DE102012020768A1

DE102012020768A1 - Anordnung und Verfahren zur Bestimmung einer Anzahl gleicher Gegenstände

Info

Publication number: DE102012020768A1
Application number: DE102012020768.9A
Authority: DE
Inventors: Gert HAVERMANN
Original assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: Harting It Software Development & Co Kg De GmbH
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2014-04-24
Also published as: WO2014063682A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung soll dazu dienen, den händischen Aufwand zur Bedienung einer Zählwaage oder einer vergleichbaren Wiegeeinrichtung 5 erheblich zu erleichtern. Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Lösung dazu geeignet, eine Lagerverwaltung dezentral zu organisieren. Dazu sind die RFID-Transponder 2 in oder an dazugehörigen Behältern 1 angeordnet, in denen jeweils gleiche Gegenstände 3 (Artikel) aufbewahrt werden. Dadurch wird es auch ohne den Einsatz einer computergestützten Datenbank möglich, beispielsweise die Anzahl der Gegenstände im Behälter 1 mit nur geringem händischem und technischem Aufwand sichtbar zu machen. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Lösung dazu genutzt werden, den Verbrauch bestimmter Gegenstände 3, z. B. bei der Durchführung eines bestimmten Auftrags, nachzuhalten und, beispielsweise zur dazugehörigen Rechnungsstellung, zu dokumentieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Hauptanspruchs 1 und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Nebenanspruchs 9.
Derartige Anordnungen und Verfahren werden benötigt, um eine Anzahl gleicher Gegenstände zu bestimmen, die in einem Behälter angeordnet sind.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind bereits seit Langem Zählwaagen bekannt.
Eine typische Zählwaage wird beispielsweise in der Druckschrift DE2820843A1 beschrieben.
Aus der Druckschrift DE2614766A1 ist es bekannt, mit einer Zählwaage ein Leergewichtssignal zu Datenspeichern und dieses Leergewichtssignal von dem Nettogewicht des Wiegeguts automatisch zu subtrahieren.
Weiterhin sind im Stand der Technik RFID-Transponder und RFID-Reader beispielsweise aus dem RFID-Handbuch des Autoren Klaus Finkenzeller, ISBN 978-3-446-41200-2, hinreichend bekannt.
Unter dem Begriff passive RFID-Transponder sind RFID-Transponder zu verstehen, die keine eigene Stromversorgung aufweisen, sondern von abgestrahlter Energie des RFID-Readers gespeist werden.
Im Stand der Technik sind passive RFID-Transponder bekannt, deren Datenspeicher (64 bit) nicht beschreibbar aber mehrfach lesbar ist (Read Only), d. h. der Datenspeicherinhalt wird bei der Herstellung der RFID-Transponders festgelegt und kann nicht mehr geändert werden. Beispielsweise kann es sich dabei um eine feste Identifikationsnummer handeln, die beispielsweise dazu dient, über eine Datenbank oder zumindest über eine Zuordnungstabelle einem Artikel zugeordnet zu werden.
Im Stand der Technik sind weiterhin auch passive RFID-Transponder bekannt, deren Datenspeicher (>= 96 bit) nur einmal, z. B. werkseitig beschreibbar aber mehrfach lesbar ist (WORM – Write Once Read Many). Diese RFID-Transponder können, beispielsweise von einem Produkthersteller, der einen solchen RFID-Transponder auf einem bestimmtes Produkt, z. B. auf einer Milchverpackung, anbringt, mit produktspezifischen Informationen, z. B. den Inhaltsstoffen der darin enthaltenen Milch, beschrieben werden, ohne dass diese Information später noch einmal geändert wird.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik auch passive RFID-Transponders mit frei beschreibbarem Datenspeicher (>= 96 bit) bekannt. Diese können beispielsweise auch vom Endverbraucher mehrfach beschrieben und selbstverständlich auch mehrfach gelesen werden (Read/Write).
Die Chipgröße des Datenträgers – und damit die Preisklasse – wird hauptsächlich durch dessen Datenspeicherkapazität bestimmt. Für preiswerte Massenanwendungen mit geringem Informationsbedarf vor Ort werden daher RFID-Transponder mit fest codierten Read Only – Datenträgern eingesetzt.
Weiterhin sind im Stand der Technik, beispielsweise aus der Druckschrift US7986235 B2 , RFID-Reader bekannt, die den Datenspeicher von RFID-Transpondern nur lesen, aber nicht beschreiben können.
Selbstverständlich sind im Stand der Technik, beispielsweise aus der Druckschrift US 20120197099 A1 auch RFID-Reader bekannt, die den Datenspeicher eines RFID-Transponders sowohl lesen als auch beschreiben können.
Die Druckschrift DE 20 2008 015 892 U1 offenbart einen Behälter mit einem RFID-Sensor zur Erfassung eines mit einem RFID-Chip versehenden Artikels, welcher sowohl die Entnahme als auch ein Einstellen des Artikels aus bzw. in einen Behälterraum erfasst. Dazu existiert eine Wiegeeinrichtung, die mindestens einen mit einer Auswerteinheit verbundenen Gewichtserfassungssensor zur Erfassung einer Gewichtsdifferenz des Artikels nach einem Entnahme- und Einstellvorgang aufweist. Weiterhin kann auch messbar sein, wie viele Teile, z. B. Schrauben aus einem Einzelbehälter, z. B. einer Box oder einem Beute entnommen worden sind. Die Differenz des gespeicherten Gesamtgewichts des Behälters vor der Entnahme und dem Wert nach Einstellen des Artikels entspricht dabei genau dem Verbrauch des Artikels, so dass, auch wenn nur eine Teilmenge verbraucht wird, diese genau erfasst wird. Weiterhin wird offenbart dass das Verpackungsgewicht im RFID-Chip direkt oder indirekt gespeichert ist. Insbesondere handelt es sich bei dem Behälterraum um einen Kühlschrank und es wird aus der Gewichtsdifferenz lebensmitteltechnische Informationen berechnet. Diese können direkt in einem RFID-Chip gespeichert sein. Vorteilhafterweise ist jedoch in dem RFID-Chip eine Seriennummer gespeichert, in der Auswerteinheit ist eine Zuordnungstabelle für Lebensmitteltechnische Informationen gespeichert und ein Computerprogramm stellt die entsprechende Zuordnung her.
Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist, dass die Wiegeeinrichtung das Gewicht mehrerer Einzelbehälter gleichzeitig erfasst. Somit setzt das Verfahren voraus, dass immer nur ein einziger Einzelbehälter entnommen wird und wieder eingestellt werden muss, bevor ein anderer Einzelbehälter entnommen werden kann, damit das entnommene Gewicht dem jeweils dazugehörigen Artikel korrekt zugeordnet werden kann.
Die Druckschrift WO 2005/076185 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Menge eines Produkts. Ein RFID-Transponder ist an dem Produkt angebracht und wird abgefragt, um die Produktidentifizierung zu bestimmen, aus der ein Einheitsgewicht des Produktes hervorgeht. Die Produktmenge wird dann aus dem Einheitsgewicht und dem Gesamtgewicht des Produktes bestimmt. In einer Ausführung kann das Einheitsgewicht durch die Produktidentifikation aus einer entsprechenden Datenbank ermittelt werden. In einer anderen Ausführung kann das Einheitsgewicht des Produktes Teil der Produktidentifikation sein, und kann somit durch Abfrage des RFID-Transponders ermittelt werden. Beispielsweise kann die Produktidentifikation verschiedene Datenfelder besitzen, z. B. eine Identifikationsnummer, eine Seriennummer und ein produktspezifisches Einheitsgewicht.
Nachteilig im Stand der Technik ist, dass keine Vorrichtung und kein Verfahren mit vergleichbarem Bedienkomfort bekannt sind, mit denen eine automatisch gleiche Gegenstände zählende Überwachung eines individuell zusammengestellten Inventars, beispielsweise der Artikel einer kleinen Elektrowerkstatt, möglich ist.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung und ein Verfahren anzugeben, die eine automatische Mengenbestimmung und Überwachung eines individuell zusammengestellten Inventars mit einem möglichst geringen händischen Aufwand ermöglicht.
Die Aufgabe wird in einem ersten Aspekt mit einer Anordnung der eingangs erwähnten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Hauptanspruchs 1 gelöst.
In einem zweiten Aspekt wird die Erfindung mit einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die Merkmale des unabhängigen Nebenanspruchs 9 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein derartige Anordnung und ein derartiges Verfahren dienen zunächst dazu, den händischen Aufwand zur Bedienung einer Zählwaage oder einer vergleichbaren Wiegeeinrichtung erheblich zu erleichtern. Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Lösung dazu geeignet, eine Lagerverwaltung, beispielsweise die einer kleinen, möglicherweise mobilen, Elektrowerkstatt dezentral zu organisieren, d. h. die entsprechenden Informationen nicht etwa, wie es dem Stand der Technik entspräche, in einer zentralen Datenbank, sondern erfindungsgemäß dezentral, nämlich in RFID-Transpondern zu Speichern. Die RFID-Transponder sind in oder an den dazugehörigen Behältern angeordnet, in denen jeweils gleiche Gegenstände (Artikel) aufbewahrt werden. Dadurch wird es auch ohne den Einsatz einer computergestützten Datenbank möglich, beispielsweise die Anzahl der Gegenstände im Behälter mit nur geringem händischem und technischem Aufwand sichtbar zu machen. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Lösung dazu genutzt werden, den Verbrauch bestimmter Gegenstände, z. B. bei der Durchführung eines bestimmten Auftrags, nachzuhalten und, beispielsweise zur dazugehörigen Rechnungsstellung, zu dokumentieren.
Die Erfindung hat somit gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass der aktuelle Lagerbestand mit sehr geringem Aufwand jederzeit händisch oder gegebenenfalls auch automatisch überprüfbar ist. Dass dabei auf eine zentrale Datenbank verzichtet werden kann, ist besonders vorteilhaft, da eine solche Datenbank in der Regel teuer ist, einer aufwendigen Wartung bedarf und erfahrungsgemäß auch die Gefahr von soft- und hardwarebedingte Fehlerquellen beinhaltet.
Schließlich bedarf im Stand der Technik der Einsatz einer konventionellen Datenbank zur korrekten Bedienung eines solchen Systems üblicherweise einer entsprechenden Schulung. Dagegen genügt gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich die Kenntnis der Funktionsweise einer Zählwaage, wodurch insbesondere auch ältere Mitarbeiter ohne entsprechende Computerkenntnisse problemlos in den ordnungsgemäßen Arbeitsablauf eingebunden werden können. Vorteilhafterweise kann ein solches System auch in Behindertenwerkstätten, beispielsweise für geistig Behinderte, eingesetzt werden, um dort ein selbstständiges Arbeiten auch ohne Computereinsatz und gegebenenfalls auch ohne entsprechendes Abstraktionsvermögen zu gewährleisten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt der RFID-Transponder mindestens zwei beschreibbare (Read/Write) Datenfelder, nämlich ein erstes Datenfeld zur Speicherung des Leergewichts des Behälters und ein zweites Datenfeld zur Speicherung des Stückgewichts eines einzelnen Gegenstandes.
Dies hat den Vorteil, dass es im laufenden Betrieb genügt, einen Behälter, dem zuvor einige Gegenstände entnommen wurden, auf die Wiegeeinrichtung zu stellen, wodurch die aktuelle Anzahl der gleichen Gegenstände im Behälter von der Wiegeeinrichtung automatisch ermittelt und angezeigt wird, was die Bedienung der Wiegeeinrichtung, die in diesem Fall vergleichbar mit einer Zählwaage funktioniert, erheblich vereinfacht. Diese Vereinfachung des Arbeitsablaufs wird dadurch ermöglicht, dass in dem RFID-Transponder nach einer einmal erfolgten Initialisierung Informationen über das Stückgewicht des Gegenstandes und über das Leergewicht des Behälters ständig gespeichert sind und somit nicht mehr für jeden Messvorgang neu ermittelt werden müssen. Dazu liest der RFID-Reader, mit dem die Wiegeeinrichtung bestückt oder an den die Wiegeeinrichtung angeschlossen ist, das Stückgewicht und das Leergewicht aus dem RFID-Transponder und übermittelt diese Daten an eine Recheneinheit der Wiegeeinrichtung. So kann die Wiegeeinrichtung, beispielsweise mit einem dazugehörigen Gewichtssensor, das Gesamtgewicht messen, mit ihrer Recheneinheit vom Gesamtgewicht das Leergewicht subtrahieren, das Ergebnis durch das Stückgewicht dividieren und das Ergebnis vorteilhafterweise auf eine ganze Zahl runden, um die Anzahl gleicher Gegenstände im Behälter zu ermitteln..
Mit den Bezeichnungen

