Industrielle Kennzeichnung

Industrielle Kennzeichnung ist in der heutigen Welt entscheidend, um betriebliche Effizienz, Sicherheit, Konformität und Traceability zu gewährleisten. Da die Lieferketten immer komplexer und globaler werden, ermöglicht eine präzise Kennzeichnung die lückenlose Verfolgung und Verwaltung von Produkten von der Herstellung über den Vertrieb bis hin zum Endverbraucher.

Etiketten liefern wichtige Informationen wie Produktidentifikation, Konformitätszertifikate, Chargennummern und Verfallsdaten, die für die Objektkennzeichnung, Fahrzeugidentifikation, Bestandskontrolle, Qualitätssicherung und das Rückrufmanagement unerlässlich sind.

In Branchen, in denen Sicherheit und die Einhaltung von Vorschriften von größter Bedeutung sind, wie z. B. in der Pharma-, Chemie-, Automobil-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie, ist die industrielle Kennzeichnung unerlässlich, um Unfälle zu vermeiden und sicherzustellen, dass die Produkte den gesetzlichen Normen entsprechen.

Die industrielle Etikettierung bezieht sich auf die Erstellung und Anbringung von Etiketten auf Produkten, Geräten und verschiedenen Objekten in einem industriellen Umfeld. Das Hauptziel der industriellen Kennzeichnung besteht darin, sicherzustellen, dass Gegenstände während ihres gesamten Lebenszyklus – von der Produktion bis zur Entsorgung – leicht identifiziert, verfolgt und verwaltet werden können. Dabei werden robuste Materialien und Druckverfahren verwendet, um sicherzustellen, dass die Etiketten den rauen industriellen Umgebungsbedingungen standhalten, wie z. B. dem Kontakt mit Chemikalien, extremen Temperaturen und physischem Abrieb. Industrieetiketten müssen auch sicher auf einer Vielzahl von Objekten mit unterschiedlichen Formen, Größen und Oberflächenarten angebracht werden können.

Im Rahmen von Industrie 4.0 haben automatisierte Systeme und das Internet of Things (IoT) die Bedeutung der industriellen Kennzeichnung weiter erhöht. Manuell betriebene Drucker werden durch intelligentere Systeme und Cloud-basierte Kennzeichnungslösungen vernetzt und gesteuert.

In der industriellen Kennzeichnung und Identifikation kommen im Wesentlichen zwei Technologien zum Einsatz. Funkbasierte Technologien wie die Radiofrequenz-Identifikation (RFID) und optische Zeichenerkennungssysteme, die 1D- und 2D-Codes wie Strichcodes und Data-Matrix-Codes (DMC) oder Quick Response Codes (QR-Codes) umfassen.

Die Integration dieser Technologien in Kennzeichnungssysteme ermöglicht die Verfolgung und Datenerfassung in Echtzeit. Das Ergebnis: erhöhte Transparenz und betriebliche Effizienz. Diese Fähigkeit ist entscheidend, um die Digitalisierung in der Logistik zu optimieren, Fehler zu reduzieren und datengestützte Entscheidungsprozesse zu unterstützen.

Eine weitere Technologie, die in der industriellen Kennzeichnung zum Einsatz kommt, ist Near Field Communication (NFC), eine Unterkategorie von RFID. Die NFC-Technologie wird in Anwendungen eingesetzt, die Interaktionen in unmittelbarer Nähe erfordern. Neben der Einbindung von Verbrauchern, der Produktidentifikation und der Bestandskontrolle ermöglichen NFC-Tags auch Anwendungen wie Temperaturüberwachung und Fälschungssicherheit.

Wie entscheiden Unternehmen, welche industrielle Kennzeichnungstechnologie sie einsetzen? Um diese Entscheidung treffen zu können, ist es notwendig, die Unterschiede zwischen RFID- und optischen Zeichenerkennungstechnologien zu kennen. Unternehmen müssen wissen, was sie verfolgen wollen, wie sicher die Informationen sein müssen, wie und wo die Bestandsverfolgung stattfinden soll und das Gesamtbudget berücksichtigen.

RFID-Systeme nutzen Funkwellen zur Kommunikation zwischen Etikett und Lesegerät. RFID-Etiketten enthalten einen Mikrochip und eine Antenne. Dadurch können im Vergleich zu Barcodes größere Datenmengen gespeichert werden.

Einer der Hauptvorteile von RFID ist die Fähigkeit, aus der Entfernung gelesen zu werden, ohne dass eine direkte Sichtverbindung erforderlich ist. Diese Fähigkeit und die Möglichkeit, mehrere Etiketten gleichzeitig zu lesen, machen RFID zu einem sehr effizienten Verfahren für Massenlese- und Verfolgungsanwendungen. Darüber hinaus sind RFID-Etiketten langlebig, widerstehen rauen Umgebungsbedingungen und können mit Sicherheitsfunktionen wie Verschlüsselung und Passwortschutz ausgestattet werden, was die Datensicherheit erhöht.

