Identtechnik in der Supply Chain

Serialisierung für Nahrungs- und Genussmittel

Lebensmittelskandale, Internethandel und ein gesteigertes Umweltbewusstsein führen dazu, dass Verbraucher kritischer nachfragen und Staaten Gesetze verschärfen. Bei der Produktverfolgung kommen industrielle Identifikationssysteme wie RFID und optische Codes zum Einsatz. * Text: Peter Kohnen, Siemens Fotos: Siemens

Massenartikel in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie werden meist knapp kalkuliert. Eine individuelle Kennzeichnung des Einzelproduktes scheidet darum aus Preisgründen aus. Bei hochwertigen Produkten kann der Nachweis der Echtheit jedoch so wichtig sein, dass sich auch teurere Kennzeichnungsmethoden rentieren. Die Informations-Anforderungen der Verbraucher werden anspruchsvoller und die Forderungen der Gesetzgeber zunehmend härter (zum Beispiel in der EU-Direktive 178/2002 FDA Food Safety Modernization Act).Aber auch die Hersteller selbst wollen aus Gründen der Qualitätssicherung und der Flexibilität möglichst alle kritischen Daten über ein Produkt, vom Vorprodukt über die Fertigung bis zur Distribution, erfassen. Darüber hinaus sollen noch Kosteneinsparungen durch Vermeidung von Schwund und das Verderben von Zwischenprodukten erzielt werden. Deshalb muss ein Produkt auf seinem Weg möglichst exakt verfolgt werden, was aber eine eindeutige Kennzeichnung voraussetzt. Als wichtigste, heute genutzte Technologien bieten sich die optische Identifikation von Produkten über 2D- (Data Matrix, DMC Code) und Barcodes sowie die Radio Frequency Identification-Technologie (RFID) an. Beide Technologien haben unterschiedliche Voraussetzungen und Anwendungsschwerpunkte. 2D-Codes erlauben eine kostengünstige Aufbringung, da sie etwa zusammen mit den Versandetiketten gedruckt und auf Sendungen aufgeklebt werden können. Sie sind in spurgeführten Systemen automatisiert lesbar. Auch hohe Erfassungsgeschwindigkeiten sind möglich, was den Einsatz etwa in Verpackungsmaschinen der Tabakindustrie erlaubt. 2D-Codes in Form von DMC-Codes bieten zudem eine hohe Informationsdichte (bis zu 1558 Byte) und beinhalten eine Fehlerkorrektur. Die RFID-Technologie spielt ihre Stärken aus, wenn keine Sichtverbindung zwischen Erfassungsgerät und Kennzeichnung besteht, bei großen zu übermittelnden Datenmengen oder zum Überbrücken vergleichsweise großer Reichweiten. Je nach Typ funktioniert das über Entfernungen von wenigen Zentimetern bis zu sieben Meter. Die Transponder sind wiederbeschreibbar und können zusätzliche Daten im Prozess speichern. Darüber hinaus können sie im Pulk >200 erfasst werden. Die Vorteile beider Technologien lassen sich auch in Kombination nutzen. Voraussetzung für einen gemeinsamen Einsatz ist eine einheitliche Integration in die Steuerungs- und IT-Systeme. In der Realität werden in der Nahrungsmittelindustrie optische Codes meist auf dem Endprodukt, RFID Transponder meist auf Transporteinheiten oder Behältern genutzt. Im betrieblichen Prozess spielen zwei Klassen von Transporteinheiten eine wesentliche Rolle.

Die automatisierte Erfassung von Eierlieferungen zur Rückverfolgung der Endprodukte erfolgt über ein RFID-System.

Mit Transpondern versehen können sowohl einzelne Gütern wie auch Transportbehälter automatisch gelesen werden.

Optische Codes werden mit einem kompakten Code-Lesegerät automatisch überprüft.

