welche zum Empfangen und Übertragen
von Daten mit dem Schreib-/Lesegerät ausgebildet ist. Im Gegensatz
zu passiven Transpondern, welche Messungen der von ihnen aufzunehmenden
Zustandsgröße nur dann
vornehmen können,
wenn diese durch die Energieeinstrahlung des externen Schreib-/Lesegeräts aktiviert
werden, verfügen
aktive Transponder über
eine eigene Energieversorgung (z. B. in Form einer Batterie). Ein
aktiver Transponder ist zur Erfassung von Parametern erforderlich,
die unabhängig
von einem Auslesevorgang und damit Energieeintrag durch das Schreib-/Lesegerät erfolgen. Ein
solcher Parameter sind z. B. Erschütterungen, da es sich bei diesen
um spontane Ereignisse handelt, die sofort gemessen werden müssen. Der
Sensor 21 analysiert die Stärke einer auftretenden Erschütterung
und schreibt den Messwert in den Speicher 22, sofern eine
bestimmte Schwelle überschritten
wurde. Das Schreib-/Lesegerät 3 kann
gespeicherte Messwerte beim nächsten
Schreib-/Lesezyklus
aus dem Speicher 22 lesen und wie im Ausführungsbeispiel nach 1 beschrieben,
weiterverarbeiten.
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Die
Verwendung von Transpondern mit integrierten Sensoren erlaubt die Überwachung
prozessrelevanter Größen, wie
z. B. die Temperatur in einer Kühlkette
oder das Auftreten von Erschütterungen. Das
Abspeichern der prozessrelevanten Informationen, wie z. B. einer
maximalen oder minimalen Temperatur während des Transports oder der
Verarbeitung des Massenguts erlaubt eine detaillierte Überwachung
bis auf Ebene des Massenguts. Hierdurch kann beispielsweise das
Aussortieren von Waren beim Verletzen einer Kühlkette kosteneffektiv auf
der Ebene der einzelnen Massengüter
erfolgen.
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Das
Abspeichern von Informationen in einem Speicher der Transponder
erlaubt jederzeit einen einfachen Zugang zu den Informationen. Hierzu
ist lediglich eine, z. B. mobile, Leseeinheit erforderlich, um z.
B. die Qualität
von Waren zu prüfen.
Die Erkennung von Massengütern,
welche außerhalb
einer Spezifikation liegen, kann damit zielgerichtet und rechtzeitig
erfolgen. Die Kosten bei Lagerung und Transport können reduziert
werden.
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Durch
die Verwendung von Kontextinformationen kann die Einhaltung vorgegebener
Parameter durch die stationären
Leseeinheiten bestätigt
werden. Dies ermöglicht
gegebenenfalls eine Ermittlung des für die Verletzung verantwortlichen
Logistik- oder Produktionsunternehmens.
Es ermöglicht
ferner eine zertifizierte Zusicherung der Einhaltung von vertraglichen
Verpflichtungen durch einen Auftragnehmer. Hierdurch können im
Endeffekt Kosten für
Verpackung, z. B. Isolierung, Schutz vor Erschütterungen, gespart werden.