Verpackungen an das IoT anbinden

Sigfox zeigt mit einem eigenen Netz und Transpondern, wie die IoT-Anbindung von Verpackungen die Effizienz steigern und die Nachhaltigkeit sichern kann.

Eine Internet-der-Dinge-Anbindung (IoT) wird mit Transpondern und der Verfügbarkeit des neuen Sigfox-Netzes, das sich derzeit weltweit im Ausbau befindet und in Deutschland aktuell bereits rund 84 % Netzabdeckung erreicht hat, auch für Ladungsträger und Mehrwegbehälter sowie zukünftig auch Einwegverpackungen erschwinglich – und sorgt gleichzeitig dafür, dass die Effizienz gesteigert und die Nachhaltigkeit gesichert werden kann.

Waren werden verpackt, in Gebinde gefüllt oder auf Paletten gestapelt, um sie mit LKWs oder anderen Transportmitteln zum Kunden zu liefern. Auf dem Weg zwischen Aus- und Anlieferung ist bislang allerdings nicht viel über den Verbleib und den Zustand der Waren bekannt. Auftraggeber vertrauen dem Spediteur, dass alles gut ankommt. Doch es gibt immer wieder Beschädigungen und Ladungsverluste. Auch weiß kaum ein Unternehmer genau, wann sich welche Ware wo befindet oder welcher Ladungsträger wo genau verfügbar ist.

Gerade bei Mehrwegbehältern ist der Schwund hoch, weil sie auch für andere Anwendungsfälle als die Mehrweglogistik interessant sind. Teilweise wird hier extrem viel Aufwand betrieben, das Behältermanagement zwischen Unternehmen in den Griff zu bekommen und ein Pooling – also die unternehmensübergreifende Nutzung solcher Behälter – zu ermöglichen.

Will man den organisatorischen Aufwand zum Management sowie die Verlustquote von Ladungsträgern, Behältern und Gebinden reduzieren und damit die Effizienz solcher Mehrwegsysteme steigern und deren Nachhaltigkeit sichern, braucht man eine konstante Cloud-Anbindung solcher Systeme. Einen Peilsender zur Ortung an Paletten und Mehrweggebinde zu hängen, war bislang aber weder kostenseitig noch organisatorisch wegen des zu häufig erforderlichen Batteriewechsels sinnvoll.

Das ändert sich nun mit der Verfügbarkeit des Sigfox-Netzes, das speziell dafür entwickelt wurde, all die Dinge an das Internet der Dinge anzubinden, die man bislang nicht anbinden konnte. Die Anschaffungskosten für Sigfox-Module – also die Elektronik zur Datenübertragung – belaufen sich auf rund 2 Euro und man kann bis zu 140 Nachrichten pro Tag an zentrale Clouds senden, um beispielsweise die Position des Gegenstands zu übermitteln und über zusätzliche Sensorik auch Werte wie Temperatur oder Erschütterungen in Echtzeit zu übertragen.

Da Sigfox-Geräte abgesehen von den Zeiten der Datenübertragung nicht mit dem Sigfox-Netz verbunden sind und sich die Verbindung damit im Schlafmodus befindet, lassen sich smarte Ladungsträger und Gebinde entwickeln, die man über Jahre hinweg ohne Batteriewechsel – oder ohne sie aufladen zu müssen – betreiben kann. Die großen Barrieren des zu hohen Energieverbrauchs und der hohen Kosten werden mit dem neuen Sigfox-Netz folglich für smarte Ladungsträger und Gebinde beseitigt.

Doch auch Einwegverpackungen können vernetzt werden. Bereits im Oktober 2017 hat Sigfox hierfür eine Technologie angekündigt. Christophe Fourtet, Gründer und wissenschaftlicher Direktor (CSO) bei Sigfox, zeigte auf der Sigfox Connect einen Briefumschlag, der beim Öffnen eine SMS an ein Handy schickte.

