Bisherige Sonderladungsträger (SLT) sind einfache Stahlkonstruktionen, die ausschließlich für den Transport von Gütern konstruiert sind. Ein SLT soll nicht nur modular und somit wiederverwendbar, sondern durch geeignete Technik Teil des Internet of Things (IoT) werden. Dadurch dient der SLT nicht ausschließlich dem Transportgut, sondern stellt eine wichtige Informations- und Datenquelle für die gesamte Supply-Chain dar. Bislang müssen SLT manuell überprüft, lokalisiert und identifiziert werden. Verlässt ein Behälter ein Fabrikgelände oder ein Logistikzentrum, endet die Möglich-keit des Informationszugangs. Auch innerhalb eines abgegrenzenten Bereichs, wie einem Fabrikgelände, ist die Verfügbarkeit von Informationen begrenzt. Die Position eines SLT ist nicht immer bekannt, weswegen Behälter nicht auffindbar und genaue Behälterbestände unklar sind. Außerdem lässt ein Begleitschein oder ein Barcode die Identifikation des Behälters nur direkt am SLT zu. Zustandsdaten, wie Tempera-tur oder die Luftfeuchtigkeit am Lagerort, lassen sich nicht individuell für jeden SLT ermitteln.
Um diesen Problemen zu begegnen, ist das Ziel der Bachelorarbeit den lückenlosen Informationszugang und die Identifizierung eines SLT zu ermöglichen, zu testen und zu bewerten. Dazu werden aktuelle Funkttechnologien aus dem Bereich IoT ausgewählt (LPWAN und RFID), um SLT zu intelligenten Behältern zu machen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 iSLT.NET
1.2 Problemstellung und Zielsetzung der Arbeit
1.3 Vorgehensweise und Aufbau der Arbeit
2 Grundlagen von Funktechnologien
2.1 Grundlegende Begriffe
2.2 LPWAN – Low Power Wide Area Network
2.3 RFID – Radio Frequency Identification
3 Stand der Wissenschaft und Technik
3.1 Indoor Lokalisierung
3.2 LPWAN in der Logistik – Intelligentes Ladungsträgermanagement
3.3 Anwendungsbeispiele mit LPWAN
4 Vorstellung der verwendeten Komponenten
4.1 Komponenten des LoRaWA-Netzwerkes
4.2 Komponenten der RFID-Technik
5 Versuche und Diskussion der Ergebnisse
5.1 LPWAN – Netzwerkabdeckung und Reichweite
5.2 RFID – Reichweite
5.3 Interaktion von RFID und LPWAN
5.4 Trackingfunktion
5.5 Anbringung des LoRa-Sensors am SLT
6 Diskussion der verwendeten LoRaWAN-Komponenten
7 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Ziel der Bachelorarbeit ist es, den lückenlosen Informationszugang und die Identifizierung von Sonderladungsträgern (SLT) mittels LPWAN- und RFID-Technologien zu ermöglichen, zu testen und zu bewerten, um diese als intelligente Behälter in das Internet of Things (IoT) zu integrieren.
- Untersuchung von LPWAN-Netzwerkabdeckung und Reichweite in verschiedenen Umgebungen.
- Evaluation von RFID-Hybrid-Transpondern für die Nah- und Fernidentifikation.
- Test der Interaktion von LPWAN und RFID in einer gemeinsamen Betriebsumgebung.
- Analyse der Tracking- und Lokalisierungsfähigkeiten von Sensoren am Sonderladungsträger.
- Konzeptionelle Untersuchung der Anbringungsmöglichkeiten für Sensorik an SLT.
Auszug aus dem Buch
1.1 iSLT.NET
„Ziel des Verbundprojekts iSLT.NET ist die Konzeption, die prototypische Realisierung und die Evaluierung eines Netzwerks für intelligente, modulare Sonderladungsträger. Somit sollen die technische Machbarkeit, die Potentiale und die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes und der Vernetzung von modularen Sonderladungsträgern demonstriert werden.“ [Zei-2017] Das Verbundprojekt setzt sich aus Forschungsinstituten, wie dem Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml) der Technischen Universität München, sowie Partnern aus der Praxis zusammen. [Zei-2018a]
Ein Sonderladungsträger (SLT) ist ein Transportmittel, das für die Beförderung von kundenindividuellen oder empfindlichen Bauteilen oder -gruppen eingesetzt wird, die mit herkömmlichen Lösungen, wie Europaletten oder Gitterboxen, nicht zufriedenstellend transportiert werden können. SLT sind wenig standardisiert und werden meist parallel zum Entwicklungsprozess einzelner Bauteile bzw. Baugruppen entworfen. [Zei-2018a] Als Beispiel seien empfindliche Blechzuschnitte oder die Auspuffanlage von Autos genannt [Lau-2018]. Abbildung 1-1 zeigt beispielhaft den SLT, der für das Projekt iSLT.NET entwickelt wurde.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Arbeit führt in das Projekt iSLT.NET ein, definiert die Problemstellung der manuellen Behälteridentifikation und setzt das Ziel, SLT durch LPWAN und RFID intelligent zu überwachen.
