DE10344118B4

DE10344118B4 - Verfahren zur Ermittlung einer geschätzten Menge von Objekten sowie Einrichtung hierzu

Info

Publication number: DE10344118B4
Application number: DE10344118A
Authority: DE
Inventors: Klaus Büning; Helge Schwarz; Friedrich SCHÖNER; Dietmar Krull
Original assignee: PRODIM CONSULT GES fur PRODUK; Prodim Consult Gesellschaft fur Produktionsdaten- und Informationsmanagement Mbh; Volkswagen AG
Current assignee: NORTHERN CONCERT & EVENT PROTECTION GMBH, DE; Volkswagen AG
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2023-09-25
Also published as: DE10344118A1

Abstract

Verfahren zur Ermittlung einer geschätzten Menge von Objekten (1) an jeweiligen Ortspositionen (a, b, c, d), insbesondere von Behältern zur Aufnahme weiterzuverarbeitender Teile, wobei eine Ortungseinrichtung mit einer Vielzahl von an Objekten (2) angeordneten Ortungsmodulen zur Bestimmung der Ortspositionen vorgesehen ist, gekennzeichnet durch Bestimmen von Ortspositionen (a, b, c, d) eines mit einem Ortungsmodul ausgerüsteten Anteils (2) der an den jeweiligen Ortspositionen (a, b, c, d) tatsächlichen vorhandenen Menge von Objekten (1) und statistisches Ermitteln der geschätzten Menge von Objekten (1) an einer Ortsposition (a, b, c, d) aus dem für die Ortsposition (a, b, c, d) bestimmten Anteil.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer geschätzten Menge von Objekten, insbesondere von Behältern zur Aufnahme weiterzuverarbeitender Teile, an jeweiligen Ortspositionen, wobei eine Ortungseinrichtung mit einer Vielzahl von an Objekten angeordneten Ortungsmodulen zum Bestimmen der Ortspositionen vorgesehen ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einrichtung zur Ermittlung einer geschätzten Menge von Objekten, insbesondere von Behältern zur Aufnahme weiterzuverarbeitender Teile, an jeweiligen Ortspositionen.
Die Ortung von Objekten, beispielsweise mittels eines passiven satellitengestützten Ortungssystems (z. B. Global Positioning System – Ortung (GPS)) oder einer Mobilfunknetzortung (z. B. mit Mobiltelefonen nach dem Global System for Mobile Communication – Standard (GSM), Universal Telephone Mobile System (UMTS) o. ä), ist hinreichend bekannt, beispielsweise aus der WO 01/01715 A1 .
In dem Dokument ist auch die Erfassung von Verkehrsströmen durch Ortung und Auswertung der ermittelten Ortspositionen von mit einem Mobiltelefon ausgerüsteten Personen offenbart.
In der DE 38 27 698 C1 ist ein Verfahren zum automatischen Suchen von mobilen Funkteilnehmern beschrieben, bei dem Suchaufträge von Fernsprechteilnehmern von Funküberleiteinrichtungen zu benachbarten Funküberleiteinrichtungen kopiert werden, in denen dann eine entsprechende Suche nach einem Fernsprechteilnehmer durchgeführt wird.
Das US-Patent 5,014,206 offenbart ein System zur Bestimmung und Aufzeichnung der Ortsposition von Fahrzeugen in Abhängigkeit von Ereignissen, die mit Sensoren erfasst werden. Die Ortsposition wird mit einem Navigationssystem und in einem Datenspeicher des Fahrzeugs zusammen mit dem Ereignis und einem Zeitstempel hinterlegt.
In der DE 44 09 178 A1 ist ein Verfahren zur Positionsermittlung von Mobilstationen in einem Mobilfunksystem mit Hilfe einer Laufzeitermittlung, Feldstärkeermittlung und/oder Auswertung der Übertragungsqualität zwischen einer Mobilstation und der Basisstation beschrieben.