Im Gegensatz dazu basieren optische Zeichenerkennungstechnologien wie Barcodes, QR-Codes und Data-Matrix-Codes auf visuellem Scannen. Barcodes sind die traditionellste Form und bestehen aus parallelen Linien, die Daten darstellen, die von einem Scanner gelesen werden. Barcodes sind schnell und effizient beim Scannen einzelner Objekte, erfordern jedoch direkte Sichtverbindung und können nur eine begrenzte Menge an Informationen speichern, in der Regel bis zu 20–25 Zeichen.

Barcodes werden häufig im Einzelhandel zur Produktidentifizierung, für Kassentransaktionen und zur einfachen Bestandsverwaltung verwendet. Sie können jedoch leicht durch Kratzer, Schmutz oder Feuchtigkeit beschädigt werden und sind daher im Vergleich zu RFID weniger haltbar.

2D-Codes wie QR-Codes und Data-Matrix-Codes sind weiterentwickelte Formen der optischen Kennzeichnung. QR-Codes bestehen aus schwarzen Quadraten auf weißem Hintergrund und können bis zu 4.296 alphanumerische Zeichen speichern. Sie können mit den Kameras von Smartphones oder speziellen Lesegeräten gescannt werden und werden für verschiedene Anwendungen wie Marketing, Produktkennzeichnung und Veranstaltungstickets eingesetzt.

Data-Matrix-Codes hingegen bieten eine noch höhere Datendichte und können bis zu 2.335 alphanumerische Zeichen auf kleinstem Raum speichern. Sie eignen sich besonders für Branchen, in denen wenig Platz zur Verfügung steht, z. B. in der Elektronikfertigung, der Medizintechnik und der Luft- und Raumfahrt, wo sie direkt auf Materialien aufgebracht werden können, um die Haltbarkeit in rauen Umgebungen zu gewährleisten. Dieses Verfahren wird als Direct Product Marking (DPM) bezeichnet.

Die Herstellung und Anbringung von Industrieetiketten erfolgt durch den Einsatz von industriellen Etikettiersystemen. Industrielle Etikettiersysteme beziehen sich auf die Hard- und Software, die zur Herstellung und Anbringung von physischen Etiketten oder zur direkten Kennzeichnung von Produkten verwendet wird. Es gibt viele verschiedene industrielle Etikettiersysteme:

„Print and Apply“-Systeme

Diese Systeme drucken Etiketten automatisch und applizieren sie auf Produkte, Pakete oder Paletten. Sie werden häufig in hochvolumigen Produktionsumgebungen eingesetzt, um eine einheitliche und genaue Etikettierung zu gewährleisten. Die Hauptkomponenten dieses Systems sind Etikettendrucker, die Barcodes, QR-Codes, Text und Grafiken drucken können, sowie Applikatoren.

„Direct Part Marking“ (DPM) System

Mit DPM-Systemen werden Produkte direkt mit Identifikationsinformationen markiert, ohne dass separate Etiketten verwendet werden. Diese Systeme sind wichtig für die dauerhafte Identifizierung und Rückverfolgbarkeit. Die Methoden umfassen Lasermarkierung, „Dot-Pre-Marking“ und Tintenstrahlmarkierung.

Thermotransfer-Etikettiersysteme

Thermotransferdrucker verwenden Wärme, um Tinte von einem Farbband auf ein Etikettenmaterial zu übertragen. Dieses Verfahren ist für seine Langlebigkeit bekannt und wird zum Drucken von Barcodes, Text und Grafiken verwendet, die rauen Umgebungsbedingungen standhalten müssen. Stand-alone-Drucker werden in Produktionslinien für die kontinuierliche Etikettierung eingesetzt.

RFID-Etikettiersysteme

Diese Systeme drucken und codieren RFID-Tags und -Etiketten. RFID-Etiketten speichern mehr Informationen als Barcodes und können ohne direkte Sichtverbindung ausgelesen werden, was sie ideal für die erweiterte Rückverfolgung und Bestandsverwaltung macht. RFID-Drucker werden verwendet, um Informationen auf RFID-Etiketten zu drucken und zu kodieren, während RFID-Applikatoren verwendet werden, um die Etiketten auf Produkten oder Verpackungen anzubringen.

NFC-Etikettiersysteme

NFC-Etikettiersysteme umfassen eigenständige NFC-Etikettendrucker, NFC-Etiketten oder -Tags sowie stationäre oder mobile NFC-Lesegeräte. Zum Auslesen der Etiketten und Tags können auch NFC-fähige Smartphones verwendet werden.

