Identifizierung und Rückverfolgbarkeit von Produkten mittels inhärenter Merkmale (Projekt PRIMER)

Bauteile und Produkte sicher erkennen – ohne zusätzliche Kennzeichnung

Vorhandene (inhärente) Merkmale sind eine gute Möglichkeit, Produkte während des Produktionsvorgangs und bei der Gewährleistung ohne zusätzlich angebrachte Kennzeichnungen (z.B. Barcodes, RFID-Tags) sicher und kostengünstig zu erkennen.

In der modernen Produktion und Logistik funktioniert bereits vieles automatisiert. Doch im Materialfluss von Logistiklager über Produktion bis zum fertigen Produkt wird es immer Übergänge von manueller zu maschineller Handhabung geben. Schleichen sich hier falsche Bauteile in die Prozesse ein, kann das zu schwerwiegenden Schäden führen. Es ist entscheidend, Bauteile, Halbzeuge und teils auch jeden Rohstoff im Produktionsprozess und im Lebenszyklus zu jedem Zeitpunkt eindeutig identifizieren zu können.

Wir nutzen produktinhärente Merkmale für die eineindeutige und fälschungssichere Identifizierung von Produktionsrohstoffen, Halbzeugen oder Bauteilen – also Merkmale, die das Objekt in seiner Beschaffenheit ausmachen und nicht einfach zu ändern sind, wie z.B. Farbe, Material, Form, Gewicht, Objektoberflächenstruktur sowie akustisches oder elektrisches Resonanzverhalten.

Ohne industrielle Identifikation keine smarte Produktion

Wann befindet sich welches Bauteil wo? Die digitalisierte Industrie verspricht große Optimierungen für die Prozesse in Produktion und Logistik. Eine zentrale Schlüsseltechnologie, um die Vorteile smarter automatisierter Produktion wirklich nutzen zu können, ist die industrielle Identifikation. Jedes Objekt, jedes Produkt muss über den gesamten Lebenszyklus hinweg eindeutig identifizierbar sein. So lassen sich nicht nur Qualität und Prozessabläufe nachvollziehen, auch Maschinen lassen sich automatisch steuern. Anhand eines identifizierten Bauteils werden die Anlageneinstellungen angepasst.

Nun produzieren Unternehmen zunehmend an verteilten Standorten und sie beziehen Rohstoffe und Bauteile von mehreren Zulieferfirmen. Sie können nicht voraussetzen, dass alle gelieferten Rohstoffe, Halbzeuge und Komponenten mit den korrekten Barcodes oder Typenschildern gekennzeichnet sind.

Merkmalsgestützte Identifikation von Rohstoffen und Bauteilen

Die Umstellung von künstlichen Identifikatoren, wie Typenschilder, Etiketten und Labels, auf produktinhärente Merkmale, die Produkte aufgrund ihrer Wachstums-, Erzeugungs- oder Bearbeitungsprozesse »kostenfrei« mitbringen, ist eine sinnvolle Option.

Beispiele für eindeutige produktinhärente Merkmale sind Werkstoffeigenschaften, Gefügestrukturen, Eigenfrequenzen, Oberflächenstrukturen nach einer spanenden Bearbeitung, die Struktur von Bruchkanten oder eingelagerte Substanzen bei Lebensmitteln. Diese Eigenschaften lassen sich nicht einfach ändern oder fälschen.

Wir kombinieren für unser Erkennungssystem anwendungsspezifisch ausgewählte, multimodale Sensorik, um die Eigenschaften von Objekten zu erfassen, und Datenanalyseverfahren, um aus den Objekteigenschaften bestimmte Merkmale zu gewinnen, die in ihrer Kombination einzigartig sind. Daraus ergibt sich eine »virtuelle DNA« – für jedes Produkt einzigartig und individuell. Über ein modellbasiertes Vergleichsverfahren kann die virtuelle DNA eindeutig einem Produkt oder einer Produktgruppe (z.B. Charge) zugeordnet werden. 

Vorteile der Identifizierung mittels produktinhärenter Merkmale

• eindeutige Identifizierung von Produkten und Rohstoffen
• lückenlose Rückverfolgbarkeit von Produkten und Rohstoffen
• Kostenersparnis durch Verzicht auf künstliche Identifikatoren wie Barcodes, Etiketten oder RFID
• fundierte Informationsgrundlage für produktionsrelevante Entscheidungen
• Qualitätsverbesserung der Produktions- und Logistikprozesse
• Erhöhung der Fälschungssicherheit von Produkten

Projektergebnisse in PRIMER

• Dauerhafte, robuste, kostengünstige und fälschungssichere Erkennungstechnologie, übertragbar auf unterschiedliche Einsatzzwecke und geeignet für eine ganze Bandbreite an Materialien und Produkten
• Morphologie zur schnellen Klassifikation von Anwendungsfällen und der damit zusammenhängenden Sensorik

Im Projekt sind zwei Anlagen entstanden, die die Machbarkeit einer merkmalsgestützten Produktidentifikation demonstrieren:

• Stationäre Anlage für die kontinuierliche Inline-Identifizierung von Produkten und Rohstoffen innerhalb des Produktionsprozesses. Die stationäre Anlage wird bereits zur Identifikation unterschiedlichster Materialien und Produkte, wie z.B. Holz, Gussteile, Keramikfliesen, erfolgreich eingesetzt.
• Tragbare Anlage für Stichprobenprüfungen im mobilen Einsatz. Die mobile Anlage wird u.a. bereits für die Erkennung von Beschichtungen erfolgreich eingesetzt.