Die DE 44 46 643 A1 offenbart eine Anordnung zur automatischen Kontrolle des Zugangs eines Lastfahrzeuges mit Ladung zu einem Ladungsverteilraum und zur Steuerung der Ladungsverteilung, wobei ein Kennsignalsender am Fahrzeug sowie am vorbestimmten Abladepunkt angeordnet ist. Eine Kontroll- und Ladungssteuervorrichtung ist zur Aufnahme und Auswertung von Kennsignalen und zur Abgabe von Steuersignalen ausgebildet.
Die EP 825 418 B1 beschreibt ein Verfahren zur fehlertoleranten Positionsermittlung eines Objektes, bei dem die Messgüte einzelner Sensoren kontinuierlich erfasst und bewertet wird. Sensorindividuelle Positionsangaben, die in Abhängigkeit von der Sensorgüte unterschiedlicher Zuverlässigkeiten aufweisen, werden unter Berücksichtigungen statistischer Wahrscheinlichkeiten bzw. Wahrscheinlichkeitsdichten für die jeweilige Position ausgewertet.
In der DE 100 56 222 A1 ist ein Verfahren zur Verkehrslokalisierung in einem zellulären Mobilfunknetz beschrieben, bei dem eine stationäre Verkehrsverteilung aus Übergangswahrscheinlichkeiten eines Hidden-Markov-Modells errechnet wird.
In der DE 101 24 811 A1 ist ein Verfahren zur Positionsbestimmung von mobilen Endgeräten in Mobilfunknetzen durch Bestimmung von Laufzeiten bzw. Laufzeitdifferenzen von gesendeten Signalen offenbart.
Aus der DE 27 38 450 C2 ist ein Verfahren zur Identifizierung und Zuordnung mehrerer Azimute bei der zentralen Standortberechnung in einer Peilbasis bekannt, bei dem für die Standortberechnung mit Hilfe von Zeitcharakteristiken die mit größter Wahrscheinlichkeit zueinander passenden Azimute gesucht und hieraus die Standorte ermittelt bzw. lokale Störungen eliminiert werden.
In R. Grabau: Funküberwachung und Elektronische Kampfführung, Stuttgart: Franckh, 1986, Seiten 222 und 223 ist die Funktion eines Übersichtsempfängers beschrieben. Dieser dient dazu, schnell einen vollständigen Überblick über die Gesamtbelegung eines Frequenzbereiches zu erhalten und Empfänger höherer Selekti vität ohne Zeitverlust auf erfasste Signale einzusteuern. Hierzu wird aus einem Histogramm der Suchempfangsergebnisse als über die Frequenz und dem Peilwinkel aufgetragene Anzahl von Impulsen ausgewertet und aus der Dichteverteilung Aufträge an eine selektive Erfassung generiert.
In der DE 100 45 469 C2 ist ein Verfahren zur Überwachung von Weidetieren unter Verwendung von an jedem Tier angebrachten oder implantierten Funkbaken beschrieben, die mit einer Überwachungszentrale in Funkverbindung stehen. Die Funkbaken werden in zeitlichen Abständen abgefragt, um die Lebensfunktion des betreffenden Tieres zu überprüfen und eine Ortsverlagerung des Tieres zu erkennen. Bei dem Verfahren müssen nachteilig alle Tiere mit einer solchen Funkbake ausgerüstet werden. Dies ist relativ aufwendig und teuer.
Die DE 34 47 599 A1 offenbart ein Verfahren und ein Gerät zur Inventur-Datenerfassung. Zur kollektiven Abfrage einer Vielzahl von Gruppen von Artikeln in einem Lagerbereich wird wiederholt ein Satz von Sende-/Empfangsfrequenzen erzeugt. Die mit einem Antwortsender versehenen Einheiten jeder Gruppe von Artikeln sind auf spezielle Warengruppen zugeordnete Frequenzen abgestimmt. Bei der kollektiven Abfrage einer Gruppe von Artikeln senden die Artikel einer Warengruppe Antwortsignale auf den zugeordneten Empfangsfrequenzen. In Abhängigkeit von der Signalstärke des Empfangssignals der einem ausgewählten Artikel zugeordneten Frequenz wird die Stückzahl des ausgewählten Artikels ermittelt.
