Tagung der GVB e. V. Stuttgart, 13. März 2012

Institut für Distributions- und Handelslogistik des VVL e. V., Dortmund

Institut für Distributions- und Handelslogistik (IDH) des Vereins zur Förderung innovativer Verfahren in der Logistik e. V.Leitung: Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Rolf JansenGiselherstr. 3444319 DortmundTel.: +49 231 560779-80Fax: +49 231 560779-88www.vvl-ev.de

Verein zur Förderung innovativer Verfahren in der Logistik e. V.

Tagung der GVB e. V.Stuttgart, 13. März 2012

Forschungsthemen des IDH

Dr. Jochen Schneider

Aktuelle Förderprojekte in Zusammenarbeit mit der GVB e.V.

http://www.vvl-ev.de/index.html

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Projekt: Effizienznachweis für TransponderFörderkennzeichen: 16951 N/1

2

Entwicklung eines Verfahrens zur Detektion von Effizienz-mängeln bei UHF-Transpondern mittels Analyse der spektralen Antwortcharakteristik im Nahfeld

Laufzeit: 01.02.2011 – 31.07.2012


Projekt: Effizienznachweis für TransponderFertigungsbedingte Lesereichweitendifferenzen

3

1,8 m

1,85 m

1,9 m

1,95 m

2, m

2,05 m

2,1 m

2,15 m

2,2 m

Messung der Lesereichweite bei Transpondertyp A

Streuung der Lesereichweite bei Messungen mit dem Transpondertyp A mit Feig Antenne-/Reader-System in der IDH-eigenen Absorberkammer des LogIDLab® (jeweils 3 Versuche)


Projekt: Effizienznachweis für TransponderProblemstellung (1)

4

Problematik UHF-Transponder:

Nahfeld:

Induktive Kopplung

Fernfeld:

Backscatter

Messergebnisse im Nahfeld sind nicht 1:1 auf Bedingungen im Fernfeld übertragbar.

Nahfeld

Fernfeld

Dr

D: maximale Antennenausdehnungr: Abstand Antenne-Transponder

Nahfeld: 0 m < r < 0,06 mFernfeld: 0,06m < r < ca. 10 m

RFIDReader

Antenne


Projekt: Effizienznachweis für TransponderProblemstellung (2)

5

Probleme in realer Umgebung:

• UHF-Transponder können zwar im Rahmen der Applikation ausgelesen werden, allerdings nicht in der realen Umgebung.

• UHF-Transponder können vor der Applikation nicht effektiv getestet werden (im Applikator).

• Applizierte Transponder müssen bei negativem Leseergebnis in realer Umgebung manuell ausgetauscht werden.

→ Nutzen der UHF-Implementierung sinkt!→Ökonomisch: Amortisationsdauer der Anfangsinvestitionen verlängert sich→Prozessorientiert: Änderung der Arbeitsabläufe stört die Prozessqualität


Projekt: Effizienznachweis für TransponderArbeitsplan

6

Arbeitspaket

1 Ermittlung der Effizienzparameter, Bestimmung der Einsatzbedingungen sowie Transponderauswahl

2 Softwaretechnische Ermittlung der Abstrahlcharakteristik, der Richtcharakteristik sowie des Resonanzfrequenzspektrums durch 3D-Echtzeit-Simulation

5 Laborversuche zur Bestimmung der Abstrahlcharakteristik, der Richtcharakteristik sowie des Resonanzfrequenzspektrums (Nahfeld)

6 Entwicklung des Übertragungsalgorithmus durch statistische Auswertung der Testergebnisse

3 Laborversuche zur Effizienzmessung von UHF-Transpondern (Fernfeld) in der Absorberkammer des LogIDLab®

4 Laborversuche zur Effizienzmessung von UHF-Transpondern (Fernfeld) in moderater Umgebung

9 Projektmanagement und Öffentlichkeitsarbeit

7 Verifizierung des Übertragungsalgorithmus durch stichprobenartige Vergleichsmessungen (Nahfeld - Fernfeld) sowie praxisnaher Versuche

8 Dokumentation


Projekt: Effizienznachweis für TransponderErgebnisse aus AP 1: Anwendungsgebiete

7

Anwendungsbereich

ProduktDiebstahlschutz im

EinzelhandelBestands-

managementBehälter-

managementErsatz-

teilmanagement

Neutraler Untergrund Theoretisches Produkt als Referenz

T-Shirt unverpackt 1

Batterien Typ AA 1

Schrauben (Verpackung aus Kartonage)

Kunststoffbehälter mit Schrauben

Großvolumige Dichtung in Kartonage

1 Auswahl analog zum Diebstahlbarometer des EHI


Projekt: Effizienznachweis für TransponderErgebnisse aus AP 1: Transponderauswahl

8

Abbildung Hersteller Bezeichnung ChipAvery Dennison AD-223 Impinj Monza 3

UPM Dogbone NXP U-Code G2iL

Alien Squiggle Alien Higgs-3

Impinj Thin Propeller Impinj Monza 4

Avery Dennison AD-826 Impinj Monza 3

UPM Short Dipole NXP U-Code G2iL


Projekt: Effizienznachweis für TransponderErgebnisse aus AP 2: Simulationsparameter

9

• Die Simulationen wurden mit CST Studio Suite durchgeführt.

