Auto-ID Effizientes Tracking and Tracing sichert die Wertschöpfungskette

Autor / Redakteur: Ralf Kehlenbach / Dipl.-Betriebswirt (FH) Bernd Maienschein

In fast allen Branchen gelten zunehmend sehr hohe Anforderungen an Qualität und Sicherheit. Internationale Regularien, Normen und Gesetze verlangen entlang der gesamten Lieferkette die lückenlose Produktrückverfolgbarkeit. Intelligente bildgestützte ID-Lesegeräte können dabei der Schlüssel zum Erfolg sein.

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Mit leistungsfähigen ID-Lesegeräten können sehr schnell viele Probenfläschchen gleichzeitig exakt erfasst werden. Auf minimaler Fläche untergebracht, erzielen die Codes die absolut sichere, vollständige Verfolgbarkeit. (Bild: Cognex)
Mit leistungsfähigen ID-Lesegeräten können sehr schnell viele Probenfläschchen gleichzeitig exakt erfasst werden. Auf minimaler Fläche untergebracht, erzielen die Codes die absolut sichere, vollständige Verfolgbarkeit. (Bild: Cognex)

Die Fähigkeit (Ability) der systematischen Verfolgung einer Spur (Trace) bringt uns im alltäglichen Arbeitsablauf sehr viele Vorteile und begleitet uns heute durch alle Lebensbereiche. 1D- und 2 D-Codes ermöglichen die lückenlose Produktverfolgung (Traceability). Das Anbringen von umfangreichen detaillierten Daten auf allen Gegenständen liefert Informationen, die ortsunabhängig vollständig zu lesen sind: beispielsweise eindeutig identifizierbare Serien- und Chargennummern, Produktnummern, Herstellungsdaten, globale Trade-ID-Nummern, Inhaltsstoffe, das Verfallsdatum und viele weitere wichtige Daten. Insbesondere in Bereichen mit hoher Sicherheitsrelevanz wie der Pharmaindustrie, Medizintechnik und Klinikorganisation sind deshalb Produktcodierungen und deren sicheres und absolut fehlerfreies Lesen unter fast allen Umgebungsbedingungen von größter Bedeutung.

Falsch gelesene Codes können hohe Kosten verursachen

Wenn aber verblasste, beschädigte, verschmutzte, verzerrte oder gefaltete Codes nicht eindeutig gelesen werden können, dann führt das zu Störungen und Fehlerquellen in der Lieferkette. In der automatisierten Identifikation und Datenerfassung beispielsweise von medizinischen und pharmazeutischen Produkten ist dies absolut nicht akzeptabel. Uneingeschränkte Zielvorgabe ist beispielsweise, dem jeweiligen Patienten das richtige Medikament zum richtigen Zeitpunkt in der korrekten Dosierung und Qualität zu verabreichen.

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Störungen im Lesen von Codes können eine ganze Kette von negativen Auswirkungen mit letztendlich höheren Kosten bis hin zu Haftungsfragen verursachen (Bild 2 – siehe Bildergalerie). Dieses Beispiel steht aber auch stellvertretend für viele andere industrielle Bereiche.

Codes helfen im Kampf gegen Produktplagiate

Neue internationale Gesetzgebungen werden für mehr Sicherheit in der Lieferkette sorgen und sollen auch die steigende Flut von Plagiaten massiv verhindern. Alle Beteiligten in der Versorgungskette sollen zukünftig rechtsverbindlich ein UDI-System (Unique Device Identification) einführen, um damit die Produkte eindeutig zu identifizieren.

Weltweite Netzwerke von UDI-Datenbanken bilden die Basis dieser Vorgehensweise. Aktuell arbeiten verschiedene US-Behörden wie die FDA (Food and Drug Administration) und die GHTF (Global Harmonisation Task Force) an umfassenden ID-Vorschriften. Am 16. Februar 2011 hat das Europäische Parlament den Entwurf einer Richtlinie der EU-Kommission zum europäischen UDI-System angenommen.

Neue Sicherheitsmerkmale und Kontrollmechanismen sollen – entsprechend diesem internationalen Standard – die vollständige Rückverfolgbarkeit von allen medizinischen Produkten gewährleisten; entlang der gesamten Wertschöpfungskette von der Herstellung bis zum Endkunden und abschließender Entsorgung/Recycling.

Künftige Anforderungen beim Tracking and Tracing früh einplanen

Für Zulieferer, Hersteller, Händler und Logistikunternehmen ist es von strategischer Bedeutung, die zukünftigen Anforderungen der Codier- und Lesesysteme frühzeitig einzuplanen. Beispielsweise die Anforderungen neuer Strichcodes, die mehrere unterschiedliche Strich- und Lückenbreiten verwenden, zusätzliche 2D-Codes wie auch Kombinationen verschiedener Codes.

