Einsatzmöglichkeiten und mögliche Optimierungspotentiale durch Radio Frequency Identification (RFID)


Hausarbeit (Hauptseminar), 2003
33 Seiten, Note: 1,7

Leseprobe

Inhalt

1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Gang der Untersuchung

2 Historie des RFID

3 Einführung in Auto - ID und RFID
3.1 Grundlagen von Auto - ID
3.2 RFID
3.3 Ubiquitous Computing und Intelligente Dinge

4 RFID versus Barcode

5 Optimierungspotentiale
5.1 Konsumgüterindustrie
5.2 Handel
5.3 Produktion
5.4 Logistikdienstleister
5.5 Weitere Szenarien

6 Hindernisse und Probleme von RFID

7 Fazit

8 Anhang

9 Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Aufwand der Dateneingabe bei menschlicher und ohne menschliche Intervention (Quelle: E. Fleisch, Betriebswirtschaftliche Perspektiven des Ubiquitous Computing, a.a.O., S. 189)

Abbildung 2: Komponenten eines RFID -Systems: Tags, Reader (Sende - und Empfangseinheit und weiterverarbeitendes System (hier Host). (Quelle: T.A. Scharfeld, An analysis of fundamental constraints o n low cost RFID-System Design, veröffentlicht vom MIT, August 2001, S. 14.)

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

Abbildung 4: Unterschiede zwischen RFID und Barcode. (Eigene Darstellung in Anlehnung an: C. Hook, RFID in action, veröffentlicht vom Uniform Code Council Inc., Mai 2002, Folie 28. Weitere Quelle: V. Agarwa l, Assessing the benefits of Auto -ID Tchnology in the Consumer Goods Industry, a.a.O., S. 10f)

Abbildung 5: Material - und Informationsfluß innerhalb einer Supply -Chain (Quelle: A. Zaharudin, e t al., The Intelligent product driven supply -chain, veröffentlicht vom Institute for manufacturing der University of Cambridge, 01.02.2002, S. 7.)

Abbildung 6: Kosten/ Nutzenverhältnis der Ver wendung von RFID in der Konsumgüterindustrie hinsichtlich Forecasting und Planung. (Quelle: . G. Chapell, et al. (Accenture Inc.), The value of Auto -Idtechnology in Consumer packaged goods demand planning, veröffentlicht vom Auto - ID Center MIT, 01.11.2002, S. 13)

Abbildung 7: Beziehung zwischen Einsparpotential durch RFID und Häufigkeit der Warenbewegung in einem Verteilzentrum. (Quelle: G. Chapell, et al. (Accenture Inc.), The value of Auto -ID technology in the retail supply chain, veröffentlicht vom Auto -ID Center MIT, 01.11.2002, S. 7.)

Abbildung 8: Überblick über erwartete Optimierungspotentiale durch RFID (Quelle: A. Kambil, J.D. Brooks, Auto -ID across the value chain: From dramatic potential to greater efficiency & profit, a.a.O., S. 17ff)

1 Einleitung

1.1 Problemstellung

Schnelligkeit von Material -, Produkt- und insbesondere Information sflüssen spielt in der heutigen Technologieära eine entscheidende und erfolgskritische Rolle. Lage r- überhänge 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 Planungstools 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 n- terschiedlicher Form auftreten können und ger ade beim Informationsaustausch häufig ihren Zustand wechseln, d.h. beispielsweise von virtuellen Informationen des mensc h- lichen Gehirns zu schriftlich fixierten Dokumenten oder von Informationen in schrif t- licher Form zu Informationen, die in modernen ERP -Systemen weiterverarbeitet und gespeichert werden. Häufig wird bezüglich dieser Problematik auch von Medienbr ü- chen gesprochen.

Selbst in technolo gisierten Welten, wie Rechenzentren großer Unte rnehmen können Informationen nicht so ohne weiteres ausgetauscht werden. Spezielle und standard i- sierte Formate und Übertragungsarten, wie EDI (Electronic Data Interface), mußten entwickelt werden, um einen 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 r- einfacht. So werden Produkte heute mit Nummerncodes (wie European Article Number oder Universal Product Code) versehen, welche sie identifizieren und in Date n- banken gespeicherten Informationen z uordnen.