Die DE 195 04 733 A1 offenbart eine Einrichtung zum Lokalisieren von Gegenständen, bei der ein Behälter eine Senderanlage hat, die Informationen über den Aufenthaltsort und den Inhalt des Behälters an eine zentrale Auswertereinheit übermittelt. Im Bereich der Ladeöffnung des Behälters ist eine Identifizierungsschleuse angeordnet, die über Identifizierungskennzeichen Ladebewegungen und Bewegungsrichtungen von Gegenständen ermittelt. Durch Saldierung der Ladebewegungen wird der aktuelle Inhalt des Behälters bestimmt.
Zur Ermittlung der Menge von Objekten an bestimmten Ortspositionen ist es allerdings derzeit notwendig, alle Objekte einer zu beobachtenden Menge mit einem Ortungsmodul auszustatten. Dies erfordert nicht nur hohe Investitionskosten, sondern auch relativ hohe Betriebskosten, da jede einzelne Ortung Kosten verursacht.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung einer geschätzten Menge von Objekten, insbesondere von Behältern zur Aufnahme weiterzuverarbeitender Teile, an jeweiligen Ortspositionen zu schaffen, bei dem eine Ortungseinrichtung mit einer Vielzahl von an Objekten angeordneten Ortungsmodulen zur Bestimmung der Ortsposition vorgesehen ist.
Die Aufgabe wird mit dem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß gelöst durch Bestimmen von Ortspositionen eines mit einem Ortungsmodul ausgerüsteten Anteils der an den jeweiligen Ortspositionen tatsächlich vorhandenen Menge von Objekten und statistisches Ermitteln der geschätzten Menge von Objekten an einer Ortsposition aus dem für die Ortsposition bestimmten Anteil.
Durch die statistische Auswertung ist es nunmehr möglich, die Ortung lediglich für einen Teil der Menge von Objekten durchzuführen und mit Hilfe an sich be kannter statistischer Methoden die tatsächliche Menge der an einer Ortsposition befindlichen Objekte hochzurechnen.
Hierzu kann beispielsweise eine Gleichverteilung der ortbaren Objekte und eine Gaussverteilungskurve genutzt werden.
Das Verfahren ist insbesondere vorteilhaft, um im Produktionsprozess die Verfügbarkeit von Behältern für zu verbauende Teile zu bestimmen, beispielsweise um leere Behälter wieder an den erforderlichen Orten im Produktionsprozess einsteuern zu können.
Vorzugsweise ist die Ortungseinrichtung eine Mobilfunkeinrichtung mit mobilen Sende-Empfangsmodulen als Ortungsmodulen. Die Ortung kann dann in bekannter Weise beispielsweise als passive GSM-Ortung im Mobilfunknetz erfolgen, wobei die in Mobilfunkbasisstationen oder Mobilfunkzentralen ermittelten und an die Sende-Empfangsmodule übersandten Ortungsdaten sowie zusätzliche Informationen mit Hilfe der Mobilfunkeinrichtung an eine Auswertezentrale übermittelt werden können. Die weiteren Informationen können beispielsweise Inhalt und Menge eines Behälters sein.
Die Ortungspositionen können dann in bekannter Weise mindestens aus den Zellen- und Feldstärkeinformationen bestimmt werden. Eine genauere Bestimmung der Ortsposition ist möglich, wenn mit der Mobilfunkeinrichtung eine Ortung in mindestens zwei voneinander unabhängigen Mobilfunknetzen erfolgt und die in den Mobilfunknetzen jeweils ermittelten Ortspositionen korreliert werden.
