Traceability

Traceability, oder Rückverfolgbarkeit, ist in modernen komplexen Lieferketten nicht mehr nur ein „Nice-to-have“, sondern eine Notwendigkeit. In der Produktion ist Traceability entscheidend, um sicherzustellen, dass alle Prozesse und Produkte transparent und nachvollziehbar sind. Das „Wer“ und „Wann“ von Produktion, Lagerung, Transport, Wareneingang, Verbrauch und Entsorgung wird transparent gemacht. Ermöglicht wird dies durch innovative Technologien wie das Internet of Things (IoT), Blockchain, Big-Data-Lösungen und KI.

IoT-Geräte und –Sensoren können den Standort, den Zustand und den Status von Produkten während ihres gesamten Lebenszyklus überwachen und Echtzeitdaten für die Rückverfolgbarkeit liefern. Radio Frequency Identification (RFID) und maschinenlesbare Codes wie QR-Codes und Barcodes werden zur Kennzeichnung und Verfolgung von Produkten und Materialien eingesetzt.

Es gibt zwei Kategorien der Rückverfolgbarkeit: die externe Rückverfolgbarkeit („Chain Traceability“) und die interne Rückverfolgbarkeit („Internal Traceability“).

Chain Traceability, auch externe Rückverfolgbarkeit genannt, bezieht sich auf die Möglichkeit, ein Produkt und seine Bestandteile durch die verschiedenen Stufen der Lieferkette von der Rohstoffgewinnung bis zum Verbraucher zu verfolgen. Dies beinhaltet die Dokumentation und Überprüfung des Transportweges eines Produktes zwischen den verschiedenen Akteuren der Lieferkette wie Lieferanten, Herstellern, Groß- und Einzelhändlern.

Die Rückverfolgbarkeit der Lieferkette stellt sicher, dass jeder Akteur in der Lieferkette Zugang zu relevanten Informationen über den Produktweg hat, einschließlich der Herkunft, der Produktionsprozesse und der Vertriebskanäle. Dies ist wichtig für die Qualitätskontrolle, die Einhaltung von Vorschriften und das Vertrauen der Verbraucher. Die Rückverfolgbarkeit der Lieferkette hilft, Probleme wie Kontamination, Fälschung und Betrug zu erkennen und zu bekämpfen, indem sie schnelle Rückrufaktionen ermöglicht und transparente Produktinformationen liefert.

Die interne Rückverfolgbarkeit hingegen bezieht sich auf die Möglichkeit, ein Produkt innerhalb einer einzelnen Organisation oder eines bestimmten Teils der Lieferkette zu verfolgen. Dies beinhaltet die Überwachung des Material- und Komponentenflusses durch die verschiedenen Stufen des Produktionsprozesses innerhalb eines Unternehmens.

Interne Rückverfolgbarkeitssysteme zeichnen Daten wie Chargennummern, Verarbeitungsdaten und Ergebnisse von Qualitätskontrollen auf. Auf diese Weise kann der Weg von Produkten innerhalb eines Unternehmens genau verfolgt werden. Die Verfolgung von Auftragsnummern ist ein Beispiel für interne Rückverfolgbarkeit.

Sowohl Produkte als auch Prozesse sind rückverfolgbar. Während die physische Bewegung eines Produktes rückverfolgbar ist, sind auch die mit dem Produkt verbundenen Prozesse rückverfolgbar. Eine Requirements Traceability Matrix (RTM) wird verwendet, um die Rückverfolgbarkeit von Anforderungen und Tests in der Produktentwicklung zu ermöglichen. Dies wird in den folgenden Abschnitten näher erläutert.

Eine Requirements Traceability Matrix (RTM) ist ein Tool für die Softwareentwicklung und das Projektmanagement, das sicherstellt, dass alle Projektanforderungen während des gesamten Projektlebenszyklus verfolgt werden können. In einer idealen Lieferkette wird eine RTM sehr früh im Projektlebenszyklus während der Produktentwicklung erstellt.

