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Die
Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Verfolgung eines
Transportfahrzeuges in einer Transferstation, insbesondere zur Qualitätsrückverfolgung.
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Gestiegene
Anforderungen bezüglich
der Qualität
von Lebensmitteln können
eine lückenlose Rückverfolgbarkeit
des gesamten Gestehungsprozesses, also auch der gesamten Logistikkette,
erfordern. Der IFS (International Food Standard) gibt hierfür Regeln
vor.
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Einen
Teil der Logistikkette stellt z. B. die Anlieferung von Milch in
der Molkerei dar. Es kann somit erforderlich sein, Fahrzeuge und
deren Aktivitäten
in einem räumlich
verteilten Feld zu überwachen
und aufzuzeichnen (z. B. Hof einer Molkerei).
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Zur Überwachung
der Fahrzeuge sind mehrere Möglichkeiten
denkbar:
- Möglichkeit
1: Funkortung. Diese kann jedoch vergleichsweise teuer und wegen
Mehrfachreflexionen an Metallteilen auch vergleichsweise ungenau
sein. Überdies
müsste
jeder Molkereihof individuell funktechnisch optimiert und „einjustiert” werden.
- Möglichkeit
2: Ortung über
GPS und Datenübertragung über GPRS.
Dies ist jedoch deshalb nicht unproblematisch, da z. B. Abgabe-
und Reinigungspositionen häufig
unter Metalldächern
angeordnet sind, wo der GPS-Empfang unter Umständen unzulänglich ist.
- Möglichkeit
3: Videoüberwachung.
Dies ist jedoch vergleichsweise aufwändig. Überdies ist die Auswertung
schwierig, da eine einfache Speicherung von Kenndaten über PC nicht
realisierbar ist und/oder Daten nicht zuordenbar bzw. abrufbar sind.
- Möglichkeit
4: RFID Technologie. Dies kann im Betrieb jedoch zu Verzögerungen
führen,
weil in der Regel eine relativ genaue Positionierung vom Fahrzeug bezüglich der
RFID Antenne erforderlich ist.
- Möglichkeit
5: Infrarottechnik. Auch hier ist eine relativ genaue Positionierung
vom Fahrzeug erforderlich, wobei zusätzlich Sichtkontakt benötigt wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine besonders einfache und zugleich zuverlässige Überwachung der
Fahrzeuge zu gewährleisten.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Anordnung zur Verfolgung eines Transportfahrzeugs mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Verfolgung eines Transportfahrzeugs mit
den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Nach
der Erfindung ist ein System zur Verfolgung eines Transportfahrzeuges
in einer Transferstation vorgesehen, mit mehreren stationären ersten Nahfeldeinrichtungen,
welche an unterschiedlichen Standorten der Transferstation angeordnet
sind, einer mobilen zweiten Nahfeldeinrichtung, welche am Transportfahrzeug
angeordnet ist, wobei die Nahfeldeinrichtungen zum Bilden einer
kapazitiv gekoppelten Nahfeld-Signalstrecke
zwischen dem Transportfahrzeug und dem jeweils benachbarten Standort konfiguriert
sind, einer zentralen Erfassungsstation, und Mitteln zum Übertragen
von Informationen vom Transportfahrzeug zur zentralen Erfassungsstation, wenn
eine Nahfeld-Signalstrecke zwischen dem Transportfahrzeug und einem
benachbarten Standort besteht.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, ein elektrisches
Nahfeld zur Positionsbestimmung einzusetzen. Gelangt das Transportfahrzeug
in die Nahfeldreichweite eines der Standorte, so wird eine Nahfeld-Signalstrecke
zwischen dem Transportfahrzeug und dem benachbarten Standort gebildet.
Das Zustandekommen dieser Nahfeld-Signalstrecke wird von den Mitteln
zum Übertragen
von Informationen registriert. In dem Fall, dass eine Nahfeld-Signalstrecke
besteht, veranlassen die Mittel eine Übertragung von Informationen,
welche am Transportfahrzeug vorhanden sind, insbesondere gespeichert
sind (z. B. Fahrzeug-Identifikationsdaten wie das Kennzeichen, aber
auch Zustandsdaten wie das Füllvolumen),
zur zentralen Erfassungsstation.
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Nach
der Erfindung werden die zuvor beschriebenen Unzulänglichkeiten
des Standes der Technik durch die Verwendung eines kapazitiven Nahfeldes
zur Positionsbestimmung überwunden.