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 i- spielsweise können mit der Hilfe von an Produkten, Umverpackungen und P aletten angebrachten Codes im Warenein/ und -ausgang diese leicht erkannt und die no twen- digen 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 Techno- logie ist allgemein als Radio Frequency IDentification (RFID)oder auch Auto -ID be- kannt geworden.

Das Spannende ist nun aus betriebswirtschaftlicher Sicht, Erkenntnisse über die Au s- wirkungen 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 l- che Einsatzmöglichkeiten es gibt und welchen Nutzen diese „neue“ Technologie in s- besondere 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 Kap i- tel 5 näher analysiert werden.

Die Potentiale werden dabei insbesondere beispielhaft an Hand der Konsumgüteri n- dustrie, des Handels sowie der Produktion und der Logistikdienstleister herausgearbe i- tet. Kapitel 6 beschäftigt sich dann mit be reits bekannten und möglichen Hindernissen und Problemen der RFID -Technologie. So erlauben schließlich die Erkenntnisse di e- ser 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 ß- tenteils 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 ag- netischer 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 e- tische Wellen, auch Radiowellen genannt, erzeugt und übertragen we rden können.

Durch diese Entdeckungen rück te die Welt näher zusammen und Informationen kon n- ten 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 n- nungszwecken 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 r- nüchternden Erkenntnis, dass es wohl noch einige Zeit dauern würde , bis diese Vision problemlos umsetzbar ist und sinnvolle Anwendungsbereiche gefunden werden.

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 e- kannte 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 n- nen, falls sie eine bestimmte Begrenzung passieren (z.B. Ein -/ Ausgang eines Kauf- hauses), jedoch recht preisgünstig produziert werden können und eine effiziente Ant i- diebstahlmaßnahme 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 ug- identifizierung und -tracking, Gebührenabrechnung und auch Produktionsautomat isie- rung. 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 ebüh- renabrechnung 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 t- stellen und bei no rmaler 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 r- sönliche 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 werden lassen.1

3 Einführung in Auto - ID und RFID

Mit der Entwicklung von Barcodes in den 60er/70er -Jahren begann die AllgegenwÄr- tigkeit von Auto - ID in den unterschiedlichsten Industrie - und Servicebereichen. Die- se Entwicklung b escherte immense Kosteneinsparungen beginnend in der Produktion bis hin zum Ladenregal des Einzelhandels und den Servicebereichen der Dienstle is- tungsbranche.

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 Technol ogie 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 n- dungen, 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 o- wie Point of Service zu einem unverzichtbaren Bestan dteil geworden. Zu den Auto -ID zählen grundsätzlich die folgenden Technologien:

- Universal Product Code (UPC)
- [Electronic Product Code (EPC)]
- Optical Character Recognition (OCR)
- Radio Frequency ID (RFID)
- Machine Vision
- European Article Number (EAN)
- Magnetstreifen
- Smart Cards
- Spracheingabesysteme
- Radio Frequency Data Comm unications (RFDC)

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 CodelesegerÄt ist erforderlich, um den Code zu lesen und in eine Systemsprache und so in eine Informat i- on zu „übersetzen“.
- 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 r- beiten.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

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildun g 1: Aufwand der Dateneingabe bei menschlicher und ohne menschliche Intervention (Que l- le: E. Fleisch, Betriebswirtschaftliche Perspektiven des Ubiquitous Comp uting, a.a.O., S. 189)

3.2 RFID

Viele Experten gehen davon aus, dass RFI D zu dem Auto-ID-System der Zukunft für sämtliche Anwendungen avanciert, die sich mit der automatischen Identif ikation von Menschen, Tieren oder Objekten beschäftigen. Wie bereits oben erwähnt, existiert die Technologie bereits in vielerlei Hinsicht im all täglichen Leben und ist dabei von e i- nem eher experimentellen Charakter zu einer mainstream -Technologie zu wechseln. Letztendlich geht es bei RFID um die automatisierte drahtlose (engl. wireless) Au f- nahme und Abg abe von Daten und Informationen.

