RFID in der Produktionslogistik

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Grundlagen der RFID-Technologie
2.1 Die Komponenten
2.2 Unterschiede zum Barcode
2.3 Unterscheidungsmerkmale
2.4 Einsatzmöglichkeiten
2.5 Probleme

3 Die Beziehung zwischen Zulieferer und Abnehmer in der Lagerlogistik
3.1 Begriffsdefinitionen
3.2 Schnittstellen in der Logistik - Status Quo
3.2 Probleme in der Lagerlogistik
3.3 Auswirkungen

4 Nutzenpotenziale in der Lagerhaltung mit Hilfe von RFID-Lösungen
4.1 RFID in der außerbetrieblichen Logistik
4.2 RFID in der innerbetrieblichen Logistik

5 Schlussbemerkungen

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Der Begriff RFID (Radio Frequency Identification) wird in der Produktionslogistik derzeit häufig in den Mittelpunkt gestellt und kontrovers diskutiert. Die RFID- Technologie - oder kurz RFID - gehört zu den automatischen Identifizierungs- verfahren (Auto-ID) und bietet im Vergleich zur manuellen Eingabe von Daten eine enorme Effizienzsteigerung, sowohl bzgl. des zeitlichen Aufwands als auch bzgl. der Fehlervermeidung (Weigert 2006, S. 21). Sie ermöglicht eine kontaktlose Identifizierung von Personen, Tieren und Objekten sowie die Erfas- sung von Daten jeglicher Art auf der Basis von Funkwellen (Kummer 2005, S. 12). Damit hat sie das Potenzial, die etablierten Erfassungsmethoden wie den Barcode¹ zu ergänzen oder sogar zu ersetzen (Schmidt 2006, S. 32).

Der Entwicklungsbeginn der RFID-Technologie liegt in den 1940ern, als RFID erstmals vom Militär zur Unterscheidung zwischen eigenen und feindlichen Flugzeugen eingesetzt wurde. Nachdem die Weiterentwicklung zunächst nur auf militärischem Gebiet voranschritt und sich zum Großteil auf Zutritts- und Be- rechtigungskontrollen beschränkte, wurde RFID 1977 für zivile Anwendungen freigegeben (Franke 2006, S. 10). Eine Miniaturisierung in den 1980er Jahren ermöglichte den Einsatz von RFID in ersten Massenanwendungen und somit die eigentliche Entwicklung moderner RFID-Systeme (Wernle 2006, S. 1). Die Miniaturisierung sorgte für eine Kostenreduktion um das Zehnfache, so dass die RFID-Technologie seitdem in verschiedenen Massenapplikationen zum Ein- satz kommt (Kern 2007, S. 7). Das stetige Marktwachstum und weitere Kosten- senkungen deuten auf eine weitere Verbreitung von RFID in Zukunft hin.

Diese Arbeit gibt in Kapitel 2 zunächst einen Überblick über die RFID-Technolo- gie im Allgemeinen, bevor in Kapitel 3 die Beziehung zwischen Zulieferer und Abnehmer in der Produktionslogistik herausgestellt wird. Kapitel 4 soll darauf aufbauend über die Nutzenpotenziale von RFID-Lösungen speziell im Bereich der Lagerhaltung Aufschluss geben, bevor in Kapitel 5 ein kritischer Ausblick die Arbeit abschließt.

2.1 Die Komponenten

Ein RFID-System besteht immer aus zwei Komponenten (vgl. Abb. 1, S. 3):

- dem Transponder (RFID-Tag), der an oder in dem zu identifizierenden Ob- jekt angebracht ist und den eigentlichen Datenträger darstellt;
- dem Erfassungs- bzw. Lesegerät², das je nach Ausführung und Technologie als Lese- oder Schreib/Lese-Einheit fungiert (Finkenzeller 2002, S. 7).

Die Kommunikation zwischen Transponder (Kunstwort aus Transmitter und Responder) und Lesegerät erfolgt nun kontaktlos (ohne galvanische Verbin- dung) über Radiowellen. Der Transponder besteht hauptsächlich aus einem Mi- krochip, auf dem die Daten gespeichert werden, und einem Koppelelement in Form einer Spule oder Antenne, das für die Stromversorgung des meist passi- ven³ Transponders verantwortlich ist. Zusammen mit dem Koppelelement des Lesegerätes bildet das Koppelelement des Transponders die so genannte Kop- peleinheit. Desweiteren besitzt das Lesegerät eine Kontrolleinheit sowie ein Hochfrequenzmodul und meist eine weitere Schnittstelle, um die eingelesenen Daten an ein anderes System, z.B. einen PC, weiterzuleiten. Dies geschieht über die so genannte Middleware, welche die Informationen verarbeitet, filtert und in ein passendes Format bringt. (Finkenzeller 2002, S. 7; Weigert 2006, S. 22 ff.).

