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Stabiles 0G-Netz für das Internet der Dinge

Lückenlose Lebensmittelüberwachung
Stabiles 0G-Netz für das Internet der Dinge

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Mit der Verfügbarkeit des Sigfox-0G-Netzes (Null G) wird es möglich, die Lebensmittelproduktion lückenlos vom Acker und der Weide bis hin zum Endverbraucher zu überwachen und zurückzuverfolgen. Bei Trackern für Vieh und autarken Sensoren fürs Feld beginnen die Anwendungsbereiche. Über das Tracking von Flüssigkeitsbehältern wie IBCs und Temperaturdatenloggern geht es weiter bis hin zur Anbindung von Paletten und Euroboxen oder gar smarten Verpackungen auf der letzten Meile.

Das Internet der Dinge, von dem an so vielen Stellen gesprochen wird, gewinnt mit der Verfügbarkeit von Netzen wie dem 0G-Netz von Sigfox, das wie ein Telefonnetz öffentlich verfügbar ist, zunehmend an Kontur. Anders aber als 3G/4G/5G wurde 0G entwickelt, um Dinge an das Internet anbinden zu können, die bislang nicht angebunden werden konnten. Dies, weil ihre Anbindung bislang zu teuer war, zu viel Energie verbrauchte oder global nicht ohne Roaminggebühren möglich war. Kann man nun jedoch quasi alles bis hin zur Verpackung auch ökonomisch sinnvoll anbinden, eröffnet sich ein enormes Potenzial zur Entwicklung neuer nutzbringender IoT-Applikationen.

Smarte Sensoren für das Vieh

Dies fängt bereits bei der Lebensmittelgewinnung an: Intelligente Viehhalsbänder ermöglichen es Viehzüchtern heute, ihre Tiere zu verfolgen und ihnen mit einer einfach zu bedienenden Smartphone-App virtuelle Grenzen zu setzen, ohne Zäune ziehen zu müssen. Cloud-basierte Managementsysteme geben Biobauern zudem einen vollständigen Überblick über ihre Herden in Echtzeit. Fortschrittliche Technologien überwachen das Wohlbefinden der Tiere, indem sie Gesundheits- und Verhaltensdaten sammeln und analysieren und bei Anomalien Warnmeldungen senden. Können Informationen über einen längeren Zeitraum verfolgt und gesammelt werden, hilft dies letztlich Betriebskosten zu minimieren, Tierverluste zu reduzieren, die Erfolgsraten bei der Geburt zu verbessern und die Gesundheit und Sicherheit der Tiere zu erhöhen.

Lebensdauer rauf, Kosten runter

Die Überwachung von Dingen ohne Stromanschluss über wirklich längere Zeiträume war jedoch bislang ein Problem, da Übertragungsnetze wie 3G/4G/5G viel zu teuer und zu energiehungrig sind. Dies ändert sich mit der Verfügbarkeit von Sigfox 0G massiv. Dies gilt nicht nur für die Lebensmittelgewinnung sondern auch für die gesamte Lebensmittelproduktion. Man spricht heute nicht mehr über Sensoren, die über Tage, Wochen oder Monate sondern die über Jahre hinweg autark an das Internet angebunden werden können. Kann man Gegenstände über solch lange Zeiträume ohne Batteriewechsel anbinden, sinken die Wartungskosten für die IoT-Anbindung deutlich. Muss man gleichzeitig auch weder SIM-Karten verwalten und deren Nutzung einzeln abrechnen, sinkt der Verwaltungsaufwand auf ein Minimum. Hersteller von IBC-Sensoren wie Nanolike haben den Nutzen dieses grenzüberschreitend verfügbar werdenden Netzes, das in Deutschland bereits 85 % Netzabdeckung erreicht hat (Stand September 2019), früh erkannt und bieten heute bereits applikationsfertige Sensoren zur Überwachung von Flüssigkeiten und rieselfähigen Lebensmitteln und Zusatzstoffen an.