G_Ges = Gesamtgewicht
S = Stückgewicht
L = Leergewicht
A = zu ermittelnde Anzahl der Gegenstände
ergeben sich daraus folgende Formeln: A = (G_Ges – L)/S ⇔ S = (G_Ges – L)/A

Die erfindungsgemäße Anordnung besitzt also bei ihrem Einsatz als Zählwaage dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil einer erheblichen Arbeitsvereinfachung, da wesentlich weniger händische Verfahrensschritte erforderlich sind, um das Ergebnis zu erhalten. Schließlich braucht der Behälter im laufenden Betrieb lediglich auf die Zählwaage gestellt zu werden, damit die Anzahl der in ihm enthaltenen Gegenstände automatisch ermittelt werden kann.
Vorteilhafterweise beinhaltet das Leergewicht L dabei das Gewicht des Behälters und des daran angebrachten RFIDs, und es befinden sich ausschließlich gleiche Gegenstände in dem Behälter. Das Leergewicht L entspricht also der Differenz des Gesamtgewichts G_Ges und des Gewichts G_G der gleichen Gegenstände im Behälter, welche gezählt werden sollen. Als Formel dargestellt gilt also mit

G_G: = Gewicht der gleichen Gegenstände in dem Behälter

L = G_Ges – G_G

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der RFID-Transponder noch ein weiteres, nämlich ein drittes mehrfach beschreibbares Datenfeld auf, das dafür vorgesehen ist, die Anzahl der Gegenstände A, die sich in dem Behälter befinden, zu Speichern. Dies hat den Vorteil, dass der RFID-Transponder, der an dem Behälter angeordnet ist, die Anzahl der im Behälter befindlichen gleichen Gegenstände A „kennt”, d. h. dass auch ohne Wiegevorgang die Anzahl A jederzeit durch Auslesen, beispielsweise mit einem sogenannten „Handheld-RFID-Reader”, also einem mobilen RFID-Reader, erfolgen kann. Dadurch kann die Anzahl A jederzeit ausgelesen werden, auch ohne dass der Behälter dazu auf die Zählwaage gestellt werden müsste. So kann vorteilhafterweise der Lagerbestand eines kompletten Regals sehr schnell und direkt überprüft werden, indem der Handheld-RFID-Reader an den RFID-Transponder jedes entsprechenden Behälters gehalten und abgelesen wird.
Somit kann eine Inventarüberwachung mit sehr geringem Aufwand durchgeführt werden.
Weiterhin hat die Speicherung der Anzahl A in dem dritten Datenfeld das RFID-Transponders den Vorteil, dass im laufenden Betrieb auch eine zuletzt ermittelte Anzahl A₁ vorgehalten wird, während die tatsächliche Anzahl A₂ der Gegenstände, die sich beispielsweise nach einer zwischenzeitlichen Entnahme im Behälter befinden, während der Behälter aber noch nicht erneut gewogen wurde, davon abweicht.
Dann kann nämlich eine Anzahl A_Ent der zuletzt, d. h. seit des letzten Messvorgangs entnommenen Gegenstände, überprüft werden. Dazu kann, bevor das dritte Datenfeld bei einem erneuten Wiegevorgang mit der neuen, von der Wiegeeinrichtung ermittelten Anzahl A₂ der Gegenstände überschrieben wird, der alte, noch in dem Datenfeld stehende Wert A₁ ausgelesen und in der Recheneinheit der Wiegeeinrichtung vorgehalten werden.
Dann ergibt sich die Anzahl der entnommenen Gegenstände A_Ent folgendermaßen: A_Ent = A₁ – A₂ mit A_Ent = Anzahl entnommener Gegenstände
Ein Hinzufügen weiterer gleicher Gegenstände kann dementsprechend als negative Entnahme interpretiert werden, nämlich A_Hin = A₂ – A₁
Mit A_Hin = Anzahl hinzugefügter Gegenstände
Aus der so ermittelten Differenz A_ent oder A_Hin ergibt sich also die Zahl der zuletzt entnommenen bzw. hinzugekommenen Gegenstände und kann beispielsweise auf der Wiegeeinrichtung auf einer dazugehörigen Anzeige, einem Display oder einer vergleichbaren Einrichtung angezeigt und/oder über einen daran angeschlossenen Drucker beispielsweise in Form einer Rechnung ausgedruckt oder auf einen USB-Stick oder eine andere Datenspeichereinrichtung gespeichert oder anderweitig nachgehalten werden.
Von besonderem Vorteil ist es, dass dies eine besonders komfortable Arbeitsweise ermöglicht. Beispielsweise braucht ein Techniker im Außendienst seinem Fahrzeug nur mehrere Behälter zu entnehmen, die erforderliche Anzahl von Gegenständen zu verbrauchen und die Behälter nach Abschluss beispielsweise seiner Montagetätigkeit nacheinander auf eine im Fahrzeug befindliche erfindungsgemäße Wiegeeinrichtung zu stellen, wodurch die verbrauchte Stückzahl, beispielsweise zur Rechnungsstellung, jeweils für den entsprechenden Artikel, d. h. Gegenstand, angezeigt wird.
Üblicherweise besitzt der RFID-Transponder bereits werkseitig in einem nur lesbaren aber nicht beschreibbaren Datenspeicher (Read Only) eine nicht veränderbare Nummer, die seiner Zuordnung dient. Dadurch existiert bereits die Möglichkeit einer datentechnischen Zuordnung zum jeweiligen Artikel. Dies ist aber nicht sehr vorteilhaft, weil dann wieder zumindest eine Tabelle zur Zuordnung der Artikel zur Identifikationsnummer notwendig ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besitzt der RFID-Transponder daher ein viertes Datenfeld zur Identifizierung des jeweiligen Artikels. Dabei braucht dieses vierte Datenfeld nicht zwangsläufig mehrfach beschreibbar (Read/Write) zu sein, sondern kann auch nur einmal beschreibbar und mehrfach lesbar (WORM) sein. Die Artikelbezeichnung kann gegebenenfalls vom Benutzer beispielsweise über den Handheld-RFID-Reader oder über eine Eingabeeinrichtung der Zählwaage eingegeben und mittels des darin integrierten RFID-Readers, beispielsweise als ASCI-wandelbaren Hexadezimalcode, im vierten Datenfeld der RFID-Transponders gespeichert und beim Auslesen durch den jeweiligen RFID-Reader entsprechend dem ASCI-Code interpretiert werden.
Zur Durchführung der oben erwähnten Zähl-Verfahren ist es notwendig, dass in dem Datenspeicher, insbesondere in den entsprechenden Datenfeldern, des jeweiligen RFID-Transponders ein Wert für das Stückgewicht S sowie weiterhin auch ein Wert für das Leergewicht L hinterlegt ist.
Diese könnten beispielsweise einer Liste entnommen, händisch programmiert und mit dem RFID-Reader der Zählwaage oder einem anderen RFID-Transponder in den frei beschreibbaren Datenspeicher des RFID-Transponder hineingeschrieben werden. Vorteilhafterweise findet aber bei der Neuaufnahme eines Artikels in das Sortiment folgender, im Wesentlichen automatisierter, Initialisierungsvorgang statt:

