Auto-ID RFID für die Smart Factory

Autor / Redakteur: Daniel Büth / M. A. Benedikt Hofmann

Durch Industrie 4.0 entstehen automatisierte und dadurch effiziente, transparente Prozesse. Wenn in Zukunft auch Dinge des Massenmarkts mit Sensoren ausgestattet sind, wird das Internet of Things (IoT) Wirklichkeit. Doch dafür sind Standards und leistungsfähige Technologien nötig, wie die berührungslose Identifikation von Sensordaten über RFID.

Firmen zum Thema

RFID ist eine Schlüsseltechnologie, um zum Beispiel in der Automobilindustrie die zunehmend globalisierten Warenströme und komplexen Lieferketten sowie die umfassende Warenverfolgung von der Produktion bis zur Entsorgung zu steuern.
RFID ist eine Schlüsseltechnologie, um zum Beispiel in der Automobilindustrie die zunehmend globalisierten Warenströme und komplexen Lieferketten sowie die umfassende Warenverfolgung von der Produktion bis zur Entsorgung zu steuern.
(Bild: Feig Electronic)

Durch ihre Eigenschaften bietet die RFID-Technologie die optimale Lösung für viele Anwendungszwecke im Zuge der allumfassenden Digitalisierung und Vernetzung. Dabei hat passenderweise Kevin Ashton, Mitbegründer des Auto-ID Center am MIT (Massachusetts Insti- tute of Technology) und Entwickler eines weltweiten Standardsystems für RFID, den Begriff „Internet of Things“ erfunden.

Den wohl größten Vorteil von RFID gegenüber optischen Systemen bildet die berührungslose Datenerfassung ohne direkten Sichtkontakt. So erkennt das System auch Datenträger, die verschmutzt sind oder sich in einem Ladungsträger befinden. Je nach Betriebsfrequenz funktioniert die Erfassung sogar über eine Entfernung von mehreren Metern. Dabei müssen die Artikel nicht einmal manuell auf den Leser ausgerichtet werden. Auf bestimmten Transpondertypen lassen sich weitaus größere Datenmengen als auf einem Barcode hinterlegen, zum Beispiel neben der Seriennummer des Gerätes auch Herstellungsdatum, Wartungsintervalle und Garantiezeiten. Zudem erfasst die RFID-Technologie zahlreiche Datenträger im Bruchteil einer Sekunde. Diese Pulkerfassung ist vor allem für den Warenein- und -ausgang sehr interessant. So lassen sich Ladeeinheiten wie Paletten mit Waren durch einen Antennenbereich fördern, mit Transpondern ausgestattete Artikel identifizieren und direkt im ERP-System erfassen.

Bildergalerie

Vorteil durch Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit bildet dabei das wichtigste Kriterium für eine effiziente Pulkerfassung. Durch Antikollisionsverfahren können RFID-Leser sogar bis zu 330 Transponder pro Sekunde bei einem Betrieb im sogenannten Dense Reader Mode auslesen. Dies ermöglicht eine große Zeitersparnis bei der Warenerfassung und -verfolgung. Unter Dense Reader Mode versteht man den gleichzeitigen Betrieb einer beliebig großen Anzahl von Lesegeräten in einer Anwendung. Die Leser können dabei alle zur selben Zeit auf der gleichen Betriebsfrequenz oder in einem der Nachbarkanäle kommunizieren. Standardisierte Kommunikationsverfahren trennen Transponderantworten und die ausgesendeten Signale der Leser spektral voneinander, sodass eine gegenseitige Überlagerung ausgeschlossen wird. Ein cleveres Hardwaredesign bietet eine hohe Störfestigkeit der Lesegeräte. Hierdurch ist ein minimaler Abstand zwischen zwei unterschiedlichen Identifikationspunkten möglich, ohne dass es zu Störeinkopplungen durch benachbarte Lesegeräte kommt.