Lebensmittelgerechte IBC-Sensoren

Diese IBC-Sensoren funktionieren berührungslos, sodass alle FDA-Richtlinien sowie Hygienic-Design-Empfehlungen und HACCP-Konzepte optimal unterstützt werden. Dank SAP Business One Integration gibt es auch schon ein Managementsystem, also eine schlüsselfertige Sensor-to-Cloud-Lösung, die bei Bedarf auch um Schnittstellen für weitere ERP-Systeme erweiterbar ist. Informationen über Füllstand, Temperatur sowie Standort des IBC-Containers beim Kunden in Echtzeit zu erhalten, eignet sich hervorragend für Vendor-Managed-Inventory-Strategien. Sie ermöglicht es Herstellern und Händlern, den Bestand beim Kunden selbst zu organisieren und auf diese Weise viele administrative Aufgaben zu verschlanken. Zu den Vorteilen zählen zudem auch schnelle Reaktion auf Bedarfsschwankungen, höherer Servicegrad, Vermeidung von Out-of-Stock-Situationen und eine größere Freiheit beim Disponieren der Lieferungen, sodass sich auch die Transporte optimieren lassen. Kunden wiederum profitieren von kostengünstigeren Losgrößen und geringen Lagerbeständen vor Ort. Letztlich lässt sich so auch die Nachfrage genauer vorhersagen.

Bezahlbare Blockchains

Die 0G-Netzanbindung ermöglicht letztlich auch durchgängig digitalisierte Qualitätsmanagement- und Lebensmittelüberwachungssysteme entlang der gesamten Lieferkette einschließlich der Überwachung des Versands der fertig verpackten Lebensmittel an den Endverbraucher über Kurier-, Express- und Paketdienste, die für die letzte Meile keine Kühlwagen einsetzen. Werden Sensordaten, die über die gesamte Supply Chain gesammelt werden, direkt in eine Blockchain eingetragen, kann man sie sogar absolut fälschungssicher machen. Auch hierfür purzeln derzeit die Kosten rasant, wie man am Beispiel des Versicherers La Parisienne Assurance sehen kann: Das Unternehmen nutzt das 0G-Netz zu Übertragung von Fahrzeugdaten an Blockchains, um neue, parameterbasierte Versicherungspakete zu schnüren, die eine Kasko-Versicherung im Pay-per-use-Verfahren ermöglichen. Solche parameterbasierten Geschäftsmodelle, die die Nutzung von Fahrzeugen im Minutentakt abrechnen können und entsprechende Mikro-Payments auslösen, sind im Vormarsch, weil sich viele Kunden weg vom Besitzen hin zum Nutzen orientieren. Selbst Maschinen- und Anlagenbauer gehen diesen Weg, damit Kunden ihre Kosten von hohen Investitionskosten hin zu reinen Betriebskosten verschieben können.

Automatische Abrechnung

Mit solch günstigen Blockchains ist dann der Schritt hin zur automatischen Abrechnung von Lieferungen innerhalb der Food Supply Chains auf Basis von 0G-Netz übertragenen Geo-Daten greifbar nah. Es steht folglich zu erwarten, dass sich speziell im Lebensmittelwarenverkehr viele neue Lösungen auf Basis innovativer 0G-Netze entwickeln lassen, um die Effizienz der Lieferketten zu optimieren. Passende Geo-Tracker werden bereits hunderttausendfach bei DHL zum Tracken von Rollbehältern für den Pakettransport eingesetzt. Erweitert man diese um Temperatursensoren, können auch Rollbehälter der Lebensmittelindustrie über Lkws und Kühlhäuser hinweg lückenlos überwacht werden – und deren Einsatz optimiert und Bestand ganz nebenbei auch sichergestellt werden, was übrigens kein geringes Einsparpotenzial darstellt. Die Erfassung von Temperaturwerten über die gesamte Supply Chain ist überhaupt ein wichtiger Aspekt. Kann diese automatisch und autark durch zyklische Cloudeinträge erfolgen, lassen sich so manche HACCP-Richtlinien effizienter erfüllen.