Kombination bringt Vorteile – Integration vorausgesetzt

Innerbetrieblich genutzte RTIs (Returnable Transport Items) werden zur Speicherung von Produkten und zum innerbetrieblichen Transport für die Weiterverarbeitung verwendet. Auf diesen Behältern angebrachte Tags (Transponder) helfen, den Inhalt der Behälter automatisiert zu erfassen, Behälter wieder aufzufinden, sowie Reinigungszustand und Instandhaltungsdaten festzuhalten. Je nach Umgebungsanforderung, wie etwa Metall, Flüssigkeiten, Temperatur, Reichweite kommen hierfür HF- oder UHF-Tags in Frage. Ein Beispiel für die innerbetriebliche Anwendung aus der Produktion von Wurst- und Räucherwaren: Es ist notwendig, im Prozess die Gewichte der einzelnen Wagen mit Wurstwaren im Prozess immer wieder zu bestimmen, um Qualitätsabweichungen frühzeitig zu erkennen. Dazu sind die Wagen mit den Stellagen für die Wurstwaren mit RFID-Transpondern versehen, so dass bei jedem Wägevorgang automatisiert die Wagennummer mit dem Fleischgewicht, Position des Wagens, Datum und Uhrzeit festgehalten werden kann. Zwischenbetrieblich genutzte RTIs in der automatisierten Erfassung von Materialien bereits am Wareneingang bieten deutliche Vorteile: Kontrolllesungen können dazu beitragen, rein optisch kaum unterscheidbare Produkte zu identifizieren und so menschliche Fehler auszuschalten; gleichzeitig lassen sich aber auch die Daten bereits im ERP-System weiterverarbeiten. Die individuelle Kennung der RFID-Tags ist genormt, also von unterschiedlichen Prozessbeteiligten interpretierbar. Oft lohnt es sich aber auch, eigene Behälter automatisiert zu erfassen, wenn diese an Kunden weitergereicht werden oder wenn zwischen Herstellung und Weiterverarbeitung Transport- und Lagervorgänge liegen. Ein Beispiel ist die automatisierte Erfassung von Eier-Lieferungen, um eine Rückverfolgung der Endprodukte zu ermöglichen. Hier tragen die Stellagen, mit denen Eier in den einzelnen Hühnerhöfen abgeholt werden, RFID-Transponder. Sie werden bereits im Lkw bei der Abholung ausgelesen und durchlaufen nach der Anlieferung einen Qualitätsprozess, bei dem die Herkunft der Eier jeweils auf ihren Ursprung zurückgeführt werden und somit eine schnelle Reaktion bei Qualitätsproblemen chargengerecht erfolgen kann. Zudem dienen die erfassten Daten zur Abrechnung mit den Lieferanten (Hühnerfarmen).

Schutz vor Fälschungen

Im Nahrungs- und Genussmittelbereich kann sich der Plagiatschutz, vor allem bei Tabakprodukten und teuren Spirituosen, lohnen. Speziell die Tabakindustrie arbeitet deshalb an der weltweiten Einführung der so genannten Track&Trace-Lösungen, also der eindeutigen Kennzeichnung eines Artikels durch Seriennummern. Diese werden als Data Matrix Codes aufgebracht und entlang der Produktionskette identifiziert und nachverfolgt, um so das Einschleusen falscher Produkte aufzudecken. Bei Lösungen, die auf Verschlüsselung beruhen, wird jedes Produkt mit einem RFID-Transponder und einer speziellen ID gekennzeichnet. Zusätzlich generiert das System einen Public Key, den der Nahrungsmittelhersteller auf seiner Internet-Seite seinen Kunden zur Verfügung stellt. Mit einem einfachen RFID-Lesegerät, auf dem der Public Key importiert wurde, kann dann etwa an beliebiger Stelle in der Produktionskette offline festgestellt werden, ob es sich um ein echtes Produkt handelt.

Komplizierte Supply Chain beherrschbar

Bei der Integration in die IT-Systeme bieten sich dem Anwender der industriellen Identifikation zwei Grundprinzipien. Zum einen können alle Daten dezentral auf einem RFID-Datenträger oder eingeschränkt auf einem Data Matrix Code gespeichert werden (Data-on-Tag/Data-on-Product). Oder die relevanten Daten werden zentral in einer Datenbank ablegt; die Codierung dient dabei ausschließlich zur eindeutigen Identifizierung. Beide Verfahren bieten spezifische Vorteile: Sind manuelle Lesungen zwischengeschaltet, muss dezentral ohne Zugriffsmöglichkeit Information über die Ware gewonnen werden und das erfordert eine lokale Datenhaltung. Das Produktions-Leitsystem kann mit fest installierten Erkennungssystemen Produkte über die ID ihres Behälters identifizieren und über die Weiterleitung entscheiden. Zentrale Datenhaltung ist jedoch nötig wenn die Güter in einer Supply Chain zwischen mehreren Partnern (Hersteller, Logistiker, Händler) weitergereicht werden. Am Warenausgang erfasst das System die Paletten und Behälter; die Kennung, zum Beispiel EPC-Codes, kann per EDI als vorauseilende Information versandt oder als begleitende Information für Abfragen in Online-Datenbanken (etwa Epcis DB) genutzt werden. Entweder erhält die Palette bereits nach der Kommissionierung einen RFID-Transponder, der auf (oder besser in) der Schrumpffolie aufgebracht wird oder ein RFID-Transponder befindet sich bereits dauerhaft und wieder verwendbar in der Palette selbst. Der spezielle EPC-Code für diese Paletten heißt Grai-Code (Global Returnable Asset Identifier) und ist auch für die Identifizierung anderer Anlagegüter nutzbar.Am Warenausgang beziehungsweise Wareneingang kann der am Gate gelesene EPC-Code im überlagerten Warenwirtschaftssystem sofort und ohne manuellen Aufwand überprüft werden. Somit lassen sich Fehlbeladungen von LKWs verhindern oder die notwendigen Stichproben im Wareneingang vermindern. Ob Data Matrix Codes oder RFID: Die industrielle Identifikation ist einmal mehr der Schlüssel zur Beherrschung komplexer Prozesse und Lieferketten. Der durchgängige Einsatz erlaubt es, durch höhere Transparenz dieses Wertschöpfungs-Netzwerk kostengünstig zu beherrschen – für bessere Produktqualität und mehr Wettbewerbsfähigkeit.☐