DE102007045767A1

DE102007045767A1 - Verfahren zur Speicherung von Begleitdaten einer Ladeeinheit für Packstücke

Info

Publication number: DE102007045767A1
Application number: DE200710045767
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. Büchter; Olaf Krause
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2009-04-02

Abstract

Ein Verfahren zur Speicherung von Begleitdaten einer Ladeeinheit für Packstücke soll dahingehend verbessert werden, dass die Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit insgesamt erheblich verbessert werden können. Dies wird dadurch erreicht, dass die Begleitdaten (5) der Ladeeinheit (1) in einer Anzahl von an unterschiedlichen Packstücken (3) angeordneten Datenträgern (4) verteilt gespeichert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Speicherung von Begleitdaten einer Ladeeinheit für Packstücke.
Beim Transport von Packstücken ist es wünschenswert, dazugehörige Begleitdaten in elektronischer Form zusammen mit dem Packstück überall verfügbar zu haben. Dies können Daten zu dem Lieferort, dem Absender oder dem Inhalt des Packstückes und dergl. sein, wie sie herkömmlich in Form eines Lieferscheines aus Papier vorliegen. Wenn diese Daten in elektronischer Form vorliegen, vereinfacht das die Handhabung der Packstücke in modernen Logistiksystemen. Wenn diese Daten am Packstück selber verfügbar sind, können diese ausgelesen und genutzt werden, auch wenn beispielsweise eine elektronische Verbindung zu einer zentralen Datenbank mit den entsprechenden Daten nicht zur Verfügung steht. Vorteilhaft ist es dabei, wenn das Auslesen der Daten drahtlos erfolgen kann. Dafür können beispielsweise RFID-(Radio Frequency Identification)Technologien genutzt werden, bei denen die entsprechenden Daten in digitaler Form auf einem drahtlos per Funk auslesbaren Datenträger am Packstück gespeichert sind und beliebig oft, beispielsweise beim Passieren von Umschlagpunkten in der Logistikkette, ausgelesen und verarbeitet werden können.
Es kann wünschenswert sein, eine Mehrzahl von Packstücken auf einer gemeinsamen Ladeeinheit anzuordnen und diese Ladeeinheit mit den darauf befindlichen Packstücken zu transportieren. In diesem Fall können die Packstücke jeweils mit Datenträgern bestückt sein und können nacheinander oder parallel ausgelesen und die Daten verarbeitet werden. Es kann dabei zusätzlich ein Datenträger an der Ladeeinheit befestigt sein, der die Daten zur Lieferung in Form eines elektronischen Lieferscheins enthält.
Nachteilig an diesen bekannten Lösungen ist, dass bei Beschädigungen, Zerstörung oder Verlust des Datenträgers die darauf befindlichen Informationen nicht mehr ausgelesen werden können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die bekannten Verfahren zur Speicherung von Begleitdaten dahingehend zu verbessern, dass die Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit insgesamt erheblich verbessert werden können.
Die Erfindung erreicht dies dadurch, dass die Begleitdaten der Ladeeinheit in einer Anzahl von an unterschiedlichen Packstücken angeordneten Datenträgern verteilt gespeichert werden.
Durch die erfindungsgemäße Verteilung der elektronischen Begleitdaten einer Ladeeinheit auf eine Anzahl von an unterschiedlichen Packstücken angeordneten Datenträgern, werden die beschriebenen Probleme des Standes der Technik in vorteilhafter Weise gelöst. So kann die Ausfallsicherheit bei entsprechender Ausgestaltung der Datencodierung erheblich gesteigert werden. Bei Ausfall eines Datenträgers können die Begleitdaten der Ladeeinheit aus den in den verbliebenen intakten Datenträgern der anderen Packstücke enthaltenen Daten rekonstruiert werden. Je nach Ausgestaltung kann die Sicherheit weiter erhöht werden, so dass auch bei einem Defekt mehr als eines Datenträgers, die Begleitdaten der Ladeeinheit noch rekonstruiert werden können.
Entsprechende Codierverfahren für die Daten sind in ihren Grundzügen im Stand der Technik bekannt. Es wird beispielsweise ein Codierverfahren über endliche Körper eines Galois-Feldes benutzt.
