DE102018203035A1 - System and method for controlling access to a storage area - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Kontrolle des Zugriffs auf einen Lagerbereich (13 bis 18) bei einem mehrere Lagerbereiche (13 bis 18) aufweisenden Lagersystem (10), mit jeweils einem Lagerbereich (13 bis 18) zugeordneten Identifikationsmitteln (35), die mit mobil ausgebildeten Erfassungsmitteln (45) zusammenwirken. The invention relates to a system and a method for controlling access to a storage area (13 to 18) in a storage system (10) having a plurality of storage areas (13), with identification means (35) associated with a respective storage area (13 to 18). which cooperate with mobile detection means (45).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein System zur Kontrolle des Zugriffs auf einen Lagerbereich mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zur Kontrolle des Zugriffs auf einen Lagerbereich mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs.The invention relates to a system for controlling access to a storage area having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for operating a system for controlling access to a storage area having the features of the independent method claim.
Im Logistikbereich ist es für die richtige Kommissionierung sowie Lagerhaltung von Waren erforderlich, feststellen zu können, ob bei einem Lagersystem, das eine Vielzahl von Lagerbereichen aufweist, beispielsweise neu eingetroffene Waren in den richtigen Lagerbereichen einsortiert werden. Ebenso ist es erforderlich, feststellen zu können, ob die richtigen Waren bei der Entnahme aus einem Lagerbereich entnommen werden. Dabei ist es bekannt, Waren oder aber Behältnisse, z.B. in Form von Lagerkisten, die der Aufbewahrung der Waren dienen, durch ein drahtlos auslesbares Identifikationsmittel in Form eines RFID-Elements zu kennzeichnen. Die RFID-Technologie hat sich insofern in der Praxis in großem Maßstab durchgesetzt, als diese eine preiswerte Kennzeichnung von Waren ermöglicht. Oftmals nachteilig dabei ist jedoch deren relativ geringe Reichweite sowie die Sicherstellung der Erfassung der Informationen.In the logistics sector, it is necessary for the correct picking and warehousing of goods to be able to determine whether, for example, in the case of a storage system that has a large number of storage areas, newly arrived goods are sorted into the correct storage areas. Likewise, it is necessary to be able to determine whether the correct goods are removed from a storage area during removal. It is known that goods or containers, e.g. in the form of storage boxes, which serve to store the goods to identify by a wirelessly readable identification means in the form of an RFID element. RFID technology has become widely used in practice in that it allows inexpensive labeling of goods. Often disadvantageous, however, is their relatively short range and ensuring the capture of information.
Aus der
Weiterhin ist es aus der
Allgemein dienen die drahtlosen Kommunikationsmittel zur Erfassung von Lagerbereichen bzw. Waren oder Lagerkisten dazu, derartige Informationen einem Datenverarbeitungssystem zuzuführen, das einen Gesamtüberblick über die in dem Lagersystem in den einzelnen Lagerbereichen befindlichen Waren ermöglicht, um beispielsweise bei sich abzeichnenden Engpässen von bevorrateten Waren die entsprechenden Waren nachzubestellen oder ähnliches.In general, the wireless communication means for detecting storage areas or goods or storage crates serve to supply such information to a data processing system, which allows an overall view of the goods located in the storage system in the individual storage areas, for example, in emerging bottlenecks of stored goods, the corresponding goods to reorder or something similar.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße System zur Kontrolle des Zugriffs auf einen Lagerbereich mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es eine verbesserte bzw. sicherere Datenübertragung von Informationen, die einen Lagerbereich als solchen kennzeichnen, zu den mobil ausgebildeten Erfassungsmitteln ermöglicht.The system for controlling access to a storage area according to the invention has the advantage that it enables an improved or more secure data transmission of information which characterizes a storage area as such, to the mobile detection means.
Der Erfindung bzgl. des Systems liegt die Idee zugrunde, unter Verwendung von die entsprechenden Lagerbereiche kennzeichnenden RFID-Elementen bzw. RFID-Tags diese derart zu den Erfassungsmitteln zu positionieren, dass im Zusammenhang mit den insbesondere an einem Armbereich des Bedieners angeordneten Erfassungsmitteln in Form von Transpondern eine optimierte Übertragungsqualität und somit Datensicherheit ermöglicht wird.The invention with respect to the system is based on the idea of using the corresponding storage areas characterizing RFID elements or RFID tags to position them so to the detection means that in connection with the particular arranged on an arm of the operator detection means in the form of Transponders an optimized transmission quality and thus data security is enabled.