• Frequenzbereich: 0 – 1,5 GHz

• Die Antennenlayouts wurden eingescannt und per AutoCAD für die Nutzung in CST bearbeitet.

• Die Richt- und Antwortcharakteristik wurde ermittelt.


Projekt: Effizienznachweis für TransponderErgebnisse aus AP 2: Beispielauswertung für AD-223

10

Antwortcharakteristik

Richtcharakteristik

Idealisierte, transponderspezifische Darstellung


Projekt: Effizienznachweis für TransponderErgebnisse aus AP 3 und 4: Versuchsdurchführung

11

• Durchführung von Versuchsreihen in günstiger und moderater Umgebung (Definition gem. VDI 4472 Blatt 10) in Absorberkammer und Laborumgebung

• 30 Transponder je Transpondertyp• Aufnahme relevanter Messwerte mithilfe eines „Voyantic Tagformance Lite“ Testsystems

– Threshold-Level im Frequenzbereich 860 – 960 MHz– Backscatter- Analyse bei 868 MHz mit einer ausgehenden Energie zwischen 0 und 28,5 dBm

• Variation der Untergründe entsprechend der in AP1 ermittelten Anwendungsfelder• Ergebnis: „Fingerabdruck“ eines jeden Transponders mit Messdaten aus günstiger und moderater

Umgebung


Projekt: Effizienznachweis für TransponderErgebnisse aus AP 3 und 4: Beispiel Fingerabdruck AD-223

12

0

5

10

15

20

25

30

860 865 870 875 880 885 890 895 900 905 910 915 920 925 930 935 940 945 950 955 960

trans

mitt

ed p

ower

(dBm

)

frequency (MHz)

Mittelwerte Threshold Level AD223

Neutral opt

Neutral m od

Batterien opt

Batterien m od

Schrauben Kartonage m odDichtung m od

Schrauben KLT m od


Projekt: Effizienznachweis für Transponder Ergebnisse aus AP 3 und 4: Beispiel Fingerabdruck AD-

223

13

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0Neutral opt Neutral mod Batterien opt Batterien mod

Schrauben Kartonage mod Dichtung mod

Schrauben KLT mod

back

scat

tere

d po

wer

(dBm

)

Mittelwerte backscattered power at 27 dBm Level AD223


Projekt: Effizienznachweis für TransponderWeitere Vorgehensweise

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• Die „Fingerabdrücke“ der Transponder werden durch Nahfeldversuchsreihen ergänzt.

• Sämtliche Versuchsergebnisse werden statistisch ausgewertet.

• Die statistische Auswertung wird in einen Algorithmus überführt.

• Das Projekt schließt mit einer Überprüfung des Algorithmus‘ in realistischer Umgebung ab.


Projekt: Effizienznachweis für TransponderPrognose der wirtschaftlichen Umsetzung durch KMU

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• Aufgrund der in Vorgängerprojekten festgestellten hohen Abweichungen von einer optimalen Produktionsqualität im Bereich der UHF-Transponder und der damit verbundenen auftretenden Kosten für die manuelle Durchführung eigentlich automatischer Abläufe ist mit einer schnellen Umsetzung der Projektergebnisse durch die Hersteller von RFID-Druckern zu rechnen.

• Hersteller von RFID-Transpondern, die RFID-Systeme bspw. zur Endkontrolle und Qualitätssicherung einsetzen, können ihre Qualitätsprüfungen vereinfachen bzw. die Prüfprozesse deutlich verkürzen und effizienter gestalten.

• Neben den Herstellern von RFID-Komponenten profitieren die Endanwender der RFID-Technologie, da diese mit einer geringeren Quote manueller Nacharbeiten rechnen können.


Projekt: Mani-PackFörderkennzeichen: 17160 N/1

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Erarbeitung einer Prüfsystematik zur Bestimmung der Manipulationssicherheit von Verpackungen und

Entwicklung optimierter Verpackungskonzepte unter Einsatz nachhaltiger Packstoffe (Mani-Pack)

Laufzeit: 01.08.2011 – 31.07.2013


Projekt: Mani-PackZielsetzung (1)

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Projekt: Mani-PackZielsetzung (2)

18


Projekt: Mani-PackKausalität des Diebstahls im Einzelhandel

19

• •

Quelle: Wanzl

Quelle: Protema Security


Projekt: Mani-PackDefinition „Klaurenner“

20

• Diebstahlaufdeckungsrisiko abhängig von: – Größe/Format des Artikels– Öffnungsaufwand der Verpackung– Manipulationsfähigkeit der