Ist die vorgegebene Mindestanzahl der erforderlichen Teildatensätze nicht erreicht, ist eine Rekonstruktion der Begleitdaten nicht möglich. Durch die Art der Codierung können auch keine verwertbaren Teilinformationen oder Kontext-Fragmente gewonnen werden, die Rückschlüsse auf den Inhalt des Begleitdatensatzes zuließen. Dies ist vorteilhaft, wenn der Verbund der Packstücke auf der Ladeeinheit aufgelöst wird und die einzelnen Packstücke, beispielsweise im Rahmen eines Weiterverkaufes, einzeln vorliegen. Möglicherweise sensible Informationen über die vorgelagerten Logistikstufen sind damit nicht mehr zu gewinnen, so dass ein Löschen des Datenträgers oder seine physische Zerstörung unnötig sind.
Die Ladeeinheit selber muss nicht mit einem eigenen Datenträger ausgestattet werden. Eine Nachrüstung bereits existierender Ladeeinheiten mit entsprechenden Datenträgern ist nicht nötig. Nach Auflösung des Verbundes der Packstücke sind, wie oben beschrieben, keine sensiblen Daten an der Ladeeinheit mehr verfügbar. Alternativ kann die Ladeeinheit auch mit einem der Datenträger ausgestattet sein. In diesem Fall bieten die auf den Packstücken verteilt gespeicherten Begleitdaten der Ladeeinheit eine zusätzliche Sicherheit, insbesondere bei Beschädigung oder Zerstörung des an der Ladeeinheit angeordneten Datenträgers.
Das verwendete Codierverfahren kann zudem so gewählt werden, dass gleichzeitig eine Verschlüsselung der verteilt gespeicherten Daten erfolgt und nur, wenn die entsprechenden Parameter der Codierung in den Auslesestellen bekannt sind, eine Decodierung der Daten möglich ist.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
So kann es vorteilhaft sein, dass die Begleitdaten der Lade einheit zusätzlich komplett in einem an der Ladeeinheit selbst angeordneten Datenträger gespeichert werden.
In diesem Fall liegen die Begleitdaten der Ladeeinheit einmal vollständig in einem an der Ladeeinheit selbst angeordneten Datenträger vor. Zusätzlich liegen die Daten der Ladeeinheit verteilt auf die Packstücke bzw. den dort vorhandenen Datenträgern vor, wodurch sich die erfindungsgemäßen Vorteile realisieren lassen. Ist in diesem Fall der der Ladeeinheit angeordnete Datenträger nicht auslesbar, können die entsprechenden Daten aus den Datenträgern der Packstücke, wie beschrieben, rekonstruiert werden. Hierdurch wird insbesondere die Sicherheit der Begleitdaten bei Zerstörung oder Beschädigung einer oder mehrerer der Datenträger erhöht.
Vorteilhaft ist es, dass die Begleitdaten der Ladeeinheit nach einem vorgegebenen Verfahren in eine vorgegebene Gesamtanzahl von Teildatensätzen codiert werden.
Als Codierverfahren kommen hier an sich bekannte Verfahren, basierend auf der Mathematik der endlichen Körper, in Betracht, wie sie beispielsweise bei Reed-Solomon-Codes eingesetzt werden. Grundsätzlich sind auch andere Verfahren zur verteilten Speicherung möglich. Dabei kann die Codierung so erfolgen, dass die Gesamtanzahl von Teildatensätzen gleich der Anzahl der an unterschiedlichen Packstücken angeordneten Datenträger ist. So trägt jedes Packstück zusätzlich zu den ggf. vorhandenen Begleitdaten des damit verbundenen Packstückes selbst auf seinem Datenträger einen Teil der codierten Daten der Ladeeinheit.
Dabei kann es vorteilhaft sein, dass die Codierung der Begleitdaten eines Packstückes derartig erfolgt, dass zur Decodierung der Begleitdaten eine Menge von beliebigen Teil datensätzen nötig ist, die kleiner als die Gesamtzahl von Teildatensätzen ist.
Bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Codierverfahrens trägt zwar jeder Datenträger codierte Teildatensätze der Begleitdaten der Ladeeinheit, so dass die Begleitdaten über alle Packstücke verteilt gespeichert sind. Durch die Codierung wird aber eine Redundanz der Daten erzeugt, so dass zur Rekonstruktion der Begleitdaten nicht alle Teildatensätze nötig sind. Die Codierung erfolgt dabei so, dass es nicht nötig ist, bestimmte Teildatensätze zur Rekonstruktion zur Verfügung zu haben, sondern eine beliebige Auswahl von unterschiedlichen Teildatensätzen, aus allen Teildatensätzen, zur Rekonstruktion ausreichen, solange deren Anzahl größer ist, als eine vorgegebene Mindestanzahl von Teildatensätzen.