Diese Logik  – also die Elektronik und nicht nur der Tarif der Übermittlung – soll ohne Batterie nur rund 20 Cent kosten. Damit eignet sie sich ideal für Einwegverpackungen und Gebinde, die dadurch einmalig eine Nachricht über das Sigfox-Netz an Mobiltelefone oder ERP-, Warenwirtschaft- und Behältermanagementsysteme schicken können. Sie macht aus einer Logik für den Nahfunkbereich eine Lösung, die komplett ohne Lesegeräte oder Scanner vor Ort eine Nachricht an das Sigfox-Netz übermitteln kann. Und dieses Netz wird laut Sigfox überall öffentlich verfügbar.

Die Nachrichten können dabei von überall – also auch aus Fahrzeugen und Gebäuden heraus – übermittelt werden. Zudem könnte jede Verpackung und jedes Gebinde mit einem Öffner versehen werden, der wie ein Siegel wirkt und so auch unautorisierte Öffnungen einer Verpackung detektieren kann, um unerlaubte Entnahmen oder Diebstahl zu erkennen.

Die Übertragung dieser einmalig versandten Nachricht ist dabei selbst im industriellen Umfeld hoch robust und kann – anders als eine Mobilfunkverbindung – dank vergleichsweise hohem Linkbudget nicht so leicht gestört. Dies liegt an dem verwendeten Ultraschmalband-Nachrichtensignal, das eine gesamte Sendenergie in einem kurzen und dadurch steil ansteigenden, sehr hohen Impuls bündelt, sodass sich jede Nachricht ähnlich wie ein kurzer lauter Pfiff verhält und deshalb gut zu hören ist und andere Geräusche übertönt.

Jede Nachricht wird zudem dreimaml im Frequenzsprungverfahren im lizenzfreien 868 MHz Band versandt, sodass Störungen in einzelnen Frequenzbereichen nicht die Übertragungssicherheit gefährden. Die Nachrichten werden zudem von allen Basisstationen im Empfangsbereich angenommen, da diese wie ein Radar alles mithören. Erst im Sigfox Backend werden diese Nachrichten auf eine einzige reduziert, die dann an die jeweilige App weitergeleitet wird, über die das Management der Gegenstände erfolgt.

Die in Europa gehostete Cloud von Sigfox entspricht laut eigenen Angaben weltweit höchsten Sicherheitsanforderungen und wird 24 Stunden bewacht, um aus dem Internet kommende Eindring- und Sabotageversuche quasi unmöglich zu machen. Deshalb eignet sich das Sigfox Netz auch für die Übermittlung von höchst zuverlässigen Daten auch an Blockchains zur fälschungssicheren Dokumentation des Warenverkehrs und des Zustands von Waren und Verpackungen.

Mit dieser Technologie können laut Entwickler ganz neue Servicedienstleistungen und Businessmodelle entstehen. So sollte laut Sigfox jeder Hersteller von Waren überlegen, ob und wie er diese Technologie in seine Mehrweggebinde oder Verpackungen und Produkte integrieren kann, um seinen Kunden dadurch mehr Services zu bieten. Die Vorteile liegen in präziseren Supply Chain Informationen, in besseren Dienstleistungen für das Bestandsmanagement bei Schnelldrehern und sonstigen Verbrauchsmitteln oder bei der noch sichereren Überwachung von Waren, bei denen es auf eine genaue Dokumentation ankommt.

Hier hilft das Sigfox-Netz, die Dokumentation zu automatisieren und in Echtzeit verfügbar zu machen. Vielleicht interessiert es den Hersteller aber auch nur zu wissen, wo genau seine Waren zum Einsatz oder Verbrauch kommen, um so neue Marketing- und Vertriebsstrategien entwickeln zu können.

Ein großes Anwendungsfeld sieht Sigfox zukünftig bei Pharma- und Lebensmittelverpackungen, bei denen Temperatur und/oder Luftfeuchte konstant dokumentiert werden sollen. Im oben genannten Beispiel des Briefumschlags wurde die Übertragung der Nachricht zwar rein mechanisch durch die Schließung des Stromkreises ausgelöst. Es ist aber beispielsweise über auch über Bimetalle möglich, den Kontakt zur Energiequelle zu schließen, wenn eine kritische Temperatur überschritten wird. So könnte im Zweifel aktiv ein Notfallplan umgesetzt werden, um Ware noch vor dem Verderben zu retten beziehungsweise vor der Unterbrechung der Kühlkette zu bewahren.

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kus