Traceability-Systeme wie ein RTM werden verwendet, um die Verfolgbarkeit von Artefakten, Testfällen und anderen wichtigen Elementen sicherzustellen. Durch die Abbildung von Prozessen und das Tracing von Daten können Unternehmen die Qualität und Sicherheit ihrer Produkte verbessern. Traceability ermöglicht es, Verknüpfungen zwischen verschiedenen Phasen der Entwicklung und Produktion herzustellen. Dies führt zu einer besseren Nachvollziehbarkeit und einem klareren Kontext für alle Beteiligten.

Ein RTM wird in der Regel in Branchen eingesetzt, in denen die Rückverfolgbarkeit erforderlich ist, um die Einhaltung von Normen oder Vorschriften nachzuweisen, z. B. in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Medizintechnik. In diesen Branchen werden eingebettete Systeme verwendet, die sowohl Hardware als auch Software umfassen.

Ein Beispiel: In der Medizingeräteindustrie wird ein RTM von den Entwicklern verwendet, um nachzuweisen, dass die medizinischen Geräte den Vorschriften der Food and Drug Administration (FDA) und der International Organization for Standardization (ISO) entsprechen und für den Patienten sicher sind.

Es gibt drei Formen der Rückverfolgbarkeit im Rahmen des RTM-Modells: „Forward Traceability“, „Backward Traceability“ und „Bidrectional Traceability“.

Rückverfolgbarkeit wird nicht nur für Verbraucher, sondern auch für Hersteller immer wichtiger. Sie trägt zur Nachhaltigkeit von Unternehmen in modernen Lieferketten bei. Traceability-Lösungen sind Wegbereiter der Kreislaufwirtschaft. Dabei wird der Weg eines Produktes über seinen gesamten Lebenszyklus verfolgt. Unternehmen können so die Ressourcennutzung optimieren, Abfälle reduzieren und Recyclingprozesse verbessern, indem sie detaillierte Informationen über Herkunft, Verwendung und Status von Materialien bereitstellen.

Wenn Unternehmen wissen, woher die Materialien stammen und wie sie verwendet werden, können sie effizientere Recycling- und Wiederverwendungsstrategien umsetzen. Auf diese Weise wird die Abfallmenge minimiert und Ressourcen werden geschont.

Für die Transparenz in der Kreislaufwirtschaft gibt es bestimmte Protokolle. Dazu gehören beispielsweise die Rückverfolgbarkeitsstandards für nachhaltige Bekleidung und Schuhe der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UNECE) und der GS1 Global Traceability Standard.

IoT-Rückverfolgbarkeitslösungen bestehen aus einer Kombination verschiedener Hardware- und Softwarekomponenten, die zusammenarbeiten, um Produkte und Materialien während ihres gesamten Lebenszyklus zu verfolgen und zu überwachen. Für jede verwendete IoT-Technologie ist eine andere Hard- und Software erforderlich.

RFID-basierte Rückverfolgbarkeitslösungen verwenden RFID-Tags und Wireless-RFID-Lesegeräte. RFID-Tags sind kleine Geräte, die Daten über das Produkt speichern, an dem sie angebracht sind. RFID-Lesegeräte sind Geräte, die Funkwellen aussenden und die auf den RFID-Tags gespeicherten Daten lesen. Auf der Softwareseite kommen in der Regel RFID-Middleware und Asset-Management-Systeme zum Einsatz. Die RFID-Middleware verarbeitet und filtert die Daten von den RFID-Lesegeräten, bevor sie an die Unternehmenssysteme weitergeleitet werden. IoT-Asset-Management-Systeme speichern und analysieren die Daten von RFID-Etiketten und bieten so Einblicke in Lagerbestände, Standorte und Bewegungen von Assets.

Eine NFC-basierte Rückverfolgbarkeitslösung verwendet NFC-Tags oder -Geräte in Kombination mit NFC-Lesegeräten, NFC-Verwaltungsanwendungen und Produktauthentifizierungssystemen.

