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Höchstleistung unter erschwerten Umständen

RFID-Technologie
Höchstleistung unter erschwerten Umständen

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Tschüss, Barcode? RFID-Technologie kann Teile berührungslos tracken. Doch weltweit verschiedene Funkstandards und schwierige Untergründe wie Metall machen die Umsetzung nicht immer ganz einfach.

RFID-Technologie ist eine für Logistik und Fertigung interessante Entwicklung. Doch nach dem ersten Hype wurden die Grenzen der Technologie klar: Das Funksystem funktioniert auf leitfähigen Untergründen nur bedingt. Außerdem sind die Funkstandards international unterschiedlich. Die gute Nachricht: für beide Probleme gibt es Lösungen.

Eine besondere Herausforderung sind RFID-Technologien, die auf metallischen, beziehungsweise leitfähigen, Untergründen funktionieren. Das Metall schirmt zum einen das für die Datenübertragung nötige elektromagnetische Feld ab, sodass der Transponder keine Energie mehr bekommt. Zum anderen interagiert das Metall mit der Antenne der Transponder, sodass diese keine Signale mehr empfangen kann.

Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS hat dafür eine Lösung gefunden. Tobias Dräger, Gruppenleiter RFID, induktive Sensorsysteme und energieautarke Funksysteme, erklärt, welche Lösungsansätze verfolgt werden. Erstens könne man spezielle Antennen entwickeln, die auf metallenen Untergründen funktionieren. Fraunhofer hat zusammen mit dem Anbieter Harting Eletric eine solche Anwendung erarbeitet, die bei Lufthansa Technik in der Logistik zur Kennzeichnung von Ersatzteilen dient. Zweitens sei es laut Dräger möglich, den Transponder durch die Ummantelung mit gewissen Materialien zu schützen. Dadurch würde der Transponder natürlich dicker. Drittens sei es möglich, Funktechnologien ins Metall direkt zu integrieren. Eine Anwendungsmöglichkeit sind metallene Bierfässer mit sogenannten „Schlitzantennen“, die aus dem Metall ausgeschnitten sind. Trotz dieser Entwicklungen seien RFID-Labels auf metallischen Untergründen eine Spezialanwendung, so Dräger. Er sagt: „Sie sind teurer als herkömmliche Labels und aufgrund ihrer Dicke anders im Handling.“

Allerdings gibt es Einsatzbereiche in der Logistik und im Produktionsmanagement, in denen man um das Metall nicht herumkommt: Man denke zum Beispiel an Gitterboxen, Metallteile und Werkzeuge in der Fertigung oder klassische Metallboxen. Viele Unternehmen müssen solche Frachtenträger oder Teile weltweit verschicken und sind deshalb zusätzlich darauf angewiesen, dass die RFID-Tags in verschiedenen Frequenzen ausgelesen werden können. Denn noch heute gibt es bei den Frequenzbereichen teilweise verschiedene Standards.

Die Schreiner Group, ein Anbieter für Spezialetiketten, hat sich dieser doppelten Herausforderung angenommen. Sie hat nach einer anderthalbjährigen Entwicklungsphase die Label-Reihe ((rfid))-DistaFerr Global auf den Markt gebracht, die auf Metall funktioniert und sowohl in Europa als auch in Asien/Amerika ausgelesen werden kann. Der Trick: Das Label verfügt über zwei Antennen, die auf die jeweiligen Frequenzen abgestimmt sind. Frank Linti, Business Development Manager RFID bei der Schreiner Group, erklärt den ingenieurtechnischen Spagat, der dem Unternehmen dabei gelungen ist: „Wir haben ein sehr kompaktes und kleines Label umgesetzt, das auf Metall und auf beiden Frequenzbändern funktioniert und auf Rolle angeliefert wird, was die Programmierung und Anbringung erleichtert.“ Das 50 x 40 x 1,7 mm kleine Label mit einer Reichweite von drei Metern (sechs Meter für die Version „LongRange“) wird schon jetzt von Systemintegratoren angewendet.

Bevor Unternehmen sich nun aber mit RFID eindecken, gibt René Dünkler vom Fraunhofer-Institut IIS, Bereich Kommunikation und Marketing, noch ein Wort der Bedacht mit auf den Weg: „Wenn der RFID-Code nur dazu verwendet wird, den klassischen Barcode eins zu eins zu ersetzen, dann wird der Nutzen nicht erhöht.“ Auch deshalb rät er Unternehmen, dass sie die eigenen Prozesse individuell auswerten und den Mehrwert einer RFID-Technologie herausarbeiten, bevor sie einkaufen gehen. Das Fraunhofer-Institut IIS kann dabei mit Machbarkeitsstudien helfen, und die Umstellung nicht nur technisch, sondern auch betriebswirtschaftlich beurteilen. Dünkler erklärt: „Speziell für Mittelständler bietet sich RFID dann besonders an, wenn sie damit ein spezielles Problem lösen wollen.“


Hintergrund

Wie funktioniert RFID?

Funktionsweise

RFID, kurz für radio-frequency Identification oder Funkidentifikation, ist eine Technologie, die es ermöglicht, Daten berührungslos zu lesen und zu speichern. Ein System besteht aus einem Transponder mit Funkantenne und einem Lesegerät. Das Lesegerät erzeugt ein elektromagnetisches Feld, welches die Antenne den Transponders empfangen kann. So können die auf dem Transponder gespeicherten Daten ausgelesen werden. Ein Transponder hat ein Speichervolumen bis 8 KB. RFID-Systeme funktionieren auf verschiedenen Funkfrequenzen, welche unter anderem von dem Europäischen Institut für Telekommunikationssysteme (ETSI) und der Federal Communications Commission (FCC) festgelegt werden.

Vergleich mit Barcode-Systemen

RFID-Systeme ersetzen oft Barcode-Systeme. Ein Vorteil ist dabei, dass bei RFID kein direkter Sichtkontakt zwischen Transponder und Lesegerät bestehen muss – ausgelesen werden können Daten in einem Umfeld von bis zu zehn Metern in nur wenigen Sekunden. Verschmutzungen oder Nässe spielen dabei keine Rolle. Außerdem können mehrere Einheiten gleichzeitig erfasst werden. Ein weiteres Plus: viele RFID-Transponder können immer wieder neu beschrieben werden (ähnlich eines USB-Sticks). Sich ändernde Daten, zum Beispiel der letzte Wartungsstand eines Teils, können so erneuert werden. Allerdings können gewisse Materialien wie leitfähige Metalle oder Flüssigkeiten das elektromagnetische Feld beeinflussen und so die Datenübertragung unterbrechen.

Einsatzbereiche

RFID-Technologie wird unter anderem in der Logistik und Intralogistik zum Tracking von Einheiten verwendet, aber auch für Kreditkarten, in Autoschlüsseln als Wegfahrsperre und zur Zutrittskontrolle für Räume.


Sanja Döttling, Redakteurin Beschaffung aktuell

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