Im Gegensatz zu einem Fernfeld, das mit 1/r abklingt, klingt ein
solches quasistationäres
elektrisches Nahfeld mit 1/r2 oder höheren Potenzen
ab, und löst
sich überdies
nicht von der metallischen Sendeelektrodenstruktur ab. Aufgrund
der inhärent
geringen Feldreichweite ist somit eine besonders genaue und zuverlässige Positionsbestimmung
möglich.
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Überdies
kann ein kapazitives Nahfeld die elektrisch leitende, bevorzugt
metallische Struktur des Transportfahrzeuges wie eine ”Aura” umhüllen, so
dass die Anforderungen bezüglich
der Genauigkeit der Positionierung des Fahrzeuges an den jeweiligen
Standorten stark reduziert ist. Die Nahfeld-Signalstrecke ist also
erfindungsgemäß eine drahtlose Signalstrecke.
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Erfindungsgemäß wird ein
kapazitives Nahfeld verwendet, also insbesondere ein Feld, in welchem
die E-Feldanteile die B-Feldanteile überwiegen. Unter einem Nahfeld
kann insbesondere ein solches Feld verstanden werden, in welchem
die Nahfeldanteile die Fernfeldanteile überwiegen. Zweckmäßigerweise
wird ein Nahfeld über
Elektroden gekoppelt und nicht über
Antennen abgestrahlt.
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Die
erfindungsgemäße Nahfeldtechnologie wird
vorzugsweise in Verbindung mit der (Fernfeld-)Funktechnik eingesetzt,
wobei die (Fernfeld-)Funktechnik bevorzugt zur Informationsübertragung
von den Standorten oder vom Fahrzeug an die zentralen Erfassungsstation
verwendet wird. Die Mittel zum Übertragen
von Informationen sind daher zweckmäßigerweise dafür eingerichtet,
die Informationen über
ein Fernfeld zu übertragen.
Die Mittel zum Übertragen
von Informationen können
an den einzelnen Standorten oder/und am Fahrzeug angeordnet sein.
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Prinzipiell
wäre auch
eine reine Nahfeldtechnik denkbar. Diese würde jedoch eine (aufwändige) Verkablung
an den meist schon vorhandenen Gebäudeanordnungen erfordern.
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Zweckmäßigerweise
wird zumindest ein Teil der am Fahrzeug oder/und der am Standort
vorhandenen Informationen über
die Nahfeld-Signalstrecke übertragen
und sodann von den Mitteln zum Übertragen,
welche als Repeater wirken, an die Zentra le weitergeleitet. Die
Nahfeld-Signalstrecke dient also in einer bevorzugten Weiterbildung
nicht nur zur Positionsbestimmung, sondern auch zur Informationsübertragung.
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Die
Nahfeldeinrichtungen können
nach der Erfindung Sender, Empfänger
oder Sendeempfänger (Transceiver)
sein. Vorbekannte TAGs sind nach der Erfindung nicht erforderlich.
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Die
Erfindung ermöglicht
eine Traceability beispielsweise bei der Milchanlieferung. Insbesondere
kann festgestellt werden, wer wann wo was getan hat. Die Nahfeldtechnologie
ermöglicht
dabei, insbesondere in Verbindung mit Funktechnik, die lückenlose Überwachung
aller Aktivitäten
bei der Milchanlieferung rund um die Uhr, insbesondere ohne manuelle Eingriffe,
ohne Übergabe
eines Datenträgers
und vollautomatisch. Beispielsweise kann das Fahrzeug bei der Ein-/Ausfahrt
automatisch registriert werden. Eine Registrierung kann auch an
weiteren Standorten, z. B. an der Waage, bei der Milchübernahme,
bei der CIP Reinigung usw. erfolgen. Die Daten können per Funk an einen PC ins
Büro übermittelt
werden, wo sie ausgewertet und weiterverarbeitet werden können.
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Zweckmäßigerweise
ist das Transportfahrzeug ein Tankfahrzeug. Bei der Transferstation
kann es sich beispielsweise um eine Molkerei, insbesondere um den
Hof einer Molkerei handeln. Es wird aber darauf hingewiesen, dass
die Erfindung auch für andere
Arten von Transferstationen (Umschlagstellen, Verteilerstationen
etc., beispielsweise für
Kraftstoffe) geeignet ist. Die Standorte sind geeigneterweise jeweils
an unterschiedlichen funktionalen Einheiten der Transferstation
angeordnet, z. B. an einer Waage, einer Abtankanlage und/oder an
einer Reinigungsanlage.
