DE202019001430U1

DE202019001430U1 - Logistik-Tracking-System zur automatisierten Lagerverwaltung sowie Verwendung von energieautarken Transpondereinheiten am jeweiligen Stückgut

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Publication number: DE202019001430U1
Application number: DE202019001430.6U
Authority: DE
Original assignee: Metatwin GmbH
Current assignee: METATWIN GMBH, DE
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2019-05-06
Anticipated expiration: 2029-03-28

Abstract

Logistik-Tracking-System (10) eingerichtet zur indirekten Bestimmung von Daten, insbesondere Positionsdaten, von ortsfest an vordefinierbaren Positionen in einem Lager zu lagerndem Stückgut (2), insbesondere Schwerlaststückgut, basierend auf der Bestimmung einer entsprechenden stückgutspezifischen Relativposition einer Greifereinheit (3.1) eingerichtet zum Greifen und Verlagern des jeweiligen Stückgutes, wobei das Logistik-Tracking-System eine Recheneinheit (11) sowie eine damit verbundene Positionserfassungseinheit (13) eingerichtet zur Erfassung der Position der Greifereinheit aufweist und ferner ein damit koppelbares erstes Kommunikationsmodul (12) eingerichtet zur drahtlosen Kommunikation über wenigstens ein Kommunikationsprotokoll aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass das Logistik-Tracking-System (10) eine Mehrzahl von energieautarken Transpondereinheiten (20) jeweils eingerichtet zur Montage am Stückgut (2) umfasst, wobei die jeweilige Transpondereinheit einen Energiespeicher und ein zweites Kommunikationsmodul eingerichtet zur drahtlosen Kommunikation mit dem ersten Kommunikationsmodul über wenigstens ein Kommunikationsprotokoll aufweist und durchgehend ein vordefinierbares Sendemuster sendet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft ein Logistik-Tracking-System zur automatisierten Lagerverwaltung von Stückgut sowie die Verwendung von energieautarken Transpondereinheiten am jeweiligen Stückgut.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Stückgüter, insbesondere Stahl-/Metallbunde, werden in vielen Fällen einzeln verlagert. Nicht nur zum Auffinden des jeweiligen Stückgutes, sondern auch zwecks Bestimmung von Destination, Zeit und Ort der Verladung, sind Lager-Daten zum jeweiligen Stückgut von Interesse. Gewünscht wird daher insbesondere ein Logistik-Tracking-System, welches praktikabel in der Handhabung und betriebssicher hinsichtlich der Stückgutdaten ist; möglichst ohne hohen manuellen Aufwand.
Lager-Management-Systeme werden bereits genutzt. Beispielsweise die DE 10 2006 057 643 A1 , DE 10 2006 053 528 A1 , DE 10 2009 016366 A1 , DE 20 2014 005 363 U1 oder EP 2 629 899 B1 beschreiben einzelne Aspekte solcher Systeme. In der Patenschrift DE 198 33 240 AI wird allgemein auf ein elektronisches Lagerungssystem eingegangen, welches über Transponder, die an einzelnen Objekten angebracht sind, ein Wiederfinden ermöglicht. Dieses benötigt jedoch zwei voneinander getrennt lokalisierte Sende- und Empfangsstationen, die fest installiert sind und durch Triangulation eine Ortung ermöglichen. Insbesondere in Lagerhallen, wo viel Metall oder Stahlbunde lagern, ist ein solches System nicht einsetzbar, da Metall auf Ortungssignale abschirmend und/oder verstärkend wirken kann.