a. Der leere Behälter, an dem der RFID-Transponder angeordnet ist, wird auf die Wiegeeinrichtung gestellt;
b. der Wiegeeinrichtung wird mitgeteilt, dass ein Initialisierungsvorgang durchgeführt wird,
c. das Leergewicht L des Behälters mit dem RFID-Transponder wird von der Wiegeeinrichtung, beispielsweise mit einem dazugehörigen Gewichtssensor, ermittelt;
d. der Wert für das Leergewicht L wird an den RFID-Reader übermittelt;
e. der RFID-Raeder schreibt den Wert für das Leergewicht L in das erste Datenfeld des RFID-Transponders;
f. der Behälter wird mit einer vorgegebenen Anzahl A_Vor gleicher Gegenstände befüllt;
g. die Wiegeeinrichtung erhält die Information, dass eine Bestimmung des Stückgewichts S durchgeführt wird;
h. die Wiegeeinrichtung bestimmt, beispielsweise mit ihrem Gewichtssensor, das Gesamtgewicht G_Ges;
i. aus dem Gesamtgewicht G_ges und dem Leergewicht L wird mit der vorgegebenen Anzahl A_Vor gleicher Gegenstände deren Stückgewicht S ermittelt;
j. der Wert für das Stückgewicht S wird an den RFID-Reader übermittelt;
k. der Wert für das Stückgewicht S wird vom RFID-Reader in das zweite Datenfeld des RFID-Transponders geschrieben.