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Bevorzugt
ist es, dass das Transportfahrzeug eine metallische Außenstruktur,
beispielsweise eine Karosserie und/oder einen Tankaufbau, aufweist,
und dass die zweite Nahfeldeinrichtung, vorzugsweise kapazitiv,
an die metallische Außenstruktur
angekoppelt ist. In diesem Fall wirkt die gesamte Außenstruktur
als Koppelelektrode für
die Nahfeld-Signalstrecke, so dass das Nahfeld die Außenstruktur ähnlich einer „Aura” einhüllt. Dies
ist im Hinblick auf die Positionierung besonders vorteilhaft. Denn
es ist dann ausreichend, wenn sich irgendein metallisches Karosserieteil
in der Nähe
der korrespondierenden stationären
Nahfeldeinrichtung befindet, damit die Nahfeld-Signalstrecke zustande kommt
und somit die Informationsübertragung
ausgelöst
wird. Folglich ist es dann in der Regel gleichgültig, ob man sich mit dem Fahr zeug
frontseitig, rückseitig
oder seitlich (egal welche Seite) an die Nahfeldeinrichtung nähert, es
kann immer eine Kommunikation aufgebaut werden. Der Vorteil ist
also, dass das Fahrzeug nicht genau positioniert werden muss, da
die Reichweite z. B. ca. 2 m beträgt und sich am Fahrzeug die
sogenannte „Aura” bildet.
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Besonders
bevorzugt ist es, dass die Nahfeld-Signalstrecke über einen
Schlauch geführt
ist. Hierzu ist zweckmäßigerweise
zumindest eine der ersten Nahfeldeinrichtungen und/oder die zweite Nahfeldeinrichtung
elektrisch an eine mechanische Schlauchkupplung gekoppelt. Mittels
dieser Ausführungsform
kann in besonders einfacher Weise eine Schlaucherkennung realisiert
werden. Zweckmäßigerweise
weist das Transportfahrzeug also mehrere Schlauchkupplungen auf,
an denen zur Unterscheidung der Schläuche jeweils eine unterschiedliche zweite
Nahfeldeinrichtung vorgesehen ist. Auch kann vorgesehen sein, dass
zumindest einer der Standorte, z. B. der Standort „Abtanken”, mehrere
Schlauchkupplungen aufweist, an denen zur Unterscheidung der Schläuche jeweils
eine unterschiedliche erste Nahfeldeinrichtung vorgesehen ist.
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Bevorzugt
ist es, dass die Mittel zum Übertragen
so konfiguriert sind, dass neben den Informationen vom Transportfahrzeug
auch Informationen betreffend den benachbarten Standort zur zentralen Erfassungsstation übertragbar
sind. Es kann also vorgesehen sein, dass die Mittel zum Übertragen beim
Bestehen der Nahfeld-Signalstrecke
auch eine Übertragung
von Informationen veranlassen, welche am benachbarten Standort vorhanden
sind, insbesondere gespeichert sind. Dies können z. B. Standortinformationen
sein, das heißt
Informationen darüber, um
welchen Standort (z. B. Waage) es sich handelt, aber auch Zustandsinformationen,
z. B. darüber
ob ein Reinigungsprozess an einer Reinigungsstation abgeschlossen
ist, oder auch Messinformationen, z. B. die Messwerte der Waage.
Aus der empfangenen Gesamtinformation kann an der zentralen Erfassungsstation
erkannt werden, welches Fahrzeug sich an welcher Station befindet,
und in welchem Status sich Fahrzeug und Station befinden.
