Einsatzmöglichkeiten und mögliche Optimierungspotentiale durch Radio Frequency Identification (RFID)

Einsatzmöglichkeiten und mögliche Optimierungspotentiale durch RFID -2-

Inhalt

1  Einleitung  4

1.1  Problemstellung  4

1.2  Gang der Untersuchung  5

2  Historie des RFID  6

3  Einführung in Auto - ID und RFID  8

3.1  Grundlagen von Auto - ID  8

3.2  RFID  10

3.3  Ubiquitous Computing und Intelligente Dinge  13

4  RFID versus Barcode  13

5  Optimierungspotentiale  15

5.1  Konsumgüterindustrie  15

5.2  Handel  19

5.3  Produktion  22

5.4  Logistikdienstleister  23

5.5  Weitere Szenarien  23

6  Hindernisse und Probleme von RFID  24

7  Fazit  26

8  Anhang  29

9  Literaturverzeichnis  32

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Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Aufwand der Dateneingabe bei menschlicher und ohne menschliche

Abbildung 2: Komponenten eines RFID -Systems: Tags, Reader (Sende - und

Abbildung 3: EPC 96 -bit Typ. (Quelle: D.L. Brook, The Compact Electronic Product Code, a.a.O., S. 5). 12

Abbildung 4: Unterschiede zwischen RFID und Barcode. (Eigene Darstellung in

Abbildung 5: Material - und Informationsfluß innerhalb einer Supply -Chain (Quelle:

Abbildung 6: Kosten/ Nutzenverhältnis der Ver wendung von RFID in der

Abbildung 7: Beziehung zwischen Einsparpotential durch RFID und Häufigkeit der

Abbildung 8: Überblick über erwartete Optimierungspotentiale durch RFID (Quelle:

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1Einleitung

1.1 Problemstellung

Schnelligkeit von Material -, Produkt- und insbesondere Information sflüssen spielt in der heutigen Technologieära eine entscheidende und erfolgskritische Rolle. Lage rüberhänge und Fehlmengen sind Zustände, die durch ein effizie ntes Logistik- und Supply-chain-management vermieden werden sollen. Der Einsatz von technologischen Hilfsmitteln, wie dem Internet, speziellen Pl anungstools und ausgeklügelten Verfahren des Informationsaustausches zw ischen Menschen und Objekten ist dabei unerläßlich geworden. Gerade der Au stausch von Informationen ist aber oftmals ein ineffizienter und zeitraubender Vorgang. Nicht zuletzt aus dem Grund, weil Informationen in u nterschiedlicher Form auftreten können und ger ade beim Informationsaustausch häufig ihren Zustand wechseln, d.h. beispielsweise von virtuellen Informationen des mensc hlichen Gehirns zu schri ftlich fixierten Dokumenten oder von Informationen in schrif tlicher Form zu Informationen, die in modernen ERP -Systemen weiterverarbeitet und gespeichert werden. Häufig wird bezüglich dieser Problematik auch von Medienbr üchen gesprochen.

Selbst in technolo gisierten Welten, wie Rechenzentren großer Unte rnehmen können Informationen nicht so ohne weiteres ausgetauscht werden. Spezielle und standard isierte Formate und Übertragungsarten, wie EDI (Electronic Data Interface), mußten entwickelt werden, um e inen solchen Austausch zu ermöglichen. Wie jedoch lassen sich Informationen zwischen Menschen und Dingen au stauschen? Dieser Vorgang war bisher immer ein vom Menschen ausgehender akt iver Prozess, d.h. der Mensch brachte die Information an der Sache an und konnte sie so entsprechend aktiv wieder von ihr erlangen bzw. ablesen. Auch dieser Prozess wurde mit der Einführung von Standards und der Entwicklung neuer Technologien immer mehr ve reinfacht. So werden Produkte heute mit Nummerncodes (wie European Article Num- beroder Universal Product Code) versehen, welche sie identifizieren und in Date n- banken gespeicherten Informationen z uordnen.

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Um diese Nummer ncodes zu lesen, werden spezielle technische Hilfsmittel, wie z.B. auf Lasertechnik beruhende Barcodeleser eingesetz t, wie man sie von Kassen im Ei n-zelhandel kennt. Derartige Verfahren sind nicht nur aus Supe rmärkten heutzutage nicht mehr wegzudenken. Auch in vorgelagerten Stufen der Wer tschöpfungskette und insbesondere bei den logistischen Prozessen ist die Verwendung solcher Codes heute weitverbreitet und hat zu erheblichen Optimierungen und Einsparungen geführt. Be ispielsweise können mit der Hilfe von an Produkten, Umverpackungen und P aletten angebrachten Codes im Warenein/ und -ausgang diese leicht erkannt und die no twendigen Informationen ohne Medienbrüche in die Computersysteme aufgenommen und weiterverarbeitet werden.

Seit einiger Zeit wird an einer Technologie getestet und geforscht, die es ermögl ichen soll, Informationen beispielsweise über Produkte automatisch a bzugeben. Die Techn ologie ist allgemein als Radio Frequency IDentification (RFID)oder auch Auto -ID bekannt geworden.