Händisch müssen dabei lediglich die Verfahrensschritte a. und f. durchgeführt werden, d. h. der Behälter muss (a.) händisch auf die Waage gestellt werden und muss (e.) händisch mit der vorgegebenen Anzahl A_Vor gleicher Gegenstände bestückt werden. Alle anderen Verfahrensschritte können von der Wiegeeinrichtung automatisch durchgeführt werden.
Die Verfahrensschritte b.) und g.) können allerdings auch händisch, beispielweise durch Drücken einer entsprechenden Taste der Wiegeeinrichtung, durchgeführt werden. Die Verfahrensschritte b.) und g.) können aber auch vorteilhafterweise folgendermaßen automatisiert werden:
Der Verfahrensschritt b.) kann beispielsweise automatisiert werden, indem zumindest ein Datenfeld des RFID-Transponders eine Information enthält, die besagt, dass der Initialisierungsvorgang noch nicht stattgefunden hat, dass also der RFID-Transponder noch nicht initialisiert ist. Beispielsweise kann das erste und/oder das zweite Datenfeld des RFID-Transponders den Wert 0000 aufweisen oder es kann im RFID-Transponder zusätzlich zu den Datenfeldern im beschreibbaren Datenspeicher z. B. ein sogenanntes „Flag” vorgesehen sein, das vorteilhafterweise aus nur einem Bit besteht und ausschließlich dafür vorgesehen ist, anzuzeigen, ob der RFID-Transponder initialisiert ist oder nicht. Der RFID-Reader liest diesen Wert bzw. den Zustand des Flags und überträgt diese Information an die Wiegeeinrichtung, die daraufhin den Initialisierungszustand des RFID-Transponders erkennt. Falls der RFID-Transponder noch nicht initialisiert ist, wird der Initialisierungsvorgang gestartet. Anderenfalls wird die Wiegeeinrichtung in dem Normalzustand betrieben, welcher für den laufenden Betrieb vorgesehen ist.
Der Verfahrensschritt g.) kann automatisiert werden, indem die Wiegeeinrichtung innerhalb des Initialisierungsvorgangs nach dem Ermitteln des Leergewichts L durch eine Gewichtszunahme feststellt, dass der Verfahrensschritt f.) durchgeführt wurde.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1a eine perspektivische Darstellung eines Behälters;
1b eine Seitenansicht eines Behälters;
1c eine Vielzahl regelmäßig angeordneter Behälter;
2a eine Wiegeeinrichtung;
2b die Wiegeeinrichtung mit einem Behälter;
3 ein Ablaufdiagramm zur Initialisierungsabfrage des RFID-Transponders;
4 Ein Ablaufdiagramm zur Initialisierung der RFID-Transponders;
5 ein Ablaufdiagramm zu einem ersten Messverfahren: Verwendung der Wiegeeinrichtung als Zählwaage;
6 ein Ablaufdiagramm zu einem zweiten Messverfahren: Verwendung der Wiegeeinrichtung zur Verbrauchserfassung.
Die 1a zeigt einen Behälter 1, an den oder in dem ein RFID-Transponder 2 angeordnet ist. Weiterhin beinhaltet der Behälter 1 eine unbekannte Anzahl A gleicher Gegenstände 3, z. B. Schrauben. Weiterhin ist der Behälter, beispielsweise durch ein Schild 12, mit einer Artikelbezeichnung beschriftet.
Die 1b stellt den Behälter 1 in einer Seitenansicht dar.
Die 1c zeigt eine Vielzahl solcher Behälter 1, 1', 1'', 1''', 1'''', 1''''', nämlich einen ersten Behälter 1, einen zweiten Behälter 1 einen dritten Behälter 1'', einen vierten Behälter 1''' einen fünften Behälter 1'''' und einen sechsten Behälter 1''''', die neben einander und/oder übereinander beispielsweise in regelmäßigen geometrischen Abständen, beispielsweise in einem Regal 111, angeordnet sind. Jeder dieser Behälter 1, 1', 1'', 1''', 1'''', 1''''' besitzt einen eigenen dazugehörigen RFID-Transponder 2, 2', 2'', 2''', 2'''', 2'''''. In jedem dieser Behälter 1, 1', 1'', 1''', 1'''', 1''''' befinden sich jeweils ausschließlich gleiche Gegenstände 3, 3', 3'', 3''', 3'''', 3''''', d. h. der Behälter 1 beinhaltet ausschließlich untereinander gleiche Gegenstände 3; der Behälter 1' beinhaltet ausschließlich untereinander gleiche Gegenstände 3'; der Behälter 1'' beinhaltet ausschließlich untereinander gleiche Gegenstände 3''; der Behälter 1''' beinhaltet ausschließlich untereinander gleiche Gegenstände 3'''; der Behälter 1'''' beinhaltet ausschließlich untereinander gleiche Gegenstände 3''''; der Behälter 1 beinhaltet ausschließlich untereinander gleiche Gegenstände 3'''''. Die Gegenstände 3, 3', 3'', 3''', 3'''', 3''''', die sich in verschiedenen Behältern 1, 1', 1'', 1''', 1'''', 1''''' befinden, können sich selbstverständlich voneinander unterscheiden, d. h. die Gegenstände 3 im ersten Behälter 1 können sich beispielsweise von den Gegenständen 3' im zweiten Behälter 1' unterscheiden, etc.
So können sich, wie in der Zeichnung symbolisch dargestellt, im ersten Behälter 1 beispielsweise ausschließlich M12-Schrauben befinden und im zweiten Behälter 1' können sich ausschließlich M14-Schrauben befinden, im dritten Behälter 1'' können sich ausschließlich M8-Schrauben befinden, im vierten Behälter 1''' können sich ausschließlich M14-Schrauben befinden, im fünften Behälter 1'''' können sich ausschließlich M16-Schrauben befinden und im sechsten Behälter 1''''' können sich ausschließlich M6-Schrauben befinden.
Die 2a stellt eine erfindungsgemäße Wiegeeinrichtung 5 dar. Diese Wiegeeinrichtung 5 besitzt eine Waagschale 51, die mechanisch mit einem elektronischen Gewichtssensor 52 verbunden ist. Dieser elektronische Gewichtssensor 52 besitzt einen vorzugsweise digitalen elektrischen oder optischen Signalausgang, der über einen entsprechenden Datenbus oder eine entsprechende elektrische oder optische Leitung an eine sogenannte „CPU” 53 (Central Prozessing Unit), die eine Recheneinheit umfasst, d. h. also an eine zentrale Rechen- und Steuereinheit angeschlossen ist. Die CPU 53 weist einen kombinierten Programm-Datenspeicher 531 auf. In diesem Programm-Datenspeicher 531 können beispielsweise Werte für A, L und/oder S zur Berechnung vorgehalten werden. Insbesondere können im Programm-Datenspeicher 531 auch von der Wiegeeinrichtung 5 ausführbare Programmbefehle abgelegt sein.
Weiterhin weist die Wiegeeinrichtung 5 einen RFID-Reader 4 auf. Der RFID-Reader 4 ist ebenfalls über eine Datenleitung oder über einen Datenbus an die CPU 53 angeschlossen. Weiterhin ist an den RFID-Reader 4 eine dazugehörige RFID-Antenne 41 angeschlossen, die vorteilhafterweise innerhalb der Waagschale 51 angeordnet ist.
Weiterhin besitzt die Wiegeeinrichtung eine Anzeigeeinrichtung 55, die in der Zeichnung symbolisch als mehrstellige 7-Segmentanzeige dargestellt ist. In der Praxis kann es sich dabei natürlich auch um ein modernes LCD-Display handeln. Gegebenenfalls kann es sich dabei auch um einen sogenannten „Touchscreen” handeln, über den auch Daten eingegeben werden können.
Falls kein solcher Touchscreen zur Dateneingabe Verwendung findet, ist optional die Verwendung einer Dateneingabeeinrichtung 6 denkbar, wie sie in der 2b dargestellt und an den RFID-Reader 4 angeschlossen ist. Weiterhin ist auch der Behälter 1 dargestellt, der sich auf der Waagschale 51 befindet.
Über den Touchscreen oder die Dateneingabeeinrichtung 6 kann beispielsweise mittels darauf dargestellter Buchstaben bzw. entsprechender Tasten die Bezeichnung eines Artikels, insbesondere die Bezeichnung der im jeweiligen Behälter befindlichen gleichen Gegenstände 3, eingegeben werden. Bei der Dateneingabeeinrichtung 6 kann es sich beispielsweise um eine angeschlossene Tastatur oder ein Tastenfeld des RFID-Readers 4 handeln.
Durch ihren Programm-Datenspeicher 531 ist die CPU 53 dazu in der Lage, Programmschritte abzuarbeiten und damit Verfahren durchzuführen, wie sie in in 4, 5 und 6 in Form von Ablaufdiagrammen dargestellt sind.
Die 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Abfrage der Initialisierung des RFID-Transponders 2. Dieses Ablaufdiagramm beinhaltet folgende Schritte:

a'. Die Wiegeeinrichtung 5 registriert über ihren RFID-Reader 4 die Anwesenheit eines RFID-Transponders 2 in der unmittelbaren Nähe der Antenne 41, d. h. in einem Abstand, der eine vorgegebene Entfernung unterschreitet.
b'. Daraufhin überprüft der RFID-Reader 4 durch Lesen eines oder mehrerer Datenfelder des RFID-Transponders 2, ob der RFID-Transponder 2 bereits initialisiert ist, oder ob er noch nicht initialisiert ist. Steht beispielsweise als Werkseinstellung, mit welcher der RFID-Transponder ausgeliefert wird, ein Wert von 0000, d. h. Null, in dem ersten Datenfeld, das nämlich eigentlich für die Speicherung des Leergewichts L vorgesehen ist, so kann die CPU 53 gemäß eines Programms, das in dem Programm-Datenspeicher 531 abgelegt ist, daraus erkennen, dass der RFID-Transponder 2 noch nicht initialisiert ist, und kann daraufhin entsprechend dem „NEIN”-Zweig das Initialisierungsverfahren durchführen. Anderenfalls, wenn nämlich der RFID-Transponder 2 bereits initialisiert ist, folgt der Ablauf dem „JA”-Zweig, und es wird in einer untergeordneten Abfrage namens
b''. „Messverfahren auswählen” vom Benutzer ein Messverfahren ausgewählt. In diesem Fall stehen zwei Messverfahren zur Auswahl, nämlich ein erstes Messverfahren und ein zweites Messverfahren zu denen die entsprechende Auswahl 1 bzw. 2 führt.

Die 4 stellt zunächst das besagte Initialisierungsverfahren folgendermaßen dar:

c'. Von der Wiegeeinrichtung 5 wird mit dem dazugehörigen Gewichtssensor 52 das Leergewicht L ermittelt, denn es ist davon auszugehen, dass der Behälter 1 in diesem Fall zur Leergewichtsermittlung leer ist. Der Wert für das Leergewicht L wird an die CPU 53 übertragen.
d'. Der Wert für das Leergewicht L wird von der CPU 53 an den RFID-Reader 4 übertragen.
e'. Der RFID-Reader 4 schreibt den Wert für das Leergewicht L in das erste Datenfeld des RFID-Transponders 2.
f'. Der Behälter wird händisch mit einer fest vorgegebenen Anzahl A_Vor, beispielsweise mit der Anzahl 10, gleicher Gegenstände 3 befüllt.
g'. Die CPU 53 erhält beispielsweise durch die händische Betätigung einer entsprechenden Taste, oder durch eine signifikante Erhöhung des vom Gewichtssensor 52 gemessenen Gewichts aus ihrem Programm-Datenspeicher 531 die Information, dass eine Bestimmung des Stückgewichts S durchzuführen ist.
h'. Die Wiegeeinrichtung 5 ermittelt daraufhin mit ihrem Gewichtssensor 52 einen Wert für das Gesamtgewicht G und überträgt diese Wert für das Gesamtgewicht G_Ges an die CPU 53.
i'. Aus dem Gesamtgewicht G_Ges und dem Leergewicht L wird mit der bekannten vorgegebenen Anzahl A_Vor gleicher Gegenstände von der CPU 53 deren Stückgewicht S gemäß folgender Formel ermittelt: S = (G_Ges – L)/A_Vor also beispielsweise S = (G_Ges – L)/10, wenn A_Vor = 10.
j'. Die CPU 53 überträgt einen Wert für das Stückgewicht S an den RFID-Reader 4.
k'. Vom RFID-Reader 4 wird der Wert für das Stückgewicht S in das zweite Datenfeld des RFID-Transponders 2 geschrieben.

Die 5 stellt das erste Messverfahren dar, nämlich die Verwendung der Wiegeeinrichtung als Zählwaage. Da dieses Messverfahren gemäß der in 3 dargestellten Initialisierungsabfrage einen initialisierten RFID-Transponder voraussetzt, schließt sich dieses Verfahren inhaltlich an das In 4 dargestellte Initialisierungsverfahren an.
Das erste Messverfahren umfasst somit folgende Schritte:

l. Zunächst wird das Gesamtgewicht G_Ges mit dem Gewichtssensor 52 gemessen und an die CPU 53 übertragen.
m. Zeitlich unabhängig von dem Schritt l. wird auch das Stückgewicht S und das Leergewicht L mit dem RFID-Reader 4 aus dem RFID-Transponder 2 gelesen und an die CPU 53 übertragen.
n. Die CPU 53 bestimmt die Anzahl A der gleichen Gegenstände 3 gemäß der Formel A = (G_Ges – L)/S.
o. Diese Anzahl A wird mit der Anzeigevorrichtung 55 angezeigt.
p. Gegebenenfalls wird diese Anzahl A vom RFID-Reader 4 in den Datenspeicher des RFID-Transponders 2 geschrieben.

