Werbung

Digital verpackt – Fraunhofer IML erforscht die Zukunft der Verpackung


TRANSPORTVERPACKUNG

Augmented Reality, autonome Transportsysteme, gedruckte Elektronik – die Digitalisierung wird die Logistik umwälzen. Das hat auch Auswirkungen auf Funktion, Design und Ausstattung von Transportverpackungen.

Transportverpackungen sind in zwei Dritteln aller Fälle aus Wellpappe — ohne die robusten und vielseitigen Hüllen aus Papier und Luft läuft wenig in der Supply Chain. Klar ist, dass sich auch Verpackungskonzepte an den digitalen Wandel anpassen müssen. Aber wie wird die Transportverpackung 4.0 konkret aussehen? 

In einer umfassenden Studie für den Verband der Wellpappen-Industrie (VDW) hat das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML untersucht, welche technologischen Entwicklungen für Transportverpackungen wirklich relevant sind und was die Transportverpackung in der digitalen Logistik von morgen leisten muss.

„Wir stehen tatsächlich vor einer neuen industriellen Revolution“, sagt Christiane Auffermann, Teamleiterin Handelslogistik am Fraunhofer IML. Der Expertin zu­folge hat die digitale Transformation in vielerlei Hinsicht Auswirkungen auf die Rolle und Funktion der Transportverpackung. „Das betrifft zum Beispiel intelligente Behälter und Sensorik zur Transportüberwachung ebenso wie AutoID-Systeme, 3D-Druck, Fingerprint-ID-Verfahren für Papier und Pappe sowie autonome Transportsysteme.“

Gerade Letztere rücken in den Fokus, wenn von der Logistik der Zukunft gesprochen wird. Vor allem, weil viele Ansätze spektakuläre Bilder bieten: In Düsseldorf bringen sechsrädrige Zustellfahrzeuge, die an Staubsauger erinnern, Pakete zu den Onlineshoppern an die Haustür, Amazon experimentiert seit Jahren mit Flugdrohnen und in London wird über ein unterirdisches Schienenzustellsystem mit dem treffenden Namen „Mole“ nachgedacht.

Roboter und selbstfahrende Fahrzeuge erobern nicht nur die Straßen und den Luftraum in den Städten, sondern auch die Firmengelände großer Industriebetriebe, die Logistiklager und Hallenregale.

„Auf Konstruktion, Ausstattung und Funktion der Transportverpackung hat diese Entwicklung bislang noch keinen großen Einfluss, da sich die meisten dieser Systeme noch in Testphasen befinden“, sagt Auffermann. Es zeichnet sich jedoch ab, dass die Anforderungen einsatzfähiger autonomer Transportsysteme höchst unterschiedlich ausfallen werden – und Transportverpackungen aus Wellpappe dabei auch künftig ihre konstruktive Vielfalt ausspielen können.

Die Fraunhofer-Expertin glaubt nicht, dass die Paketzustellung per Flugdrohne ein Massenphänomen werden wird. Sie hält Konzepte, in denen Elektrofahrräder oder -lieferfahrzeuge eingesetzt werden, für tragfähiger. Unabhängig davon, welche Systeme sich schließlich durchsetzen, wird der Bedarf an Informationen über den Zustand der Ware während des Transports steigen. „Künftig werden Sensoren gefragt sein, die über Art und Wirkung der Transportbelastung Auskunft geben“, sagt Auffermann.

 Ein in die Verpackung integrierter Sensor könnte beispielsweise physikalische Daten zu Druck, Beschleunigung oder Erschütterung des Pakets im Fahrzeug erfassen, an die Datenzentrale weiterleiten und so die Unversehrtheit des Packguts überwachen. „Im Idealfall wird der Zusteller gewarnt und liefert das beschädigte Paket mit dem empfindlichen Tablet darin gar nicht erst aus“, so Auffermann.

Daten auf einen Blick

Je nach Sortimentsbereich und speziellem Bedarf können mit Sensoren auch GPS-Position, Helligkeit, Temperaturen oder Luftfeuchte erfasst werden. Die durch eine solche ununterbrochene Echtzeitüberwachung ermittelten Daten werden dann von einem Verantwortlichen der Kette zum nächsten übergeben und dienen bei Bedarf als Nachweis dafür, dass die Ware korrekt behandelt wurde.