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Weiterhin
ist es erfindungsgemäß, dass
die Mittel zum Übertragen
einen fahrzeugseitigen Sender aufweisen, welcher dafür eingerichtet
ist, die Informationen vom Transportfahrzeug auszusenden. Dieser
Sender ist vorzugsweise auch dafür
eingerichtet, Informationen betreffend den benachbarten Standort
auszusenden. Diese Standort-Informationen werden bevorzugt über die
Nahfeld-Signalstrecke vom benachbarten Standort zum Transportfahrzeug übertragen,
so dass der Sender als Repeater wirkt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
werden zumindest die Fahrzeug-Informationen
von einem Sender am Fahrzeug zur zentralen Erfassungsstation übermittelt.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der fahrzeugseitige Sender auch
die Standort-Informationen zur zentralen Erfassungsstation übermittelt,
wobei die Standort-Informationen bevorzugt zuvor über die
Nahfeld-Signalstrecke an das Fahrzeug übertragen wurden. Der fahrzeugseitige
Sender ist bevorzugt ein Drahtlossender, insbesondere ein Fernfeld-Sender.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann vorgesehen sein, dass die Mittel zum Übertragen Sender aufweisen,
welche an den Standorten angeordnet sind. Dabei ist es bevorzugt,
dass die Nahfeld-Signalstrecke zur Übertragung der Fahrzeug-Informationen
zum Sender des benachbarten Standorts ausgebildet ist. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
werden die Standort-Informationen und vorzugsweise auch die Fahrzeug-Informationen
von einem stationären
Sender am Standort zur zentralen Erfassungsstation übermittelt,
wobei die Fahrzeug-Informationen bevorzugt zuvor über die
Nahfeld-Signalstrecke vom Fahrzeug an den Standort übertragen
werden, und der stationäre
Sender als Repeater wirkt. Die an den Standorten angeordneten Sender
sind bevorzugt Drahtlossender, insbesondere Fernfeld-Sender. Zum Abhörschutz
bei vertraulichen Informationen können aber auch drahtgebundene
Sender vorgesehen sein.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Verfolgung eines Transportfahrzeuges
in einer Transferstation, bei dem ein erfindungsgemäßes System vorgesehen
wird und Informationen vom Transportfahrzeug zur zentralen Erfassungsstation übertragen werden,
wenn eine Nahfeld-Signalstrecke zwischen dem Transportfahrzeug und
einem benachbarten Standort besteht. Das Bestehen einer Nahfeld-Signalstrecke
kann beispielsweise durch Feldstärkemessungen
beurteilt werden, oder durch Prüfung,
ob über
die Signalstrecke Information übertragbar
ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen
näher erläutert, welche
schematisch in den beiliegenden Figuren dargestellt sind. In den
Figuren zeigen:
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1 den
prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Systems, wobei der Übersichtlichkeit halber
nur ein einziger Standort 30 dargestellt ist,
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2 ein
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Systems,
bei dem die Nahfeld-Signalstrecke über den Schlauch eines Tankfahrzeuges gebildet
wird, und
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3 eine
Transferstation mit mehreren Standorten unterschiedlicher Funktionalität, wobei die
Standorte jeweils eine erste Nahfeldeinrichtung aufweisen.
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Der
prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen Systems ist in 1 gezeigt.
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Eine
stationäre
erste Nahfeldeinrichtung ist am Standort 30 durch einen
Nahfeldgenerator 1 gebildet, welcher auch als Sendeempfänger mit
einem zusätzlichen
Nahfeldempfänger
ausgebildet sein kann. Der Nahfeldgenerator 1 ist z. B.
an einer Gebäudewand
befestigt und somit in seiner Position fixiert. Der Nahfeldgenerator 1 weist
als Koppelelement zu einer zweiten Nahfeldeinrichtung im Fahrzeug 3 eine
Blechplatte auf. Der Nahfeldgenerator 1 ist mit einer Elektronik 2 verbunden,
die einen Modulator/Demodulator für das Nahfeld sowie ein (Fernfeld-)Funkmodul 5 (Transceiver)
enthält,
das mittels einer Antenne eine bidirektionale Fernfeld-Funkverbindung (FF)
z. B. zu einem Teilnehmer 4 am Fahrzeug 3 und/oder
einem Teilnehmer (Empfänger
oder Sendeempfänger) 6 an
einer zentralen Erfassungsstation 9 aufnehmen kann.
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Am
Fahrzeug 3 befindet sich die zweite Nahfeldeinrichtung
mit einem Nahfeldempfänger 20,
welcher auch als Sendeempfänger
mit einem zusätzlichen
Nahfeldgenerator ausgebildet sein kann. Im Falle des Fahrzeugs 3 und
der zweiten Nahfeldeinrichtung fungiert die gesamte metallische
Oberfläche 7 als
Empfangs- und gegebenenfalls Sendeelektrode. Der Nahfeldempfänger 20 der
zweiten Nahfeldeinrichtung ist ebenfalls mit einer Elektronik 8 verbunden,
die einen Nahfeld-Demodulator/Modulator sowie einen (Fernfeld-)Funktransceiver 4 enthält, der über eine
Antenne Funkkontakt zu den Stationen 5, 6 und
anderen Stationen aufnehmen kann.
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Bewegt
sich nun das Fahrzeug 3 zum Standort 30 und somit
in den Bereich des Nahfeldes des Nahfeldgenerators 1, so
wird zwischen der stationären
ersten Nah feldeinrichtung und der zweiten Nahfeldeinrichtung am
Fahrzeug 3 eine Nahfeldkommunikation (NAF) aufgebaut. Insbesondere
in Antwort hierauf teilt das Fahrzeug 3 den Teilnehmern 6 und/oder
auch 5 seine Informationen (z. B. Kennzeichen, geladenes
Produkt, ggf. Produktmenge etc.) über die Funkdatenstrecke des
Funktransceivers 4 mit. Vorzugsweise werden über eine
Fernfeld-Funkdatenstrecke auch Informationen über den Standort 30 der
benachbarten stationären
Nahfeldeinrichtung an den Empfänger 6 der
Zentrale 9 übermittelt.
