Was ist RFID – Alternative für die Logistik

Jederzeit zu wissen, wo welche Ware ist, möglichst noch in welchem Zustand, ist eine Voraussetzung für eine effektive Logistik. Verschiedene Wireless-­Technologien ermöglichen so ein Tracking der ­Waren – innerhalb eines Warenhauses genauso ­wie in weltumspannenden Lieferketten. In diesem Zuge fällt die Sprache oft auf RFID. Doch was ist RFID und welche Alternativen gibt es hierzu?

Was ist RFID?

RFID Definiton
Mit Hilfe von RFID (Radio Frequency Identification) ist eine automatische und berührungslose Identifikation von Objekten möglich. Dazu wird der Gegenstand mit einem so genannten RFID-Tag oder Transponder ausgerüstet. Die auf dem Transponder gespeicherten Daten (z. B. Artikelnummer) werden über Funk an Lesegerät übertragen, sobald sich der Transponder in Reichweite befindet. Die Übertragungsabstände variieren je nach Bauart von wenigen Millimetern bis hin zu üblicherweise rund 10 Metern. Aktive Transponder beziehen ihre Energie aus Batterien, passive werden über die Funksignale des Lesegeräts mit Energie versorgt. Langsame RFID-Systeme mit einer Reichweite von bis zu einem Meter arbeiten im Frequenzbereich von 120 bis 150 kHz, während die schnelleren UHF-Transponder im 868-MHz-Bereich -arbeiten und Lesereichweiten bis zu 10 m erzielen. Hochgeschwindigkeits-Mikrowellen-RFID-Systeme mit einer Reichweite von bis zu 200 m arbeiten in einem Frequenzbereich von 3,1 bis 10 GHz.

Das richtige Produkt in der richtigen Qualität mit der richtigen Menge am richtigen Ort zur richtigen Zeit, zu den richtigen Kosten
– so lautet die in der Logistik-Branche viel zitierte 6R-Regel, die sehr griffig beschreibt, was das Ziel einer gut funktionierenden Lieferkette sein muss.

Um diese Ziele zu überwachen und stets informiert zu sein, wo welche Waren in welchem Zustand sind, kommen zunehmend Wireless- und IoT-Technologien in der Logistik zum Einsatz. Mit ihnen ist ein deutlich besserer Überblick über den Status der Lagerware und der Lieferkette gegeben: Unternehmen können damit, wenn nötig, in Echtzeit den Standort und den Zustand der Waren (z. B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Schäden) verfolgen.

Mit einer derartig vernetzten Lieferkette lassen sich die Verarbeitungs- und Reaktionszeiten erhöhen, -Lagerbestände reduzieren und Just-in-time-Produktionsprozesse verbessern.

Laut dem DHL-Trendreport „Internet of Things in Logistics“ kann der Einsatz von vernetzter IoT-Technologie der globalen Logistikindustrie bis 2025 ein Plus von 1,77 Billionen Euro bringen. „Die Supply-Chain-Industrie befindet sich an einem Wendepunkt.

Die traditionelle Systematik wird durch neue Hardwaretechnologien sowie Informations- und Analyselösungen in nie dagewesener Form in Frage gestellt. Technologie bietet beträchtliche Möglichkeiten, Kosten zu senken und die Rentabilität zu steigern“, so José F. Nava, Chief Development Officer, DHL Supply Chain.

Bereits heute ist das Asset Tracking, also die Verfolgung und Lokalisierung eines Gegenstandes innerhalb eines Lagers oder entlang der Lieferkette, eine weit verbreitete Anwendung. Dabei werden fast alle verfügbaren drahtlosen Technologien genutzt.

Inventur im Vorbeiflug mit RFID

Ein Klassiker – immerhin ist die Technologie fast 20 Jahre alt – ist bei Logistik-Anwendungen die RFID-Technologie. Sie hat sich in den vergangenen Jahren in den verschiedensten industriellen Anwendungen bewährt und ist heute in Intralogistik-Lösungen, also in der innerbetrieblichen Logistik, weit verbreitet.

Im Vergleich zu klassischen Kennzeichnungssystemen wie Barcode oder Lasermarkierung können bei RFID Transponderdaten auch ohne Sichtverbindung gelesen und geschrieben werden.

Zudem lassen sich Daten ergänzen, verändern oder ersetzen. Das ermöglicht ganz neue Anwendungen. So haben Forscher vom Massachusetts Institute of Technology ein System entwickelt, bei dem kleine, für Lagermitarbeiter ungefährliche Drohnen als Relais zwischen RFID-Tags und einem RFID-Lesegerät verwendet werden.