2 Grundlagen von Funktechnologien: Es werden technische Basisbegriffe sowie die Funktionsweisen von LPWAN (insbesondere LoRaWAN) und RFID erläutert, die für die weiteren Untersuchungen notwendig sind.
3 Stand der Wissenschaft und Technik: Dieses Kapitel gibt einen Überblick über aktuelle Lokalisierungsmethoden in Gebäuden und beleuchtet Forschungsvorhaben sowie Anwendungsbeispiele für LPWAN in der Logistik und im Smart-City-Kontext.
4 Vorstellung der verwendeten Komponenten: Es werden die eingesetzten LoRaWAN-Gateways, Test-Endgeräte und die gewählte RFID-Technik sowie die unterstützende Software-Infrastruktur detailliert beschrieben.
5 Versuche und Diskussion der Ergebnisse: Hier werden die durchgeführten Versuche zur Netzwerkabdeckung, RFID-Reichweite, Interaktion der Technologien, Trackingfunktion und Montagepositionen ausgewertet und diskutiert.
6 Diskussion der verwendeten LoRaWAN-Komponenten: Die Praxiserfahrungen mit den Hardware-Komponenten und der Software-Umgebung (TTN, Cayenne) werden kritisch hinterfragt und die Leistungsfähigkeit im Betrieb bewertet.
7 Zusammenfassung und Ausblick: Das Fazit fasst die Potenziale der untersuchten Technologien zusammen, gibt Empfehlungen zur Optimierung und diskutiert zukünftige Herausforderungen für IoT-Anwendungen.
Schlüsselwörter
LPWAN, LoRaWAN, RFID, Internet of Things, Sonderladungsträger, Tracking, Indoor Lokalisierung, Logistik, Gateway, Sensortechnik, Netzwerkabdeckung, Datentransfer, Supply Chain Management, Signal-Rausch-Verhältnis, RSSI.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht das Potenzial von LPWAN- und RFID-Funktechnologien, um Sonderladungsträger in der Logistik zu intelligenten, vernetzten Objekten zu machen.
Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?
Die Themen umfassen die Funknetzwerk-Technologien LoRaWAN und RFID, deren Reichweiten in der Praxis, die Lokalisierung und die Identifikation von Behältern im Supply-Chain-Management.
Was ist das primäre Ziel der Bachelorarbeit?
Das Hauptziel besteht darin, den lückenlosen Informationszugang zu Sonderladungsträgern (SLT) zu ermöglichen, um Behälterengpässe zu vermeiden und die Transparenz im Behältermanagement zu erhöhen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt experimentelle Methoden, indem eine Testinfrastruktur am TUM Campus Garching aufgebaut wurde, um unter realen Bedingungen Messreihen zu Reichweite, Signalstabilität und Tracking-Genauigkeit durchzuführen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil befasst sich mit der Vorstellung der Komponenten, der Durchführung von Versuchen zur Netzabdeckung und RFID-Reichweite sowie der kritischen Diskussion der Systemkomponenten.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie LPWAN, LoRaWAN, RFID, Internet of Things und intelligentes Ladungsträgermanagement charakterisieren.
Warum ist die Anbringung des Gateways entscheidend?
Die Versuche zeigten, dass die Montage im Freien und in großer Höhe die Erfolgsrate der Datenübermittlung signifikant erhöht, verglichen mit einer Installation im Innenraum, die durch Gebäudedämpfung gestört wird.
Welche Schwächen wurden bei den verwendeten Sensoren festgestellt?
Die Sensoren zeigten im Vergleich zum dedizierten Feldtestgerät Adeunis eine geringere Zuverlässigkeit und eine teilweise unzureichende Dokumentation, was die Interpretation der Gerätezustände und die Einbindung in die Anwendung erschwerte.
- Arbeit zitieren
- Felix Scherer (Autor:in), 2018, Untersuchung des Potenzials der LPWAN- und RFID-Technologie zur intelligenten Überwachung von Sonderladungsträgern, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/448897
