Sicherheitslücken im Luftfracht-Verkehr schließen

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Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

Frachtinformationen für den Leitstand

Wie die Integration von Funktechnik in einen Logistikknoten am Flughafen im Detail aussehen kann, das haben die Fraunhofer-Forscher beispielhaft für den DHL-Hub am Flughafen Leipzig/Halle getestet. Dazu haben sie zunächst die Betriebsmittel wie Schlepper oder Anhänger mit aktiven Telematikeinheiten ausgestattet, im Gegenzug erhielten die Luftfrachteinheiten (Container) sowie die Ware selbst passive Transponder (übrigens eine Wortschöpfung aus den beiden Begriffen »TRANSmitter« und »resPONDER«: Übertragung und Ansteuerung). Während die aktiven Transponder über eine eigene Energieversorgung durch eine eingebaute Batterie verfügen und sich lesen und beschreiben lassen, beziehen passive Transponder die nötige Energie aus dem elektromagnetischen Frequenzfeld des Lesegerätes.

Zu dem Zeitpunkt, wenn die Container auf die Anhänger geladen werden, werden beide Tags miteinander »verheiratet« – von nun an bilden Container plus Ladung eine Einheit und können als solche vom Leitstand kontinuierlich echtzeitbasiert mit Angaben zur aktuellen Position überwacht werden. Dadurch erhöht sich die Transparenz im Logistikprozess. Die Zusammenführung geschieht mithilfe des vom Fraunhofer IFF entwickelten RFID-Handschuhs, mit dem sich der RFID-Chip auf dem Gut besonders schnell, sicher und ohne komplizierte zusätzliche Handgriffe lesen lässt. Der RFID-Handschuh verfügt über eine integrierte Antenne, um eine Anwendung der mobilen RFID-Technik mit freien Händen zu ermöglichen. Der Informationsfluss zwischen dem Handschuh und den gehandhabten Gütern mit RFID-Transpondern wird dadurch im Rahmen der normalen Handlingprozesse ermöglicht. Zusätzliche Prozessschritte zum Schreiben und Auslesen der RFID-Informationen wie bei herkömmlichen Handhelds entfallen.

Funkbasierte Ortung bedeutet allerdings nicht zweifelsfrei, dass sie auch in ihrer Genauigkeit den logistischen Ansprüchen genügt. Insbesondere im Outdoorbereich bleiben oftmals Wünsche offen: Sei es durch ungünstige äußere Wetterbedingungen, unvorhergesehene Störfaktoren wie metallische Körper oder den Einsatz bestimmter Verfahren, die nur auf 10 Meter genaue Ergebnisse liefern. Wer zu jedem Zeitpunkt präzise Ergebnisse benötigt, dem raten die Fraunhofer-Forscher aus Magdeburg zu einer Kombination aus funk- und videobasierter Ortung. Während innerhalb der Warentransporte vor allem auf Funktechnologien gesetzt wird, wird mit dem Bild für Umschlag- und Lagerprozesse eine weitere Analyseebene integriert. Dazu werden Aufzeichnungen von Videokameras zu logistischen Operationen über Bilddifferenzverfahren analysiert. Anhand der Ergebnisse lassen sich Standort und Lage von Objekten bestimmen, per Funk können sie identifiziert werden. Flughäfen präsentieren hinsichtlich der Umgebungsbedingungen (z. B. Wetter, Beleuchtung, Objekteigenschaften) und logistischen Prozessabläufe für Sensorsysteme sogenannte nichtkooperative Messumgebungen, da Störungen und veränderte Prozessabläufe nur teilweise durch die eingebettete Auswertelogik der Kamera kompensiert werden.

Deshalb widmet sich eine Fraunhofer-Projektgruppe der Bewertung funk- und bildbasierter Sensorverfahren und -systeme mittels virtueller Szenarien, die mögliche Prozess- und Umgebungsbedingungen simulieren. Damit ist es möglich, bereits in der Planung des Sensorsystems die Aussagequalität für das logistische Prozessmonitoring unter verschiedensten Einflüssen feststellen zu können.

Spürnasen im Einsatz

Ebenso wichtig wie die durchgängige Verfolgung der Ware kann die Zustandsüberwachung sein – beispielsweise im Bereich der Kühl- und Frischewaren mit Nachweis von Herkunft und Einhaltung der spezifischen Temperaturgrenzen, aber auch im Bereich sensibler Elektronikbauteile aus der Elektronikindustrie. So hat der Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) einen Leitfaden zur »Identifikation und Traceability in der Elektro- und Elektronikindustrie« für die gesamte Wertschöpfungskette veröffentlicht, welche, ausgehend von den Fertigungs- und Montageprozessen, auch alle logistischen Tätigkeiten innerhalb der Lieferkette bis hin zum Empfänger stärker unter die Lupe nehmen will.

Zur Überwachung dieser Zustände haben Fraunhofer-Experten ein spezielles Frühwarnsystem entwickelt: Den sogenannten Tag-Head. Diese flexibel einsetzbare Einheit ist mit Sensor-, Kommunikations-, Ortungs- und RFID-Technik ausgestattet. Die Sensoren überwachen Temperatur, Feuchtigkeit und Erschütterungen. Wird ein vorher definierter Grenzwert erreicht, schlägt der Tag-Head Alarm. Die Sensor- und Ortungsdaten können zum Beispiel über GSM abgerufen oder mit Hilfe des Tag-Heads auf einen RFID-Transponder geschrieben werden. Regelmäßig oder auf Abruf überträgt der Tag-Head eine Statusmeldung an den Leitstand. Verlassen die Sensorwerte den definierten Sicherheitsbereich, wird automatisch eine Alarmmeldung abgesetzt. Parallel können die wichtigen Werte auf einen passiven Transponder geschrieben werden.

Nachforderungen werden vermeidbar

Sicherheitsverantwortliche sind bereits von den modernen Technologien zur Ortung und Identifizierung überzeugt. Inzwischen schaut aber auch die kaufmännische Ebene genauer hin, denn für RFID & Co. sprechen gleichfalls rein rechnerisch handfeste Gründe.

Elektronische Beobachter gestalten die gesicherte Warenkette nachvollziehbar – so können Dienstleister verbindliche Aussagen darüber machen, wann, wo und wie entsprechende Güter an ihrem Ziel ankommen. Kann zum Beispiel ein Spediteur nachweisen, dass er alle ihm anvertrauten Produkte in einwandfreiem Zustand ausgeliefert hat, dürften pauschalisierte Rabattierungen vom Tisch sein. Dadurch eröffnen sich Logistikern ungeheure Einsparpotenziale. Vor dem Hintergrund lückenlos dokumentierbarer Frachtketten verliert das Nachforderungsmanagement an Gewicht. Völlig neue Kalkulationen und Gewinnspannen sind denkbar.

* Prof. Dr.-Ing. Klaus Richter, Dipl.-Ing. Martin Kirch, Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

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