RFID bildet auch die Voraussetzung für eine weitgehende Automatisierung von Prozessen, vor allem über die Integration der Sensordaten in ERP-Systeme. So lassen sich die am Wareneingang erfassten Artikel direkt mit der getätigten Bestellung abgleichen. Auch die Vollständigkeit der Lieferung kann damit weitgehend automatisch geprüft werden. Eine erneute Erfassung der Güter am Warenausgang ermöglicht eine aktualisierte Bestandsinformation und unterstützt das frühe Erkennen von niedrigen Lagerbeständen. So lassen sich Nachbestellungen oder Produktionsprozesse rechtzeitig auslösen. Gleichzeitig können Unternehmen die am Warenausgang erfassten Versandinformationen an den Empfänger der Ware weiterleiten. Damit erhält der Kunde die Möglichkeit, Annahme und Weiterverarbeitung der Ware frühzeitig zu koordinieren. Mit einem Transponder gekennzeichnete Artikel lassen sich in Logistikketten auch eindeutig identifizieren. Dies erleichtert den Überblick darüber, welche Güter sich zu welcher Zeit an welchem Ort befinden. Damit lässt sich der Materialfluss effizienter steuern. Zudem wird durch die automatische Datenerfassung eine Senkung der Fehlerquote und ein Plus an Profitabilität erreicht.

RFID ist damit eine Schlüsseltechnologie, um die zunehmend globalisierten Warenströme und komplexen Lieferketten sowie die umfassende Warenverfolgung von der Produktion über den Verkauf bis hin zur Entsorgung zu steuern. Sie ermöglicht die Artikelverfolgung entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Und in der automatisierten Fertigung im Zuge von Industrie 4.0 kommunizieren die entstehenden Produkte durch RFID-Komponenten eigenständig mit den Fertigungsanlagen. Dabei gibt es für jeden Entfernungsbereich die passende Lösung:

  • Im Nahbereich bis 18 cm sorgen HF Proximity Reader für eine zuverlässige Identifikation von Transpondern. Diese eignen sich zum Beispiel zur Erfassung kleiner Artikel am Warenein- und -ausgang.
  • HF Midrange Reader mit Reichweiten bis 40 cm werden für viele Anwendungszwecke in der Logistik und Industrie eingesetzt, etwa für die Identifikation größerer Güter oder in intelligenten Fertigungsstraßen zur Kommunikation zwischen Produkt und Maschine.
  • Die HF Long Range Reader besitzen je nach Antennenkonfiguration eine Reichweite von bis zu 140 cm. Aufgrund ihrer hohen Variabilität in Bezug auf ihre Betriebsmodi und Schnittstellen ermöglichen sie viele Anwendungs- und Anbindungsvarianten, vor allem für mobile Systeme.
  • UHF Reader ermöglichen Lesereichweiten von bis zu 16 m. Während UHF Reader mit geringeren Reichweiten vielfach in der Produktionssteuerung, Prozess- optimierung oder in Kanbansystemen zur Anwendung kommen, werden UHF Long Range Reader ebenso für die Zufahrtskontrolle sowie als Impulsgeber zum Öffnen von Industrietoren eingesetzt. Erfolgreich werden UHF-Long-Range-Leser ebenfalls in der Logistik, beispielsweise bei der Erfassung von Gütern im Wareneingang und Warenausgang, verwendet.
Bildergalerie

Ein Blick in die Zukunft

Entsprechend den zahlreichen Vorteilen und Nutzungsmöglichkeiten prophezeien etwa die Marktforscher von Idtechex der RFID-Technologie weiterhin gute Wachstumschancen. Das weltweite Marktvolumen für RFID-Transponder, Lesegeräte, Software und Services wird sich demnach von 9,2 Mrd. US-Dollar 2014 auf 20 Mrd. Euro im Jahr 2018 erhöhen.

Besonders hohes Wachstumspotenzial für die berührungslose Identifikation von Waren entlang der Wertschöpfungskette sehen die Marktforscher in folgenden Bereichen: Transponder für Bekleidungsteile, Warenrückverfolgung/Inventarisierung, Ticketing sowie die Tier-Verfolgung. Doch vor allem im Zuge von Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge dürften zahlreiche weitere Einsatzgebiete entstehen. Denn gerade hier ist eine schnelle Erfassung und Verarbeitung großer Mengen an Sensordaten eine wichtige Voraussetzung für viele Prozesse. Und hierfür bietet RFID die optimale Lösung. ■

* Daniel Büth ist System Application Engineer bei Feig Electronic in 35781 Weilburg, Tel. (0 64 71) 31 09 4-14, daniel.bueth@feig.de

(ID:43968439)