IT202000008353A1 - Sistema di tracciamento e monitoraggio di materie prime alimentari - Google Patents

Description

Descrizione dell?invenzione avente per titolo:

?SISTEMA DI TRACCIAMENTO E MONITORAGGIO DI MATERIE PRIME ALIMENTARI?

Descrizione

Campo della tecnica

La presente invenzione opera nell?ambito del settore di produzione alimentare e in particolare si colloca nei processi di tracciamento elettronico delle materie prime alimentari in tutti i suoi flussi dalla sua distribuzione, stoccaggio e successivamente trasformazione fino al prodotto finale e il relativo consumo. Arte nota

La presente invenzione mira a ottimizzare processi di distribuzione e gestione di materie prime di tipo alimentare. Il settore in cui si colloca ? caratterizzato notoriamente da un mercato commodity con basso margine, non facile da elevare sia in termini di quota che di potere marginale. In questo ambito le soluzioni da trovare sono sicuramente di sviluppo ma soprattutto di riduzione di costi e ottimizzazione dei processi. I comuni metodi di tracciamento degli alimenti e degli ingredienti sono affrontati tramite un pesante intervento umano che si occupa di catalogare e riconoscere manualmente i vari contenitori e confezioni l?inventario dei magazzini. In pi? ogni movimento e dato riguardo le quantit? utilizzate e gli spostamenti effettuati da ogni elemento nei magazzini va tracciato manualmente oppure viene ignorato a favore di euristiche atte ad ottenere una produzione abbastanza efficiente. Dei metodi di automatizzazione del riconoscimento degli elementi nei magazzini sono stati proposti nel campo degli alimenti, ma nessuno di questi affronta il problema del tracciamento preciso di ingredienti e prodotti lungo tutta la catena di produzione dalle materie prime alla vendita finale.

Il brevetto CN205862348U affronta la problematica del tracciamento di alimenti all?interno di magazzini tramite tecnologia RFID. Sebbene il metodo utilizzato sia ottimo per il monitoraggio di un singolo magazzino e sia simile a parte del sistema proposto l?invenzione CN205862348U non fornisce nessuna informazione, sistema o metodologia per la gestione dei dati che tracciano il percorso delle materie prime di un prodotto e del prodotto stesso nel suo percorso dal magazzino originario fino al magazzino del negozio al dettaglio e alla vendita finale.

Anche il brevetto KR100660697B1 affronta un problema coperto dal seguente sistema applicando delle etichette RFID a prodotti da mantenere in celle frigorifere con degli strumenti per impostare i periodi di mantenimento. Anche in questo caso non viene garantita nessuna informazione globale sul prodotto finale e sul tracciamento degli ingredienti che lo compongono.

L?invenzione nel brevetto CN108108791A applica un sistema di etichettaggio con tecnologia RFID in magazzini di alimenti ma il sistema ? limitato al singolo magazzino e applicato insieme a misure di sicurezza non risolvendo quindi le problematiche qui affrontate.

Descrizione dell?invenzione

Secondo la presente invenzione viene realizzato un sistema di tracciamento e monitoraggio di materie prime alimentari che risolve efficacemente le problematiche suesposte.