In 10 2018 103 664.7 wird auf diesen Aspekt eingegangen. Hier wird ein Lagerlogistikdatenbestimmungssystem beschrieben, welches zur indirekten Bestimmung von Daten, insbesondere Positionsdaten von ortsfest an vordefinierbaren Positionen in einem Lager gelagertem bzw. zu lagerndem Stückgut, basierend auf der Bestimmung einer entsprechenden stückgutspezifischen Relativposition einer Greifereinheit eingerichtet zum Greifen und Verlagern des jeweiligen Stückgutes, insbesondere eingerichtet zum Greifen von oben aus derselben Horizontalposition wie das zu greifende Stückgut, wobei das Lagerlogistikdatenbestimmungssystem eine Recheneinheit sowie eine damit verbundene (erste) Positionserfassungseinheit eingerichtet zur Erfassung der Position der Greifereinheit, insbesondere Horizontalposition in oder bezogen auf (Relativ-)Koordinaten des Lagers, und ein damit koppelbares bzw. damit verbundenes erstes Kommunikationsmodul eingerichtet zur drahtlosen Kommunikation über wenigstens ein Kommunikationsprotokoll aufweist, welches erste Kommunikationsmodul bevorzugt zur Montage/Befestigung/Fixierung an der Greifereinheit ausgebildet ist. D.h. Sende- bzw. Empfangsstation sind dort nicht ortsfest, sondern in x- und y-Richtung variabel im Raum. Bei diesem System sind jedoch Transponder in Betrieb, welche die meiste Zeit in einem „Schlafmodus“ sind, in dem sie nicht senden. Die Transponder werden dabei nur aktiv, wenn sie in Bewegung gebracht werden. Dies wird ermöglicht, durch interne Sensoren, die in dem Transponder integriert sind und durch eine Bewegungsdetektion das Sendemodul aktivieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird in dem gleichen Umfeld bzw. Kontext eingesetzt, wie die Erfindung in 10 2018 103 664.7 beschrieben. Das neuartige System zeichnet sich jedoch dadurch aus, dass es ohne integrierte Sensoren bei den Transpondern auskommt. D.h. die Transponder müssen nicht in einen Schlafmodus gehen und sind dadurch immer identifizierbar bzw. auslesbar. Gleichzeitig ist bei dieser Erfindung eine Triangulation zur genauen Ortsbestimmung im x-, y-, z- Koordinatenraum nicht vorgesehen. Die genauen Ortsdaten werden über ein Kransystem ermittelt, welches mit bestimmten Sensoren ausgestattet ist; der Transponder dient dabei in erster Linie nur zur Identifizierung der Stückgüter. Die Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele sind miteinander kombinierbar, sofern dies nicht explizit verneint ist.
PA1 Bereitgestellt wird ein Logistik-Tracking-System eingerichtet zur indirekten Bestimmung von Daten, insbesondere Positionsdaten von ortsfest an vordefinierbaren Positionen in einem Lager gelagertem bzw. zu lagerndem Stückgut, insbesondere Schwerlaststückgut, z.B. Stahlcoils bzw. Metallbunde mit einer Masse von bis zu 40t, basierend auf der Bestimmung einer entsprechenden stückgutspezifischen Relativposition einer Greifereinheit eingerichtet zum Greifen und Verlagern des jeweiligen Stückgutes, insbesondere eingerichtet zum Greifen von oben aus derselben Horizontalposition wie das zu greifende Stückgut, wobei das Logistik-Tracking-System eine Recheneinheit sowie eine damit verbundene (erste) Positionserfassungseinheit eingerichtet zur Erfassung der Position der Greifereinheit, insbesondere Horizontalposition in oder bezogen auf (Relativ-)Koordinaten des Lagers, und ein damit koppelbares bzw. damit verbundenes erstes Kommunikationsmodul eingerichtet zur drahtlosen Kommunikation über wenigstens ein Kommunikationsprotokoll aufweist, insbesondere bluetooth- und/oder zigbee- und/oder Nahfeld-(NFC)- und/oder WiFi- und/oder NB-IoT-Kommunikationsprotokoll, welches erste Kommunikationsmodul bevorzugt zur Montage/Befestigung/Fixierung an der Greifereinheit ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Logistik-Tracking-System eine Mehrzahl von energieautarken (ortsunabhängig bzw. mobil verwendbaren), drahtlos kommunizierenden Transpondern eingerichtet zur Montage am Stückgut umfasst, wobei die jeweilige Transpondereinheit einen Energiespeicher besitzen kann und ein zweites Kommunikationsmodul eingerichtet zur drahtlosen Kommunikation mit dem ersten Kommunikationsmodul über wenigstens ein Kommunikationsprotokoll, insbesondere bluetooth- und/oder zigbee- und/oder Nahfeld- (NFC) und/oder WiFi- und/ oder NB-IoT-Kommunikationsprotokoll aufweist.
