Der Megatrend als mögliche Revolution der Logistik

Radio Frequence Identification (RFID) ist derzeit ein Megatrend innerhalb der Logistikwirtschaft. Dabei entspricht die Aufgabe von RFID-Systemen zum Teil der des Barcodes: die Bereitstellung von Informationen über ein Produkt, eine Palette oder ganze Lagerbestände. Der entscheidende Vorteil von RFID liegt aber darin, dass die Informationen nicht umständlich mit Sichtkontakt ausgelesen werden müssen. Stattdessen geschieht alles per Funkübertragung: schnell, automatisch und ohne direkten Kontakt. Für den endgültigen Durchbruch der zukunftsweisenden Technologie ist jedoch eine weitere Kostensenkung und weltweite Standardisierung notwendig.

Die Eigenschaften und Funktionen von RFID

Radio Frequence Identification (RFID) ist ohne Frage einer der Megatrends innerhalb der Logistikwirtschaft. So liefert z. B. Google zu RFID über 30 Millionen Einträge. Und jährlich werden hunderte Millionen RFID-Tags verkauft. Große Einzelhändler wie METRO, Wal-Mart und Tesco verpflichten ihre Lieferanten bereits zum Einsatz von RFID. Dennoch ist der Barcode Barcode derzeit noch unangefochtener Standard der globalen Logistik. Über RFID wird weit mehr geschrieben, als damit gemacht wird. Es stellt sich daher die Frage, was RFID kann und was es für die Logistik bedeutet.
RFID-Systeme transportieren mittels Radiowellen Informationen über ein Produkt, eine Palette Palette oder ganze Lagerbestände. Die Informationen müssen dazu, anders als beim Barcode Barcode , nicht umständlich mit Lesegeräten gescannt werden. Somit ist das Handling der Ware sehr einfach - alles geschieht per Funkübertragung: schnell, automatisch und ohne direkten Kontakt.
Die RFID-Hardware besteht aus einem RFID-Tag und einem Lesegerät. Der RFID-Tag wird auch als Transponder Transponder bezeichnet - zusammengesetzt aus den englischen Begriffen ‚Transmitter’ (Sender) und ‚Responder’ (Antwortgeber). Dieser Transponder beinhaltet einen Mikrochip zur Speicherung der Informationen sowie eine Sende- und Empfangsantenne für den Datenaustausch mit der Umwelt. Die Codierung der Mikrochips erfolgt über Lese-/Schreibstationen, die z. B. mit dem Enterprise Resource Planning  Enterprise Resource Planning des Unternehmens verbunden sind. Der Lese- bzw. Schreibvorgang beginnt dabei automatisch, sobald sich der RFID-Tag innerhalb der Reichweite einer solchen Station befindet.
RFID-Tags sind in einer Vielzahl von Varianten erhältlich. Man unterscheidet dabei zwischen aktiven und passiven Transpondern Transponder . Aktive Transponder sind mit einer Batterie ausgestattet, die sie mit Energie für Datenübertragung und Datenerhalt versorgt. Passive Transponder besitzen keine Batterie - sie erhalten die notwendige Energie aus einem elektromagnetischen Feld, das die Lese-/Schreibstation erzeugt.
Außerdem senden die RFID-Tags auf verschiedenen Frequenzen, mit unterschiedlichen Reichweiten und Datenübertragungsraten. Die Reichweite der Tags reicht dabei von einem Meter (passiv und im Hochfrequenzbereich) bis zu 10 Metern und mehr (aktiv und im Ultrahochfrequenzbereich).
Darüber hinaus sind manche RFID-Tags mit zusätzlichen Sensoren ausgestattet, etwa zur Messung von Temperatur oder Vibrationen. Dabei versteht längst nicht jedes Lesegerät jeden Tag. Wenn sich Lesegerät und Tag allerdings verstehen, etwa in geschlossenen Systemen, eröffnen sich beeindruckende Möglichkeiten. So lassen sich Transponder im Pulk auslesen und eine Inventur auf Knopfdruck wird denkbar.