Da der RFID-Transponder 2 vorteilhafterweise mit der werkseitigen Voreinstellung 0000 für A beispielsweise im dritten Datenfeld ausgeliefert werden kann, muss dem zweiten Messverfahren nicht zwangsläufig zumindest einmal das erste Messverfahren vorangegangen sein. Dennoch wird in der 6 die kontinuierliche Nummerierung der Verfahrensschritte fortgesetzt.
Das Verfahren zur Verwendung der Wiegeeinrichtung zur Verbrauchserfassung beinhaltet folgende Schritte:

q. Der RFID-Reader 4 liest den im dritten Datenfeld stehenden Wert A₁ aus dem RFID-Transponder und überträgt ihn an die CPU 53, woraufhin die CPU 53 diesen Wert A₁ speichert.
r. Die aktuelle Anzahl A₂ der Gegenstände im Behälter wird von der CPU 53 aus der Formel A₂ = (G_Ges – L)/S bestimmt.
s. die an Gegenständen verbrauchte Menge A_Ver wird von der CPU 53 aus der Differenz von A₁ und A₂ ermittelt und wird
t. auf der Anzeiegeeinrichtung 55 ausgegeben, z. B. angezeigt und/oder auf einem angeschlossenen Drucker ausgegeben und/oder auf einem USB-Stick gespeichert.

Falls Gegenstände hinzugekommen sind, kann der Wert von A_Ver auch negativ werden. Dementsprechend kann dann ein Wert A_Hinzu := –A_Ver = A₂ – A₁ definiert und entsprechend als hinzugekommene Gegenstände 3 bezeichnet z. B. auf einem Display ausgegeben werden.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung folgendermaßen vorgegangen werden:
Der Behälter 1, der ausschließlich eine noch unbekannte Anzahl gleicher Gegenstände, also bestimmte Artikel, z. B. M12-Schrauben beinhaltet, wird seinem üblichen Platz, beispielswiese einem Regal, entnommen. Dieser Behälter ist vorteilhafterweise entsprechend beschriftet, so dass der Inhalt dem Benutzer sofort ersichtlich ist. Weiterhin kennt ein Mitarbeiter, der bereits seit mehreren Jahren in der entsprechenden Werkstatt arbeitet, sich ohnehin so gut mit den dort befindlichen Regalen aus, dass er ohne weiteren Aufwand den Standort eines Behälters mit benötigten Artikeln findet.
Dieser Behälter 1 wird auf eine in 2 dargestellte Wiegeeinrichtung 5, insbesondere auf eine dafür vorgesehene Waagschale 51, gestellt. Dabei wird der Behälter 1 mit seinem RFID-Transponder 2 in der Nähe einer Antenne 41 angeordnet. Die Wiegeeinrichtung ermittelt das Leergewicht und Datenspeichert es auf dem RFID-Transponder. Weiterhin wird durch messen einer vorgegebenen, also bekannten Anzahl A_Vor gleicher Gegenstände 3 deren Stückgewicht S ermittelt und ebenfalls auf dem RFID-Transponder 2 gespeichert. Daraus und aus dem Gesamtgewicht G_Ges kann die Wiegeeinrichtung die Anzahl A der Schrauben im Behälter bestimmen.
Folgende besonders vorteilhafte Anwendung wird dadurch ermöglicht:
Ein Monteur im Außeneinsatz entnimmt seinem Fahrzeug mehrere Behälter (1, 1', 1'', ...).
In jedem Behälter (1, 1', 1'', ...) befinden sich ausschließlich gleiche Gegenstände (3, 3', 3'', ...), z. B. können sich in einem ersten Behälter (1) ausschließlich M12-Schrauben (3), in einem zweiten Behälter (1') ausschließlich M10-Schrauben (3') und in einem dritten Behälter (1'') ausschließlich M8-Schrauben (3'') befinden, etc.
Der Techniker verbraucht entsprechend der jeweiligen Anforderung die notwendigen Gegenstände (3, 3', 3'', ...). Nachdem die Arbeit abgeschlossen ist, stellt er die Behälter (1, 1', 1'', ...) kurz auf die Waagschale 51 der-Wiegeeinrichtung 5 und die verbrauchte Stückzahl A_Ver wird automatisch auf der Anzeigeeinrichtung 55 angezeigt und/oder anderweitig nachgehalten, z. B. ausgedruckt und/oder auf einen USB-Stick oder ein anderes Speichermedium gespeichert.
Bezugszeichenliste

1: Behälter
12: Schild mit Artikelbezeichnung
2: RFID-Transponder
3: Gleiche Gegenstände, z. B. Schrauben
4: RFID-Reader
41: Antenne
5: Wiegeeinrichtung
51: Waagschale
52: Gewichtssensor
53: CPU
531: Programm-Datensspeicher
55: Anzeigeeinrichtung
6: Dateneingabeeinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 2820843 A1 [0004]
DE 2614766 A1 [0005]
US 7986235 B2 [0012]
US 20120197099 A1 [0013]
DE 202008015892 U1 [0014]
WO 2005/076185 A1 [0016]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Klaus Finkenzeller, ISBN 978-3-446-41200-2 [0006]