Il sistema proposto interviene nel luogo in cui le materie prime vengono smistate e conservate in appositi contenitori per permettere la conservazione delle stesse durante la produzione dei prodotti finali. Alcuni di questi contenitori dovranno essere collocati in zone con basso livello di umidit? mentre altri dovranno essere collocati in appositi frigoriferi per essere conservati alla corretta temperatura. In questa situazione la presente invenzione comprende un sistema di identificazione e tracciamento delle materie prime che vengono conservate e successivamente o smistate in altri magazzini o utilizzate come ingredienti per ottenere un prodotto finale. Tale tracciamento avviene applicando delle etichette ad ogni nuovo contenitore che viene riempito con delle materie prime provenienti dall?esterno. Il sistema prevede che la materia prima sia identificata fin dalla sua prima raccolta cosicch? il primo contenitore verr? creato con la prima etichetta che assegner? un identificativo alla materia prima che ne ripecchi almeno il momento della raccolta, il luogo, e il tipo di materia prima. Le materie prime prodotte vengono quindi trasportate fino ai magazzini dell?azienda acquirente che le deposita in attesa di utilizzarle come ingredienti per i suoi prodotti. Il sistema quindi prevede che le etichette applicate sui contenitori delle materie prime ricevute nel magazzino di stoccaggio vengano riconosciute tramite appositi sensori che rilevando l?identificatore dell?etichetta comunica l?informazione al software di gestione che a sua volta registra che la materia prima associata a detto identificatore ? arrivata a destinazione e ne registra quindi almeno la posizione e la data di arrivo. Associando un identificativo ad ogni contenitore si riesce a risalire almeno a informazioni riguardanti date, posizioni e tipo di materia prima, tuttavia, a meno di un intervento manuale di immissione di informazioni da parte di un qualche operatore, nessuna informazione riguardante il peso del prodotto viene memorizzata semplicemente usando il presente metodo di etichettatura, sensoristica e analisi dati. Detti sensori per etichette sono atti a leggere le informazioni presenti nelle etichette, e sono integrati in un modulo di rilevamento che oltre ad essere atto alla rilevazione delle etichette ? atto a comunicare via Internet le informazioni lette ad un server con installato il software di gestione e analisi dei dati collezionati lungo tutta la catena di produzione. Un esempio di questo tipo di software ? un comune software di tipo ERP (Enterprise Resource Planner).

Per questo scopo la presente invenzione introduce uno strumento importante ai fini della collezione dei dati riguardanti il peso ovvero una bilancia intelligente che ha integrato detto modulo di rilevamento per le etichette, anch?esso collegato al software di analisi e memorizzazione dati. Quando un operatore utilizza detta bilancia intelligente, quest?ultima dall?etichetta del contenitore ricava tutte le informazioni associate all?identificativo corrispondente e associa anche il peso oltre al tipo di materia prima. L?azienda che consuma le materie prime per i prodotti finali prelever? all?occorrenza una data quantit? di materia prima e la utilizzer? come ingrediente del prodotto. La prima operazione da svolgere quindi sar? quella di utilizzare nuovamente la bilancia intelligente prima di riporre il contenitore da cui si ? prelevata la materia prima nel suo apposito ambiente di conservazione. In questo modo si tiene traccia delle quantit? utilizzate e di quelle rimanenti per ogni prodotto, oltre a memorizzare da un punto di vista temporale l?andamento di queste quantit? per future previsioni e ottimizzazioni.

Altro strumento atto a interagire con le etichette di riconoscimento proposto in questo sistema ? un termometro intelligente posto all?interno delle celle frigorifere in cui sono conservate le materie prime o i prodotti che necessitano di una bassa temperatura. Questo termometro intelligente riconosce tramite almeno uno di detti moduli di rilevamento delle etichette, di che tipo di prodotto di tratta e confronta la temperatura rilevata con una memoria interna o comunicando via Internet con il software di gestione dati per ottenere la temperatura corretta, o l?intervallo di temperature a cui il prodotto deve essere mantenuto. Nel caso in cui la temperatura sia sbagliata viene inviata una notifica a un dispositivo elettronico assegnato al responsabile della conservazione del prodotto.