So sind die beschriebenen Vorteile besonders vorteilhaft zu erfüllen. Der Lesevorgang kann, wie beschrieben, nach dem erfolgreichen Lesen einer entsprechenden Anzahl von Teildatensätzen abgebrochen werden und aus den gelesenen Daten die Begleitdaten der Ladeeinheit rekonstruiert werden. Bei Zerstörung einer oder mehrerer der Datenträger ist eine Rekonstruktion der Begleitdaten möglich, solange die Zahl der auslesbaren Datenträger die Mindestanzahl nicht unterschreitet.
Vorteilhaft kann es sein, dass die Codierung der Begleitdaten der Ladeeinheit derartig erfolgt, dass die Decodierung der Begleitdaten und/oder verwertbarer Teile hiervon aus einer Menge von beliebigen Teildatensätzen, die kleiner als die vorgegebene Mindestanzahl von Teildatensätzen ist, unmöglich ist.
Bei entsprechender Ausgestaltung des Codierverfahrens, wie oben beschrieben, kann gewährleistet werden, dass eine Rekonstruktion auch nur von einzelnen Teilen der Begleitdaten nicht möglich ist, wenn die Mindestanzahl der Teildatensätze unterschritten wird. Dies kann unter Sicherheitsaspekten wünschenswert sein. Sensible Informationen oder Teile hiervon lassen sich aus einzelnen oder wenigen Packstücken in diesem Fall nicht rekonstruieren.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Datenträger drahtlos schreib- und lesbare Speichersysteme verwendet werden.
Auf diese Weise lassen sich die erfindungsgemäßen Vorteile vorteilhaft umsetzen.
Vorteilhaft kann es sein, dass die Begleitdaten eines Packstückes zusätzlich komplett in dem am Packstück selbst angeordneten Datenträger gespeichert werden.
So sind die Begleitdaten eines Packstückes neben den Begleitdaten der Ladeeinheit elektronisch auslesbar mit der Sendung verfügbar. So trägt jedes Packstück seine eigenen Begleitdaten sowie auf die beschriebene Art und Weise Teile der Begleitdaten des Ladungsträgers in codierter Form.
Die Erfindung ist anhand einer Zeichnung näher dargestellt. Diese zeigt in:
1 eine schematische Übersicht einer Ladeeinheit mit Packstücken, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Begleitdaten versehen sind,
2 eine schematische Darstellung der Aufteilung und Rekonstruktion der Begleitdaten,
3 ein Flussdiagramm der Codierung der Begleitdaten sowie in
4 ein Flussdiagramm der Decodierung der Begleitdaten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Eine allgemein mit 1 bezeichnete Ladeeinheit besteht aus einem Ladehilfsmittel 2 mit darauf angeordneten Packstücken 3. Jedes der Packstücke 3 weist einen drahtlos les- und beschreibbaren Datenträger 4 auf, der in Form eines RFID-Tags ausgebildet ist.
Der Ladeeinheit 1 ist außerdem ein Lieferschein 5 zugeordnet, der die relevanten Begleitdaten enthält, wie beispielsweise die Empfänger- und Absenderadressen sowie den Inhalt der Sendung.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Begleitdaten der Ladeeinheit 1 in codierter Form in den Datenträgern der Packstücke 3 auf dem Ladehilfsmittel 2 gespeichert sind und kann so elektronisch ausgelesen werden.
Die Datenträger 4 der Packstücke 3 können, je nach Ausgestaltung der Leseeinheiten, einzeln, in Gruppen oder auf einmal ausgelesen werden, beispielsweise, wenn die Ladeeinheit 1 mit den Packstücken 3 eine entsprechend gestaltete Schleuse durchläuft.
Die Aufteilung der Begleitdaten ist in 2 schematisch dargestellt.
Die Begleitdaten der Ladeeinheit 1, hier in Form der Lieferscheindaten 5, wird in einer Codierungseinheit 6 bei der Zusammenstellung der Ladeeinheit 1 und Bestückung mit den Packstücken 3 in n-Teildatensätze, c₁ bis c_n, codiert. Dabei entspricht die Zahl n der Teildatensätze im vorliegenden Beispiel der Zahl der Packstücke 3 auf einer Ladeeinheit 1.