Ein BLE-basiertes System verwendet BLE-Beacons, BLE-Gateways, Beacon-Management-Software und Ortungsplattformen. LoRaWAN-basierte Rückverfolgbarkeitslösungen verwenden LoRaWAN-Sensoren und -Tags, LoRaWAN-Gateways, LoRaWAN-Netzwerkserver und Fernüberwachungsplattformen.

Traceability-Systeme umfassen in der Regel Softwarelösungen, die die Erfassung, Speicherung und Auswertung von Daten ermöglichen. Diese Werkzeuge sind oft Teil einer umfassenden Werkzeugkette, die verschiedene Aspekte der Produktion und Entwicklung abdeckt. Ein wichtiges Element sind Testfallmanagementwerkzeuge, die die Verknüpfung von Testfällen mit Anforderungen und anderen Artefakten sicherstellen.

Quellcode-Managementsysteme ermöglichen die Nachvollziehbarkeit von Änderungen und deren Verknüpfung mit spezifischen Anforderungen.

Auch Werkzeuge zur Prozessmodellierung und -dokumentation spielen eine wichtige Rolle, um die Abbildung und Nachvollziehbarkeit von Prozessen zu gewährleisten. Durch den Einsatz dieser Werkzeuge können Unternehmen ein umfassendes Traceability-Netzwerk aufbauen.

Die benötigte Hard- und Software hängt von der eingesetzten IoT-Technologie ab.

Rückverfolgbarkeitslösungen sind in vielen Branchen auf dem Vormarsch. Laut der Marktforschungsplattform „Gitnux“ wird der weltweite Markt für Track & Trace-Lösungen bis 2028 auf 7,4 Milliarden US-Dollar anwachsen. 98 Prozent der Automobilhersteller planen, den Einsatz von Track-and-Trace-Technologien bis 2030 zu erhöhen.

Rückverfolgbarkeitssoftware wird von 30 Prozent der produzierenden Unternehmen eingesetzt. 55 Prozent der befragten Unternehmen geben an, dass Track & Trace-Technologie eine Notwendigkeit ist, um in der Logistik wettbewerbsfähig zu bleiben. Tatsächlich entfällt auf den Logistiksektor im Jahr 2020 mit 34,7 Prozent der größte Marktanteil am Track-and-Trace-Markt.

Rückverfolgbarkeit umfasst in der Regel die industrielle Kennzeichnung und Identifikation zur Asset-Tracking innerhalb von Lieferketten in allen Branchen. Rückverfolgbarkeit ist in der Regel Teil von IoT-Asset-Management-Lösungen.

Rückverfolgbarkeit ist ein wichtiger Bestandteil der Digitalisierung in der Logistik. Lieferungen werden in Echtzeit verfolgt und Warenbewegungen können über die gesamte Lieferkette zurückverfolgt werden. In Kühlketten werden Track-and-Trace-Lösungen mit Sensortechnik eingesetzt, um sicherzustellen, dass temperaturempfindliche Produkte während des Transports die geforderten Temperaturen einhalten (Temperaturüberwachung). Dies gilt für viele Branchen, z. B. im Gesundheitswesen und im Lebensmitteleinzelhandel.

Im Rahmen der Digitalisierung in der Landwirtschaft werden IoT-basierte Track-and-Trace-Lösungen eingesetzt, um den Weg landwirtschaftlicher Produkte vom Bauernhof bis zum Endkunden zu überwachen und zu dokumentieren. Dieser Prozess umfasst die Aufzeichnung detaillierter Informationen über jeden Produktionsschritt, einschließlich Pflanzung, Anbau, Ernte, Verarbeitung und Vertrieb. Rückverfolgbarkeitssysteme in der Landwirtschaft erfassen Daten wie die Herkunft des Saatguts, den Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden, landwirtschaftliche Praktiken und Umweltbedingungen. Diese umfassende Dokumentation trägt dazu bei, Lebensmittelsicherheit, Qualität und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zu gewährleisten.