Al processo di produzione dunque corrisponder? la creazione di nuove etichette che verranno applicate alle confezioni dei prodotti. Mentre la creazione delle prime etichette richiedeva solamente che venisse specificato manualmente almeno il tipo di materia prima in questo secondo momento un operatore addetto alla stampa dell?etichetta dovr? occuparsi di specificare quali ingredienti sono stati utilizzati tra quelli disponibili nel magazzino. La presente invenzione contempla anche il caso in cui una macchina di produzione integri il nostro sistema al suo interno. In questo caso tale macchina contiene informazioni sulla ricetta del prodotto e pu? contenere almeno uno di detti moduli di rilevamento che riconoscano le etichette sui contenitori. Sapendo le quantit? e da quale contenitore prelevare le materie prime pu? di conseguenza procedere con la preparazione del prodotto. Alla sempre la stessa macchina sapr? in ciascuna confezione di prodotto, secondo la ricetta, quali materie prime, con quale provenienza e in che quantit? sono state utilizzate e pu? quindi stampare l?etichetta per detta confezione gi? comprendente tutte le informazioni richieste senza nessun intervento di un operatore umano. La fase successiva per l?azienda produttrice consiste nella distribuzione dei suoi prodotti finali. Anche in questo caso si vuole tracciare il percorso che effettuano le varie confezioni munite di etichetta. Per fare questo si propone di dotare i mezzi di trasporto addetti alla distribuzione di almeno uno di detti moduli di rilevamento per le etichette e di segnalatori GPS. In questo modo non ci sar? bisogno di intervenire in nessun magazzino intermedio o nei negozi al dettaglio per tracciare il percorso delle confezioni. Sar? solamente necessario che tutti i mezzi di trasporto abbiano un sistema di geo-localizzazione o alternativamente registrino manualmente almeno la posizione di partenza e quella di arrivo del viaggio. Una possibile implementazione delle etichette di identificazione di prodotti e relativi contenitori, e sensori appositi che si suggerisce in questa descrizione ? basata sulla tecnologia RFID. Questa tecnologia, testata in un gran numero di applicazioni, ha il vantaggio di mettere in pratica tutte i requisiti del detto sistema di etichette e apparati di lettura delle etichette su esposto, ad un costo contenuto e sostenibile.

Un aspetto della presente invenzione che non va sottovalutato ? la percezione della ricchezza aggiunta da un monitoraggio dei prodotti cos? preciso. Per far s? che un cliente finale possa accedere a parte delle informazioni registrate con la presente invenzione si propone di aggiungere alle confezioni finali un codice leggibile (ad esempio nella forma di QR code) da dispositivi elettronici mobili tipo smartphone che permettano all?utente di collegarsi via Internet a una pagina dedicata al prodotto che ne racconta il percorso seguito dai suoi ingredienti e pu? dare informazioni di vario genere come ad esempio storiche sui luoghi in cui detto prodotto ? stato preparato.

Infine oltre alle informazioni sul trasporto e sulla produzione, nel caso di vendita al dettaglio molte previsioni utili possono essere effettuate osservando l?andamento delle vendite del prodotto nei vari negozi. A meno di un?esplicita comunicazione, tuttavia, queste informazioni non sono disponibili al produttore originario. Ad esempio un produttore di biscotti sa che a un dato punto vendita ha venduto una quantit? X di confezioni ma a meno che dato punto vendita non aggiorni costantemente il produttore, quest?ultimo non sa quante confezioni sono state vendute al giorno o quali sono rimaste invendute dopo un certo periodo di tempo. Questo processo di comunicazione pu? essere reso automatico sfruttando le etichette di cui sono fornite le confezioni che aderiscono al sistema descritto nella presente invenzione. In particolare ponendo almeno uno di detti moduli di rilevamento all?uscita del punto vendita, con una metodologia simile ed eventualmente integrabile con sistemi anti-taccheggio, si potrebbe tenere il conto delle confezioni vendute nel tempo rispetto a quelle rifornite al punto vendita. Il software di gestione delle risorse sar? in grado di analizzare i dati sulle vendite e ottimizzare le quantit? fornite a ciascun punto vendita apportando evidenti vantaggi sia per il produttore che per il gestore dei punti vendita, permettendo un margine di guadagno maggiore a fronte di minori sprechi. Si noti che le informazioni provenienti dai punti vendita, secondo il presente sistema, rimangono propriet? del gestore dei punti vendita che decider? opportunamente se e in che quantit? condividerli con i vari produttori che lo riforniscono.