In Verbindung mit der Ortsposition sollte zudem die Zeit der jeweiligen Ortung und ggf. eine Identifikationsnummer des einem Ortungsmodul zugeordneten Objektes erfasst werden. Auf diese Weise ist eine genauere Beobachtung und Auswertung von Objektströmen möglich.
Die Genauigkeit des Verfahrens zur Ermittlung der Menge von Objekten kann weiter durch Verifizieren der statistischen Verteilung der Objekte gesteigert werden, indem jeweils die im Umgebungsbereich der Ortsposition eines mit einem Ortungsmodul ausgerüsteten Objektes befindlichen weitere Objekte erfasst und das Verhältnis von im Umgebungsbereich mit einem Ortungsmodul ausgerüsteten Objekten zu der Anzahl der im Umgebungsbereich erfassten Objekte bestimmt wird. Eine zur statistischen Ermittlung der Menge von Objekten an Ortspositionen angenommene Verteilungsgröße, beispielsweise eine Gleichverteilung, kann dann auf Basis des bestimmten Verhältnisses korrigiert werden und somit die Menge der an einer Ortsposition befindlichen Objekte hochgenau bestimmt werden.
Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die im Umgebungsbereich befindlichen Objekte durch Funkabfragen von Transpondern erfasst werden, die an den weiteren Objekten angeordnet sind. Die Ortungsmodule sind dabei mit Transpondern gekoppelt, die zum Ansprechen und Auswerten der Transponder der nicht ortbaren Objekte ausgebildet sind.
Weiterhin kann ein Erfassen von Ortsverlagerungen von mit einem Ortungsmodul ausgerüsteten Objekten und ein statistischen Bestimmen von Objektströmen aus den erfassten Ortsverlagerungen erfolgen. Auf diese Weise können Objektströme beobachtet und gesteuert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, eine zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ausgebildete Einrichtung zu schaffen.
Die Aufgabe wird mit der gattungsgemäßen Einrichtung dadurch gelöst, dass eine im Verhältnis zur Gesamtanzahl der zu beobachten Objekte verminderten Anzahl ortbarer Objekte mit einem Ortungsmodul ausgestattet ist, eine Ortungs einrichtung zur Bestimmung der Ortsposition der ortbaren Objekte und eine Auswerteeinheit zur statistischen Ermittlung der Menge von Objekten an einer Ortsposition aus dem für die Ortsposition bestimmten Anteils und einer angenommenen statistischen Verteilungsgröße vorgesehen ist.
Dabei sind die Ortungsmodule der ortbaren Objekte vorzugsweise mit einem aktiven Transponder zum Abfragen der Anzahl und/oder Identität von in der Ortsumgebung befindlichen nicht ortbaren Objekten gekoppelt, die mit Transpondern, vorzugsweise mit passiven Transpondern ausgestattet sind.
Eine Verifikation der statistischen Verteilung kann erfolgen, wenn die Auswerteeinheit zur Anpassung der statistischen Verteilungsgröße in Abhängigkeit von der mittels Transponder abgefragten Anzahl ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 – Skizze einer Menge zu beobachtender Objekte mit einer Anzahl von ortbaren Objekten und einem ortbaren Objekt mit Transponder zur Verifizierung der statistischen Annahmen;
2 – Skizze an verschiedenen Ortspositionen befindlichen Mengen von Objekten mit gleichverteilten ortbaren Objekten;
3 – Skizze zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Produktionsprozess.