Track-and-Trace-Systeme unterstützen Maßnahmen zur Fälschungssicherheit im Gesundheitswesen, im Einzelhandel, in der Produktion und im Bauwesen. Produkte mit eindeutigen Identifikationsnummern können an jedem Punkt der Lieferkette verfolgt und zurückverfolgt werden. Dadurch wird es für gefälschte Produkte wesentlich schwieriger, in die Lieferkette einzudringen.

Im Gesundheitswesen ermöglicht die Rückverfolgbarkeit den Schutz von Medikamenten vor Fälschungen sowie das Rückrufmanagement von fehlerhaften oder schädlichen Medikamentenchargen. Dies ist Teil der Digitalisierung im Gesundheitswesen.

Teil der Digitalisierung in der Automobilindustrie ist die Nutzung des Internets of Things (IoT), um Bauteile von der Produktion bis zur Montage zu verfolgen. Defekte Autoteile können mit einer Track-and-Trace-Lösung leicht zurückgerufen werden. Auch bei Autoreifen ist die Rückverfolgbarkeit wichtig. Im Jahr 2000 kam es in den USA zu zahlreichen Rückrufaktionen wegen fehlerhafter Reifen. Daraufhin wurde der TREAD Act (Transportation Recall Enhancement, Accountability, and Documentation) eingeführt, der die Rückverfolgbarkeit von Reifen für Reifenhersteller zur Pflicht macht. RFID-Transponder (Radio Frequency Identification) werden in die Reifen integriert, um die Rückverfolgbarkeit während des gesamten Lebenszyklus der Reifen zu ermöglichen. Dies unterstützt das Reifenrecycling und die Kreislaufwirtschaft.

Track & Trace-Lösungen optimieren die Bestandskontrolle und -verwaltung (Permanente Inventur), ermöglichen Diebstahlschutz und automatisieren den Warennachschub in Einzelhandelsgeschäften. Dies führt letztlich zu einem besseren Kundenservice und einer höheren Kundenzufriedenheit. Im Lebensmitteleinzelhandel sorgt die Rückverfolgbarkeit von Lebensmitteln für Lebensmittelsicherheit und Qualitätskontrolle. All dies ist Teil der Digitalisierung im Einzelhandel.

Auch in der Softwareentwicklung spielt Traceability eine wichtige Rolle, indem sie die Verknüpfung von Anforderungen, Quellcode und Systemtests ermöglicht. Dies führt zu einer besseren Nachvollziehbarkeit und Qualitätssicherung in Entwicklungsprojekten.

Die folgenden Praxisbeispiele zeigen verschiedene Rückverfolgbarkeitslösungen in unterschiedlichen Lieferketten, die jeweils drahtlose IoT-Technologien nutzen.

Die Zukunft der Rückverfolgbarkeit wird von mehreren aufkommenden Trends geprägt sein, die versprechen, die Genauigkeit, die Effizienz und den Umfang der Rückverfolgbarkeit in Lieferketten zu verbessern.

Ein wichtiger Trend ist die zunehmende Integration der Blockchain-Technologie in IoT-Geräte. Blockchain bietet ein sicheres, unveränderliches Hauptbuch für die Aufzeichnung von Transaktionen, das in Verbindung mit IoT dafür sorgen kann, dass jeder Schritt auf dem Weg eines Produkts transparent und fälschungssicher ist.

Ein weiterer Trend ist die Entwicklung ausgefeilterer Algorithmen der künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens, die große Mengen an Rückverfolgbarkeitsdaten analysieren können, um potenzielle Störungen vorherzusagen, die Logistik zu optimieren und die Entscheidungsfindung zu verbessern.