Die Vor- und Nachteile von RFID-Systemen

Die Vor- und Nachteile von RFID lassen sich am Besten im Vergleich zum traditionellen Medium Barcode Barcode darstellen, da in einem Großteil der Anwendungsbereiche RFID als Alternative zum Barcode zu betrachten ist.

 

Die Vorteile von RFID gegenüber dem Barcode

In vielen Belangen ist RFID dem Barcode Barcode  weit überlegen. Seine Vorteile:

  • Mehrere hundert Produkte können gleichzeitig erfasst werden, ein direkter Sichtkontakt zum Lesegerät ist nicht erforderlich. Dies ist z. B. bei einer Inventur von offensichtlichem Vorteil. Auch der Wareneingang kann erheblich beschleunigt werden, indem z. B. ganze LKW-Ladungen beim Durchfahren einer Schleuse automatisch gescannt und registriert werden. Außerdem kann mit einer Reduzierung von Schwund und Diebstählen durch elektronische Warensicherung und -überwachung gerechnet werden.
  • RFID-Tags sind weitaus unempfindlicher gegenüber Verschmutzungen und leichten Beschädigungen. Die Rate der fehlerfreien Lese- und Schreibvorgänge liegt bei aktiven Transpondern Transponder nahe 100 Prozent.
  • Die Tags verfügen über im Vergleich zum klassischen Barcode Barcode über eine weitaus höhere Speicherfähigkeit. Eine Vielzahl von Informationen kann gespeichert werden, etwa das Mindesthaltbarkeitsdatum von Frischeprodukten oder ein Kreis von berechtigten Benutzern für ein Produkt.
  • Die Reichweite der Tags ist weitaus höher. Im Normalfall beträgt sie mehrere Meter, beim Barcode Barcode dagegen nur ca. 50 cm. 
  • Die Lesegeschwindigkeit der enthaltenen Informationen ist mindestens um das 10-fache höher. Dies ermöglicht eine schnellere Datenverarbeitung und eine kürzere Prozessdauer. 
  • RFID-Tags sind generell wiederbeschreibbar und somit vielfach verwendbar.
  • Von Unbefugten können RFID-Tags nur vergleichsweise schwer manipuliert werden. An komplexen Verschlüsselungsmechanismen wird zudem gearbeitet. Dann wären auch automatische Umtauschprozesse denkbar, bei denen der Tag als elektronischer Kassenbon dient.

 

Die Nachteile von RFID gegenüber dem Barcode

Allerdings sind auch einige - zumindest derzeit noch bestehende - Nachteile auszumachen:

  • RFID ist vergleichsweise teuer. Dies betrifft besonders die Stückkosten für Tags. Zudem sind beträchtliche Anfangsinvestitionen für den Aufbau eines Systems aufzuwenden. Allerdings werden die Stückkosten mittelfristig deutlich sinken.
  • Ein weltweiter Standard wie für Barcodes Barcode ist für RFID noch nicht vollständig eingeführt, für unterschiedliche Frequenzbereiche existieren teilweise unterschiedliche Vorgaben. Derzeit wird jedoch der Electronic Product Code (EPC) als Standard etabliert. Er soll künftig global und branchenübergreifend die Grundlage für Identifikationszwecke in den Warenwirtschaftsprozessen von Unternehmen bilden. Bis dahin besteht die Möglichkeit, mittels Hybridetiketten (Kombination von Barcode und RFID-Tag) und Breitbandetiketten (Kombination mehrerer RFID-Standards) den Übergang zu erleichtern.
  • Zum Teil treten bei der gleichzeitigen Pulk-Erfassung einer Vielzahl von Chips Probleme auf. Dies tritt besonders dann auf, wenn es sich um verschiedene Arten von Chips handelt. Auch durch bestimmte Metalle und Flüssigkeiten können Schwierigkeiten bei der Erfassung verursacht werden.
  • Es bestehen Bedenken von Verbraucher- und Datenschutzorganisationen, dass RFID einen großen Anteil haben könnte, den Menschen zum „gläsernen Konsumenten“ zu machen. Die Kennzeichnung von Kleidungsstücken mit Transpondern Transponder , die an der Kasse nicht deaktiviert werden, könnte eine nahezu dauerhafte Feststellung des Aufenthaltsortes eines Menschen ermöglichen, da dieser bei jedem Passieren einer RFID-Schleuse automatisch ermittelt würde. Bereits heute werden RFID-Tags in Berufskleidung eingesetzt. Verbraucherschützer befürchten, diese könnten zur Überwachung am Arbeitsplatz genutzt werden.