Verpackung– …

• Produktattraktivität abhängig von:– Artikelpreis– Markenwert– Nutzen– …


Projekt: Mani-PackManipulationsarten einer Verpackung

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Auspacken Umpacken

Umetikettieren

Getrennt/ZusammenZupacken


Projekt: Mani-PackBranchenauswahl

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BrancheWarenschwund in %

vom UmsatzMani-PackRelevanz

Mode- und Bekleidungsartikel/Accessoires 1,86 -

Kleine Lebensmittelgeschäfte/Bioläden/Feinkostläden 1,83 +

Autozubehör/Eisenwaren/Baumarktartikel 1,72 ++

…

Schuhe/Sport und Freizeitartikel 0,69 -

Discounter/Gemischtwarenläden/Warenhouse Clubs 0,82 +

Möbel/Textilien/Bodenbeläge und Fensterbehänge 0,84 --

In Anlehnung: Manfield, J. (2011): Das Globale Diebstahlbarometer 2011, Checkpoint Systems


Projekt: Mani-PackTypische Anforderungen und Klaurenner

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• Selbstbedienung

• Weitläufige Ladengestaltung/sehr große Verkaufsflächen

• Viele, meist hochpreisige Kleinteile

• Teils sehr leicht zu öffnende Produkte

• Breites und tiefes Warensortiment: Evtl. ähnliche Verpackungen ähnlicher Produkte,

die sich nur signifikant im Preis unterscheiden

• Häufig lediglich aufgeklebte Etiketten, nicht aufgedruckt

• Keine ständige Anwesenheit der Verkäufer (keine Beobachter in unmittelbarer Nähe)

• Viele (meist hohe) Regale für möglichst hohe Flächennutzung ergeben gute

„Deckung“/Sichtschutz vor Ladendetektiven/ungewollten Beobachtern

(„Schlupfwinkel!“)


Projekt: Mani-PackNutzen für KMU

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• Konstruktion neuer Verpackungslösungen• Gezielte Definition von Spezifikationen für neue Verpackungen mit einem

hohen Schutz gegenüber Manipulationen• Entwicklung neuartiger Packstoffe• Produzierende Unternehmen können die Ergebnisse direkt einsetzen, um

die Verpackungen ihrer Produkte mit geringem Eigenaufwand zu optimieren

• Hersteller können die Effizienz der durchgeführten Maßnahmen anhand der entwickelten Prüfverfahren objektiv nachweisen

• Anbieter von Verpackungen können ihr Produktportfolio um besonders manipulationssichere Lösungen erweitern

• Da Diebstahl ein internationales Problem darstellt, ergibt sich so für deutsche Verpackungshersteller und -dienstleister die Möglichkeit, sich global als „Innovationsführer“ herauszustellen


Projekt: OptiRetourFörderkennzeichen: 17362 N/1

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Entwicklung eines Leitfadens zur anforderungsgerechten Gestaltung der Annahme-, Bewertungs- und Reaktionsprozesse in der Retourenlogistik

im B2C-Bereich (OptiRetour)

Laufzeit: 01.01.2012 – 31.12.2013


Projekt: OptiRetourZielsetzung

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Kundenbindung

Kostenminimierung

Komfortable, nachvollziehbare sowie zufriedenstellende Art

der Retournierung

Handel Kunden

Optimierung der Prozesse der Retourenlogistik (Annahme, Bewertung und Reaktion) im B2C-Bereich unter Berücksichtigung der Anforderungen sowohl

von Seiten des Handels als auch der Kunden


Projekt: OptiRetourNutzen für KMU

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• Professionalisierung im Bereich des Retourenmanagements zur Erhöhung der Kundenbindung und Kostenminimierung.

• Durch Kosteneinsparungen im Bereich Retouren steht das Kapital für wettbewerbsrelevante Aufgabenstellungen (z. B. Marketing, Produktpräsentation, Kundenansprache) zur Verfügung, da die Kosten für Retouren oftmals im oberen einstelligen Bereich des Warenwertes liegen.

• Fortschreitende Bewertung der eigenen Retourenlogistik durch die zu entwickelnde Kennzahlensystematik.

• Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit.


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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Institut für Distributions- und

Handelslogistik (IDH) des VVL e. V.

Ihr kompetentes Team für AutoID und Verpackung

Profitieren Sie von unseren langjährigen Erfahrungen!

• Produkt- und Ver-packungsprüfungen

• Simulation von Transport-, Umschlag- und Lagerbelastungen

• Ladeeinheiten- und Ladungssicherungs-prüfungen

• RFID- und Warensicherungstests

• Analysen logistischer Abläufe

• Wirtschaftlichkeits-analysen

• Hilfe bei der System-implementierung

• Neutrale Ausarbeitung von Studien und Marktübersichten

• Beratungsleistungen• Erstellung von

Gutachten

IDH des VVL e. V., Prof. Dr.-Ing. R. Jansen, Giselherstr. 34, D-44319 DortmundTelefon: 0231-56077980 • Fax: 0231-56077988 • E-Mail: [email protected]

Internet: http://www.vvl-ev.de

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