Die Grundidee besteht darin, die Identifikationsmittel (RFID-Tags) an den Lagerbereichen derart zu den Erfassungsmitteln anzuordnen, dass die von den Erfassungsmitteln emittierte elektromagnetische Strahlung von den Identifikationsmitteln optimal erfasst wird, sodass dadurch eine optimierte Verbindung bzw. Datenübertragung von den Identifikationsmitteln zu den Erfassungsmitteln ermöglicht wird. Dabei ist die Ausrichtung der Identifikationsmittel in Form der planen bzw. flachen RIFD-Tags mit deren Antennen zur Abstrahlrichtung der Wellen der Erfassungsmittel (Transponder) wesentlich. Üblicherweise findet eine Optimierung der Erfassung der RFID-Tags dann statt, wenn diese bzw. deren Antennenelemente senkrecht zur Wellenausstrahlungsrichtung des Transponders am Armbereich des Bedieners angeordnet sind, wenn der Transponder in den Bereich der Reichweite des RFID-Tags gelangt.The basic idea is to arrange the identification means (RFID tags) at the storage areas in such a way to the detection means that the electromagnetic radiation emitted by the detection means is optimally detected by the identification means, thereby providing an optimized connection or data transmission from the identification means to the detection means is possible. The orientation of the identification means in the form of the flat or flat RIFD tags with their antennas to the emission direction of the waves of the detection means (transponder) is essential. Usually, an optimization of the detection of the RFID tags takes place when these or their antenna elements are arranged perpendicular to the wave emission direction of the transponder on the arm of the operator when the transponder comes within the range of the RFID tag.
Die Lehre des Anspruchs 1 schlägt es hierzu vor, die Identifikationsmittel für die Lagerbereiche und die Erfassungsmittel als RFID-Elemente auszubilden, wobei jeder Lagerbereich ein Trägerelement zur Befestigung eines RFID-Tags aufweist, wobei das Trägerelement insbesondere als separates Bauteil ausgebildet ist, wobei das separate Bauteil als Abschirmelement gegenüber elektromagnetischen Wellen ausgebildet ist, und wobei das Trägerelement eine Befestigungsfläche für das RFID-Tag aufweist, die in einer zumindest näherungsweise senkrecht zu einer Wellenaufbreitungsrichtung der als RFID-Transponder ausgebildeten Erfassungsmittel ausgerichtet ist.The teaching of claim 1 proposes for this purpose to form the identification means for the storage areas and the detection means as RFID elements, each storage area having a support member for fixing an RFID tag, wherein the support element is in particular designed as a separate component, wherein the separate Component is designed as a shielding element against electromagnetic waves, and wherein the carrier element has a mounting surface for the RFID tag, which is aligned in an at least approximately perpendicular to a wave propagation direction of the formed as an RFID transponder detecting means.
Mit anderen Worten gesagt werden die RFID-Tags zur Kennzeichnung der Lagerbereiche einerseits durch die insbesondere als separate Bauteile ausgebildeten Trägerelemente optimal zur Wellenaufbreitungsrichtung des RFID-Transponders ausgerichtet, und andererseits wird durch eine entsprechende Materialwahl bzw. Gestaltung der Trägerelemente eine Abschirmwirkung erzielt, um Störungseinflüsse von aus der dem RFID-Tag abgewandten Seite des Trägerelements herrührenden Störungsquellen zumindest zu reduzieren, sodass eine optimierte Datenübertragung von den RFID-Tags zu dem Transponder stattfindet. In other words, the RFID tags for identifying the storage areas on the one hand by the trained especially as separate components support elements optimally aligned to the wave propagation direction of the RFID transponder, and on the other hand is achieved by an appropriate choice of material or design of the support elements, a shielding effect to disturbing influences at least reduce sources of interference originating from the side of the carrier element facing away from the RFID tag, so that an optimized data transmission from the RFID tags to the transponder takes place.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems zur Kontrolle des Zugriffs auf einen Lagerbereich sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous developments and refinements of the system according to the invention for controlling access to a storage area are listed in the subclaims.
In einer ersten Ausgestaltung des Trägerelements für das RFID-Tag besteht dieses aus einem elektrisch nichtleitenden Material, insbesondere aus Kunststoff, wie zum Beispiel Polycarbonat. Insbesondere im Zusammenhang mit einem geringen Luftspalt zwischen dem RFID-Tag und dem Trägerelement wird dadurch eine optimale Lesbarkeit sichergestellt.In a first embodiment of the carrier element for the RFID tag, this consists of an electrically non-conductive material, in particular of plastic, such as polycarbonate. In particular, in connection with a small air gap between the RFID tag and the carrier element thereby optimum readability is ensured.
