<img height="1" width="1" style="display:none" src="https://www.facebook.com/tr?id=798965790221670&amp;ev=PageView&amp;noscript=1">
108x92_business_blog_logo_speechbubble.png

Asset Tracking: Im Internet der Dinge alles im Blick

Autor Marcel Henrich am 5.9.2017

In M2M, Digitale Transformation

Asset Tracking

Ob in der Industrie-Wartung, in der Warenlogistik, bei kommunalen Leistungen oder in der Gebäudewirtschaft – allerorten schafft die Digitalsierung neue Services. Die Vorteile reichen von anwenderfreundlicheren Self-Services bis hin zu Kosteneinsparungen durch besseres Management, effizientere Wartung und stärkerer Kontrolle über Einsatz und Bewegung von Betriebsmitteln. Grundlage ist ein funktionierendes Asset Tracking. Doch welches System passt zu welchem Einsatz-Szenario?

Wenn beim BMW-Werk in Steyr ein LKW mit Komponenten für die Motorenproduktion eintrifft, dann ist das für den Disponenten nur noch der Abschluss eines Lieferprozesses, dessen Details lange geplant und ständig überwacht sind. Dank moderner Technik sind Standort und Ladung jederzeit abrufbar, über die Verknüpfung mit Verkehrsdaten wird die Ankunftszeit bereits im Voraus kalkuliert und die Produktionsverantwortlichen können sicher gehen, dass der Nachschub rechtzeitig anrollt.

Die Nachverfolgung von Transportern, LKW und Kurierfahrzeugen hat sich bewährt, zahlreiche Systeme für das Fleet Managment sind im Einsatz. Doch auch abseits von Fahrzeugen bietet das Asset Tracking, also Management und Nachverfolgung von beweglichen Betriebsmitteln interessante Möglichkeiten für neue Services. Sei es die automatische Erfassung von Schneeräumarbeiten, um den Kunden die ausgeführten Arbeiten zu dokumentieren, das Inventurmanagement auf Baustellen oder in Krankenhäusern, oder auch die Bereitstellung von Logistik- und Wartungsservices, die niedrigere Kosten und bessere Verfügbarkeiten ermöglichen. Bei der Frage nach der richtigen Technik geben neben den Kosten vor allem die Frage nach der benötigten Energie sowie nach Art, Menge und Übertragungsweg der zu sendenden oder zu lesenden Daten den Ausschlag.

Was sind die Unterschiede?

Der Aufenthaltsort eines Objektes wird per GPS-Modul bestimmt. Für bestimmte Anwendungen genügt es, in längeren Zeitabständen die aktuelle Position zu übertragen. In anderen Fällen – wie beim Fleet Management – soll die Position laufend bestimmt, dazu Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit kontrolliert werden. Und schon fällt ein Vielfaches der Daten an. GPS-Modul, Funkmodul und eventuelle weitere Sensoren brauchen dann auch mehr Energie. In einem LKW liefert das Bordnetz den benötigten Strom, eine „smarte Mülltonne“, die nur bei Bedarf geleert wird, muss dagegen mit einer Batterie viele Jahre lang auskommen. Hierfür bedarf es besonders energiesparende Verfahren.

IoT-Box von T-Mobile - holen Sie sich den kostenlosen Flyer

Daran schließt sich die Frage nach Art und Menge der Informationen an, die gesendet beziehungsweise gelesen werden können. Ein gedruckter Barcode, der unabänderlich ist, kann eben nur die in ihm codierten Daten preisgeben. Viele Anwendungen des Asset Trackings beruhen aber darauf, dass Sensordaten aktuelle Informationen liefern. Das können Ortungsdaten sein (GPS), oder aber Umgebungsdaten und Gerätedaten aller Art, beispielsweise Temperatur, Bewegung oder Füllgrad. Nicht zu vergessen der Übertragungsweg, sprich: die Connectivity. Hier gibt es passive Systeme, die sich nur auslesen lassen, und solche, die aktiv ihre Daten auf den unterschiedlichsten Kanälen senden.

Welche Systeme gibt es?

Barcodes sind oft genug die einzig offenbaren Kennzeichen für die Markierung und Verfolgung von Gegenständen. Dabei unterscheidet man Strichcodes (1D) und die klötzchenbasierenden QR-Codes (2D). Sie werden mit optischen Lesern erfasst – das können ebenso Handscanner sein wie die Kamera eines Smartphones. Die enthaltene Datenmenge ist begrenzt, wobei die 2D-Codes sehr viel mehr Informationen transportieren können als die einfacheren 1D-Strichcodes. Letztendlich reicht eine eindeutige Identifikationsnummer, die in einer Datenbank auf den zugehörigen Datensatz mit allen weiteren Informationen verweist.

Eine weitere Anwendung sind RFID-Tags (Radio-Frequency Identification). Passive RFID-Tags brauchen einen elektromagnetischen Impuls von außen, der über die integrierte Antenne aufgefangen wird und die nötige Energie liefert, um die gespeicherten Daten an die Empfangsstation (Distanz max. 1 m) zu senden oder neue Daten zu empfangen und abzuspeichern. Aktive Komponenten sind bereits mit einer eigenen Energiequelle ausgerüstet. Mit Near-Field-Communication (NFC) ist eine aus RFID abgeleitete Technik auf dem Markt, die weniger Energie verbraucht, aber auch nur sehr kurze Distanzen (<10 cm) überbrücken kann.

