26.5.2008

HOCHSCHULE

BEDEUTUNG UND ZUKUNFT VON RFID N DER

PFORZHEM

SUPPLY CHAN

Logistik

| Jesus Camargo, Thorsten Henn, Eda Osman,

Tijen Özbay, Markus Rüb, Semiha Tuna

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Bedeutung und Zukunft von RFID in der Supply Chain

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung 4

2. Grundlagen RFID 5

2.1 Definition und Bestandteile eines RFID-Systems 5

2.1.1 Antennen 6

2.1.2 Lesegeräte 6

2.1.3 Transponder 7

2.2 Aufbau und Funktionsweise 11

3. Implementation of RFID in the Logistic 13

3.1 Logic implementation sequence and steps 13

3.1.1 Business Analysis 16

3.1.2 Testing 16

3.1.3 Pilot implementation 18

3.1.4 Full Deployment 19

3.2 Real-life example: Wal-Mart 20

4. Aktuelle Einsatzmöglichkeiten von RFID 22

4.1 Potentiale und Grenzen von RFID 23

4.1.1 Datenqualität in der Supply Chain 24

4.1.2 Aggregation der Losgrößen 25

4.2 Datenschutz und RFID-Blocker-Tags 27

4.3 Operativer Einsatz 29

4.4 Praxisbeispiele 30

4.4.1 METRO Group Future Store 30

4.4.2 Ford in Mexiko 31

5 Wirtschaftlichkeit von RFID-Systemen 32

5.1 Wirtschaftlichkeit von RFID-Systemen

anhand von einem Praxisbeispiel 32

5.2 Kosten- / Nutzenanalyse 34

5.3 Optische Systeme versus RFID 36

5.4 Optimierungspotenziale in der Logistik 38

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6. Aussichten und Erfolgsfaktoren 40

6.1 Studien bezüglich der Aussichten 41

6.1.1 Booz Allen Hamilton 41

6.1.2 Accenture 42

6.2 Erfolgsfaktoren 44

6.2.1 Technik 44

6.2.2 Beherrschung der Komplexität 44

6.2.3 Vernetzte Wertschöpfungskette 45

6.2.4 Brauchbarkeit von RFID 46

7. Schlussbetrachtung 48

Abkürzungsverzeichnis 50

Abbildungsverzeichnis 52

Literaturverzeichnis 53

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Bedeutung und Zukunft von RFID in der Supply Chain

1. Einleitung

Die automatische Identifikationssysteme (Auto-ID) nehmen in den

Dienstleistungsbereichen, Beschaffungs- und Distributionslogistik als auch im

Handel eine immer wichtiger werdende Rolle ein. Das Ziel der Auto-ID

Systeme ist es, die Bereitstellung der Daten und Informationen über Güter

und Waren sicherzustellen.

Einer der Revolutionen in der Auto-ID stellen die Barcode-Etiketten dar.

Sowohl auf der Verpackung als auch auf dem Markt und Handel ist es die

günstigste Variante. Aufgrund der geringen Speicherkapazität und der

unmöglichen Umprogrammierbarkeit der Daten reicht die Barcode-Technik in

der Logistik nicht mehr aus.

Im Gegensatz dazu bietet das RFID-System (Radio Frequency Identification)

die Möglichkeit eine höhere Menge an Daten zu speichern und diese durch

ein dazugehöriges Lesegerät kontaktlos auszutauschen.