So lässt sich die RFID-Lesereichweite erheblich erweitern. Die Flugroboter können dabei nicht nur RFID-Tags aus Dutzenden von Metern Entfernung lesen, sondern ermitteln über Triangulation auch gleichzeitig die Standorte der Tags bzw. der Waren mit einer Genauigkeit von etwa 19 Zentimetern.

Damit ist die Inventur selbst in einem großen Lagerhaus praktisch im Vorbeiflug zu erledigen.

Zusätzlich Zustands-Parameter mitübertragen

Aktuelle RFID-Entwicklungen liefern sogar mehr als nur die reinen Informationen zur Identifikation und zum Standort – durch die Verbindung von RFID-Transpondern mit Sensoren können viele weitere Parameter im Lieferprozess erfasst werden.

RFID-Sensor-Transponder, wie sie zum Beispiel das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) entwickelt, integrieren Antennen-, Identifikations- und Sensortechnologie auf einem Chip. „Unsere passiven RFID-Sensor-Transponder messen physikalische Parameter wie Feuchtigkeit, Erschütterung oder Temperatur und übertragen diese drahtlos an einen Reader, der auch die Energie bereitstellt“, erläutert Dr. Andreas Weder, Teamleiter am Fraunhofer IPMS.

„Sie sind klein, leicht, wartungsfrei, benötigen keine eigene Stromversorgung und lassen sich deswegen unkompliziert in unterschiedliche Ladungsträger integrieren.“ Sensortransponder des Fraunhofer IPMS unterstützen damit nicht nur die bereits etablierte Identifikation und Sendungsnachverfolgung von Waren zu einem bestimmten Zeitpunkt, sondern geben auch Auskunft darüber, was mit Rohstoffen, Halbfertigfabrikaten und Endprodukten bei ihrem Gang durch die Lieferkette geschehen ist.

Asset-Tracking weltweit

Asset-Tracking-Systeme werden zunehmend auch mit der Cloud verbunden, um Waren auch entlang weltumspannender Lieferketten überwachen zu können.

Zudem lassen sich die Tracking-Informationen in der Cloud einfacher speichern und analysieren, um neue Einblicke in die Prozesse zu erhalten.

Die Anbindung von Kurzstreckentechnologien wie RFID, Bluetooth oder WiFi an die Cloud wird jedoch schwierig, wenn das verfolgte Objekt mobil ist und sich zum Beispiel auf dem Weg von Europa in die USA befindet.

Eine kommende Lösung für das mobile Asset-Tracking sind daher relativ kostengünstige Funkmodems mit großer Reichweite.

Technologien wie LTE-M und Schmalband (NB-)IoT nutzen 4G-Mobilfunknetze, die problemlos den IoT-Verkehr aufnehmen können: Beide sind effizient genug, um eine Batterielebensdauer von mehreren Jahren zu ermöglichen.

Diese neuen Technologien ermöglichen ein globales Asset-Tracking zu einem Preis, der es ermöglicht, praktisch jedes Paket überall auf der Welt zu verfolgen.

Bestände auf See reduziert

Auch – oder gerade – in der Container-Logistik ist ein derartig weltumspannendes Tracking-System interessant: Kommen bei einer internationalen Sendung doch schnell mehr als 200 Interaktionen durch mehr als 25 Akteure – Spediteure, Hafenlogistik, Zoll, Reederei, Empfänger usw. – zusammen.

Entsprechend groß ist der Wunsch der Spediteure, ihre Container über die gesamte Lieferkette nahtlos und in Echtzeit im Auge behalten zu können.

Denn ein Mangel an Transparenz reduziert die Agilität der Lieferkette und das Serviceniveau für die Endkunden. Der Reifenhersteller Michelin zum Beispiel hat daher an der Entwicklung eines Asset-Tracking-Systems für die Verfolgung von Seefrachtcontainern in Echtzeit mitgewirkt, das auf der Technologie und dem globalen Netzwerk von Sigfox basiert.

Das System ist bereits bei einigen der kritischen interkontinentalen Lieferketten von Michelin im Einsatz. Damit lassen sich Sendungen in allen Teilen der Welt lückenlos verfolgen, da die Tracker die lokalen Radiofrequenz-Standards automatisch erkennen und sich entsprechend anpassen.

„Unsere Piloterfahrungen und weitere Untersuchungen haben uns davon überzeugt, dass wir dank des Echtzeit-Managements unter anderem die Bestände auf See um 10 Prozent reduzieren und die Genauigkeit der geschätzten Ankunftszeit um 40 Prozent erhöhen können“, so Pascal Zammit, Senior Vice President Global Supply Chain bei Michelin.

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