Die 1 lässt eine Skizze einer Menge von zu beobachtenden Objekten 1 erkennen, von denen eine bestimmte Anzahl mit Hilfe eines Ortungsmoduls ortbar ist. Das Ortungsmodul ist vorzugsweise ein mobiles Sende- und Empfangsmodul, wobei die Ortung des Sende- und Empfangsmoduls im Mobilfunknetz in hinreichend bekannter Weise erfolgt. Neben diesen ortbaren Objekten 2 ist mindestens ein weiteres ortbares Objekt 3 mit einem Ortungsmodul versehen, das mit einem Aktiv-Transponder gekoppelt ist. Der aktive Transponder ist vorgesehen, um Transponder weiterer insbesondere nicht ortbarer Objekte 1 abzufragen und damit die für eine Ortsposition ermittelte Menge von Objekten zu verifizieren.
Die 2 lässt die sich im Betrieb einstellende Verteilung der ortbaren Objekte 2 an den Ortsposition a, b, c, d, erkennen. Durch Bestimmung der Anzahl der ortbaren Objekte 2 für einzelne Ortspositionen a, b, c, d, kann mit bekannten statistischen Methoden die tatsächliche Anzahl der an den jeweiligen Ortspositionen tatsächlich befindlichen Objekte 1 mit Hilfe einer angenommenen statistischen Verteilungsgröße hochgerechnet werden. Vorzugsweise wird eine Gleichverteilung angenommen.
Zur Verifizierung der ermittelten Menge und statistischen Verteilungsgröße ist mindestens ein ortbares Objekt 3 mit einem Transponder gekoppelt, der durch Funkabfrage von Transpondern weiterer in der Ortsumgebung a, b, c, d des Transponders befindlichen Objekten 2, 3 mit aktiven oder passiven Transpondern eine tatsächliche Menge von Objekten 1 in der Ortsumgebung bestimmt. Dabei kann ein Verhältnis der ortbaren Objekte 2 zu den nicht ortbaren aber mit Transponder ausgestatteten Objekten 1 ausgestattet werden, das zur Korrektur der angenommenen statistischen Verteilungsgröße genutzt wird.
Die Transponderkommunikation ortbarer Objekte 3 mit nicht ortbaren Objekten 1 kann zudem zur Abfrage weiterer Informationen über die Objekte 1 genutzt werden, beispielsweise zur Erfassung von Informationen über die Art und Identität der Objekte 1 sowie Informationen über den Inhalt oder Füllstand von Behältern.
Zudem kann die Kommunikationseinheit der ortbaren Objekte 2 mit weiteren Sensoren gekoppelt werden, um ebenfalls die Art der Objekte 1, 2, 3, die Identität der Objekte 1, 2, 3 und den Inhalt und Ladezustand von Behältern sowie weitere in einem Produktionsprozess erforderlichen Informationen zu erfassen.
Die 3 lässt den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Produktionsprozess erkennen. Durch die oben genannte Ausrüstung eines Anteils von Objekten 2 gleichartiger Objekte 1, wie beispielsweise Behälter zur Lagerung weiterzuverarbeitender Teile und der statistischen Ermittlung der tatsächlichen Menge von Objekten 1 an Ortspositionen der Produktionskette kann eine Objektstromverfolgung und Bestandsanalyse in der gesamten Prozesskette von Produktion, Verarbeitung, Zwischenlagerung und Transport erfolgen. Dies ist insbesondere durch Nutzung eines räumlich nahezu unbeschränkt verfügbaren Mobilfunknetzes als Ortungseinrichtung möglich. Dabei ist eine Ortung von Mobilfunknetzen nicht auf ein Produktionsgelände beschränkt, sondern kann sogar länderübergreifend erfolgen.
Mit Hilfe der mit einem Transponder gekoppelten Ortungsmodule ortbarer Verifikationsobjekte 3 können benachbarte Objekte 1 in begrenzter Reichweite (beispielsweise bis zu 10 m) angesprochen und geortet werden. Auf diese Weise kann die zur Ermittlung der tatsächliche an eine Ortsposition befindlichen Menge von Objekten 1 verifiziert werden.