Die Entwicklungsgeschichte der RFID-Systeme geht bis in die Zeit des

Zweiten Weltkriegs zurück, in der die britischen Kampfflugzeuge die RFID-

Technik als Freund-/Feinderkennung angewandt haben. Jedoch waren die

damals eingesetzten Transponder nicht hauchdünn wie man sie heutzutage

kennt, sondern eher schwer und hatten die Größe eines Koffers. Erste

Anwendungen der RFID-Systeme im Handel erfolgten in den 60er Jahren des

letzten Jahrhunderts. Die Technik wurde als Warensicherungssystem

verwendet um Diebstähle zu verhindern. Des Weiteren fanden RFID-Systeme

in der Landwirtschaft Anwendung. In den 80er Jahren wurde die Entwicklung

der RFID-Systeme vor allem durch die Vereinigten Staaten vorangetrieben,

um es im Straßenverkehr für Mautsysteme einzusetzen. Nach weiteren

Entwicklungen dieser Technik wurde das Einsatzspektrum erweitert.

Beispiele dafür sind Wegfahrsperren, Skipässe, Tankkarten sowie Zugangs-

kontrollen.

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Bedeutung und Zukunft von RFID in der Supply Chain

Aktuelle Entwicklungen gehen in Richtung der Logistik und Handel um die

RFID-Technologie einheitlich entlang der gesamten Supply Chain anzu-

wenden.

Inwieweit das RFID-System in der Supply Chain implementiert werden kann

und welche Möglichkeiten es dafür gibt, wird im dritten Kapitel erläutert.

Anhand eines Praxisbeispiels werden die aktuellen Einsatzmöglichkeiten des

RFID-Systems näher gebracht. Das darauf folgende Kapitel stellt einen

Vergleich zwischen Kosten und Nutzen dar. Im letzten Kapitel werden

Zukunftsaussichten des RFID-Systems und deren Erfolgsfaktoren aufgezeigt.

Zunächst werden jedoch die Grundlagen des RFID-Systems vorgestellt, um

die Basis für die darauffolgenden Kapiteln zu verschaffen.

2. Grundlagen RFID

2.1 Definition und Bestandteile eines RFID-Systems

Die RFID-Technologie ist eng mit der Chipkarte verwandt. Hier werden die

Daten und Informationen ebenfalls auf elektronische Datenträger, wie z. B.

Transpondern gespeichert. Ein entscheidender Unterschied der RFID-

Technik im Vergleich zur Chipkarte ist, dass der Datenaustausch durch

Einsatz von magnetischen oder elektromagnetischen Feldern erfolgt und

nicht durch galvanisches Kontaktieren. Die Wurzeln des RFID-Verfahrens

stammen aus der Funk- und Radartechnik. Demzufolge steht die Abkürzung

RFID für ,,Radio Frequency Identification", sprich die Identifikation durch

Radiowellen.

Ein RFID-System besteht aus den wesentlichen drei Komponenten:

· Eine Antenne oder Spule

· Ein Erfassungs- oder Lesegerät

· Ein Transponder

Im Folgenden werden die drei Komponenten erläutert und auf deren

Funktionen innerhalb eines RFID-System näher eingegangen.

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Bedeutung und Zukunft von RFID in der Supply Chain

2.1.1 Antennen

Innerhalb eines RFID-Systems eingesetzte Antennen können

unterschiedliche Formen und Größen haben, die je nach Einsatzgebiet

variieren. Beispielsweise werden Antennen an Türrahmen implementiert, um

Informationen bzw. Daten von Personen oder Gegenständen zu sammeln,

die die Türe passieren. Ein weiteres Einsatzgebiet der Antenne sind

Mautstationen, um den Verkehr auf den Autobahnen im Auge zu behalten.

Die Antenne erzeugt ein elektromagnetisches Feld, welches kontinuierlich

aktiv sein kann, wenn dauernd Abfragen getätigt werden, durch mehrere

Transponder. Wenn dies nicht der Fall ist, kann das elektromagnetische Feld

auch durch Sensoren gesteuert werden.

2.1.2 Lesegeräte

Eines der wichtigsten Bestandteile des RFID-Systems ist das Schreib-

/Lesegerät, auch ,,Reader" genannt. Es ist eine aktive Einheit, welches

Informationen aus einem Transponder auslesen und bei Bedarf auch Daten

auf einen Transponder schreiben kann. Je nach Anwendung kann der RFID-

Reader aus einer Lese oder Schreib/Lese-Einheit bestehen.