Für Einwegverpackungen interessant

Speziell für die Lebensmittelindustrie ist es zudem höchst interessant, dass 0G-Entwickler auch bereits daran arbeiten, selbst Einwegverpackungen anzubinden. So zeigte im Oktober 2017 Christophe Fourtet, Gründer und wissenschaftlicher Direktor (CSO) bei Sigfox, auf der Sigfox Connect in Prag einen Briefumschlag, der beim Öffnen eine SMS an ein Handy schickte. Ein Jahr drauf zeigte man in Berlin eine Pfandflasche sowie eine Süßigkeitentüte, die auf Basis einer Anfrage einer Basisstation eigenständig antworten konnte. Stellt man sich vor, dass jede Verpackung in der Supply Chain überwachbar wird, könnten die Supply Chains komplett neu gedacht werden. Dies nicht nur im LEH, sondern in der gesamten Food Supply Chain.

Nun mag sich mancher die Frage stellen, wie denn eine Verpackung zu einem Sender von Nachrichten werden kann, die über Kilometer hinweg an Funkmasten übertragen werden können. Die technologischen Grundlagen finden sich in dem langwelligen Signal der 0G-Technologie, das ähnlich wie ein Ortungssignal von U-Booten oder Walen Resonanz erzeugt. Diese Resonanz wird dabei zusätzlich mit Informationen über das Device angefüttert. Eine „Hier bin ich“-Nachricht einer Verpackung wird also durch eine Anfrage des Netzes an die Verpackung ausgelöst. Die Logik der Verpackung sammelt durch das gesendete Signal so viel Energie, dass sie ohne weitere Energiequellen antwortet. In 0G-Netzen steckt folglich viel Potenzial. Es wird spannend sein zu sehen, ob die Logik erstmals auf Euroboxen auftauchen wird oder auf Pfandflaschen. Hier wird voraussichtlich die Eurobox gewinnen, denn sie profitiert bereits ab rund 10 % der Kosten einer neuen Box von dieser Netzanbindung, geht es nur um den Bestandsschutz dieser Kreislaufbehälter, denn einen jährlichen Schwund von 10 % wird wohl ein jeder Anwender zu verzeichnen haben. Das wären rund 1,60 Euro bei einer Boxengröße von 600 x 400 x 300 mm. Zur Sigfox Connect in Singapur 2019 wurde bereits eine günstigere Logik vorgestellt. Sie soll nur noch rund 1,20 Euro kosten. Ganz reicht dieser Preisverfall zwar noch nicht aus, da ja auch noch die Netzanbindung honoriert werden muss, die nur für ganz wenige Applikationen unter 1 Euro pro Jahr zu haben ist. Es wird also noch ein paar Jahre dauern, bis die Preise soweit gepurzelt sind, dass auch Euroboxen davon profitieren. Allzu weit entfernt sind wir von diesem Szenario aber nicht mehr und bis dahin gibt es noch genügend Dinge anzubinden, die etwas wertvoller sind. Beispielsweise teurere Großbehälter, Rollwagen oder Stikkenwagen der Backindustrie sowie aktuell IBCs, die als Flaggschiffe der Digitalisierung der Lebensmittelindustrie nun verfügbar geworden sind. Hersteller, Händler und industrielle Endanwender können übrigens ein applikationsfertiges IBC-Testkit bei Sigfox Germany anfordern. Es besteht aus einem Retrofit-Sensor und einem dreimonatigen Cloudplattform-Zugang, der die Evaluierung neuer IBC-Geschäftsmodelle und ihres erfolgreichen Produktiveinsatzes ermöglicht.

Sigfox Germany GmbH, Grasbrunn


Autor: Stefan Huber

Director Sales Key Accounts, Sigfox Germany



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