Intelligente Transportverpackungen leisten Auffermann zufolge künftig einen erheblichen Beitrag dazu, die gesamte Supply Chain bis zum Endkunden effizienter zu gestalten. Daher ist sie davon überzeugt: „Sensorik wird neben Technologien der Automatischen Identifikation (AutoID) ein wesentlicher Bestandteil von intelligenten Verpackungen sein.“

Eines dieser AutoID-Systeme ist RFID, eine Technologie, die bereits seit mehr als zehn Jahren im Einsatz ist. Da die Kosten für ihren Einsatz immer geringer werden, hat sie nach Ansicht der Logistikexperten ihre große Zeit noch vor sich. „Der Vorteil der RFID-Technologie ist die berührungslose automatische Identifikation von Warensendungen“, erläutert Auffermann. Im Rahmen der digitalen Transformation ermögliche RFID einen selbststeuernden Materialfluss.

„Durch die auf den RFID-Tags hinterlegten Ziel­informationen lassen sich Steuerungsprozesse dezentralisieren und so die Waren als modulare Objekte in die digitale Wertschöpfungskette einbetten.“ Fortschritte in der Entwicklung von Verfahren zum Aufdruck elektronischer Informationen auf Wellpappenverpackungen könnten die Kosten für RFID-Datenträger weiter senken und damit den Einfluss der Technologie forcieren.

Ganz anders schätzen die Fraunhofer-Forscher die Auswirkungen der Near-Field-Communication-(NFC)-Technologie auf die Supply Chain ein. NFC basiert auf den Prinzipien und Standards von RFID, wurde aber speziell für kurze Reichweiten von etwa fünf bis zehn Zentimetern und die Nutzung auf Mobiltelefonen und Tablets konzipiert – zum Beispiel als sichere Methode zur kontaktlosen Bezahlung per Smartphone. „Aufgrund der kurzen Reichweite der Datenübertragung wird NFC in Zukunft kaum Relevanz für logistische Prozesse haben“, so Auffermann.

Die möglichen Anwendungsgebiete von NFC bei Transportverpackungen lassen sich bereits heute mit den üblichen Barcodes umsetzen. Im Consumer Marketing sieht die Handelsexpertin allerdings gute Einsatzmöglichkeiten für diese Technologie, „beispielsweise um weitere Informationen zu einem Produkt in Erfahrung zu bringen, das in einer mit NFC ausgestatteten Verpackung im Einzelhandelsregal steht“.

Als vielversprechende AutoID-Technologie bewerten die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts die Fingerprint-ID. Bei diesem Verfahren werden die Prinzipien der Personenerkennung auf die Transportverpackung übertragen. Das funktioniert so: Papier besitzt eine zufallsabhängige, individuelle Faserstruktur, die sich als Identifikationsmerkmal für eine kostengünstige Produktauthentifizierung eignet.

Durch einen hochauflösenden Scanner wird ein Teil der Verpackungsoberfläche aus Papier erfasst. Die charakteristische Papierstruktur dieser Wellpappenverpackung wird dabei in einer Datenbank hinterlegt. Wird das Produkt zu einem anderen Zeitpunkt erneut gescannt, wird das Ergebnis mit den in der Datenbank hinterlegten Daten abgeglichen. Das Gerät erkennt das Papier an seiner Struktur und identifiziert damit eindeutig die Verpackung und ihren Inhalt.

Das Label fällt weg

„Diese Technologie hat den Vorteil, dass die Anbringung von Labeln auf der Verpackung entfällt – das würde vor allem im Onlinehandel zu relevanten Einspar­effekten führen“ sagt Auffermann. „Denkt man hier weiter, könnten in Zukunft auch die heutigen Infrastrukturen zur Identifikation wie Barcodescanner entfallen.“ Die Fingerprint-ID-Technologie befindet sich noch im Anfangsstadium; das Fraunhofer-Institut für physikalische Messtechnik IPM führt derzeit Versuche zur Faserstrukturerkennung von Papier durch.

„Aber die Potenziale sind groß“, sagt Auffermann und weist darauf hin, dass diese Technologie über den Sicherheitsgewinn und die wirtschaftlichen Vorteile hinaus auch Nachhaltigkeitseffekte bewirkt: „Der Verzicht auf Labels, Tags und andere Datenträger spart Material und macht das Recycling einfacher. Sollte sich die Fingerprint-ID von Papier- und Wellpappenverpackungen durchsetzen, wäre das ein echter ökologischer Fortschritt.“sln



Aktuelle Fotostrecke

(Foto: Messe München)
Um Logistik für die Letzte Meile, Same Day Delivery sowie Konzepte und technische Lösungen für die Stadtbelieferung ging es im Forum von LOGISTIK HEUTE und Fraunhofer IML auf der transport logistic...

Inhalt in sozialen Medien teilen

Logistik-Themen mit ähnlichen Inhalten...

 

© 2017 HUSS-VERLAG GmbH München | Alle Rechte vorbehalten