Zu den Hauptaufgaben des Readers gehören:

· Generierung des Sendesignals

· Filterung des Antwortsignals

· Aufbereitung bzw. Auswertung der Daten in Hostsystemen

Beispielsweise können Hostsysteme Warehousemanagement Systeme/

Lagerverwaltungssysteme, Produktionsplanungs-, Warenwirtschafts- oder

ERP-Systeme sein.

Ein RFID Schreib- und Lesegerät kann in Abhängigkeit der Leistung und der

genutzten Radiofrequenz Radiowellen in Reichweiten von einem Zoll (engl.:

Inch) bis zu 100 Fuß (engl.: Foot) oder mehr senden. Die unterschiedlichen

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Bedeutung und Zukunft von RFID in der Supply Chain

RFID Schreib- und Lesegeräte können nach der Reichweite, Frequenz,

Datenübertragungsprotokolle und Leistung gegliedert werden. Aber im

Wesentlichen werden die RFID Schreib- und Lesegeräte in die zwei

Hauptgruppen; stationäre und mobile Reader unterteilt. Die stationären

Reader, die eine Schnittstelle zu externen Antennen haben, werden in den

RFID-Systemen am häufigsten eingesetzt. Der Reader wird durch überlagerte

Hostsysteme gesteuert und dies ermöglicht ebenso die Verarbeitung der

Informationen. Diverse Schnittstellen, wie z.B. Ethernet, RS485 etc. bauen

die Verbindung zwischen dem Hostsystem und dem Reader auf.

Die mobilen Reader hingegen sind sehr kompakt und haben eine integrierte

Antenne, daher werden sie auch RFID-Gesamtsysteme genannt. Die

Unabhängigkeit des Readers an einer Station bietet dem Anwender die

Möglichkeit diverse Transponder einfach Vorort zu identifizieren bzw. sie zu

manipulieren. Durch eine gewisse Speicherkapazität des mobilen Readers

können Daten vorerst auf dem Gerät zwischengespeichert und erst später

durch beispielsweise Funk-LAN oder Docking Station mit dem Hostsystem

synchronisiert werden.

2.1.3 Transponder

Es gibt eine Vielzahl von Transpondern die sich lediglich in der Form und

Größe voneinander unterscheiden, entsprechend den Anforderungen der

Einsatzbereiche. Beispielsweise gibt es für die Tieridentifikation Transponder,

die unter die Haut des Tieres injiziert werden und die Größe einer

Bleistiftmine haben. Für Identifikation von Bäumen oder Holzartikel bestehen

Transponder in Form einer Schraube. Desweiteren gibt es Transponder in

Form einer Kreditkarte und für die Diebstahlsicherung in Kaufhäuser werden

Anhänger aus Kunststoff an die Waren angebracht, die als RFID-

Transponder dienen.

Der Transponder ist ebenfalls ein Bestandteil eines RFID-Systems. Der

Begriff Transponder ist ein Kunstwort, das aus ,,Transmitter" (also einem

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Sender) und ,,Responder" (dem Empfänger) zusammengesetzt wurde. Der

Transponder ist lediglich ein Datenträger mit Antenne und Datenspeicher,

welches sich kontaktlos auslesen und beschreiben lässt.

Die folgende Abbildung verschafft einen Überblick über die

Unterscheidungsmerkmale von RFID-Transpondern:

Abb. 1: Unterscheidungsmerkmale von RFID-Transpondern

Quelle 1: http://www.rfid-ready.de/68-0-rfid-transponder.html

Speicherzugriff

Ein RFID-Transponder wird seitens des Herstellers mit einem

unveränderbaren Identifikationsmerkmal versehen. Dies hat zur Folge, dass

Daten nachträglich nicht verändert werden können. Derartige Transponder

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