Darüber hinaus wird die zunehmende Verbreitung von 5G-Netzen eine schnellere und zuverlässigere Datenübertragung ermöglichen, wodurch die Rückverfolgbarkeit in Echtzeit verbessert wird. Nachhaltigkeit und regulatorischer Druck treiben die Rückverfolgbarkeit ebenfalls voran, wobei der Schwerpunkt zunehmend auf der Überwachung der Umweltauswirkungen und der Einhaltung sich entwickelnder Vorschriften liegt.

Trotz der vielen Vorteile ist die Umsetzung der Rückverfolgbarkeit mit IoT mit einigen Herausforderungen verbunden. Eine der größten Herausforderungen ist die Datensicherheit und der Datenschutz. Die großen Datenmengen, die von IoT-Geräten erzeugt werden, müssen vor Cyber-Bedrohungen geschützt werden. Die Gewährleistung des Datenschutzes kann sich als komplex erweisen, insbesondere wenn Daten von mehreren Beteiligten gemeinsam genutzt werden.

Integration und Interoperabilität sind weitere Herausforderungen. IoT-Geräte und -Systeme müssen häufig mit der bestehenden Infrastruktur und untereinander kompatibel sein, was technisch anspruchsvoll und kostspielig sein kann. Auch die hohen Initialkosten und Investitionen, die für den Einsatz von IoT-Geräten und die unterstützende Infrastruktur erforderlich sind, können für einige Unternehmen ein Hindernis darstellen. Darüber hinaus erfordert die Verwaltung und Analyse großer Datenmengen, die von IoT-Geräten erzeugt werden, fortgeschrittene Analysewerkzeuge und qualifiziertes Personal, was ressourcenintensiv sein kann. Die Gewährleistung einer zuverlässigen Konnektivität und Stromversorgung für IoT-Geräte, insbesondere in abgelegenen oder rauen Umgebungen, kann eine große logistische Herausforderung darstellen.

Die Bewältigung dieser Herausforderungen ist wichtig für die erfolgreiche und weit verbreitete Einführung von IoT-gestützten Rückverfolgbarkeitslösungen.

Die Zukunft der Rückverfolgbarkeit wird durch innovative Technologien wie Blockchain, KI und ML sowie durch wachsende Nachhaltigkeitsbedenken geprägt. Diese Trends verbessern die Transparenz, Effizienz und Verantwortung der Lieferkette.

Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML)

Da KI und maschinelle Lernalgorithmen immer intelligenter werden, können Unternehmen größere Datenmengen für die Rückverfolgbarkeit analysieren, um Störungen vorherzusagen und die Logistik zu optimieren. Die Entscheidungsfindung wird sich weiter verbessern. Die weitere Entwicklung und Integration von KI und ML in Rückverfolgbarkeitssysteme wird ein proaktiveres und dynamischeres Lieferkettenmanagement ermöglichen.

Blockchain Technologien

Blockchain entwickelt sich zu einem Zukunftstrend im Bereich der Rückverfolgbarkeit, da sie eine sichere, unveränderliche und transparente Dokumentation von Transaktionen ermöglicht. Da die Lieferketten immer komplexer und globaler werden, ist die Gewährleistung der Authentizität der Daten wichtig. Es wird erwartet, dass die Einführung von Blockchain zunehmen wird, da Unternehmen versuchen, die Transparenz und Verantwortlichkeit in ihren Lieferketten zu verbessern.

Nachhaltigkeit

Nachhaltigkeit wird zu einem zentralen Thema für die Zukunft der Rückverfolgbarkeit, da Unternehmen und Verbraucher immer mehr Wert auf Umweltverantwortung legen. Rückverfolgbarkeitssysteme entwickeln sich weiter, um nicht nur die Bewegung von Produkten zu verfolgen, sondern auch ihre Auswirkungen auf die Umwelt, einschließlich des CO2-Fußabdrucks und des Ressourcenverbrauchs. Das Konzept der Kreislaufwirtschaft gewinnt in modernen Lieferketten zunehmend an Bedeutung.