Immer häufiger werden neben dem reinen Lesen der Codes weitere Ansprüche der Identifikation bei gleichzeitig immer höherer Flexibilität gestellt. Das bedingt erweiterte Systemfähigkeiten rund um das Lesen von Codes. Beispielsweise das gleichzeitige Lesen mehrerer unterschiedlicher Codearten auf Verpackungen oder Produkten. Dazu zusätzlich die Identifikation von Klarschrift, die korrekte Platzierung der Etiketten plus Anwesenheit eines Logos und weiterer Merkmale. Hinzu kommen häufig noch Anforderungen der Qualitätskontrolle, wie beispielsweise die korrekte Füllung von Ampullen.

Im gesamten ID-Umfeld mit der Anforderung komplexerer Fähigkeiten erweisen sich die bildgestützten Sensoren in zunehmender Weise anderen Technologien wie Laserscannern in Schnelligkeit, Funktionssicherheit und letztendlich Wirtschaftlichkeit weit überlegen. Im internationalen Handel ist der Einsatz eines sicheren Tracking and Tracing (Produkt-/Sendungsverfolgung) fester, unabdingbarer Bestandteil in der Lieferkettensicherheit (Supply Chain Security).

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Umfangreiches Produktportfolio deckt die gesamte Bandbreite ab

Das breite Produktportfolio von Cognex umfasst anwendungsspezifisch und in ihrer Leistungsfähigkeit abgestufte Produktfamilien der Bildverarbeitung in Hard- und Software für die gesamte Bandbreite von sehr komplexen Aufgaben bis zu einfachen Anforderungen sowohl der Qualitätskontrolle als auch ganz besonders der bildbasierten ID-Lesesysteme. Es umfasst PC-gestützte Vision-Systeme mit dem mächtigen Softwarepaket Vision-Pro, die kompakten autarken Vision-Systeme In-Sight (Bild 1), die stationären ID-Lesegeräte Dataman 100 bis 200 in der Größe einer Streichholzschachtel (Bild 4), mobile Dataman-Geräte der Serie 8000, die neue stationäre Produktfamilie Dataman 500 (Bild 3) und die Vision-Sensoren der Produktfamilie Checker.

Die ID-Lesesysteme für 1D- und 2D-Codes verfügen über integrierte Beleuchtung und die Serien 200, 500 und 8000 als Option auch über modernste Flüssiglinsentechnik. Funktionsprinzip ist, dass in der Linse – bestehend aus zwei unterschiedlichen Flüssigkeiten – auf diese Flüssigkeiten eine elektrische Spannung einwirkt und eine steuerbare Verformung der Linsenoberfläche erfolgt. Ohne bewegliche Mechanik und nur elektronisch gesteuert erfolgt die blitzschnelle Änderung der Brennweite und damit automatisches Fokussieren oder Zoomen.

Robuste Auto-ID-Technik für wechselnde Verhältnisse

Die besonders robuste Technik ermöglicht den hochflexiblen Einsatz unter wechselnden Verhältnissen. Die ID-Lesesysteme von Cognex für alle gebräuchlichen Codes verfügen über die extrem schnelle und sichere Lesesoftware 1D-Max für Barcode und 2D-Max für Data-Matrix-Code (Bild 5), basierend auf der patentierten Pat-Max-Vision-Technik.

Beim neuen Dataman 500 wurden erstmalig in der Bildverarbeitung der Bildsensor und der Rechenprozessor auf nur einem Chip integriert – VSoC (Vision System on Chip). In Echtzeit erfasst und analysiert er bis zu 1000 Frames pro Sekunde. In Verbindung mit den äußerst zuverlässigen Bildverarbeitungsalgorithmen erzielt das extrem hohe Leseraten.

In den mit Auto-ID-Systemen ausgestatteten hoch automatisierten Anlagen können schon um wenige Zehntelprozent höhere Leseraten erhebliche wirtschaftliche Vorteile erzielen. Um den Durchsatz zu erhöhen, ihn reibungsloser und sicherer zu gestalten, kann jede ID-Leseverbesserung deutlich zur Kostensenkung pro Verpackungslinie beitragen. Hinzu kommen noch weitere, nicht unmittelbar quantifizierbare Vorteile wie bessere Anlagenauslastung, weniger Wartung, Minimierung von Reklamationen, Kundenzufriedenheit bis hin zum Qualitätsimage eines Unternehmens.