Diese Standort-Informationen können
direkt vom stationären
Funkmodul 5 an den Teilnehmer 6 der Zentrale 9 ausgesandt
werden. Die Standort-Informationen können aber auch zunächst über die
Nahfeldkommunikation NAF mit dem Nahfeldgenerator 1 oder
die Fernfeldkommunikation FF mit dem Transceiver 5 an das
Fahrzeug 3 übermittelt
werden, und dann vom Sender 4 des Fahrzeuges 3 weiter
an den Teilnehmer 6 der Zentrale 9 gesandt werden.
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Es
kann auch eine bidirektionale Verbindung zum Datenaustausch über das
Nahfeld (NAF) zwischen den Teilnehmern 1, 2 und 7, 20 aufgebaut
werden. Der Datenaustausch ist dann auf das Nahfeld (ca. 2 m) begrenzt.
Dies kann dann vorteilhaft sein, wenn die Daten sicherheitsrelevant
und geheim sind. Die Daten können
dann über
eine nicht gezeigte drahtgebundene (Kabel-)Übertragungsstrecke vom Standort 30 an
die Zentrale 9 weiter übertragen
werden.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 1 wird das Nahfeld über den Zwischenraum zwischen
dem Standort 30 und dem Fahrzeug 3 übertragen.
Die erfindungsgemäß möglichen
Nahfeldführungen
sind aber nicht auf die in 1 mit NAF
bezeichnete Übertragungsstrecke
beschränkt.
So kann z. B. das Nahfeld auch über
einen Schlauch, der bei leitfähigen Flüssigkeiten
selbst nicht zwingend leitend ausgestattet sein muss, eingekoppelt
werden. Dies ist in 2 dargestellt. Gemäß 2 ist
der Nahfeldgenerator 10 der ersten, stationären Nahfeldeinrichtung
in der Nähe
der metallischen Anschlusskupplung 11 für den Schlauch 13 angebracht.
Am Fahrzeug befindet sich ebenfalls ein Anschlussflansch 12 für den Schlauch 13.
Die Elemente 11, 12 werden mit dem Schlauch 13 verbunden.
Handelt es sich bei dem auszutauschenden Produkt um eine leitende
Flüssigkeit
(Milch, Reinigungslauge, Wasser etc.), erfolgt die Kopplung der
Nahfelddaten zwischen den beiden Nahfeldeinrichtungen am Ort zwischen
den Positionen 10 und 11. Denn weil die Flüssigkeit
leitend ist, befindet sich das Elektrodenpotential der metallischen
Struktur des Fahrzeuges 7 auch an der Position 11.
Somit kann auch eine sehr genaue Schlauchüberwachung realisiert wer den.
Insbesondere können Informationen über den
verwendeten Schlauch, mithin über
den verwendeten Tank, an die zentrale Erfassungsstation 9 übergeben
werden. Der Nahfeldgenerator 10 kann entsprechend gestaltet
werden (z. B. für
eine Feldreichweite von nur 50 cm).
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Wird
eine nicht leitende Flüssigkeit
ausgetauscht (z. B. Heizöl,
Benzin etc.), so ist es erforderlich, den Schlauch 13 leitfähig auszugestalten.
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In 3 ist
eine mögliche
Anordnung dargestellt, wie sie in einer Molkerei vorzufinden ist
(es könnte
sich aber auch um ein Tanklager oder eine Raffinerie handeln). Das
Fahrzeug 3 fährt
an den stationären
Nahfeldeinheiten 1, 2 von unterschiedlichen Standorten 30a bis 30h vorbei
und wird dabei automatisch registriert und an die zentrale Erfassungsstation 6 gemeldet.
Als Standorte können
z. B. eine Zufahrt/Ausfahrt 30a, eine Waage 30b,
eine Abtankstation 30c, eine zweite Abtankstation 30d,
eine CIP-Station (Cleaning in Place) 30e, eine zweite CIP-Station 30f,
eine Wagenreinigungsstation/Dampfstrahlstation 30g und/oder
eine Tankstation 30h vorgesehen sein Der Datentransfer,
z. B. an der Waage 30b, erfolgt in der im Zusammenhang
mit 1 beschriebenen Weise. Beim Abtanken 30c, 30d und
an der CIP-Station 30e, 30f könnte auch die Schlauchvariante
der 2 zum Einsatz kommen.