Außerdem unterscheidet man zwischen stationären und mobilen Lesegeräten. Letztere können eigenständig sein oder als Modul an einen Laptop oder ein Mobiltelefon angeschlossen werden (Weigert 2006, S. 23 f.).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Die Komponenten eines RFID-Systems, aus: Kortmann 2006, S. 17

2.2 Unterschiede zum Barcode

Durch den Mitte der 1970er Jahre entwickelten und seitdem zum „dominanten Design“ aufgestiegenen Barcode erhalten Produkte einen Nummerncode, der durch einen Scanner berührungslos ausgelesen werden kann. Die RFID-Tech- nologie ist dem Barcode in vielen Punkten überlegen. Zum einen ist eine direk- te Sichtverbindung beim Barcode unabkömmlich, im Zuge von RFID kann das Lesegerät den Tag auch identifizieren, wenn er im Produkt oder dessen Verpa- ckung verarbeitet ist. Dies hat positive Auswirkungen auf die Haltbarkeit des Tags und schützt vor Verschmutzung oder Beschädigung (Weigert 2006, S. 29). Zum anderen sind RFID-Systeme dazu in der Lage, mehrere Objekte gleichzeitig in einem Lesevorgang zu erfassen. Diese so genannte Pulkerfas- sung bietet damit eine potenzielle Zeitersparnis im Vergleich zur Barcode-Tech- nologie (Kummer 2005, S. 15). Desweiteren ist die Speicherkapazität bei Bar- codes begrenzt und umfasst im Regelfall einzig die Seriennummer. RFID er- möglicht dagegen über den „Electronic Product Code“ (EPC) und eine Spei- cherkapazität von bis zu 256 Kilobyte (KByte) die Speicherung einer individuel- len Kennnummer jedes einzelnen Produktes. Read/Write-Systeme können da- rüber hinaus die auf dem Tag gespeicherten Daten zu einem späteren Zeit- punkt verändern oder löschen (Weigert 2006, S. 29 ff.).

Neben den genannten Vorteilen der RFID-Technologie gibt es aber auch Grün- de dafür, dass der Barcode noch immer sehr weit verbreitet ist. Er ist einfach anzuwenden, sicher in der Funktion, und für viele Anwendungen reicht seine Speicherkapazität aus (Kern 2007, S. 17). Das Hauptargument für die Verwen- dung des Barcodes ist allerdings sein Preisvorteil. Während ein Barcode etwa einen Eurocent kostet, beträgt der Preis eines Standard RFID-Tags zwischen 20 und 50 Cent, Highend-Transponder mit integrierten Sensoren⁴ haben einen Marktpreis von bis zu 60 €. Aufgrund der steigenden Verbreitung und Weiterentwicklung der RFID-Technologie ist aber für die Zukunft mit sinkenden Preisen zu rechnen. Eine Befestigung am Produkt mittels polymerer Drucktechnologie⁵ könnte die Kosten in den Bereich des Barcodes senken (Kummer 2005, S. 21).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: RFID und Barcode im Vergleich, eigene Darstellung in Anlehnung an Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik (2004)

2.3 Unterscheidungsmerkmale

RFID-Tags lassen sich hinsichtlich vieler Merkmale unterscheiden. Betrachtet man die Bauform, so können die Tags direkt im Material verarbeitet sein, z.B. durch Verpressen oder Vergießen. Dadurch ist es möglich, Tags in Disks, Münzen, Glas- oder Plastikgehäusen, Schlüsselanhängern, Uhren oder kontaktlosen Chipkarten unterzubringen (Finkenzeller 2002, S. 14 ff.). Eine weitere Bauform ist das so genannte „Smart Label“, bei dem der Tag auf eine hauchdünne Papierschicht aufgebracht wird, die nach dem Laminieren und Beschichten als Selbstklebeetikett fungiert (Kummer 2005, S. 20).

Hinsichtlich der Energieversorgung unterscheidet man zwischen passiven Tags, die keine eigene Stromzufuhr besitzen und erst durch das elektromagnetische Feld eines Lesegeräts aktiviert werden, und aktiven Transpondern, die mit einer Batterie und einem Sender ausgestattet sind. Der Vorteil der passiven Tags liegt in ihrer kostengünstigen Produktion, kleinen Bauart sowie hohen Lebensdauer, während sich aktive Tags durch hohe Reichweite und große Speicherkapazität auszeichnen (Weigert 2006, S. 25 f.). Bei semiaktiven Transpondern wird die Batterie ausschließlich zum Erhalt der Daten genutzt und nicht zur Kommunikation mit dem Lesegerät (Franke 2006, S. 20).

