CASE STUDY: CHECK ID Smarte Lösung für Kartuschen im Bereich Ink, Toner und 3D Drucker

Hochwertige Geräte beziehungsweise Maschinen und passende Verbrauchsmaterialien gehören zur DNA der Maschinenbaubranche. Die ständige Weiterentwicklung der Geräte und die hochwertige Zusammenstellung der Verbrauchmaterialien sind der Garant für gute Branchenumsätze. Dabei ist das Zusammenspiel der Verbrauchsmaterialien und die Dosierung in der Anwendung ständig nachhaltiger und ressourcensparender geworden. In den letzten Jahren kommen vermehrt günstigere Hersteller aus Fernost oder als Replikat-Anbieter auf den Markt, welche massive Umsatzverluste bei Verbrauchsmaterialien oder bei Ersatzteilen verursachen. Zusätzlich werden die Dokumentationsaufwände, Umweltvorgaben und Prozesssicherheitsanforderungen für EU-Hersteller immer höher. Deshalb suchen viele nach neuen Wegen beim Plagiatschutz, der Prozesssicherheit sowie bei der automatisierten, lückenlosen Dokumentation.

Der Maschinenbau im Bereich der Ink-, Toner-, Pasten- und Fluid-Nutzung sucht im Einsatz der Kartuschen-Verarbeitung vermehrt Lösungen zur aktiven und sicheren Kommunikation zwischen den Kartuschen und der Maschine. Kartuschen-Lösungen werden ebenfalls in Bereichen der Chemie oder der Medizintechnik eingesetzt und haben selbstverständlich auch dort mit den gleichen Anforderungen zu kämpfen. Plagiate und unerwünschte Refills sowie falsche Nutzungen in den Prozessen und hohe technische und dokumentative Anforderungen sind eine ständige Herausforderung für die Hersteller.

Die Aufgabe für die inotec group bestand darin, Verbrauchsmaterialien so intelligent zu machen, dass die Kommunikation mit dem verarbeitenden System zentral und dezentral möglich ist und die Prüfung auf Echtheit sofort in jeder Maschine vorgenommen werden kann. Zusätzlich soll eine falsche oder ungewollte Nutzung zuverlässig vermieden werden. Das heißt für Anwender im Feld, falsche oder einmal entfernte Materialien, oder Materialien welche die Nutzungszeit überschritten haben, können gar nicht oder kein zweites Mal genutzt werden. Weder in der aktuell eingesetzten Maschine noch in allen anderen Maschinen des gleichen Typs. Eine weitere wichtige Herausforderung an die Lösung war die Sicherheit, jedes neue Material oder Ersatzteil des Herstellers in dem gleichen System (Plattform) einfügen zu können. Das Sicherheitslevel sollte dabei sehr hoch sein, und die Kosten je Kartusche so niedrig wie möglich. 

Die inotec group hat für namhafte Hersteller aus der Druckindustrie eine Komplettlösung entwickelt bei der die Materialien und Ersatzteile über ein mit einer individuellen Verschlüsslung versehenes RFID-Label auf der Kartusche mit einem RFID-Reader im jeweiligen Gerät kommuniziert und sich damit beim Einstecken als Original freischaltet.

Dazu werden die RFID-Label so modifiziert, dass sie optimal und sicher auf die Kartusche passen und exakt die Lesereichweite (Performance) ermöglichen, die der RFID-Reader mit der angepassten RFID-Antenne im Gerät benötigt. Damit ist gewährleistet, dass keine Kartuschen erfasst werden, die nicht direkt im Gerät eingebracht worden sind. Durch die Verschlüsselungsoption im RFID-Chip können die RFID-Label schon bei der Produktion schnell und sicher nach den Sicherheitslevel-Vorgaben der Kunden programmiert werden.

Das Verschlüsseln ist möglich bis hin zu DNA-fähigen Levels. Duch die freien Stellen im RFID-Chip kann die Maschine auf jedes Label auf den Kartuschen den Nutzungsstatus zurückschreiben. Damit ist auch eine dezentrale zweite Nutzung der Kartusche nicht mehr möglich. Bei Reuse-Kartuschen können diese Blockierungen im Chip von einem Admin beim neuen Refill-Durchlauf der Kartuschen wieder zurückgesetzt und neu vergeben werden.

Zu der Sicherheit auf der Produktebene bietet diese intelligente Materiallösung aber noch andere große Vorteile im Prozess. Durch die lückenlose Erfassung der eingesetzten Materialien kann bei einer Kommunikation der Maschine via Web ein lückenloses Materialmanagement eingefügt werden. Bei Erreichen eines Mindestbestands werden automatisch Nachbestellungen beim Hersteller ausgelöst. An den Maschinen können Nutzer bei Einsatz des falschen Materials zum Arbeitsauftrag durch das Gerät korrigiert werden, weil das Gerät die Information weitergibt, welche Version der Kartuschen die richtige für den geforderten Arbeitsdurchlauf ist.

Die RFID-Label auf den Kartuschen bieten auch logistische Vorteile. So kann vom Leergut der Kartuschen bis zur Befüllung und Verpackung lückenlos der Status dokumentiert und als digitaler Zwilling im System hinterlegt werden. Diese „Echtzeit“-Daten können immer weiter ergänzt werden, je häufiger eine Erfassung der Maschine und Materialverbrauch Kombination erfolgt. Das ermöglicht ein optimales Bestandmanagement je Abfüllstandort und der Hersteller kann Bestände und aktuelle Durchlaufstationen eines Kartuschen-Typs bis zur einzelnen Produkt ID weltweit in Echtzeit abrufen.