Wireless IoT Für reinen Batteriebetrieb

Mobile, smarte Kommissioniersysteme

In der manuellen Kommissionierung ist Pick-by-Light (PbL) eine verbreitete Methode zur Mitarbeiterunterstützung an Montagearbeitsplätzen. Gängige kabelgebundene und Funk-PbL-Systeme erfüllen dabei nur bedingt die Anforderungen flexibler und aufwandsarmer Kommissionierung, da sie entweder einen hohen Installationsaufwand erfordern oder über niedrige Batterielaufzeiten verfügen.

Im Projekt Pick-by-Local-Light (PbLL) wurde vom Fraunhofer IIS und Fraunhofer SCS ein Kommissioniersystem auf Basis von s-net entwickelt. Durch die selbstorganisierte Funkkommunikation zwischen den einzelnen Fachanzeigenknoten wird eine einfache Installation der Fachanzeige an den Regalen und damit temporäre Lageraufbauten und eine schnelle Umgestaltung von Entnahmefächern und Regalen ermöglicht. Das Forschungsprojekt PbLL wurde von der AiF (Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen) und einem Projektkonsortium aus der Industrie gefördert.

Behälter mit Funksensor

Im Projekt „DProdLog“ wird eine modulare Serviceplattform für produktionslogistische Dienstleistungen entwickelt, um Logistikprozesse transparent zu machen. Mit Funksensoren auf der Basis von s-net ausgestattete Behälter bilden hierbei ein cyber-physisches System. Dieses kommuniziert selbstständig mit der Serviceplattform in der Cloud. Dort werden die Daten der Behälter gesammelt und interpretiert. Mit den smarten Behältern lassen sich selbstorganisierende Prozesse entwickeln und die betriebswirtschaftlichen Zusammenhänge in der digitalisierten Produktion optimieren. Die Behälter liefern Informationen über Füllstand und Position, um im nächsten Schritt Logistikdienstleistungen automatisch zu generieren. So können Logistikdienstleister ihre Erfassungs- und Kontrollprozesse, wie die Lieferungen von Teilen, die Auswertungen des aktuellen Bestands oder Nachfolgeprozesse, besser überwachen, genauer planen und gezielter steuern.

Das Forschungsprojekt DProdLog wird im Rahmen des BMBF-Programms „Dienstleistungsinnovation durch Digitalisierung“ gefördert. Es startete im Dezember 2015 und läuft noch bis März 2019. An dem Forschungsprojekt ist das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS und seine Arbeitsgruppe für Supply Chain Services SCS unter der Leitung des IT-Dienstleisters für die Logistik, Euro-Log AG, beteiligt.

IoT sichert Luftfrachtcontainer

Die durchgängige Statusüberwachung von Waren- bzw. Ladungsträgern ist eine wesentliche Voraussetzung für die Gewährleistung eines sicheren Transports vom Versender bis zum Empfänger. Entlang von weltweiten Luftfracht-Logistikketten besteht dabei das Risiko, dass Pakete unautorisiert geöffnet, Gefahrenstoffe eingebracht oder die eingesetzten Luftfracht-Paletten und -Container (Unit Load Device – ULD) manipuliert werden. Im Forschungsprojekt „CairGoLution“, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), wird durch die Kombination von spezifisch weiterentwickelten Asset-Tracking-Systemen der Telic AG und dem Funknetzwerk s-net eine sichere Überwachung und Lokalisierung der Fracht gewährleistet (Bild 7). Ein ULD-Monitoring-System erkennt mittels s-net zuverlässig unautorisierte Zugriffe auf den ULD, erzeugt in Echtzeit eine Alarmmeldung für die Verantwortlichen der Sendung und zuständige Behörden und überträgt diese. Darüber hinaus lassen sich weitere Kennzahlen für den ULD im CairGoLution-Portal, das von der Fraunhofer-Arbeitsgruppe SCS entwickelt wurde, wie z.B. Verweildauer und Transportzeiten, auswerten. Die Telematik-Module sind für sehr lange Einsatzzeiten und einen wartungsfreien Dauerbetrieb von mindestens sieben Jahren ausgelegt.