Das Spannende ist nun aus betriebswirtschaftlicher Sicht, Erkenntnisse über die Au swirkungen von RFID auf unterschiedliche Geschäftsprozess e eines Unternehmens bzw. eines Unternehmensnetzwerks zu gewi nnen.

In den folgenden Kapiteln soll daher untersucht werden, was RFID eigentlich ist, we lche Einsatzmöglichkeiten es gibt und welchen Nutzen diese „neue“ Technologie in sbesondere für die Logis tik erbringt.

1.2 Gang der Untersuchung

Da viele Leser dieser Ausarbeitung sicherlich weniger technisch orientiert sind, wird im folgenden Kapitel zunächst ein Einblick gegeben, wie RFID entstanden ist, b evor in Kapitel 3 eine grobe Einführung in Technologie und Funktionsweise erfolgt. Auf dieser Grundlage zeigt Kapitel 4 die Unterschiede zu der verwandten und heute weit verbreiteten Technologie des Barcoding (EAN und UPC) auf, was bereits einige Vermutungen auf mögliche Optimierungspotentiale zuläßt, bevor d iese dann in Kapi- tel 5 näher analysiert we rden.

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Die Potentiale werden dabei insbesondere beispielhaft an Hand der Konsumgüteri ndustrie, des Handels sowie der Produktion und der Logistikdienstleister herausgearbe itet. Kapitel 6 beschäftigt sich dann mit be reits bekannten und möglichen Hindernissen und Problemen der RFID -Technologie. So erlauben schließlich die Erkenntnisse di eser Kapitel ein Fazit und einen Ausblick in Kapitel 7.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass zu Recherchezwecken zum Zeitpunkt der Erste llung dieser Arbeit kaum Literatur zur Verfügung stand und daher als fundierte Basis grö ßtenteils seriöse Institutionen und Quellen im Internet genutzt wurden.

2 Historie des RFID

RFID basiert auf Elektromagnetismus bzw. Radiowellen und wenn man es g enau nimmt, beginnt die Geschichte von RFID mit der Entdeckung und Erforschung m agnetischer und elektromagnetischer Felder ab dem 16. Jahrhundert. M. Far aday, J.C. Maxwell und H.R. Hertz waren im 19. Jahrhundert die ersten Wissenschaftler, welche die Existenz elektromagnetischer Felder und Wellen auch nachwiesen. Verschiedene Forscher demonstrierten in den folgenden Jahren und Jahrzehnten, wie elektromagn etische Wellen, auch Radiowellen genannt, erzeugt und übertragen we rden können. Durch diese Entdeckungen rück te die Welt näher zusammen und Informationen kon nten erstmals in einer für damalige Verhältnisse kaum vorstellbaren G eschwindigkeit ausgetauscht werden. Gegen 1920 wurde dann das Radar entdeckt bzw. entwickelt, eine Technologie bei der R adiowellen ausgesan dt werden, um Objekte an Hand der Reflexion dieser Wellen zu lokalisieren. Der erste ernsthafte Einsatz der Technologie fand darauf im 2. Weltkrieg statt, als alliierte Flugzeuge mit Transpondern zu Erke nnungszwecken untereinander ausgestattet wurden. Im Jahre 1948 machte sich erstmals ein Wissenschaftler, H. Stockman, Gedanken über die Verwendung von Radar und Radiowellen zur bidirektionalen Kommunikation. Er kam jedoch seinerzeit zu der e rnüchternden Erkenntnis, dass es wohl noch einige Zeit dauern würde , bis diese Vision problemlos umsetzbar ist und sinnvolle Anwendungsbereiche gefunden werden.

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Zuvor mußten erst noch einige andere Entwicklungen, wie der Transistor, der Mikr o-prozessor und ausgereifte Kommunikationsnetze g emacht werden, so dass Stockmans Vision noch einige Jahre warten mußte.

In den späten 60er Jahren konnte RFID erstmals kommerziell eingesetzt we rden. Die amerikanischen Firmen Sensormatic, Checkpoint und das auch in Europa recht b ekannte Unternehmen Knogo entwickelten elektronische Arti kelüberwachungen (EAS) zur Bekämpfung von Die bstählen. Dabei wurden auch heute noch vielfach verwendete 1-bit-Anhänger an der Ware angebracht, die zwar lediglich ein Signal auslösen kö nnen, falls sie eine bestimmte Begrenzung passieren (z.B. Ein -/ Ausgang eines Kaufhauses), jedoch recht preisgünstig produziert werden können und eine effiziente Ant idiebstahlmaßnahme bedeuten.

