Kiwis aus Neuseeland, Lachs aus Alaska und argentinisches Rindersteak – Lebensmittel haben heute oft eine lange Reise hinter sich, bevor sie auf unserem Teller landen. Damit die Ware trotzdem frisch beim Verbraucher ankommt, muss der Transport schnell über die Bühne gehen. Doch gerade unter hohem Zeitdruck passieren leicht Fehler: Container werden mit der falschen Ware befüllt oder gelangen nicht zu ihrem Bestimmungsort, weil sie in den falschen Flieger geladen wurden. Solche Irrtümer kosten Zeit und Geld: Lebensmittel verderben, wenn sie zu lange lagern und Produktionsprozesse verzögern sich, wenn Bauteile zu spät geliefert werden.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik IML arbeiten im Verbundprojekt DyCoNet (»Dynamische Container Netzwerke«) an Transportbehältern, die mitdenken: Die intelligenten Container (SmartULDs) sorgen nicht nur dafür, zu ihrer Zieldestination zu gelangen, sondern kontrollieren beispielsweise auch, ob sie die richtige Ware geladen haben. Die Wissenschaftler integrieren die Intelligenz in Form von Softwareagenten – Module, die sich selbst steuern und autonom agieren und mit bestimmten Aufträgen programmiert werden können – direkt in die Transportbehälter. Ein Auftrag enthält beispielsweise Informationen, für welchen Zielort der Container bestimmt ist oder mit welcher Ware er beladen werden soll. Wie ein richtiger Agent sucht das System nun eigenständig nach Wegen, um diesen Auftrag zu erfüllen.

Bei Bedarf schlägt der Container Alarm

Durch ein integriertes Sensornetzwerk sind die Luftfrachtcontainer in der Lage, Handlungen in ihrem Umfeld zu erfassen und darauf zu reagieren. Beispielsweise kann der SmartULD Alarm schlagen, wenn er mit der falschen Ware beladen wird. Seinen Inhalt erkennt er dabei mit Hilfe von RFID-Funketiketten. Via Nahfunk können die Behälter untereinander und mit ihrem näheren Umfeld kommunizieren und so etwa eigenständig ein Transportfahrzeug anfordern, das sie zum Flugzeug bringt. Damit die Ware während des Transports nicht beschädigt wird, messen die Sensoren außerdem relevante Parameter im Inneren des Behälters. Bei temperaturempfindlichen Lebensmitteln oder Pharmaprodukten ist so beispielsweise eine lückenlose Kühlkette sichergestellt: Überschreitet die Temperatur einen zulässigen Toleranzwert, können die Sensoren einen Alarm auslösen. Ein weiterer Vorteil: Durch den Einsatz von GPS weiß die verantwortliche Spedition jederzeit, wo sich die Fracht gerade befindet und kann dem Kunden den aktuellen Lieferstatus mitteilen. 

Grenzenlose Kommunikation

Als Kommunikationskanal nutzen die Projektpartner den internationalen Standard GSM/UMTS. »Wir haben bewusst auf Technologien gesetzt, die weltweit ohne zusätzliche Infrastruktur verfügbar sind«, erläutert Martin Fiedler, Projektleiter am IML. Um diese in der Luftfracht einsetzen zu können, mussten die Projektpartner einen Weg finden, die aktiv sendenden GSM/UTMS- und GPS-Komponenten während des Fluges auszuschalten. Dies ist in der internationalen Luftverkehrsordnung vorgeschrieben. Der Konsortialführer Lufthansa Cargo hat nun ein spezielles Gerät entwickelt, mit dem die Funkkomponenten automatisch während aller Flugphasen sicher ausgeschaltet werden. Das Gerät ist bereits einsatzbereit und wird derzeit zertifiziert. Die gesamte eingesetzte Sensorik funktioniert komplett ohne Batterie. Ihre Energie beziehen die Funkmodule nach dem Prinzip des »Energy Harvesting« aus ihrer direkten Umgebung: Sie nutzen etwa die Transportvibration, Temperaturunterschiede im Prozess oder die Sonnenexposition, um daraus Energie zu generieren. 

Einen Prototyp des SmartULD stellen die Dortmunder Fraunhofer-Forscher auf der transport logistic vom 10. bis 13. Mai in München vor.