Natürlich kommen als Datenübertragungsstandards auch Bluetooth und WLAN in Betracht. Dies jedoch aus naheliegenden Gründen meist nur in Innenräumen oder auf eingegrenzten Flächen. Objekte wie beispielsweise autonome Transportroboter werden mit Beacons genannten Sendern ausgestattet und können sich so im Raum orientieren. Aber auch bewegliches Inventar lässt sich mittels Beacons (zu deutsch: Leuchtfeuer) jederzeit orten.

Die einfachste Möglichkeit, mobile Assets kontinuierlich zu tracken, ist natürlich die Kombination von GPS-Modulen mit den weltweit verfügbaren Mobilfunkstandards von 2G bis derzeit 4G, also GPRS, UMTS, LTE Advanced und den jeweiligen Zwischenschritten. Je nach Anwendungsfall hieße das allerdings mit Kanonen auf Spatzen schießen – sowohl was die Kosten betrifft, als auch den Energieverbrauch.

Für Anwendungen im Internet der Dinge (Internet of things, IoT) gibt es inzwischen optimierte Standards, die auf den Mobilfunkstandards aufsetzen, jedoch mit deutlich weniger Energie zu betreiben sind – daher der allgemeine Überbegriff Low Power Wide Area (LPWA). Darunter fallen Standards wie EC-GSM, LTE-M2M (Machine to Machine) oder Narrowband IoT (NB-IoT). Letzteres verbindet Eigenschaften wie hohe Gebäudedurchdringung, Netzstabilität und geringen Energiebedarf und lässt sich somit auch langfristig per Batterie betreiben.

Anwendungsbeispiele

Einfache ID-Aufgaben, die per Barcode oder RFID-Tags gelöst werden können, sind beispielsweise Ausgabestellen, etwa für Werkzeug und anderes Zubehör. Welches Objekt verlässt das Lager oder kehrt zurück, das ist die grundsätzliche Frage. Sie können aber auch bei Inspektions- und Wartungsgängen nützlich sein, beispielsweise bei der Kontrolle von Ruhebänken in öffentlichen Parks. Ist die Bank noch am vorgesehenen Ort? Ist der Zustand ok? Bei Beschädigungen kann direkt vor Ort ein Wartungsauftrag erstellt werden, bei dem das ID-Kennzeichen zur Identifizierung des Standortes dient. Zum Teil setzen auch Augmented-Reality-Anwendungen (AR) auf eine Kombination mit Barcodes, die automatisch gescannt werden und dann Zugriff auf zusätzliche Informationen zu einem Objekt liefern.

RFID-Tags werden gerne in der Logistik eingesetzt, um Daten über Route, Empfänger und Inhalt der Ladung zu speichern und an jedem Punkt der Logistikkette bereitzustellen. Kombinierte Systeme mit verschiedenen Sensoren sammeln unterwegs Daten wie Temperatur, beispielsweise zur Dokumentation einer funktionierenden Kühlkette, oder über Erschütterungen und Bewegungsschocks, um die Verursacher von Beschädigungen zu identifizieren.

2G-, 3G- und 4G-Module sind oft dort im Einsatz, wo es nicht alleine um das Asset Tracking geht, sondern noch zahlreiche andere Aufgaben in Kombination erledigt werden. An Fahrzeugen beispielsweise die Überwachung diverser Zustände, um eine vorausschauende Wartung zu ermöglichen und die Ausstattung des Fahrers mit geeigneten Kommunikationswegen, über die beispielsweise Ladungspapiere, Routeninformationen und ähnliches abgedeckt werden.

NB-IoT-Module kommen dort zum Einsatz, wo eine Wide-Area-Datenübertragung über lange Zeit gewährleistet sein muss, aber kein Anschluss an ein Stromnetz vorhanden ist. Eines der Paradebeispiele sind Smart-Metering-Anwendungen, also das Ablesen von Gas- und Wasserzählern, aber beispielsweise auch die Smarte Mülltonne, die sich meldet, wenn ein bestimmter Füllgrad überschritten wird – oder Alarm schlägt, wenn der Inhalt sich erhitzt. In der Logistik bietet sich NB-IoT an Containern und Paletten als Alternative zum Tracking des LKW an.  In diesen Fällen müssen nur wenige Daten übertragen werden, und dies auch nur periodisch, stündlich oder täglich, oder Event-basiert. Dies reduziert den Energiebedarf auf ein Minimum und ebenso die Kosten für die Netzanbindung.

Fazit Asset Tracking

Durch die rapide Weiterentwicklung von Funkstandards, die nur einen Bruchteil der bisher benötigten Energie verbrauchen und die Kosten für die Datenübertragung reduzieren, werden neue Anwendungen wirtschaftlich attraktiv. Damit schaffen sie die Basis für neue, innovative Service-Angebote im Internet of Things.

 

IoT Box T-Mobile