Da, wie oben bereits erwähnt, die (sichere) Reichweite der RFID-Technologie bei den zur Diskussion stehenden Anwendungen üblicherweise auf etwa typischerweise 50cm begrenzt ist, wird zur sicheren Erfassung bzw. Erkennung eines Lagerbereichs vorgeschlagen, das Trägerelement in einem der Erfassungseinrichtung zugewandten Eingriffsbereich bzw. Eingriffsseite des Lagerbereichs anzuordnen. Somit gelangt die Erfassungseinrichtung bzw. der Transponder, wenn dieser am Armbereich eines Bedieners getragen wird, beim Eingriff in den Lagerbereich bei der üblichen Größe bzw. Gestaltung der Lagerbereiche automatisch in den Bereich der Reichweite des RFID-Tags.Since, as already mentioned above, the (safe) range of the RFID technology in the applications under discussion is usually limited to approximately typically 50 cm, it is proposed for secure detection or recognition of a storage area, the carrier element in an engagement region facing the detection device or To arrange the engagement side of the storage area. Thus, the detection device or the transponder when it is worn on the arm of an operator, when engaging in the storage area at the usual size or design of the storage areas automatically in the range of reach of the RFID tags.
In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung des Trägerelements ist dieses leistenförmig ausgebildet, wobei die Befestigungsfläche für das RFID-Tag an einer Außenfläche des Trägerelements angeordnet ist. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es, das RFID-Tag, das typischerweise in Form eines Etiketts ausgebildet ist, einfach an dem Trägerelement anzuordnen und bei Bedarf auszutauschen bzw. zu entfernen. Weiterhin wird dadurch die angesprochene Abschirmwirkung des Trägerelements optimiert.In a preferred constructive embodiment of the carrier element, this is strip-shaped, wherein the mounting surface for the RFID tag is arranged on an outer surface of the carrier element. Such a configuration makes it possible to simply arrange the RFID tag, which is typically in the form of a label, on the carrier element and to exchange or remove it as needed. Furthermore, this optimizes the aforementioned shielding effect of the carrier element.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft den Fall, bei dem mehrere Lagerbereiche mit entsprechenden RFID-Tags ausgestattet und relativ nah seitlich nebeneinander angeordnet sind. Da derartige RFID-Tags, vorzugsweise in Form eines Etiketts, üblicherweise mit einer für den Bediener lesbaren Beschriftung ausgestattet sind, die für den Bediener gut lesbar sein sollen, ist es erforderlich, die Antennen der RFID-Tags möglichst weit voreinander beabstandet anzuordnen, um eine gegenseitige Beeinflussung bzw. das Lesen eines falschen RFID-Tags bei der Annäherung des Transponders (Erfassungsmittel) zu vermeiden. Mit Blick auf eine vorgegebene sinnvolle Mindestgröße der Etiketten zur Erfassung deren Beschriftung ist es daher vorgesehen, die RFID-Antenne derart an dem Etikett anzuordnen, dass diese in Bezug zu einer Längserstreckung der Antenne mittig am Etikett angeordnet ist bzw. zu den beiden randseitigen Bereichen des Etiketts den gleichen Abstand aufweist. Dadurch ergibt sich nebeneinander angeordneten Etiketten bzw. Lagerbereichen eine Maximierung des Abstands zwischen den RFI D-Antennen der einzelnen RFID-Tags.A further embodiment of the invention relates to the case in which a plurality of storage areas are equipped with corresponding RFID tags and arranged relatively close to one another laterally. Since such RFID tags, preferably in the form of a label, are usually provided with an operator-readable label which should be easy to read for the operator, it is necessary to arrange the antennas of the RFID tags as far apart as possible in front of one another mutual interference or the reading of a false RFID tag when approaching the transponder (detection means) to avoid. With a view to a given reasonable minimum size of the labels for capturing their labeling, it is therefore intended to arrange the RFID antenna on the label such that it is arranged centrally with respect to a longitudinal extent of the antenna on the label or to the two edge regions of the Label has the same distance. This results in juxtaposed labels or storage areas maximizing the distance between the RFI D antennas of the individual RFID tags.