Si vuole infine considerare che nella descrizione fin qui esposta non si ? tenuto conto in nessun punto di informazioni riguardanti gli operatori e le persone in generale coinvolte nella catena di produzione. Si propone quindi di aggiungere al sistema presentato un?informazione aggiuntiva che deve essere registrata per ogni contenitore o confezione prodotto, ovvero per ogni etichetta di riconoscimento, atta a registrare durante un periodo di tempo a quale persona responsabile tale porzione di materie prime o di confezioni di prodotti ? stata assegnata, questa persona pu? essere il responsabile del magazzino, l?artigiano che si occupa di preparare il prodotto, il conducente del mezzo durante il trasporto, o qualunque persona venga ritenuta dal soggetto che mette in pratica la presente invenzione ritiene necessario.

Questa informazione pu? essere utile in molteplici situazioni. Ad esempio nel caso di prodotti artigianali ? un ulteriore contributo di arricchimento per l?esperienza del cliente avere informazioni su quale artigiano si ? preso cura del suo prodotto nel caso questo fosse interessato alla storia completa del prodotto. Dal punto di vista dell?azienda invece memorizzando informazioni sui responsabili dei vari contenitori e confezioni pu? risultare utile in casi in cui dati dei difetti si vuole risalire al responsabile di un dato insieme di prodotti automaticamente.

I vantaggi offerti dalla presente invenzione sono evidenti alla luce della descrizione fin qui esposta e saranno ancora pi? chiari grazie alle figure annesse e alla relativa descrizione dettagliata.

Descrizione delle figure

L?invenzione verr? qui di seguito descritta in almeno una forma di realizzazione preferita a titolo esplicativo e non limitativo con l?ausilio delle figure annesse, nelle quali:

- FIGURA 1 mostra come un contenitore di materie prime 200 viene etichettato con un tag magnetico di tipo RFID 201. Successivamente detto contenitore viene immagazzinato prima della produzione su scaffali 206 contenenti moduli di rilevamento 202 comprendenti lettori RFID che rilevano la presenza delle etichette a distanza ravvicinata. Ogni lettore RFID contiene anche un modulo elettronico per comunicare via Internet le informazioni al server 300 con installato il software di gestione e analisi dati. Alcuni contenitori sono conservati in celle frigorifere 101 con un termometro 104 anch?esso dotato di lettore RFID che oltre a comunicare con il server 300 ? atto a inviare una notifica a un dispositivo 301 di un operatore del magazzino. Infine mostra una bilancia 103 che comprende un lettore RFID con comunicazione al server che permette di associare il peso all?identificatore contenuto nei tag RFID 201.

- FIGURA 2 illustra una macchina di produzione che tramite le informazioni contenute nel server 300 ? atta a prelevare la giusta quantit? da ogni contenitore di ogni ingrediente per ottenere il prodotto finale che viene confezionato in confezioni del tipo 203 con tag RFID 201 e codice QR 206.

- FIGURA 3 mostra un mezzo di trasporto con segnalatore GPS 205 e lettore RFID con comunicazione Internet 202 che permette di tracciare le confezioni 203 durante il viaggio. Un sistema analogo (ad eccezione del segnalatore GPS) ? implementato nei magazzini dei negozi al dettaglio e nei locali del negozio stesso con un sistema in questo caso atto tracciarne le vendite e le quantit? rimanenti.

Descrizione dettagliata dell?invenzione

La presente invenzione verr? ora illustrata nella sua versione pi? complessa e articolata a titolo puramente esemplificativo ma non limitativo o vincolante, ricorrendo alle figure le quali illustrano alcune realizzazioni relativamente al presente concetto inventivo.