Dies liefert insbesondere bei sperrigem Stückgut eine einfache Art und Weise der Kennzeichnung und Nachverfolgung (tracking) des Stückgutes, insbesondere auch hinsichtlich Lagerbestand oder Lagerkapazität. Auch eine indirekte Positionsbestimmung kann realisiert werden, basierend auf der bekannten Position der Greifereinheit. Die jeweilige Transpondereinheit muss dabei keine Positionsdaten transmittieren. Zumindest aber die Horizontalposition kann indirekt über die Greifereinheit ermittelt werden.
Die Greifereinheit kann z.B. als Schwerlastkran ausgestaltet sein, welcher das Lager insbesondere gemäß vordefinierter Lager-Reihen (Matrix; Zeilen, Spalten), also basierend auf vordefinierten Horizontal-Koordinaten (vordefinierte x- und/oder y-Koordinaten) abfahren kann. Die entsprechenden möglichen x/y-Koordinaten als verfügbare Lagerplätze für das jeweilige Stückgut können dabei in einer Lagerdatenbank (Datenspeicher) des Systems hinterlegt sein.
Die Positionserfassungseinheit bezüglich der Greifereinheit (erste Positionserfassungseinheit) kann dabei bevorzugt auf Laser-Entfernungsmessung basieren, zumindest bezüglich der x- und y-Achse, wahlweise jedoch auch auf GPS-Ortung oder auf ein Auslesen der SPS-Motorensteuerung. Alternativ oder ergänzend kann die erste Positionserfassungseinheit auch eine Messtechnologie bzw. Sensorik aus der Gruppe Ultraschall oder Infrarot umfassen, insbesondere auch bezüglich der z-Achse. Speziell für die z-Achse ist auch der Einsatz eines Seilzugsensors denkbar.
Das Stückgut kann dabei insbesondere ein beliebiger jeweils vereinzelt isoliert positionierter Gegenstand sein, insbesondere Schwerlaststückgut, Schwerlastrohstoff, z.B. ein Stahlcoil bzw. ein Metallbund.
Die jeweilige Transpondereinheit kann eine Halteeinrichtung zur Fixierung der Transpondereinheit am Stückgut aufweisen, insbesondere eine Halteeinrichtung eingerichtet zur Fixierung des Transponders an einem Stahlcoil.
PA2 Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Transpondereinheit, als reine Datengebereinheit ohne weitere Sensoren ausgebildet, d.h., als unilateral transmittierende Datengebereinheit. Die jeweilige Transpondereinheit kann neben der eindeutigen Identifizierungsnummer auch andere Daten transmittieren. Die Daten können z.B. den Herkunfts- und/oder Bestimmungsort des Stückgutes kennzeichnen, das Material (z.B. die Stahlsorte), den Hersteller und/oder den Käufer.
