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Einführung in die RFID-Technologie

Die folgenden Ausführungen geben einen Überblick über die Grundlagen der RFID-Technologie und ihre Anwendungsbereiche.

 

1. RFID – Historischer Abriss

Auch wenn es so scheint: Die Funk-Technologie RFID ist keine Neuentwicklung der letzten Jahre. Die RFID-Geschichte begann bereits im zweiten Weltkrieg. Anfang der 40er Jahre setzte das US-Militär Vorläufer der heutigen Technik zur Freund-Feind-Erkennung von Flugzeugen und Kriegsschiffen ein. Danach fristete die Technologie lange ein Nischendasein und wurde hauptsächlich für die Tieridentifikation verwendet. Erst in den 80ern erweiterte sich das Anwendungsfeld von RFID und die Technik wurde auch bei Zugangskontrollen oder Skipässen eingesetzt.

 

Erst Jahrzehnte nach Entwicklung der Technik erkannte man aber das Potenzial  von RFID. Gefördert wurde diese Erkenntnis durch die Erschließung neuer Einsatzfelder sowie die Weiterentwicklung von Komponenten und den Einsatz in anderen Arbeitsfrequenzen.

 

Die intensive Forschung mit RFID in aktueller Zeit erklärt sich durch die besonderen Innovations- und Automatisierungs-Potenziale der Technologie. Bislang komplexe und fehleranfällige Prozesse lassen sich damit vereinfachen. So kann RFID beispielsweise zur Identifikation von Produkten und zur Steuerung von logistischen Prozessen eingesetzt werden. Bislang werden viele Daten z.B. im Lager sehr aufwendig manuell erfasst. Mit dem Einsatz der RFID-Technologie kann die Identifikation von Waren deutlich beschleunigt werden.

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2. Standardisierung / Electronic Product Code

 

Durch den Einsatz der Transpondertechnologie in der Konsumgüterindustrie wird ein gewaltiges Potenzial in logistischen Systemen und Prozessen erwartet. Das verstärkte Engagement des Handels und international agierender Markenartikler treiben die notwendige Standardisierung unter dem Dach von GS1 voran.

Insbesondere für den Handel wird der Dateninhalt der Tags wesentlich durch das europäisch-amerikanische Konsortium EPCglobal bestimmt, getragen von EAN (European Article Number) und UCC (Uniform Code Council). EAN wurde u. A. bekannt durch den Barcode EAN13, der sich heute an jeder Milchtüte befindet und Auskunft über Herkunftsland, Hersteller und Artikelnummer gibt. Ein EAN13 Barcode ist eindeutig mit einem bestimmten Artikel verbunden. Die entsprechende Nummer muss bei der EAN beantragt werden. Hierdurch kann die Ware am Kassenscanner eindeutig identifiziert und abgerechnet werden. EAN wird in Deutschland durch GS1 vertreten.

 

Die Erkenntnis, dass es sich um eine globale Entwicklung handelt, führte zur Einigung der wichtigsten Normierungsinstanzen in Europa und den USA und zeigt abermals die weltumspannende Tragweite der RFID-Entwicklung. Es entstand der so genannte Electronic Product Code (EPC). Ein 96 Bit breiter Code, mit dessen Hilfe neben den bekannten Informationen wie Hersteller, Land und Artikelnummer, die sich heute schon als Barcode an jeder Milchtüte finden, zukünftig weitere Informationen über Chargen, Seriennummern und vieles mehr gespeichert werden können.

 

Das MIT (Massachusetts Institute of Technology), das mit dem ersten AutoID-Laboratorium eine wesentliche Grundlage für die Entwicklung der RFID-Technologie legte, ermittelte, dass der Nummernkreis des EPC groß genug sei, um jedes Molekül auf der Erde einzeln durchzunummerieren. Mit Hilfe des elektronisch gespeicherten EPC ist es damit möglich, nicht nur den Artikel, sondern jedes einzelne Warenstück zu identifizieren.

 

        

Luftschnittstellenstandards

Hier werden technisch relevante Angaben zur Übertragung von Signalen zwischen Lesegerät und Transponder (Betriebsfrequenz, Modulation, Datenkodierung und Datenrate), sowie Beschreibungen der Antikollisionsmethode aufgeführt. Eine Auswahl aktueller ISO Luftschnittstellenstandards ist in Tabelle 1 dargestellt.

 

Tabelle 1: Luftschnittstellenstandards

 

Nummer

Anwendungsbereich

ISO/IEC 18000-2:2004

Luftschnittstellen – Frequenzen unterhalb 135 kHz

ISO/IEC 18000-3:2004

Luftschnittstellen – 13,56 MHz

ISO/IEC 18000-4:2004

Luftschnittstellen – 2,45 GHz

ISO/IEC 18000-6:2004

Luftschnittstellen – 860-890 MHz

ISO/IEC 18000-6C

Luftschnittstelle – kompatibel zum EPCglobal UHF Gen 2 Air Interface

Quelle: Eigene Darstellung, Vgl. Walk, E. (2007): „RFID Standards 2007“ 

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3. Querschnittsfunktion Logistik

Die meisten Anwendungsbereiche für RFID findet man bislang in der Logistik. Die Funk-Technologie ist der stärkste Innovationstreiber in diesem Bereich. Wann immer es um den Warenversand geht, die Einlagerung oder die Überwachung auf dem Transportweg, spielt die  Technologie eine entscheidende Rolle. Bisher setzten viele Branchen auf den Barcode.