Automatische Etikettenapplikatoren

Automatisierte Applikatoren werden verwendet, um vorgedruckte Etiketten auf Produkte aufzubringen. Sie können in Produktionslinien integriert werden und sind für eine schnelle und präzise Anbringung ausgelegt. Typische Applikatoren sind Tamp-Blow- und Wipe-Applikatoren.

Handheld-Etikettiersysteme

Handetikettiergeräte sind tragbare Geräte, die für die Etikettierung vor Ort in verschiedenen industriellen Umgebungen, wie z. B. Lagerhäusern, Baustellen und bei Wartungsarbeiten, eingesetzt werden. Dazu gehören Handheld-Thermodrucker und Etikettenspender.

Wärmeschrumpfende Etikettiersysteme

Diese Systeme werden hauptsächlich zur Kennzeichnung von Kabeln und Drähten eingesetzt. Die Etiketten bestehen aus wärmeschrumpfenden Materialien, die bei Erwärmung schrumpfen und sich sicher um das zu kennzeichnende Objekt legen. Zu diesen Systemen gehören Schrumpfdrucker und Heißluftpistolen.

Etikettier-Software

Zusätzlich zu diesen verschiedenen industriellen Etikettiersystemen wird Etikettensoftware verwendet, um den Etikettendruck zu entwerfen, zu verwalten und zu steuern. Mit Etikettendesignsoftware können Anwender individuelle Etikettendesigns mit Text, Strichcodes, Grafiken usw. erstellen. Etikettensoftware generiert auch automatisch QR-Codes und Barcodes. Ein Uniform-Resource-Locator (URL) oder ein European-Article-Number (EAN) Code wird in die Schnittstelle eingegeben.

Etikettendesignsoftware ist auch wichtig, um die Einhaltung von Vorschriften zu überwachen. Dies geschieht durch die Verwaltung der Serialisierung und Rückverfolgbarkeit, die von Branchenstandards wie GS1 Digital Link, Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS), Unique Device Identifier (UDI), FDA 21 CFR Part 11/GMP Annex 11, EU Food Information to Consumers (FIC) und ATA SPEC 2000 gefordert werden.

RFID-Etiketten haben auch eigene Zertifizierungen, die eingehalten werden müssen, z. B. International Standards Organization (ISO), GS1 und Electronic Product Code (EPC). Je nach Branche sind unterschiedliche Zertifizierungen erforderlich.

Bildverarbeitungssysteme

Auch Bildverarbeitungssysteme werden eingesetzt, um die Genauigkeit und Platzierung von Etiketten zu überprüfen. Sie verwenden Kameras und Software, um die Richtigkeit der Etiketten zu überprüfen, die Einhaltung der Vorschriften sicherzustellen und Fehler zu reduzieren. Zu diesen Systemen gehören Barcode-Prüfgeräte und Etikettenprüfsysteme.

Laut einem Bericht des Forschungs- und Beratungsunternehmens Verified Market Research wird der globale Markt für Industrieetiketten zwischen 2024 und 2030 um 5,18 Prozent wachsen. Zu den Wachstumstreibern gehören die steigende Nachfrage nach Compliance- und Fälschungsschutzmaßnahmen, die zunehmende Industrialisierung und die Entwicklung von Kennzeichnungstechnologien.

Laut der Marktforschungsplattform „Gitnux“ hat die verarbeitende Industrie einen Anteil von 33 Prozent am weltweiten Markt für Industrieetiketten. Im Jahr 2020 hatte die Automobilindustrie einen Marktanteil von 25 Prozent.

Die RFID-Technologie wird zunehmend zur industriellen Kennzeichnung und Identifikation in vielen Branchen eingesetzt. Die folgenden Praxisbeispiele zeigen, wie RFID zur Kennzeichnung in der Produktion, in der Automobilindustrie und in der Filmindustrie eingesetzt wird.

Die Zukunft der industriellen Kennzeichnungs- und Identifikationstechnologien ist geprägt von einem starken Fokus auf Nachhaltigkeit und der Integration moderner Technologien.

Smart Labels werden zunehmend für die industrielle Produktkennzeichnung und industrielle Markierung eingesetzt. Ein Beispiel dafür sind die weltweit ersten druckbaren 5G Smart Labels für die logistische Sendungsverfolgung, die Ende 2023 von der Firma Reelables vorgestellt wurden. Diese Entwicklung geht einen Schritt weiter und macht das manuelle Scannen und Lesen von RFID- oder Barcode-Etiketten überflüssig.

Mit der zunehmenden Verbreitung von Augmented Reality (AR)-Technologien wird die Nachfrage nach AR-Etiketten sicherlich steigen. Unternehmen wie Buffalo Red Wings, Lego, Red Bull und 19 Crimes verwenden bereits AR-Labels.
Diese Etiketten bieten den Nutzern eine dynamischere Möglichkeit, mit digitalen Inhalten zu interagieren. Ein weiterer Zukunftstrend ist die Integration von IoT mit AR-Labels, was zu stärker kontextbezogenen AR-Erlebnissen führen könnte.