PA3 Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Logistik-Tracking-System eingerichtet zur automatischen Detektion eines Stückgutes bzw. Metallbundes, wenn dieses von der Greifereinheit aufgenommen wird. Hierzu können Laserdistanz-, Ultraschall-, Lichtleiter- oder Infrarotsensoren an der Greifereinheit angebracht werden; aber auch der Einsatz eines Kamerasystems ist möglich, um festzustellen, dass ein Stückgut aufgenommen worden ist. Um eine Detektion zu ermöglichen muss mindestens ein Sensor oder eine Kamera an der Greifereinheit angebracht sein. Wenn der Greifer eine bestimmte vordefinierte Distanz, z. B. 1 Meter, oder sonstiger Schwellenwert zu dem aufzunehmenden Stückgut unterschreitet, wird dem System mitgeteilt, dass der Greifer gerade im Begriff ist ein Stückgut aufzunehmen und daher nach einem Transponder gesucht werden muss. Im umgekehrten Fall, d.h. wenn eine mit einem Stückgut beladene Greifereinheit durch Sensoren registriert, dass der Abstand zu dem Stückgut wieder einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, wird dem System mitgeteilt, dass kein Stückgut mehr beladen ist und die Verbindung zu dem aktuellen Transponder zu trennen ist. In beiden Fällen erfolgt eine Aktualisierung der Datenbank, sofern sich die Position des Transponder bzw. des Stückgutes bzw. Metallbundes ändert.
PA4 Die zuvor genannte Aufgabe wird gelöst durch das Logistik-Tracking-Systems zum indirekten Bestimmen von Daten, insbesondere Positionsdaten von ortsfest an vordefinierbaren Positionen in einem Lager zu lagerndem Stückgut, insbesondere Schwerlaststückgut, z.B. Stahlcoils bzw. Metallbunde mit einer Masse von bis zu 40t, mittels einer Mehrzahl von energieautarken drahtlos kommunizierenden Transpondereinheiten jeweils in am Stückgut montierter Anordnung, insbesondere jeweils in Verwendung als Datengebereinheit in einem zuvor beschriebenen Logistik-Tracking-System, wobei ein Transmittieren oder ein Erfassen und Transmittieren von Daten mittels der jeweiligen Transpondereinheit erfolgt und der jeweilige Transponder ein bestimmtes Sendemuster durchgehend sendet, bei bekannter (Absolut-) Position der Greifereinheit, basierend auf drahtloser Kommunikation über wenigstens ein Kommunikationsprotokoll.
Insbesondere hat sich gezeigt, dass folgende Betriebsweise vorteilhaft ist: Die jeweilige Transpondereinheit wird erst dann von dem System gesucht, wenn bei der Greifereinheit registriert wurde, dass ein Stückgut aufgenommen worden ist. Diese Absicherung dient als eine Art Plausibilitätsprüfung. Nur wenn ein Stückgut an der Greifeinheit hängt, ist es sinnhaft nach dem Transponder zu suchen, da erst in diesem Moment eine Verlagerung des Stückgutes stattfindet. Da die Empfängereinheit der Greifereinheit in diesem Fall sehr nahe an dem Transponder ist, wird eine Identifizierung durch eine hohe Signalstärke des Transponders erleichtert. Die Verbindung zu dem Transponder wird wieder gelöst, wenn der Sensor detektiert, dass kein Stückgut mehr sich an der Greifereinheit befindet.
Es wird ein Zeitintervall vordefiniert, in welchem die Transpondereinheit die Datentransmission vornimmt. Dieses Transmissions-Zeitintervall kann z.B. auf eine oder mehrere Sekunden vordefiniert sein; insbesondere um zu hohen Energieverbrauch zu verhindern. Die Datentransmission kann insbesondere eine Transmission von Identifikationsdaten umfassen, nämlich Identifikationsdaten zum Identifizieren der jeweiligen Transpondereinheit und/oder des jeweiligen Stückgutes.