 

Supply Chain

Besondere Beachtung findet RFID zunehmend bei der lückenlosen Rückverfolgbarkeit in der Nahrungsmittel-Branche. Mit RFID kann die Warenverfolgung in der Supply Chain und der gesicherte Warenübergang verbessert werden. Im Handel steigert sich die Effizienz durch die berührungslose Wareneingangs-, Warenausgangs- und Inventurkontrolle. Kartons oder Paletten werden ohne manuelles Handling und Öffnen der Verpackung ausgelesen.

 

Behältermanagement

Mit RFID werden Mehrwegbehälter und -Ladeeinheiten wie Paletten verwaltet und ihr Durchlauf durch die verschiedenen Stufen der Logistikkette verfolgt. RFID-Tags ermöglichen die Identifizierung jedes Behälters und sind besonders widerstandsfähig gegenüber äußeren Einwirkungen beim Transport oder der Behälter-Reinigung.

 

Wareneingang / -ausgang / Inventur

Die Kommissionierung und das Warenmanagement innerhalb eines Lagers lassen sich durch den Einsatz von RFID-Technologie unterstützen. So lassen sich Umverpackungen oder auch Artikel auf einer Palette zügig in nur einem Arbeitsschritt erfassen. Das Scannen der einzelnen Produkte entfällt. Im Vorfeld einer solchen Lösung muss allerdings in einem RFID Lab geprüft werden, ob dies bereits technologisch möglich ist. Eine softwareseitige Inventur wird somit möglich.

 

Fertigungskontrolle / Materialflussüberwachung

Tags identifizieren und überwachen Arbeitsprozesse. Durch die Fortschreibung der einzelnen Produktionsfortschritte wird erkannt, bei welchem Arbeitsschritt sich das Produkt befindet. Neben der Produkt-Verfolgung kann mittels Tags auch das während der Produktion verwendete Material verfolgt werden.

 

Sendungsverfolgung

Mit RFID lässt sich der Bearbeitungs- und Sendungsstatus eines Objektes in der Logistikkette beobachten und fortschreiben. RFID kann so Produkte oder Sendungen während des Transports verfolgen sowie Diebstähle und Schwund erschweren. Dadurch vereinfacht sich die Dokumentation des Warenübergangs zwischen den Beteiligten der Logistikkette und Zustellungsfehler werden vermieden.

 

Temperaturüberwachung

Transponder und entsprechende Sensoren überwachen die Kühlkette von Lebensmitteln oder Medikamenten und zeichnen diese auf. Mit Tags ist es möglich, Temperaturen an gewünschten Zeitpunkten zu messen und sie mit Vorgaben zu vergleichen. Einsatz-Bereiche liegen in der Frischelogistik, dem Transport und der Lagerung von medizinischen Produkten oder temperaturempfindlichen Chemikalien.

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4. Zur Zukunft des Barcode

Die RFID-Technologie wird als ernsthafte Alternative zum bislang verwendeten Barcode angesehen. Zwar hat sich der seit mehr als vier Jahrzehnten eingesetzte EAN-Code bewährt, trotzdem kann mit der bislang verwendeten EAN-Nummer lediglich die Artikelart identifiziert werden, nicht jedoch das individuelle Produkt. Und der Code lässt sich nicht neu beschreiben, was jedoch bei vielen Transpondertypen möglich ist.

 

Vorteile bietet hier die RFID-Technologie. Im ‚Pulk-Verfahren’ können mehrere RFID-Tags auf einer Palette oder in einem Umkarton berührungslos und ohne Sichtkontakt gleichzeitig gelesen werden. Dies ermöglicht im Bereich des Wareneingangs eine schnellere Erfassung und Einbuchung von Waren.

 

Auch wenn RFID viele Vorteile verspricht, punktet der Barcode bislang mit seiner weltweiten Verwendung und geringen Kosten. Mit einem Anteil von 87 Prozent in der Konsumgüterindustrie und über 50 Prozent in der Investitionsgüterindustrie ist der Barcode mit Abstand die führende Ident-Technologie. Auch ist Barcode in Verbindung mit der Klarschrift gut lesbar und eignet sich daher gut für die manuelle Identifikation. Zudem lässt er sich leicht in verschiedene Systeme implementieren.

 

Aktuelle Einschätzungen der Marktentwicklung von Ident-Technologien zeigen, dass mit einer hohen Steigerung des RFID-Einsatzes gerechnet wird. Vor allem im Konsumgüterbereich, dem Handel und der Logistik ist für RFID das Wachstum sichtbar. Noch allerdings hemmen die Kosten das schnelle Wachstum der RFID-Technologie, auch wenn seine Verbreitung zunimmt. Durch die Massenproduktion relevanter Bauteile wird sich bald in vielen Bereichen der Einsatz von RFID-Tags rechnen, besonders aufgrund der zu erwartenden Effizienzsteigerungen.

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