Desweiteren können RFID-Systeme nach ihrem verwendeten Frequenzbereich, der Möglichkeit der Wiederbeschreibbarkeit der Tags, ihrer Reichweite, ihrer Speicherkapazität, ihrer Betriebsart, der Art der Datenspeicherung und ihrer Übertragungsverfahren unterschieden werden⁶.

2.4 Einsatzmöglichkeiten

Die Einsatzmöglichkeiten von RFID sind vielfältig. Die Technologie hat sich be- reits bei der Personenidentifikation bei großen Sportveranstaltungen sowie in Skigebieten, der Mauterhebung, der Tieridentifikation oder bei Wegfahrsperren in der Automobilindustrie etabliert. Im Bereich kontaktloser Chipkarten schaffte die RFID-Technologie den Durchbruch mit der Einführung von wieder aufladba- ren Telefonkarten (Finkenzeller 2002, S. 333). Darüber hinaus kommt RFID bei der Personenerkennung und beim bargeldlosen Bezahlen im öffentlichen Personennahverkehr, bei der Akten- bzw. Bücherverwaltung und -suche in Ämtern, Behörden oder Bibliotheken, bei der Patienten- bzw. Personalidentifikation in Krankenhäusern, im Ticketing, bei Zutrittskontrollen und in Verkehrssystemen zum Einsatz (Finkenzeller 2002, S. 353-407, Kern 2007, S. 95-167). Weitere Einsatzmöglichkeiten im Bereich der Produktions- bzw. Lagerlogistik werden gesondert in Kapitel 4 behandelt.

2.5 Probleme

„Currently there are 3 main factors, which prohibit the breakthrough of this technology: international standards, data security and price⁷.“ (Duin 2005: S. 366, vgl. auch Abb. 3, S. 7).

Das Fehlen einheitlicher, internationaler Technologie-, Daten- und Anwendungsstandards⁸ hemmt die Entwicklung von RFID in verschiedener Hinsicht. Zum einen führt die mangelnde Kompatibilität verschiedener Systeme dazu, dass potenzielle Nutzer aufgrund fehlender Vergleichs- und Kombinationsmöglichkeiten generell von einer Implementierung der Technologie absehen. Zum anderen verhindert sie den preissenkenden Wettbewerb unter den Anbietern, der im Falle der Standardisierung durch Skaleneffekte hervorgerufen würde. Schließlich bietet eine Standardisierung die Plattform für Lerneffekte und eine technische Weiterentwicklung der RFID-Systeme sowie eine überbetriebliche Nutzung entlang des Supply Chain (Kern 2007, S. 169).

Ein besonderes Augenmerk muss im Zusammenhang mit den RFID-Systemen auf die Datensicherheit gelegt werden. Dies gilt besonders im Bereich personenbezogener Daten, oder wenn Tags als Zahlungsmittel oder Zutrittsberechtigung genutzt werden. Möglichkeiten der Manipulation sind das unberechtigte Auslesen oder Beschreiben von Transpondern, das Einschleusen fremder Transponder, das Entfernen von Transpondern oder das Abhören, Mitschneiden und Wiedervorspielen von Daten zum Zwecke der Täuschung („replay und fraud“) (Franke 2006, S. 32 f., Finkenzeller 2002, S. 225).

[...]

^[1] Zum Vergleich mit dem Barcode s. Kapitel 2.2.

^[2] Im Folgenden wird stets der Begriff Lesegerät verwendet, unabhängig davon, ob Daten damit nur gelesen oder auch geschrieben werden können.

^[3] Zur Unterscheidung zwischen aktiven und passiven Transpondern siehe Kapitel 2.3.

^[4] Auf Transponder mit Sensoren wird vertieft in Kapitel 4.1 dieser Arbeit eingegangen.

^[5] Die polymere Drucktechnologie ist eine Spezialform des dreidimensionalen Druckens.

^[6] Vgl. hierzu Franke 2006, S.19-26, Kern 2007, S. 37-94, Weigert 2006, S. 27 f..

^[7] Zur Behandlung der Preisproblematik siehe Kapitel 2.1.2.

^[8] Zur Vertiefung siehe Franke 2006, S. 38 ff..