Die Codierung erfolgt dabei so, dass zur Rekonstruktion der Begleitdaten nur m der Teildatensätze c₁ bis c_n nötig sind, wobei die Zahl der nötigen Datensätze m kleiner als die Gesamtzahl n der Packstücke 3 auf der Ladeeinheit 2 ist. Die beiden Extremfälle m = 1, bei dem auf jedem Datenträger 4 eine vollständige, wenn auch möglicherweise codierte, Kopie des Begleitdatensatzes enthalten ist und m = n, bei dem die Begleitdaten der Ladeeinheit 2 gleichmäßig auf alle Packstücke 3 verteilt werden, so dass keine Redundanz mehr vorhanden ist, sind vom erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls umfasst, sollen hier aber nicht näher betrachtet werden. Im vorliegenden Beispiel wird m = n/2 gewählt, was einer doppelten Redundanz entspricht.
Durch diese Art der Codierung wird eine Datenredundanz geschaffen, die dafür sorgt, dass der Begleitdatensatz immer dann, aber auch nur dann, rekonstruiert werden kann, wenn m oder mehr der Teildatensätze erfolgreich gelesen worden sind. Zusätzliche Datensätze bieten keine Verbesserung der Rekonstruktion, weniger Datensätze ermöglichen überhaupt keine Rekonstruktion der Begleitdaten, auch nicht von Teilen hiervon.
Dementsprechend wird zur Rekonstruktion der Begleitdaten der Ladeeinheit 1 damit begonnen, drahtlos die Datenträger 4 auszulesen, beispielsweise bei Durchfahrt einer entsprechend ausgestalteten Schleuse. Die entsprechenden Teildatensätze werden in einer Rekonstruktionseinheit 7 rekonstruiert. Dabei ist es ausreichend, dass, wie ausgeführt, m-Teildatensätze erfolgreich gelesen werden können, weil hieraus der Begleitdatensatz vollständig rekonstruierbar ist. Es ist unerheblich, welche der Datenträger 4 erfolgreich ausgelesen werden können, um ein Rekonstruktionsergebnis zu erreichen. Nach dem erfolgreichen Auslesen von m unterschiedlich der Teildatensätzen kann somit der Lesevorgang insgesamt abge brochen werden, da sämtliche Begleitdatensätze, also hier die Lieferscheindaten 5, rekonstruiert werden können.
Der Ablauf der Codierung der Teildaten ist in 3 näher dargestellt. Zu Beginn sind die Begleitdaten der Ladeeinheit 1, die Gesamtanzahl der Packstücke 3 n sowie die Zahl der für eine vollständige Rekonstruierung nötigen Zahl der Teildatensätze m bekannt. Über das Verhältnis n zu m lässt sich die enthaltende Redundanz steuern, mit der zusätzliche Sicherheit in Bezug auf mögliche Fehllesungen, gegenüber einem Anstieg der gesamten notwendigen Speicherkapazität gegeneinander abgewogen werden kann.
Die Codierung erfolgt mittels Operation über endliche Körper eines Galois-Feldes GF(2ⁿ). Daher sind als zusätzliche Parameter das Generator-Polynom des Feldes, das verwendete CRC-Polynom sowie einige weitere Rahmenparameter festzulegen. Diese Parameter können mit den Daten übertragen oder, abgesehen von dem CRC-Polynom, vorher zwischen Codier- und Rekonstruktionseinheit ausgetauscht werden, wodurch sich zusätzlichen Sicherungen, wie die Verschlüsselung der Daten, realisieren lassen. Grundsätzlich ist es auch möglich, die entsprechenden Parameter im Rahmen einer Standardisierung öffentlich zugänglich zu machen, so dass die Daten für alle interessierten Auslesestellen rekonstruierbar sind.
In Schritt 11 werden die Begleitdaten in m gleich große Teile zerlegt und zu einem Vektor zusammengefasst. Aus den vorbestimmten Systemparametern wird eine n × m große Generatormatrix in Schritt 12 erzeugt. Hierüber werden die Zusatzdaten c für die einzelnen Packstücke in Schritt 13 erzeugt. Diese werden noch in Schritt 14 um die Verfahrensparameter n, m, i und eine Prüfsumme ergänzt sowie ggf. um die weiteren Verfahrensparamater, wie oben beschrieben.