Claims

Anordnung zur Bestimmung einer Anzahl gleicher Gegenstände, wobei die Anordnung mindestens eine Wiegeeinrichtung (5), die eine Recheneinheit, beispielsweise als Bestandteil einer CPU (Central Prozessing Unit) (53), aufweist, wobei die Anordnung weiterhin einen RFID-Reader (4) umfasst, der in oder an der Wiegeeinrichtung (5) angeordnet und/oder an die Wiegeeinrichtung (5) angeschlossen ist, wobei die Anordnung weiterhin mindestens einen Behälter (1) umfasst wobei jeder Behälter (1, 1', 1'' ...) eine Anzahl gleicher Gegenstände (3, 3', 3'', ...) beinhaltet, wobei an jedem Behälter (1, 1', 1'', ...) jeweils ein RFID-Transponder (2, 2', 2'', ...) angeordnet ist, wobei der RFID-Transponder (2) einen Datenspeicher besitzt dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Reader (4) sowohl zum Lesen als auch zum Schreiben von Informationen auf den Datenspeicher des RFID-Transponders (2) geeignet ist, und dass der Datenspeicher des RFID-Transponders (2) durch den RFID-Reader (4) mehrfach beschreibbar ist (Read/Write).
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Datenfelder in dem Datenspeicher des RFID-Transponders (2) vorgesehen sind, nämlich – ein erstes Datenfeld zur Speicherung des Leergewichts (L) des Behälters (1); – ein zweites Datenfeld zur Speicherung des Stückgewichts (S) eines einzelnen Gegenstandes (3).
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass In dem Datenspeicher des RFID-Transponders (2) zusätzlich ein drittes Datenfeld zur Speicherung der Anzahl (A) der gleichen Gegenstände (3), die sich in dem Behälter (1) befinden, vorgesehen ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem RFID-Transponder (2) zusätzlich ein viertes Datenfeld zur Speicherung einer Information zur Identifikation der gleichen Gegenstände (3), vorgesehen ist.
Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der RFID-Transponder (2) ein Display aufweisen oder an ein Display angeschlossen sind, auf dem der Inhalt zumindest eines ihrer Datenfelder ständig oder auf Anforderung ablesbar ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung zusätzlich einen mobilen RFID-Reader („Handheld-RFID-Reader”) zum Abfragen der RFID-Transponder (2, 2', 2'', ...) umfasst.
Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Position des RFID-Transponders (2) an dem Behälter (1) und die geometrische Anordnung einer Antenne (41) des RFID-Readers (4) an der Wiegeeinrichtung (5) auf einander abgestimmt sind, wodurch der Behälter (1) mit seinem Inhalt von die Wiegeeinrichtung (5) gewogen und gleichzeitig der dazugehörige RFID-Transponder (2) von dem RFID-Reader (4) gelesen und/oder beschrieben werden kann.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Datenfeld, welches zur Speicherung der aktuellen Anzahl (A) der Gegenstände (3) in dem zum RFID-Transponder (2) gehörenden Behälter (1) vorgesehen ist, werkseitig als noch nicht initialisiert kenntlich gemacht, beispielsweise auf den Wert Null gesetzt ist, um in diesem Fall einen Initialisierungsvorgang zu starten oder zumindest zur Auswahl zu stellen.
Verfahren zur Bestimmung einer Anzahl (A) gleicher Gegenstände (3), die sich in einem Behälter (1), der einen RFID-Transponder (2) aufweist, befinden, wobei diese Anzahl aus einem Gesamtgewicht (G_Ges) des mit der zunächst noch unbekannten Anzahl (A) der gleichen Gegenstände (3) befüllten Behälters (1), dem Leergewicht (L) des Behälters (1) und aus dem Stückgewicht (S) eines einzelnen solchen Gegenstandes (3) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Leergewicht (L) des Behälters (1) in dem RFID-Transponder (2) gespeichert wird und dass weiterhin das Stückgewicht (S) eines einzelnen solchen Gegenstands (3) in dem RFID-Transponder (2) gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Leergewicht (L) des Behälters und dem Stückgewicht (S) des einzelnen Gegenstands (3) die Anzahl (A) der gleichen Gegenstände (3), die sich in dem Behälter (1) befinden, ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Anzahl (A) der gleichen Gegenstände (3), die sich in dem Behälter (1) befinden, in dem RFID-Transponder (2) gespeichert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden RFID-Transponder (2) zumindest einmalig eine Initialisierungsvorgang stattfindet.
Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Initialisierungsvorgang im Wesentlichen automatisiert stattfindet.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Initialisierungsvorgang folgende Schritte beinhaltet: a. Der leere Behälter (1), an dem der RFID-Transponder (2) angeordnet ist, wird auf eine Wiegeeinrichtung (5) gestellt; b. der Wiegeeinrichtung (5) wird mitgeteilt, dass ein Initialisierungsvorgang durchgeführt wird, c. das Leergewicht L des Behälters (1) mit dem RFID-Transponder (2) wird von der Wiegeeinrichtung (5), beispielsweise mit einem dazugehörigen Gewichtssensor (52), ermittelt; d. der Wert für das Leergewicht L wird an den RFID-Reader (4) übermittelt; e. der RFID-Reader (4) schreibt den Wert für das Leergewicht L in einen Datenspeicher, beispielsweise in ein erstes Datenfeld, des RFID-Transponders (2); f. der Behälter wird mit einer vorgegebenen Anzahl A_Vo gleicher Gegenstände (3) befüllt; g. die Wiegeeinrichtung erhält die Information, dass eine Bestimmung des Stückgewichts S durchgeführt wird; h. die Wiegeeinrichtung bestimmt, beispielsweise mit ihrem Gewichtssensor, das Gesamtgewicht G; i. aus dem Gesamtgewicht G und dem Leergewicht L wird mit der vorgegebenen Anzahl A_Vor gleicher Gegenstände deren Stückgewicht S ermittelt; j. ein Wert für das Stückgewicht S wird an den RFID-Reader übermittelt; k. der Wert für das Stückgewicht S wird vom RFID-Reader in das zweite Datenfeld des RFID-Transponders geschrieben.
Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte a.) und e.) händisch durchgeführt werden und dass alle weiteren Verfahrensschritte automatisiert durchgeführt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte a.), b.), g.) und e.) händisch durchgeführt werden und dass alle weiteren Verfahrensschritte automatisiert durchgeführt werden.