Figurenliste
In den nachfolgenden Zeichnungsfiguren wird die Erfindung noch näher beschrieben, wobei für Bezugszeichen, die nicht explizit in einer jeweiligen Zeichnungsfigur beschrieben werden, auf die anderen Zeichnungsfiguren verwiesen wird. Es zeigen:

1, 2 jeweils in einer Draufsicht in schematischer Darstellung ein Logistik-Tracking-System gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3A, 3B jeweils in einer Seitenansicht in schematischer Darstellung eine Greifereinheit ohne und mit aufgenommenem Stückgut für ein Logistik-Tracking-System gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
4 in schematischer Darstellung eine Interaktion unter einzelnen Komponenten eines Logistik-Tracking-System gemäß einem Ausführungsbeispiel.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
In 1 ist ein Lager 1 für eine Vielzahl von Stückgütern 2 gezeigt, insbesondere Schwerlaststückgütern, z.B. Stahlcoils bzw. Metallbunde. Das Lager 1 ist gemäß einem Raster 4 strukturiert, insbesondere durch mehrere Längsachsenpfade 4.1 und Querachsenpfade 4.2, insbesondere jeweils ausgebildet als Schiene oder Trasse oder Verlagerungsweg. Das Lager 1 erstreckt sich in Längs- und Querrichtung x, y, wobei das Stückgut insbesondere auch in einer Höhenrichtung z verlagert wird. Ein Kran 3 oder dergleichen Hebevorrichtung weist eine Greifereinheit 3.1 auf. Daran sind ein Kommunikationsmodul 12 (erstes Kommunikationsmodul) und eine Positionserfassungseinheit 13 (erste Positionserfassungseinheit) mit Laser-Entfernungsmesseinheit und Stückgut-Detektor 13.1 angeordnet.
Ein Logistik-Tracking-System 10 umfasst dabei eine Vielzahl von Transpondereinheiten 20, insbesondere jeweils in Ausgestaltung als Datengebereinheit. Ferner ist eine Recheneinheit 11 zur Datenverarbeitung vorgesehen, die in Kommunikation mit dem Kommunikationsmodul 12 und/oder der Positionserfassungseinheit 13 steht.
In 3A ist eine leere Greifereinheit veranschaulicht. Die Greifereinheit 3.1 hat keine Last angehoben. Mittels eines oder mehrere Sensoren oder Kamerasysteme 13.1, kann durch den Stückgut-Detektor ermittelt bzw. verifiziert werden, wann ein Stückgut aufgenommen bzw. wieder abgelegt wurde.
In 3B ist eine Greifereinheit 3.1 mit erfasstem Stückgut gezeigt. Die Transpondereinheit 20 ist in den transmittierenden Modus geschaltet und transmittiert Daten zum an der Greifereinheit 3.1 angeordneten Kommunikationsmodul 12.
In 4 ist das Lager 1 in schematischer Darstellung gezeigt, wobei das Kommunikationsmodul 12 der Greifereinheit 3.1 über einen Kommunikationsknoten 29, insbesondere AccessPoint, Daten zu einer mobilen Kommunikationseinrichtung 30, insbesondere Smartphone, transmittiert. Auf der Kommunikationseinrichtung 30 können die über die jeweilige Transpondereinheit 20 ermittelten Daten dargestellt werden, z.B. auf einer Kranbrücke, oder unterwegs für eine das Inventar begutachtende Person.
Bezugszeichenliste

1: Lager
2: Stückgut, insbesondere Schwerlaststückgut, z.B. Stahlcoils, Metallbunde
3: Kran oder dergleichen Hebevorrichtung
3.1: Greifereinheit
4: Raster
4.1: Längsachsenpfad, insbesondere Schiene oder Trasse oder Verlagerungsweg
4.2: Querachsenpfad, insbesondere Schiene oder Trasse oder Verlagerungsweg
10: Logistik-Tracking-System
11: Recheneinheit
12: Kommunikationsmodul der Greifereinheit (erstes Kommunikationsmodul)
13: Positionserfassungseinheit bezüglich Greifereinheit (erste Positionserfassungseinheit)
13.1: Stückgut-Detektor
20: Transpondereinheit, insbesondere in Ausgestaltung als Datengebereinheit, welche durchgehend ein vordefiniertes Sendemuster sendet.
