Pick-by-Tag – Pick-by-Light-Kommissionierverfahren auf Basis passiver RFID-Tags

Proof of Concept für eine flexible und kostengünstige Kommissionierunterstützung

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Pick-by-Light ist ein weit verbreitetes System in der Kommissionierung. Durch die visuelle Anzeige des Entnahmefachs und der -menge kann schneller bei geringer Fehlerrate kommissioniert werden. Schwachpunkte sind aber die hohen Kosten und die niedrige Flexibilität aufgrund der oft leitungsgebundenen Montage solcher Systeme. Im Forschungsprojekt »Pick-by-Tag« haben unsere Arbeitsgruppe für Supply Chain Services und der Bereich Lokalisierung und Vernetzung des Fraunhofer IIS gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik der TU München ein komplett eigenständiges System mit drahtlos sendenden Lesegeräten und Fachanzeigen auf Basis passiver RFID-Tags entwickelt. Die Fachanzeigen benötigen dabei keine eigene Stromzufuhr. Damit sollen die Behälter jederzeit flexibel umorganisiert werden können – bei geringen Kosten und bestmöglicher Reichweite des Systems. Wie sich im Projekt zeigte, können die passiven RFID-Tags über kurze Distanzen geladen werden; die verlässliche Reichweite liegt bei ca. 3,5 m. Daher eignen sich die RFID-Tags gut für den Einsatz in der Montagekommissionierung.

Standard-Pick-by-Light-Systeme in der Kommissionierung

In der manuellen Kommissionierung ist Pick-by-Light (PbL) ein weit verbreitetes System. Die grundlegenden Elemente sind LEDs zur visuellen Unterstützung der Kommissionierer beim Auffinden des Entnahmefachs, ein Display zur Anzeige der Entnahmemenge und ein Taster zur Bestätigung der Entnahme bzw. für Korrekturen. PbL-Systeme lassen sich generell in leitungsgebundene und drahtlose Systeme unterscheiden, wobei erstere deutlich häufiger eingesetzt werden.

Die leitungsgebundene Variante wird über Kabel oder Drähte mit einer zentralen Steuerung verbunden. Dem Vorteil einer dauerhaften Stromversorgung stehen allerdings negative Aspekte wie z. B. ein hoher Installationsaufwand, eine geringe Flexibilität hinsichtlich Anbringung und Lagerumstrukturierungen sowie hohe Investitionen gegenüber.

Existierende drahtlose PbL-Systeme werden zentral über Funk gesteuert. Die Funkübertragung erhöht zwar die Flexibilität und vereinfacht die Anbringung, jedoch steigt der Wartungsaufwand durch den Batteriebetrieb deutlich. Üblicherweise ist in diesem Fall ein Wechsel der Batterien alle drei bis zwölf Monate erforderlich. Deshalb werden drahtlose PbL-Anzeigen bisher selten und hauptsächlich in kleineren Lagern eingesetzt.

Die Idee: Entwicklung eines eigenständigen Systems mit drahtlos sendenden Lesegeräten und Fachanzeigen auf Basis passiver RFID-Tags

Ziel des Forschungsprojektes war die Entwicklung eines PbL-Kommissioniersystems auf Basis passiver RFID-Tags, die keine eigenständige Stromzufuhr benötigen und eine hohe Flexibilität garantieren.

Die Vorteile des PbL-Verfahrens sollten genutzt und dessen Nachteile vermieden werden. Das Pick-by-Tag-System war dabei derart zu gestalten, dass die Fachanzeigen an beliebigen Stellen platziert werden können. Durch die drahtlose Funktionsweise sollten die Kosten für Anschaffung, Installation und Wartung zudem deutlich gesenkt werden. Folgender Versuchsaufbau wurde hierzu angedacht und umgesetzt: Die Fachanzeigenwerden mithilfe eines drahtlosen Signals von einem RFID-Lesegerät aktiviert. Auf einem zusätzlichen Display können dem Kommissionierer dabei Zusatzinformationen wie die Entnahmemenge angezeigt werden. Wie in folgender Abbildung dargestellt, kann dafür z. B. ein mobiles Datenterminal (MDT) (1) oder eine Installation auf einem Kommissionierwagen (4) verwendet werden. Diese senden ein RFID-Signal (2) aus, das alle auftragsrelevanten Fachanzeigen (3) aktiviert.

Die niedrigen Anschaffungskosten und Installationsaufwände sollte das Pick-by-Tag Verfahren auch für KMU interessant machen, für die herkömmliche Systeme zu kostspielig sind.  

Darstellung des Pick-by-Tag-Systems in einer Grafik

Das System: Mehr Flexibilität und weniger Kosten in der visuellen Kommissionierunterstützung

Durch die Besetzung des projektbegleitenden Ausschusses mit Produktionsunternehmen und Lösungsanbietern konnte eine anwendungsorientierte Entwicklung sichergestellt werden.

Das entwickelte Lösungskonzept umfasst Standardkomponenten auf RFID-Basis. Auf dieser Basis konnte eine wartungsarme und kostengünstige Lösung für die Digitalisierung bestehender Prozesse entwickelt werden.

Auf Softwareseite wurde im Projekt eine Softwarekomponente zur Initialisierung, Konfiguration und Überwachung von Kommissionierprozessen optimiert. So haben wir z. B. neben dem Web-Frontend eine zusätzliche Android-App sowie mehrere Schnittstellen zu RFID- und ERP-Systemen entwickelt. Mit der Software können außerdem auch Tag-Ware-Beziehungen per QR-Scan hergestellt und übergeordnete Regalknoten mitangesteuert werden, was eine verbesserte Lokalisierung in großen Lagern ermöglicht. Dabei konnte mit den Methoden des Rapid Prototypings ein flexibles Gesamtsystem entwickelt und in der Praxis bei den Anwendungspartnern evaluiert werden.

Projektpartner

  • TU München – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml)
  • Fraunhofer IIS – Arbeitsgruppe für Supply Chain Services
  • Fraunhofer IIS – Lokalisierung & Vernetzung

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