Die möglichen Einsatzbereiche von RFID-Systemen

RFID ist keine Erfindung der jüngsten Vergangenheit. Bereits im zweiten Weltkrieg wurden RFID-Anwendungen eingesetzt, die sich im Grundsatz nicht von den hier besprochenen Systemen unterscheiden. So wurden z. B. in Flugzeugen und Panzern Transponder Transponder und Sender eingesetzt, um eine Unterscheidung von Freund von Feind zu ermöglichen. Noch heute werden Nachfolgesysteme im militärischen Rahmen verwendet.

Allerdings haben sich im Zuge von Miniaturisierung und Stückkostenreduktion auch eine Vielzahl ziviler Nutzungsmöglichkeiten - nicht nur in der Logistik - aufgetan, von denen einige im Folgenden beispielhaft dargestellt sind:

  • Vielfach werden Tags wie bereits geschildert in Berufskleidung untergebracht. Dies erleichtert die Zuordnung von gewaschener Wäsche zum einzelnen Mitarbeiter erheblich. Beispielsweise testet DHL die RFID-Technologie derzeit sehr erfolgreich in den über eine Million Uniformen seiner Kuriere. Koordiniert wird das Projekt durch das DHL Innovation Center. Beteiligt an der Durchführung des Projektes sind Innovationspartner aus Wirtschaft und Wissenschaft.
  • In Modegeschäften und Warenhäusern wird RFID zur Diebstahlsicherung verwendet. Die Tags sind an Kleidungsstücken und anderen Waren befestigt. Wenn ihr Signal von einem Lesegerät am Ausgang des Geschäfts erfasst wird, wird ein Alarm ausgelöst.
  • Weit verbreitet ist auch die Nutzung im öffentlichen Personennahverkehr, etwa in Hongkong, Singapur, Moskau und Rio de Janeiro. Der RFID-Chip wird vom Nutzer gewöhnlich an Terminals mit Geld aufgeladen und dient dann zur bargeldlosen Abrechnung, die einfach und kontaktlos durch das Passieren von Schleusen erfolgen kann. Vergleichbar ist die Verwendung in Skipässen, besonders in Frankreich und Spanien.
  • Im Supermarkt kann der Bezahl-Prozess beschleunigt werden. Der Kunde fährt mit seinem Einkaufswagen an einem Lesegerät bei der Kasse vorbei und erhält sofort seine Rechnung, ohne die Ware auf das Band legen zu müssen. In Kombination mit Kreditkarten kann so vollständig auf Kassenpersonal verzichtet werden.
  • In der Automobilindustrie werden Montageprozesse von RFID-Tags begleitet. Dies erleichtert die Prozessdokumentation und dient der Verbesserung von Qualitätskontrollen und Qualitätsnachweisen. Allgemein wird die Warenverfolgung in der Supply Chain durch RFID vereinfacht.
  • LKW werden beim Ein- und Ausfahren an Lieferpunkten identifiziert und Mautsysteme Maut für Autobahnen mittels RFID gesteuert.
  • Generell werden in der Logistik vielfach Mehrwegbehälter eingesetzt, etwa Transportboxen für Medikamente. Auf den Behältern angebrachte RFID-Tags ermöglichen die Identifizierung jedes einzelnen Behälters. Sie sind besonders robust gebaut, um einen Verlust oder Defekt der Tags bei Transport oder Reinigung der Behälter zu vermeiden.