Con riferimento alla FIG. 1 si evidenzia come un contenitore di materia prima nel momento in cui quest?ultima viene prodotta viene etichettato con un tag di tipo RFID. Questo tipo di tag consiste in un circuito magnetico in grado di immagazzinare informazioni senza bisogno di alimentazione e ha la caratteristica di essere rilevabile a distanza. Per ricavare informazioni da queste etichette si utilizzer? pi? volte nella catena di produzione e distribuzione un modulo di rilevamento 202 che comprende al suo interno un lettore RFID e un modulo di comunicazione via Internet delle informazioni lette. Un lettore/scrittore RFID a una breve distanza ? in grado di rilevare la presenza del tag e eventualmente anche di cambiare l?informazione al suo interno. Prendiamo in considerazione questa tecnologia in questa descrizione sebbene qualsiasi altro metodo di etichettaggio compatibile con queste caratteristiche ? egualmente anche compatibile con il sistema qui presente. Ogni contenitore etichettato viene consegnato a vari produttori, con la presente invenzione si propone di dotare i magazzini di detti produttori con scaffali di stoccaggio 206 che comprendono moduli di rilevamento 202. Altri strumenti utili per un maggior monitoraggio delle materie prime in magazzino comprendono una bilancia con modulo di rilevamento 103 e un termometro con modulo di rilevamento 104 per beni in celle frigorifere. Quest?ultimo strumento ? anche atto a comunicare anomalie di temperatura a dispositivi mobili 301 affidati agli operatori del magazzino.

In riferimento alla FIG. 2 si propone di dotare anche le macchine di produzione di un modulo di rilevamento per permettere alla macchina di automatizzare il processo di prelievo degli ingredienti dai contenitori corretti identificati tramite RFID e velocizzare il processo di preparazione del prodotto finale. Sempre in riferimento alla FIG. 2 si evidenzia come i prodotti finali sono contenuti secondo la presente invenzione in una confezione 203 anch?essa con tag RFID. Le informazioni associate a questo tag memorizzano quali materie prime sono state utilizzate per la creazione del prodotto. Sempre sulla confezione ? presente un codice QR leggibile tramite dispositivi elettronici come un comune smartphone dall?utente finale che pu? accedere allo storico del prodotto dalla produzione delle materie prime al trasporto in negozio.

Infine, in riferimento alla FIG. 3, vengono illustrate le confezioni 203 durante il trasporto, anche se lo stesso principio ? applicato ai contenitori di materie prime 200. Durante il trasporto almeno un modulo di rilevamento con lettore RFID ? installato nel vano di carico e le etichette delle confezioni o dei contenitori vengono rilevate. Questa presenza ? accoppiata con informazioni di geolocalizzazione satellitare che vengono inviate dal modulo di rilevamento al server di gestione dati.

? infine chiaro che all?invenzione fin qui descritta possono essere apportate modifiche, aggiunte o varianti ovvie per un tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall?ambito di tutela che ? fornito dalle rivendicazioni annesse.

Claims (10)