Neue Technologiestandards wie GS1 Digital Link werden ebenfalls dazu beitragen, die industrielle Kennzeichnungsindustrie zu verändern. GS1 Digital Link ermöglicht die Einbettung von Weblinks in Barcodes, QR-Codes und NFC-Tags, so dass Verbraucher und Unternehmen online auf Produktinformationen zugreifen können. Dieser Standard zielt darauf ab, die Transparenz, Rückverfolgbarkeit und das Engagement der Nutzer zu verbessern. Initiativen wie das Transparenzprogramm von Amazon verwenden eindeutige Transparenzcodes, um die Echtheit von Produkten zu überprüfen und Artikel durch die Lieferkette zu verfolgen, um Fälschungen zu verhindern und die Produktintegrität zu gewährleisten.

Nachhaltigkeit für Unternehmen wird auch in Zukunft ein zentrales Thema der industriellen Kennzeichnung sein. Der Einsatz umweltfreundlicher Materialien und Verfahren, wie biologisch abbaubare Etiketten, recycelbare Klebstoffe und ungiftige Druckfarben, wird sich durchsetzen.

Unternehmen werden nachhaltige Prozesse einführen, um ihren ökologischen Fußabdruck zu verringern, angetrieben durch gesetzliche Vorschriften und die Nachfrage der Verbraucher nach umweltfreundlicheren Produkten. Dazu gehört auch die Gestaltung von Etiketten, die das Recycling und die Wiederverwendung erleichtern und so zu einer Kreislaufwirtschaft beitragen.

Obwohl Kennzeichnungen dazu dienen, die Einhaltung von Vorschriften und Normen zu gewährleisten, entwickeln sich diese ständig weiter. Unternehmen müssen sich über die neuesten Vorschriften und Konformitätsverfahren informieren, die von den zuständigen Behörden und Industrieverbänden eingeführt werden.

Es ist sehr wichtig, dass die Etiketten korrekt auf den Produkten angebracht werden, um sicherzustellen, dass den Akteuren in der Lieferkette die richtigen Informationen zur Verfügung gestellt werden. Fehler bei der Kennzeichnung können zu Produktrückrufen und Unterbrechungen der Lieferkette führen.

Unternehmen, die international tätig sind, müssen sicherstellen, dass ihre Produktetiketten den jeweiligen sprachlichen Anforderungen sowie den länderspezifischen Etikettierungsvorschriften entsprechen. Etikettensoftware wird zur Entwicklung von Etiketten in verschiedenen Sprachen verwendet.

Es ist auch wichtig, das Umfeld der Etiketten zu berücksichtigen. RFID-Etiketten sind beispielsweise in der Nähe von Metall oder Wasser störanfällig. Barcodes sind nicht für raue Umgebungen geeignet, die das Etikett beschädigen und eine korrekte Lesung und Identifizierung verhindern können.

Zukünftige Trends in der industriellen Kennzeichnung und Identifikation sind die zunehmende Integration von KI in Kennzeichnungssysteme, AR-Etiketten für eine verbesserte und dynamische Kundeninteraktion und die steigende Nachfrage nach personalisierten Etiketten.

Künstliche Intelligenz (KI)

KI hat das Potenzial, Etikettierungsprozesse vom Etikettendesign über den Druck bis hin zur Etikettierungssoftware zu verbessern. KI-Algorithmen verbessern sowohl die Geschwindigkeit als auch die Genauigkeit von Etikettierprozessen. Mit KI ausgestattete Etikettiermaschinen können sich an unterschiedliche Produktgrößen und -formen anpassen.

Augmented Reality (AR)-Etiketten

AR-Etiketten enthalten Auslöser oder Markierungen, die von einer entsprechenden AR-Anwendung erkannt werden. Durch das Erfassen des AR-Labels mit Geräten wie Smartphone- oder Tablet-Kameras und AR-Brillen erkennt die AR-App oder der Browser die Markierungen und löst die Überlagerung der digitalen Inhalte aus. Dies kann beispielsweise die Aktivierung von Videos, 3D-Modellen, Animationen oder interaktiven Spielen sein.

Personalisierung

Durch den Einsatz moderner Drucktechnologien, IoT-Integration und Datenanalyse können Unternehmen maßgeschneiderte Etiketten erstellen, die die Rückverfolgbarkeit, Konformität, Effizienz und Kundenzufriedenheit verbessern. Der Schwerpunkt liegt auf der Anpassung von Etiketten und Kennzeichnungen an spezifische Anforderungen, um die Kundenzufriedenheit zu erhöhen.