Prozesssichere Identifikation von Flüssigkeiten

Mit seiner Shipment Verification Station beweist Turck Vilant Systems in einem Proof of Concept für Merck, dass auch Gebinde mit Flüssigkeiten und Metallobjekten zuverlässig und schnell in UHF-RFID-Pulkleseverfahren erfassbar sind

Das zuverlässige Erfassen mehrerer RFID-Datenträger auf einer Palette ist eine Herausforderung, vor allem, wenn es sich um unterschiedliche Objekte und Flüssigkeiten handelt. Bei Merck in Darmstadt zeigten erste Tests zur Verifikation von Lieferungen mit klassischen RFID-UHF-Gates, dass nicht alle Substanzen ausreichend schnell und zuverlässig gelesen werden konnten. Die UHF-RFID-Experten von Turck Vilant Systems nahmen die Herausforderung an und konnten mit Ihrer Shipment Verification Station demonstrieren, dass auch Ethanolbehälter und zufällig ausgerichtete Datenträger zuverlässig und schnell identifiziert werden können.

Sehr schreib-lese-stark: Vilants Shipment Verification Station im Proof-of-Concept-Aufbau
Mischpaletten mit diversen Gebinden und nicht ausgerichteten Datenträgern erkennt die SVS prozesssicher
Die on-metal-Datenträger nutzen das Fass selbst als erweiterte Antenne
Auch polare Flüssigkeiten wie Ethanol werden zuverlässig erkannt, wenn der Tag richtig sitzt

Im Zuge der Digitalisierung der eigenen Prozesse stellte man sich bei Merck die Frage, inwiefern die Erfassung und Verifikation von Lieferungen automatisiert werden kann. Yanick Luca Kleppinger, untersuchte in seiner Bachelorarbeit bei Merck die Frage, welchen Einfluss unterschiedliche Lösemittel auf die Pulkerfassung mit UHF-RFID-Technik haben. Im Zuge dieser Arbeit führte Kleppinger auch einen Proof of Concept zur Frage durch, wie gut sich unterschiedliche Chemikalien und Behältnisse mit UHF-RFID-Technik identifizieren lassen. Im Versuchsaufbau dieser Machbarkeitsstudie testete er die Technik exemplarisch an sieben Paletten, die die Varianz der Gebinde und Substanzen bei Merck abbildeten.

Die Tests mit einem klassischen RFID-Gate waren aussichtsreich. Allerdings zeigten sich bei der Erfassung von Ethanol-Paletten Differenzen zu den Paletten mit anderen Lösemitteln. Vor allem innenliegende Datenträger auf den Ethanolbehältern konnten nicht zuverlässig erfasst werden. Die Mischpalette bereitete dem klassischen RFID-Gate ebenfalls Probleme.

Shipment Verification Station nutzt Reflektion der Wellen an Metallwänden

Abhilfe brachte die Einbeziehung der RFID-Integrationsspezialisten von Turck Vilant Systems (TVS). „Paletten mit Flüssigkeiten in einem RFID-Gate zu erkennen, ist mit einem klassischen Gate-Aufbau nicht möglich“, erinnert sich Robert Paulus, der als Business Development Manager bei TVS den Proof of Concept bei Merck betreute. Die innenliegenden Tags waren von allen Seiten von Flüssigkeiten umgeben. Da das Ethanol die Wellen absorbiert, werden die innenliegenden Datenträger nicht erkannt. „Wir haben in solchen Applikationen gute Erfahrung mit unserer Shipment Verification Station (SVS) gemacht“, sagt Paulus. Die SVS ist eine Metallbox, deren drei Wände sowie die Decke mit UHF-Schreib-Lese-Köpfen bestückt sind. Durch die verbliebene Öffnung wird die Palette mit zu identifizierenden Objekten eingeschoben

Polarität entscheidend für Lesbarkeit

Beim Test mit den ersten drei Paletten zeigte sich, dass die drei Lösungsmittel unterschiedlich auf ultrahochfrequente Wellen reagieren. Während die Erfassung der 120 Datenträger der Palette mit Ethanol-Flaschen bis zu 30 Sekunden dauerte, konnten die Flaschen mit anderen Lösungsmitteln innerhalb von zwei Sekunden gelesen werden. Die Datenträger auf den Flaschen wurden nahezu gleichschnell gelesen wie die Tags auf den Kartons, der Unterschied musste also in den Eigenschaften der Lösungsmittel liegen. Bislang war in der Literatur lediglich erwähnt worden, dass Flüssigkeiten eine dämpfende Wirkung auf elektromagnetische Wellen haben. Die drei Flüssigkeiten waren zwar ähnlich viskos, unterschieden sich aber in ihren dämpfenden Eigenschaften signifikant. Kleppinger suchte nach einer anderen Moleküleigenschaft, die die drei Lösungsmittel unterschied: Entscheidend, so das Ergebnis seiner Untersuchung, sei die Polarität der Stoffe. Wenn diese Erkenntnis durch weitere Tests bestätigt werden kann, gibt es in Zukunft einen neuen Forschungsstand zum Thema Auswirkungen von Flüssigkeiten auf die Lesbarkeit mit UHF-RFID.

Proof of Concept positiv abgeschlossen

Mit einer Leseeinrichtung wie der Shipment Verification Station lassen sich die untersuchten Testpaletten mit allen Stoffen zuverlässig und in sehr guten bis akzeptablen Lesezeiten für logistische Prozesse zur Verifikation von Lieferungen bei Merck einsetzen. Selbst bei der schwierigsten Substanz Ethanol können die Pulkleseverfahren bei Lesezeiten bis 30 Sekunden überzeugen. Metallische Behältnisse stellen beim Einsatz der passenden on-metall Tags ebenfalls kein Problem dar.

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