1. Rivendicazioni 1. Sistema di tracciamento e monitoraggio di materie prime alimentari, caratterizzato dal fatto di comprendere: A) almeno un magazzino di smistamento (100) atto a conservare contenitori (200) di materie prime, eventualmente aperti e/o da conservare in appositi frigoriferi (101); detto magazzino (100) comprendendo B) almeno un sistema di tagging e riconoscimento di materie prime comprendente etichette (201) identificative applicate sui contenitori (200) e sulle confezioni di prodotti derivati (203) e moduli di rilevamento (202) comprendenti sensori di etichette e modulo di comunicazione collegato in rete Internet, presenti in una pluralit? di luoghi interessati dalla catena produttiva comprendenti almeno gli scaffali (102) e alloggiamenti dei contenitori e delle confezioni (203) atti a rilevare la presenza o lo spostamento degli stessi; detto sistema di tagging e riconoscimento di materie prime essendo atto a inviare i dati via Internet a C) un software di analisi dati e ottimizzazione delle risorse (300), atto a individuare almeno delle statistiche sull?utilizzo e gli spostamenti tra magazzini, compresi quelli dei negozi al dettaglio, del prodotto e a memorizzare il percorso seguito dai principali ingredienti che compongono detto prodotto finale.
2. 2. Sistema di tracciamento e monitoraggio di materie prime alimentari secondo la precedente rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una bilancia intelligente (103) atta ad associare automaticamente a ogni materia prima e prodotto utilizzato o trasportato in altre destinazioni le quantit? prelevate e quelle rimanenti e a memorizzare tali informazioni tramite detti moduli di rilevamento (202).
3. 3. Sistema di tracciamento e monitoraggio di materie prime alimentari, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto sistema di tagging e riconoscimento (201, 202) ? realizzato tramite una comune tecnologia RFID con etichette magnetiche applicate sui contenitori di materie prime e confezioni di prodotti e segnale rilevato da antenne RFID.
4. 4. Sistema di tracciamento e monitoraggio di materie prime alimentari, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto software di analisi dati e ottimizzazione delle risorse (300) ? un comune software di tipo ERP.
5. 5. Sistema di tracciamento e monitoraggio di materie prime alimentari, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detti moduli di rilevamento (202) registrano la posizione tramite segnale di tipo GPS (205).
6. 6. Sistema di tracciamento e monitoraggio di materie prime alimentari, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un sensore di riconoscimento (203) dei tag sui contenitori delle materie prime integrato nelle macchine di produzione (207) che trasformano gli ingredienti di base nel prodotto finale; detto sensore (203) essendo atto a permettere alla macchina di produzione di identificare i vari ingredienti ed associare la quantit? richiesta dalla ricetta per la produzione di detti prodotti derivati.
7. 7. Sistema di tracciamento e monitoraggio di materie prime alimentari, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che ogni confezione di detti prodotti derivati contiene un codice identificativo (206), ad esempio un codice QR, scannerizzabile da un qualsiasi dispositivo elettronico tipo smartphone, atto a mostrare a un utente il percorso seguito da ogni materia prima compresa nei prodotti derivati fino al luogo di acquisto prelevando i dati da un?API offerta da detto software di analisi dati e ottimizzazione delle risorse.
8. 8. Sistema di tracciamento e monitoraggio di materie prime alimentari, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che le confezioni (203) dei prodotti derivati finali comprendono dette etichette di tagging (201) e riconoscimento e che i negozi al dettaglio comprendono sensori (202) per dette etichette (201); detti sensori (202) essendo atti a raccogliere almeno informazioni sul percorso seguito dalla materia prima fino alla vendita del prodotto finito al dettaglio e informazioni sul tempo di permanenza delle materie prime all?interno di detti magazzini raggruppate per tipo di materia prima.
9. 9. Sistema di tracciamento e monitoraggio di materie prime alimentari, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che almeno uno di detti sensori (202) ? dedicato alla rilevazione di materie prime da tenere a bassa temperatura; detto sensore (202) essendo collegato a un termometro (104) ed essendo atto a controllare che la temperatura in cui la materia prima ? conservata sia compresa in un intervallo prestabilito e in caso contrario invia una notifica elettronica (301) o un allarme agli operatori del magazzino.
10. 10. Sistema di tracciamento e monitoraggio di materie prime alimentari, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che ad ogni contenitore (203) e quindi ad ogni etichetta con identificatore (201), viene assegnata almeno un utente, che pu? essere un responsabile di magazzino, il conducente del mezzo di trasporto delle confezioni, o coloro che hanno preparato il prodotto, detta associazione essendo memorizzata all?interno di detto software di gestione dati ed essendo atta all?analisi, ad accertamenti di sicurezza o a fornire all?utente finale informazioni sui vari ingredienti di un prodotto.