Claims

Verfahren zur Ermittlung einer geschätzten Menge von Objekten (1) an jeweiligen Ortspositionen (a, b, c, d), insbesondere von Behältern zur Aufnahme weiterzuverarbeitender Teile, wobei eine Ortungseinrichtung mit einer Vielzahl von an Objekten (2) angeordneten Ortungsmodulen zur Bestimmung der Ortspositionen vorgesehen ist, gekennzeichnet durch Bestimmen von Ortspositionen (a, b, c, d) eines mit einem Ortungsmodul ausgerüsteten Anteils (2) der an den jeweiligen Ortspositionen (a, b, c, d) tatsächlichen vorhandenen Menge von Objekten (1) und statistisches Ermitteln der geschätzten Menge von Objekten (1) an einer Ortsposition (a, b, c, d) aus dem für die Ortsposition (a, b, c, d) bestimmten Anteil.
Verfahren nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortungseinrichtung eine Mobilfunkeinrichtung mit mobilen Sende-Empfangsmodulen als Ortungsmodulen ist.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Bestimmen der Ortspositionen (a, b, c, d) mindestens aus den Zellen und/oder Feldstärkeinformationen.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch Bestimmen der Ortspositionen (a, b, c, d) mit einer Mobilfunkeinrichtung in mindestens zwei voneinander unabhängigen Mobilfunknetzen durch Korrelation der für die Mobilfunknetze jeweils ermittelten Ortspositionen (a, b, c, d).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Erfassen der Zeit der jeweiligen Ortung in Verbindung mit der Ortsposition (a, b, c, d) und einer Identifikationsnummer des einem Ortungsmodul zugeordneten Objektes (1, 2, 3).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Verifizieren der statistischen Verteilung der Objekte (1) jeweils durch Erfassen von im Umgebungsbereich der Ortsposition (a, b, c, d) eines mit einem Ortungsmodul ausgerüsteten Objektes (2) befindlichen weiteren Objekte (1, 2, 3) und Bestimmen des Verhältnisses von im Umgebungsbereich mit einem Ortungsmodul ausgerüsteten Objekten (1, 2, 3) zu der Gesamtzahl der im Umgebungsbereich erfassten Objekte (1) und Korrektur einer zur statischen Ermittlung der geschätzten Menge von Objekten (1) an Ortspositionen (a, b, c, d) aufgenommen Verteilungsgröße.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der im Umgebungsbereich befindlichen Objekte (1) durch Funkabfragen von Transpondern erfolgt, die an den weiteren Objekten (1, 2, 3) angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Erfassen von Ortsverlagerungen von mit einem Ortungsmodul ausgerüsteten Behältern und statistisches Bestimmen von Behälterströmen aus den erfassten Ortsverlagerungen.
Einrichtung zur Ermittlung einer geschätzten Menge von Objekten, insbesondere von Behältern zur Aufnahme weiterzuverarbeitender Teile, an jeweiligen Ortspositionen (a, b, c, d), dadurch gekennzeichnet, dass eine im Verhältnis zur Gesamtanzahl der zu beobachten Objekte (1) verminderte Anzahl ortbarer Objekte (2) mit einem Ortungsmodul ausgestattet ist, eine Ortungseinrichtung zur Bestimmung der Ortsposition (a, b, c, d) der ortbaren Objekte (2) und eine Auswerteeinheit zur statischen Ermittlung der geschätzten Menge von Objekten an der Ortsposition (a, b, c, d) aus dem für die Ortsposition (a, b, c, d) bestimmten Anteil und einer angenommenen statistischen Verteilungsgröße vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Ortungsmodule ortbarer Objekte (3) mit einem Transponder zur Abfrage der Anzahl- und/oder Identität von in der Ortsumgebung befindlichen nicht ortbaren Objekten (1) gekoppelt sind, die mit einem Transponder ausgestattet sind.
Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit zur Anpassung der statistischen Verteilungsgröße in Abhängigkeit von der mittels Transponder abgefragten Anzahl ausgebildet ist.