Anwendungsspezifisches Wissen trägt zur Fehlervermeidung bei

In dem komplexen Tätigkeitsfeld von kompletten Qualitätskontroll- und ID-Systemlösungen mit Echtzeit-Kommunikationsverknüpfung – Fertigungsprozesse, Logistik, Office-Netzwerke und Datenbanken – ist vielschichtiges Know-how gefragt. Anwendungs- und fachspezifisches Wissen und die Erfahrung sind wichtige Beiträge zur Fehlervermeidung und erzielen höhere Flexibilität und Leistungsfähigkeit sowie Kostenminimierung in der Fertigung. In einer globalisierten Welt wird es für den Anwender immer wichtiger, dass er Lösungen in einem optimierten Zusammenspiel aller Komponenten in Hard- und Software erhält.

Aus einem Guss und mit einem verantwortlichen Ansprechpartner. Cognex vermittelt mit seinem weltweiten Netz von Systemintegratoren und Partnern – neben seiner umfangreichen Hard- und Software der Bildverarbeitung – auch ein vielseitiges Know-how und breites Produktportfolio für ein durchgängiges Tracking und Tracing einschließlich der Kommunikation mit der SAP-Welt, insbesondere den Auto-ID-Lösungen von SAP.

Modulares System deckt sowohl Informations- als auch Produktionstechnik ab

Einer der Partner ist die Serventi GmbH in Hamburg, welche mit dem modularen ganzheitlichen Lösungskonzept NGS (Next Generation Serialisation) sowohl die Informations- als auch die Produktionstechnik abdeckt. Ziel ist die bessere Effizienz und Transparenz der Kommunikation entlang der gesamten Wertschöpfungs- und Lieferkette, insbesondere für mittelständische Unternehmen. Die zur Verfügung stehenden Softwaremodule gewährleisten die reibungslose Zusammenführung der Daten und deren Konformität mit den Richtlinien der FDA oder UDI.

Gerade in der Pharmaindustrie ist es heute selbstverständlich, dass die Unternehmen sowohl interne als auch externe Fertigung integrieren. Daher ist erhöhte Flexibilität gefordert und die Software muss verteilte Netzwerke abbilden können. Ein wichtiger Aspekt, um mit kurzfristigen Aktionsmöglichkeit auf Bedarfsänderungen zu reagieren. Dazu bietet das Unternehmen eine anwendungsorientiert abgestufte Palette von Softwaremodulen an.

Modulares Kommunikationsdesign ermöglicht passgenaue Integration

Bindeglied zwischen den bildbasierten Codelesesystemen von Cognex und den SAP-Auto-ID-Lösungen ist das Modul KUP-Vision, auf dem der SAP-PCO-Connector (SAP-MII-Komponente) bereits physikalisch installiert ist, zur Kennzeichnung und Verifizierung der 1D- und 2D-Codes. Parallel zur Produktdatenverwaltung steuert das Modul den Datenfluss zu den Industriedruckern und Kameraprüfsystemen. Die rückgelesenen Daten werden auf Korrektheit geprüft, mit den in allen Verpackungsschritten aufgebrachten Serialisierungsdaten vereinigt (volle Aggregation) und an die SAP-Auto-ID-Lösung übergeben.

Das zur Verfügung gestellte, modular aufgebaute Kommunikationsdesign ermöglicht es, die Anforderungen passgenau in die IT-Architektur des Unternehmens zu integrieren. So ermöglicht das Modul SAP MII (Manufacturing Integration and Intelligence) einen ungehinderten Datenaustausch zwischen Produktionssystemen und dem gesamten Liefernetz. Das harmonisiert die Kommunikation im gesamten Fertigungsbereich und bietet gleichzeitig eine standardisierte Benutzeroberfläche.

Produktionsbezogene Daten in der Geschäftsebene sofort verfügbar

Dieses Modul stellt eine direkte Echtzeitverbindung zwischen der Produktions- und der Geschäftsebene her. Alle produktionsbezogenen Daten sind sofort verfügbar – einschließlich der Daten zu Aufträgen, Materialien, Anlagenstatus, Kosten und Produktqualität. Weitere Softwaremodule, wie beispielsweise SAP AII (Erstellung der Verpackungshierarchie und Prozessautomatisierung) und SAP OER (unternehmensweites Repository für Serialisierungsdaten), erweitern den Funktionsumfang der Serialisierung und ermöglichen die Kommunikation zu den oben beschriebenen, national geregelten UDI-Systemen.

Mehr über Produktpiraterie und Plagiatsschutz in der Industrie

* Ralf Kehlenbach ist Field Product Marketing Manager ID Products bei Cognex Germany Inc. in 76131 Karlsruhe

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