In Schritt 15 werden dann mittels bekannter Techniken die einzelnen Teildatensätze c auf die Datenträger der einzelnen Packstücke 3 verteilt geschrieben.
Das entsprechende Decodierverfahren ist in 4 näher dargestellt.
Zunächst wird, ebenfalls mittels bekannter Techniken, versucht, m korrekte Teildatensätze des Begleitdatensatzes zu lesen. Hierzu wird zunächst in Schritt 20 ein Zähler initialisiert und dann in Schritt 21 versucht, einen beliebigen Datensatz einer der Packstücke 3 auf der Ladeeinheit 2 zu lesen. In Schritt 22 wird die bei der Codierung eingefügte Prüfsumme überprüft, um festzustellen, ob ein Teildatensatz korrekt gelesen wurde. Ist dies nicht der Fall, wird wieder in Schritt 21 versucht, einen weiteren Teildatensatz richtig zu lesen. Konnte ein Teildatensatz richtig gelesen werden, wird der Zähler in Schritt 23 erhöht und sofern bei der Abfrage in Schritt 24 die Zahl der nötigen Teildatensätze m noch nicht erreicht ist, wird solange mit dem Durchlaufen dieser Schritte fortgefahren, bis m unterschiedliche, richtig gelesene Teildatensätze gelesen werden konnten.
Die m Teildatensätze d_i werden dann zu einem Vektor d zusammengefasst und eine Rekonstruktionsmatrix N aus den ebenfalls gelesenen Verfahrensparametern m, n, i sowie den entweder gelesenen oder vorab bekannten Grundparametern des Verfahrens gebildet.
Aus der Inversen dieser Matrix wird durch Multiplikation mit dem Vektor d dann der Rekonstruktionsvektor b gebildet. Aus diesem lassen sich dann in Schritt 27 die Lieferscheindaten 5 aus der Konotation der Elemente d_i des Vektors d rekonstruieren.
Die Erfindung ist dabei nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann in vielfältiger Hinsicht abgewandelt werden, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So sind insbesondere die mathematischen Codierungs- und Decodierungsverfahren in weiten Bereichen abänderbar, solange die Grundprinzipien, wie beschrieben, erhalten bleiben. Auch die Art und Ausgestaltung der Datenträger, Schreib- und Leseanlagen etc. ist nicht auf die beschriebenen festgelegt.

Claims

Verfahren zur Speicherung von Begleitdaten einer Ladeeinheit für Packstücke, dadurch gekennzeichnet, dass die Begleitdaten (5) der Ladeeinheit (1) in einer Anzahl von an unterschiedlichen Packstücken (3) angeordneten Datenträgern (4) verteilt gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begleitdaten (5) der Ladeeinheit (1) zusätzlich komplett in einem an der Ladeeinheit (1) selbst angeordneten Datenträger (4) gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Begleitdaten (5) der Ladeeinheit (1) nach einem vorgegebenen Verfahren in eine vorgegebene Gesamtanzahl von Teildatensätzen codiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung der Begleitdaten (5) der Ladeeinheit (1) derartig erfolgt, dass zur Decodierung der Begleitdaten (5) eine Menge von beliebigen Teildatensätzen nötig ist, die kleiner oder gleich als die Gesamtanzahl von Teildatensätzen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung der Begleitdaten (5) der Ladeeinheit (1) derartig erfolgt, dass zur Decodierung der Begleitdaten (5) eine Menge von beliebigen Teildatensätzen nötig ist, die größer oder gleich als eine vorgegebene Mindestanzahl von Teildatensätzen ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung der Begleitdaten (5) der Ladeeinheit (2) derartig erfolgt, dass die Decodierung der Begleitdaten (5) und/oder verwertbarer Teile hiervon, aus eine Menge von beliebigen Teildatensätzen, die kleiner als die vorgegebene Mindestanzahl von Teildatensätzen ist, unmöglich ist.
Verfahren nach Anspruch 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Begleitdaten (5) eines Packstückes (3) zusätzlich komplett in dem am Packstück (3) selbst angeordneten Datenträger gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass als Datenträger (4) drahtlos schreib- und lesbare Speichersysteme verwendet werden.