Die 70er Jahre standen dann ganz im Zeichen der Entwicklung von RFID -Technologien. Zahlreiche Forschungseinrichtungen, universitäre L abors und große Firmen widmeten sich der Thematik. Man testete den Einsatz von RFID für Fahrze ugidentifizierung und -tracking, Gebührenabrechnung und auch Produktionsautomat isierung. Seit den 80er Jahren multipliziert sich die Zahl derjenigen Firmen, Insti tutionen und Entwickler, die an der Weiterentwicklung von RFID a rbeiten. In den USA war das Interesse besonders groß für einen Einsatz der Technologie beim Transport und für Techniken der Zugangsberechtigung, während in Europa insbesondere die G ebührenabrechnung für Straßen (Mautstellen) durch RFID unterstützt wurde. Die erste vollelektronische Gebührenabrechnung für Straßen wurde allerdings erst in den 90er Jahren in den USA installiert. Hierbei werden die passierenden Fahrzeuge ohne Mau tstellen und bei normaler Highway-Geschwindigkeit „abgerechnet“. Bis zum heutigen Tag werden immer mehr Anwendungen mit RFID -Technologie entwickelt, die für viele bereits zur Selbstverständlichkeit geworden sind, wie die pe rsönliche Zugangskarte zu Firmengebäuden oder der ko ntaktlose Skipass. Das Interesse an Telematik, mobile commerce und automatisierter Identifikation von Objekten wird auch in Zukunft die Entwicklung von RFID antreiben und immer mehr zu einem Teil unseres Lebens we rden lassen. 1

¹ Vgl. Dr. J. Landt, Shroud s of time “The history of RFID”, veröffentlicht von AIM, “The Ass ociation for Automatic Identification and Data Capture Tec hnologies”, 01.10.2001, S. 3ff.

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3Einführung in Auto - ID und RFID

Mit der Entwicklung von Barcodes in den 60er/70er -Jahren begann die Allgegenwä rtigkeit von Auto - ID in den unterschiedlichsten Industrie - und Servicebereichen. Di ese Entwicklung b escherte immense Kosteneinsparungen beginnend in der Produktion bis hin zum Ladenregal des Einzelhandels und den Servicebereichen der Dienstle istungsbranche.

Von den neuen Technologien RFID und EPC erhoffen sich die Experten noch ein weitaus höheres Einsparpotential. 2

Dabei ist es nicht unbedingt notwendig die technischen Details der Technologie zu verstehen, um die Prinzipien und Potentiale zu durc hleuchten und zu begreifen. Ein kleiner Einblick erleichtert jedoch das Verständnis der Anwen dbarkeit und Benefits, die sich durch die Ve rwendung der Technologie erzielen lassen . ³ In diesem Kapitel soll daher etwas näher auf Konzeption und Funkt ionsweise von Auto - ID und RFID eingegangen werden.

3.1 Grundlagen von Auto - ID

Mittlerweile sind Auto - ID Systeme bei der Zugangskontrolle und Sicherheitsanwe ndungen, in der Industrie fü r das Tracken von Produkten in der Supply Chain oder im Herstellungsprozess und zur Identifikation von Produkten am Point of sale (POS) s owie Point of Service zu einem unverzichtbaren Bestan dteil geworden. Zu den Auto -ID zählen grundsätzlich die folgenden Technologien:

• Universal Product Code (UPC)

² Vgl. A. Kambil, J.D. Brooks, Auto -ID across the value chain: From dramatic potential to greater eff iciency & profit, veröffentlicht vom Auto -ID Center MIT, 01.06.2002, S. 4.

³ Vgl. V. Agarwal, Assessing the benefits of Auto -ID Tchnology in the Consumer Goods Indu stry, veröffentlicht vom Auto -ID Center MIT, 01.09.2001, S. 8.

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• EuropeanArticle Number (EAN)

Sämtliche Code -Systeme zur Auto -ID besitzen die folgenden Merkm ale:

- Ein Label, Anhänger oder sonstiger Code -Träger ist an dem Produkt oder Gegenstand angebracht, welcher diesen identif iziert.

- Ein automatisches oder manuelles Codelesegerä t ist erforderlich, um

- Das Codelesegerät überträgt die Information zu einem S ystem, welches die Daten weiterverarbeitet. 4

Bei den meisten der o.a. Auto -ID Codes ist menschliche Intervention erforde rlich, d.h. es ist menschlicher Aufwand nötig, um die Informationen aufzunehmen und zu vera rbeiten. ⁵ Dieser Aufwand spiegelt sich nicht nur in Arbeit, durch Datenaufnahme und Eingabe, sondern auch in Ineffizienzen durch auft retende Medienbrüche wieder. Im Gegensatz zu diesen Auto -ID-Technologien vermeidet die RFID -Technologie (Passive und Aktive Tags) dagegen Medienbrüche, ve rringert die Kosten der Dateneingabe und sorgt für Fehlerminimierung (s. auch Abb. 1) . 6

⁴ Vgl. V. Agarwal, Assessing the benefits of Auto -ID Tchnology in the Consumer Goods Indu stry, a.a.O., S. 9.

⁵ Vgl. A. Kambil, J.D. Brooks, Auto -ID across the value chain: From dramatic potential to greater eff iciency & profit, a.a.O., S. 4.

⁶ Vgl. E. Fleisch, Betriebswirtschaftliche Perspektiven des Ubiquitous Computing, e rschienen in: Buhl, H. U., Huther, A., Reitwiesner, B. (Hrsg.): Information Age Economy, Physica -Verlag, Heidelberg,

2001, S. 188f.