Entwicklung des „DX Markers“, einer hochpräzisen Positionsmarkierung, die Logistikprozesse für intelligente Fabriken automatisiert.

Dai Nippon Printing Co., Ltd. (Hauptsitz: Tokio, Präsident & Vorstandsmitglied: Yoshitaka Kitajima, Kapital: 114,4 Milliarden Yen, im Folgenden DNP genannt) hat einen Marker („DX Marker“) entwickelt, der Bildverarbeitungssoftware und Kameras nutzt, um Winkel mit einer Genauigkeit von ±1 Grad oder weniger zu erfassen, um die Bewegungen von fahrerlosen Transportfahrzeugen und anderen in der Logistik eingesetzten Geräten mit hoher Präzision zu steuern.

Mit der Einführung von Mobilfunksystemen der fünften Generation (5G) rücken „intelligente Fabriken“ in den Fokus, in denen verschiedene Geräte und Anlagen über das Internet vernetzt und umfassend gesteuert werden. Auch im Logistikbereich gewinnen automatisierte Transportroboter wie fahrerlose Gabelstapler als Schlüsselelemente intelligenter Fabriken angesichts des aktuellen Fachkräftemangels an Bedeutung.

Früher justierten Gabelstaplerfahrer beim Beladen von Lkw den Gabelwinkel präzise auf ±1 Grad, um die spezifischen Gegebenheiten der Arbeitsumgebung, wie Gewicht, Größe und Neigung der Ladung, zu berücksichtigen. Automatisierte Transportroboter erkennen die Position der Ladung anhand von Markierungen, die an der Ladung angebracht sind, und bestätigen ihre eigene Position durch das Auslesen von Markierungen an Säulen und anderen Objekten im Lager. Herkömmliche Papiermarkierungen weisen jedoch Nachteile wie Papierschrumpfung, ungleichmäßigen Druck und geringe Positionsgenauigkeit auf. Dadurch ist es für Transportroboter schwierig, die Gabelzinken präzise an die Neigung der Ladung anzupassen. Zudem sind sie anfällig für Verschmutzung. Daher bestand Bedarf an hochpräzisen, langlebigen und kostengünstigen Markierungen.

Hochpräzise Marker wurden von der Nationalen Forschungs- und Entwicklungsagentur, dem Nationalen Institut für fortgeschrittene Industrie- und Wissenschaftstechnologie (AIST), entwickelt und dienen der Messung des Verhaltens künstlicher Satelliten im Weltraum. Sie ermöglichen eine Positionierung mit einem Fehler von unter 10 cm, selbst an Orten, an denen GPS nicht verfügbar ist. DNP hat nun einen kostengünstigen „DX-Marker“ entwickelt, der diese Positionsgenauigkeit beibehält und gleichzeitig die Herausforderung niedriger Kosten löst. Grundlage dafür ist ein neues Design der League Solutions Co., Ltd., einem Technologietransfer-Joint-Venture des AIST. Der „DX-Marker“ wird mit einer Genauigkeit von ± einigen Mikrometern (^10⁻⁶ m) auf einem Glassubstrat strukturiert. Dabei kommt die Fotolithografie zum Einsatz, eine der hochpräzisen Drucktechnologien, die DNP über viele Jahre perfektioniert hat und die auch bei der Herstellung von Farbfiltern für LCD-Displays Anwendung findet.

Der von DNP entwickelte „DX Marker“ besteht aus einem 0,7 mm dicken Glassubstrat mit Außenabmessungen von 40 mm und 80 mm Kantenlänge. Er kann an Orten angebracht werden, an denen eine Positionsbestimmung erforderlich ist, wie z. B. Paletten, Lagerregale, Gebäudetüren und Eckpfeiler, Start- und Landepunkte oder unbemannte mobile Fahrzeuge wie fahrerlose Transportsysteme, Roboter und Drohnen. Der Marker kann von einer am Gebäude oder am Fahrzeug angebrachten Kamera ausgelesen werden und ermöglicht so eine hochpräzise Positionsbestimmung. Darüber hinaus enthält der Marker eingebettete ID-Daten, die den Anbringungsort und das jeweilige Fahrzeug identifizieren. Diese Informationen können mit einer einzigen Kamera und einer speziellen Software ausgelesen werden. Dadurch wird die Digitalisierung, Verwaltung und Analyse von Warenbewegungen zu geringen Kosten möglich.

DNP wird in Zusammenarbeit mit Herstellern von Logistikausrüstung Verifizierungstests für automatisierte Transportsysteme mithilfe des DX Markers durchführen. DNP wird den DX Marker auch einer Vielzahl von Unternehmen zur Verfügung stellen, die kostengünstige automatisierte Transportsysteme betreiben möchten. Dazu gehören Logistik- und Produktionsbetriebe, medizinische Einrichtungen und Pflegeheime, die Landwirtschaft und Vermessungseinrichtungen sowie unbemannte Fahrzeuge wie Roboter und Drohnen. Ziel ist es, bis zum Geschäftsjahr 2025 einen Jahresumsatz von 1 Milliarde Yen zu erzielen.

DNP nutzt seine Stärken in der Drucktechnologie und Informationsverarbeitung, um Lösungen für die komfortable Informationsgesellschaft von 5G bereitzustellen. Dazu kombiniert das Unternehmen 5G-orientierte Elektronikkomponenten wie Transparente Antennenfolie und Wärmeableitungskomponenten wie Dampfkammern mit Plattformen, die die Informationssicherheit für das Internet der Dinge (IoT) verbessern. Für intelligente Fabriken bietet DNP den neu entwickelten DX-Marker und SIM-Karten (Subscriber Identification Module) mit Unterstützung für lokales 5G an, wodurch der unabhängige Aufbau von 5G-Netzen ermöglicht wird.