29: Kommunikationsknoten, insbesondere AccessPoint
30: mobile Kommunikationseinrichtung, insbesondere Smartphone
x, y, z: Längsrichtung, Querrichtung, Höhenrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006057643 A1 [0003]
DE 102006053528 A1 [0003]
DE 102009016366 A1 [0003]
DE 202014005363 U1 [0003]
EP 2629899 B1 [0003]
DE 19833240 [0003]

Claims

Logistik-Tracking-System (10) eingerichtet zur indirekten Bestimmung von Daten, insbesondere Positionsdaten, von ortsfest an vordefinierbaren Positionen in einem Lager zu lagerndem Stückgut (2), insbesondere Schwerlaststückgut, basierend auf der Bestimmung einer entsprechenden stückgutspezifischen Relativposition einer Greifereinheit (3.1) eingerichtet zum Greifen und Verlagern des jeweiligen Stückgutes, wobei das Logistik-Tracking-System eine Recheneinheit (11) sowie eine damit verbundene Positionserfassungseinheit (13) eingerichtet zur Erfassung der Position der Greifereinheit aufweist und ferner ein damit koppelbares erstes Kommunikationsmodul (12) eingerichtet zur drahtlosen Kommunikation über wenigstens ein Kommunikationsprotokoll aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass das Logistik-Tracking-System (10) eine Mehrzahl von energieautarken Transpondereinheiten (20) jeweils eingerichtet zur Montage am Stückgut (2) umfasst, wobei die jeweilige Transpondereinheit einen Energiespeicher und ein zweites Kommunikationsmodul eingerichtet zur drahtlosen Kommunikation mit dem ersten Kommunikationsmodul über wenigstens ein Kommunikationsprotokoll aufweist und durchgehend ein vordefinierbares Sendemuster sendet.
Logistik-Tracking-System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Logistik-Tracking-System eingerichtet ist zur Erfassung des jeweiligen Stückgutes (2) relativ zur Greifereinheit (3.1) zur indirekten Bestimmung der Position oder Positionsdaten des Stückgutes (2); dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Transponderreinheit (20), die sich an dem Stückgut befindet, als reine Datengebereinheit ohne weitere Sensoren ausgebildet ist und neben der eindeutigen Identifizierungsnummer auch andere Daten transmittieren kann, wobei die Daten z.B. den Herkunfts- und/oder Bestimmungsort des Stückgutes kennzeichnen, das Material, den Hersteller und/oder den Käufer.
Logistik-Tracking-System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eingerichtet zur automatischen Detektion eines Stückgutes (2) durch einen oder mehrere Laserdistanz-, Ultraschall-, Lichtleiter- oder Infrarotsensoren oder alternativ durch Kamerasysteme, welche an der Greifer- oder Kraneinheit angebracht sind und detektieren, wenn das Stückgut durch die Greifereinheit (3.1) aufgenommen bzw. abgelegt wird.
Logistik-Tracking-System (10) zum indirekten Bestimmen von Daten, insbesondere Positionsdaten, von ortsfest in einem Lager zu lagerndem Stückgut (2), insbesondere Schwerlaststückgut, mittels einer Mehrzahl von energieautarken Transpondereinheiten (20) jeweils in am Stückgut montierter Anordnung, insbesondere jeweils in Verwendung als unilateral transmittierende Datengebereinheiten in einem Logistik-Tracking-System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Transmittieren oder Erfassen und Transmittieren von Daten mittels der jeweiligen Transpondereinheit (20) zu einer das jeweilige Stückgut (2) greifenden und verlagernden Greifereinheit (3.1) oder zu einem entsprechenden Kommunikationsmodul (12), bei bekannter (Absolut-)Position der Greifereinheit, basierend auf drahtloser Kommunikation über wenigstens ein Kommunikationsprotokoll, wobei aus den transmittierten Daten bestimmt wird, um welches Stückgut es sich handelt.