Bevorzugt ist es darüber hinaus, wenn die Erfassungsmittel (am Arm des Bedieners) bi-direktional drahtlos mit einem Datenverarbeitungsprogramm für das Lagersystem verbindbar sind. Eine derartige Ausbildung ermöglicht eine Erfassung von Handlingsvorgängen ohne Zeitverzögerung.In addition, it is preferred if the detection means (on the arm of the operator) can be connected bi-directionally wirelessly to a data processing program for the storage system. Such a design allows detection of handling operations without time delay.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Erfassungsmittel als eine am Armbandbereich einer Person tragbare Einheit ausgebildet ist, wobei die Einheit Rückkopplungsmittel zur Rückmeldung bzgl. des Zugriffs zumindest auf den Lagerbereich aufweist. Derartige Rückkopplungsmittel können dem Bediener einen korrekten oder unkorrekten Handlingsvorgang signalisieren, sei es auf optische, akustische, haptische oder sonstige geeignete Art und Weise.Furthermore, it is preferred if the detection means is designed as a unit that can be worn on a wrist band area of a person, wherein the unit has feedback means for the feedback with regard to the access at least to the storage area. Such feedback means may signal to the operator a correct or incorrect handling operation, be it in an optical, acoustic, haptic or other suitable manner.
Während die soweit beschriebene Erfindung sich mit der guten bzw. sicheren Erfassung der Daten zur Identifizierung eines Lagerbereichs beschäftigt, ist es bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, auch die zur Lagerung der Waren dienenden Lagerelemente (z.B. in Form von Lagerkisten) bzw. die Waren selbst erfassen zu können. Hierzu schlägt es die Erfindung vor, dass weitere Identifikationsmittel in Form eines RFID-Elements, insbesondere eines RFID-Tags vorgesehen sind, die an einem dem Lagerbereich zugeordneten Lagerelement (Lagerkiste) oder an einer dem Lagerbereich zugeordneten Ware angeordnet sind, wobei die weiteren Identifikationsmittel von den Erfassungsmitteln detektierbar sind, die auch der Detektion der Identifikationsmittel der Lagerbereiche dienen.While the invention described so far is concerned with the good or secure detection of the data for identifying a storage area, it is provided in a further preferred embodiment of the invention, also serving to store the goods storage elements (eg in the form of storage boxes) or To be able to collect goods themselves. For this purpose, it proposes the invention that further identification means are provided in the form of an RFID element, in particular an RFID tag, which are arranged on a bearing element associated with the storage area (storage box) or on a goods associated with the storage area, wherein the further identification means of the detection means are detectable, which also serve to detect the identification means of the storage areas.
Weiterhin umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zur Kontrolle des Zugriffs auf einen Lagerbereich bei einem mehrere Lagerbereiche aufweisenden Lagersystem, mit jeweils einem Lagerbereich zugeordneten Identifikationsmitteln, die mit mobil ausgebildeten Erfassungsmitteln zusammenwirken, wobei die Erfassungsmittel den Zugriff auf einen Lagerbereich einem Datenverarbeitungsprogramm als Eingangsgröße zuführt, wobei das Datenverarbeitungsprogramm zumindest einen Soll-Zugriff mit einem Ist-Zugriff des Lagerbereichs vergleicht, und wobei das Lagersystem vorzugsweise wie oben beschrieben ausgebildet ist. Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass das Identifikationsmittel (RFID-Tag) am Lagerbereich erfasst wird, wenn ein von den Erfassungsmitteln erfasstes Signal der Identifikationsmittel innerhalb eines vorgegebenen, hinsichtlich seiner Dauer definierten Zeitfensters mit einer definierten Mindestsignalstärke und einer definierten Mindestdatenübertragungsrate erfasst wird. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass zur Vermeidung der Übertragung bzw. Erfassung fehlerhafter Daten die Daten zur Identifikation eines Lagerbereichs erst dann als verifiziert erachtet werden, wenn diese innerhalb eines bestimmten Zeitfensters (beispielsweise eines Zeitfensters von 10s) mit einer bestimmten Häufigkeit bzw. Datenübertragungsrate sowie einer bestimmten Signalstärke erfasst werden. Erst in diesem Fall wird angenommen, dass ein Zugriff auf den entsprechenden Lagerbereich erfolgt.Furthermore, the invention also includes a method for operating a system for controlling the access to a storage area in a storage system having a plurality of storage areas, each having a storage area associated identification means which cooperate with mobile detection means, said Detection means the access to a storage area a data processing program as an input variable, wherein the data processing program compares at least one target access with an actual access of the storage area, and wherein the storage system is preferably formed as described above. According to the invention, the method is characterized in that the identification means (RFID tag) is detected at the storage area when a detected by the detection means signal of the identification means within a predetermined, defined in terms of its duration window with a defined minimum signal strength and a defined minimum data transmission rate is detected. In other words, this means that in order to avoid the transmission or detection of erroneous data, the data for identifying a storage area are considered to be verified only if they within a certain time window (for example, a time window of 10s) with a certain frequency or data transmission rate and a specific signal strength. Only in this case it is assumed that access to the corresponding storage area takes place.