IoT – mehr Service, geringerer Aufwand

Die Anwendungsbereiche von Funktechnik für IoT in einer Smart City sind nahezu unbegrenzt. Die Stadt von morgen verspricht z.B. mittels Digitalisierung viele Annehmlichkeiten für ihre Bürger. Diese reichen von Mülltonnen, die durch aktuelle Statusinformationen sowohl das Überquellen als auch unnötige Reinigungsfahrten vermeiden, bis zum Waschraum, dessen Sensoren selbstständig für Nachschub bei Seife und Handtüchern sorgen.

Waschräume gehören mit zu den wartungsintensivsten Räumen in Gebäuden. Durch die Einführung von Funksensoren (IoT) kann heute der Füllstand von Seifen-, Handtuch- oder Toilettenpapierspendern vollautomatisch überwacht und an das Reinigungspersonal oder den Betreiber gemeldet werden (Bild 8). Batteriebetriebene Funksensoren in den Spendern messen dabei den aktuellen Füllstand. Je nach gewählter Einstellung wird das Reinigungspersonal automatisch per E-Mail oder Push-Nachricht informiert. Über ein mobilfähiges Internet-Portal sowie eine App können Waschraumbetreiber das System administrieren und die erhobenen Daten individuell aufbereitet abrufen. Das Fraunhofer IIS mit seinem Anwendungszentrum Drahtlose Sensorik entwickelte hierfür in den vergangenen zwei Jahren die Sensortechnik, die Hardware für die Spenderelektronik und die Funkvernetzung. Die CWS-boco International GmbH ist für das Design und die Entwicklung der jeweiligen Spendersysteme sowie für die Bereitstellung der Daten an den Waschraum-Betreiber verantwortlich.

 

Die Autoren

Jürgen Hupp
studierte an der Friedrich-Alexander-Universität in Erlangen Elektrotechnik. Nach Abschluss des Studiums als Diplomingenieur begann er seine Tätigkeit am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen im Jahr 1991 als wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Informationselektronik, in der er Hardware zur Audiosignalverarbeitung (z.B. für MP3) entwickelte. Nach einem Wechsel in den Bereich Telekommunikation übernahm Jürgen Hupp im Jahr 1995 die Leitung der Gruppe „Drahtlose Netzwerke“, aus der zu Beginn des Jahres 2006 die Abteilung Kommunikationsnetze entstand.

 

juergen.hupp@iis.fraunhofer.de
Karin Loidl
ist seit 2004 am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS mit dem Schwerpunkt Lokalisierung und Vernetzung tätig. Nach ihrem Studium der Nachrichtentechnik und der internationalen Wirtschaftsbeziehungen begann sie 1996 ihre Berufstätigkeit bei Philips Business Communications und war in der EMEA-Region für das Marketing technischer Kommunikationssysteme verantwortlich. Sie koordiniert heute am Fraunhofer IIS die Marketingaktivitäten im Bereich Lokalisierung und Vernetzung und initiiert Forschungsprojekte.

 

karin.loidl@iis.fraunhofer.de
Thomas Windisch
studierte Informationstechnik an der Westsächsischen Hochschule Zwickau mit Abschluss Diplomingenieur (FH). Seither ist er in der Abteilung Kommunikationsnetze des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS beschäftigt. Seine Arbeitsschwerpunkte liegen in der Forschung und Weiterentwicklung im Bereich s-net-Sensornetzwerk. Im Jahr 2012 beendete Thomas Windisch erfolgreich sein Masterstudium mit dem Schwerpunkt der Energieoptimierung von s-net als M. Eng. an der Hochschule Coburg. Seit 2014 leitet er die Gruppe „Eingebettete Kommunikationssysteme“ mit den Themenschwerpunkten s-net und DECT-Sprachkonferenzsysteme.

 

Thomas.windisch@iis.fraunhofer.de