Das „Internet der Dinge“

Insgesamt besitzt RFID das Potenzial für eine Revolution der Funktionsweise von Logistikprozessen. Durch das Speichern von Informationen auf einem Medium, das proaktiv diese Informationen kommuniziert, können Abläufe in der Logistikkette weitaus autonomer ablaufen. Diesen Dialog zwischen RFID-Tags und Maschinen bezeichnen Fachleute als das „Internet der Dinge“. So könnte ein Paket z. B. mit dem Wissen ausgestattet werden, an welchen Ort es befördert werden soll. Diese Zielinformationen werden im RFID-Tag des Paketes gespeichert. Das Paket wird dann nicht mehr passiv von der Anlage gesteuert, im Gegenteil: das Paket steuert aktiv die Anlage und bewegt sich zielsicher von allein in einem Logistiknetzwerk.

 

In die intelligente Box schauen, ohne sie zu öffnen.

Die RFID-Technologie ist nicht isoliert zu betrachten. Im Zusammenspiel mit anderen Technologien, etwa Sensortechnologien, kommen die Stärken von RFID vollständig zum Tragen. Eine interessante Einsatzmöglichkeit mit Zukunftspotenzial liegt in der Verknüpfung von Sensoren-Tags auf RFID-Basis und Standardverpackungen wie Containern Container oder Kisten.
Die intelligente Box, eine Neuentwicklung aus dem DHL Innovation Center, nutzt Sensor-Tags auf RFID-Basis zur Messung verschiedener Parameter, denen der Inhalt ausgesetzt wird - etwa der Temperatur, der Feuchtigkeit und der Stärke von Erschütterungen. Besonders für die Lebensmittel-, Pharma-, Automotive- und Elektronikindustrie ergeben sich dabei interessante Anwendungsmöglichkeiten. In diesen Industrien werden hohe Anforderungen gestellt, wie stark Sendungen externen Einflüssen ausgesetzt sein dürfen. Bekommt beispielsweise eine Ladung mit elektronischen Bauteilen zu starke Stöße ab, kann dies ein Sensor-Tag messen. Zwar ist und bleibt die Ladung defekt, jedoch kann der Empfänger rechtzeitig Ersatz ordern und wird nicht erst beim Eintreffen der Ware überrascht.
Der Nutzen einer intelligenten Box liegt auf der Hand. Bis zu einem Praxiseinsatz sind jedoch noch mehrere Hürden zu überwinden. Eine davon liegt im Bereich der Telekommunikation. Eine Herausforderung im Bereich des Seetransports liegt darin, die naturgemäß schwachen Signale der RFID-Tags auf hoher See aus dem Schiffsbauch heraus an eine Empfangsstation zu senden. Die Funksignale werden sowohl von anderen geladenen Gegenständen als auch vom Schiffsrumpf geschluckt und müssen trotzdem zentral weitergegeben werden können. Anschließend müssen die RFID-Signale über die Satellitenverbindungen der Schiffe zur Reederei und von dort zum Empfänger der Ware übermittelt werden.
Beim Lufttransport besteht eine große Herausforderung im Bereich der Flugsicherheit. Das Funksignal des aktiven Senders muss während des Fluges abgeschaltet werden, gleichwohl muss der Sensor-Tag den Zustand der Sendung weiterhin aufzeichnen.
Mit Testeinsätzen der ersten intelligenten Boxen ist in naher Zukunft zu rechnen.

Literatur-Empfehlungen

Logistik | Vahrenkamp 2007

DHL Innovation Center, www.dhl-innovation.com

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http://www.dhl-discoverlogistics.com/cms/de/course/technologies/connection/rfid.jsp