Um eine Zuordnung von Waren bzw. Lagerelementen zur Bevorratung der Waren wie Lagerkisten zu den Lagerbereichen zu ermöglichen, sieht es eine besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass weitere Identifikationsmittel an einem dem Lagerbereich zugeordneten Lagerelement oder einer dem Lagerbereich zugeordneten Ware vorgesehen sind, und dass von den weiteren Identifikationsmitteln mittels der Erfassungsmittel erfasste Signale dem Datenverarbeitungsprogramm als Eingangswerte zugeführt werden, wenn die Signale der weiteren Identifikationsmittel innerhalb eines vorgegebenen, hinsichtlich seiner Dauer definierten Zeitfensters, mit einer definierten Mindestsignalstärke sowie einer definierten Mindestdatenübertragungsrate erfasst werden.In order to allow an assignment of goods or storage elements for storing the goods such as storage boxes to the storage areas, it provides a particularly preferred embodiment of the method according to the invention that further identification means are provided on a storage area associated storage element or the storage area associated goods, and that signals detected by the further identification means by means of the detection means are supplied to the data processing program as input values when the signals of the further identification means are detected within a predetermined time window defined with respect to its duration, with a defined minimum signal strength and a defined minimum data transmission rate.
Zur Verifikation der richtigen Zuordnung der Lagerelemente bzw. Waren zu dem entsprechenden Lagerbereich ist es vorgesehen, dass das Datenverarbeitungsprogramm einen Vergleich der Identfikationsmittel und der weiteren Identifikationsmittel durchführt. Um dem Bediener eine Rückmeldung hierzu zu geben, ist es vorgesehen, das Ergebnis des Vergleichs den Erfassungsmitteln zu übermitteln und dem Benutzer auf optische, akustische, haptische oder sonstige Art und Weise mitzuteilen.In order to verify the correct assignment of the bearing elements or goods to the corresponding storage area, it is provided that the data processing program carries out a comparison of the identification means and the further identification means. In order to give the operator feedback on this, it is provided to transmit the result of the comparison to the detection means and to notify the user in an optical, acoustic, haptic or other manner.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.
Diese zeigt in:
-
1 eine vereinfachte Darstellung eines Teilbereichs eines Lagersystems mit mehreren übereinander angeordneten Lagerbereichen und darin angeordneten Lagerkisten für Waren, -
2 mehrere, nebeneinander angeordnete RFID-Etiketten gemäß dem Stand der Technik, -
3 mehrere, gegenüber der2 modifizierte RFID-Etiketten und -
4 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Zuordnen einer Lagerkiste zu einem Lagerbereich.
-
1 a simplified representation of a portion of a storage system with several stacked storage areas and arranged therein storage boxes for goods, -
2 several juxtaposed RFID tags according to the prior art, -
3 several, opposite the2 modified RFID labels and -
4 a flowchart for explaining the inventive method when assigning a storage box to a storage area.
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.
In der
Ergänzend wird erwähnt, dass in einer senkrecht zur Zeichenebene der
Der Zugriff bzw. das Zuführen sowie das Entnehmen von Lagerkisten
Beispielhaft weisen die beiden oberen Trägerelemente
Entsprechend der
Die Identifikationsmittel
Wie bereits erläutert, hängt die Auswahl des jeweiligen Trägerelements
Die in den
In der
Weiterhin ist anhand der
In der
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass in einem Programmblock
Sind sowohl die Bedingungen hinsichtlich der Signalstärke als auch der Datenübertragungsrate in den beiden Programmblöcken
Für den Fall, dass eine Lagerkiste
Als nächstes muss der Bediener die entsprechende Lagerkiste
In Analogie zur Erfassung der weiteren Identifikationsmittel
Der Programmblock
Ist dies der Fall, was durch den Programmblock
Sowohl für den Fall, dass die Lagerkiste
Das soweit beschriebene Verfahren bzw. Lagersystem
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102015113847 A1 [0004]DE 102015113847 A1 [0004]
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