RFID-Systeme beinhalten elektronische Bestandteile, die Transponder oder Tags g e- nannt werden und elektronische Sende - und Empfangseinheiten, um mit den Tags bzw. Transpondern (im folgenden zusammengefaßt Tags g enannt) über Radiowellen zu kommunizieren.7

Die Tags bestehen typischerweise aus einem Mikrochip, der mittels Sensoren und über Radiowellen selbständig Informationen aus seiner Umgebung aufnehmen und abgeben kann, über mobile Netzwerke kommunizieren und oft ohne explizite Schnittstelle zum Menschen arbeiten kann. Es gibt sowohl aktive, als auch passive Tags. Aktive Tags haben eine eingebaute Energiequelle, wie z.B. eine Batterie, wÄhrend passive Tags ihre Energie von der Sende - und Empfangseinheit erhalten. Aktive Tags sind i.d.R. schwerer, größer und teurer als passive Tags, haben dagegen jedoch z.B. eine größere Reichweite. Auf den Tags können statische Codes bis hin zu Informationen begrenzter Größe gespeichert werden, welche die Sende - und Empfangseinheit automatisch au f- nimmt, sobald der Tag in ihre Reichwe ite gelangt und über angepaßte Schnittstellen an weiterverarbeitende Systeme übergibt (s. Abb. 2). Die Sende - und Empfangseinheiten sind, je nach Art des Tags, auch in der Lage diese zu b eschreiben.8

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Komponenten eines RFID -Systems: Tags, Reader (Sende - und Empfangseinheit und weiterverarbeitendes System (hier Host). (Quelle: T.A. Scharfeld, An analysis of fundamental co n- straints on low cost RFID -System Design, veröffentlicht vom MIT, August 2001, S. 14.)

Es gibt Tags in den unterschiedlichsten Größen und Varianten sowie mittle rweile eine Vielzahl von Herstellern, wie z.B. Texas Instruments, Philips oder Motorola. Kleine passive Tags können beispielsweise unter den Klebepreisetiketten von Textilien oder anderen Produkten des Einzelhandels angebracht werden und kosten nur noch wenige Cents (die Preise sind weiter fa llend).9

Nun beschreibt RFID zunächst nur die Technologie, um Daten und Information aut o- matisiert aufzunehmen und abzugeben, nicht aber die Daten selb st, die auf den Tags gespeichert sind.

Das vom MIT in Massachusetts gegründete Auto -ID-Center zur Erforschung und U n- tersuchung von automatischer Identifikation hält den relativ neu entwickelten Electr o- nic Product Code (EPC) für am besten geeignet, Informat ionen auf den RFID -Tags zu speichern. Denn EPC kann Daten bis 96 bits aufnehmen und somit in etwa 8 x 1028 Objekte beschreiben bzw. mit einer individuellen Kennung versehen.10

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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

Der Umfang dieses Codes vermag es somit einer scheinbar unerschöpflichen Anzahl von Objekten eine einzigartige Identität zu verleihen. Während der Barcode nur eine Objektgruppe bzw. -kategorie identifizieren kann, ist es mit EPC möglich, auch jedes einzelne Objekt innerhalb Gruppe zu beschreiben, d.h. beispielsweise jede Cola -Dose könnte eine eigene „Identität“ bekommen.

[...]


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.

2 Vgl. A. Kambil, J.D. Brooks, Auto -ID across the value chain: From dramatic potential to greater eff i- ciency & 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.

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 i- ciency & 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.

7 Vgl. S. d´Hont, The Cutting Edge of RFID Technology and Applications for Manufact uring and Dis- tribution, www.texas -instruments.com , 19.12.2002, S. 1.

8 Vgl. V. Agarwal, Assessing the benefits of Auto -ID Tchnology in the Consumer Goods I ndustry, a.a.O., S. 10.

9 Vgl. S. d´Hont, The Cutt ing Edge of RFID Technology and Applications for Manufacturing and Di s- tribution, a.a.O., S. 2f.

10 Vgl. D.L. Brook, The Compact Electronic Product Code, veröffentlicht vom Auto -ID Center MIT, 01.11.2001, S. 4.

Ende der Leseprobe aus 33 Seiten

Details

Titel
Einsatzmöglichkeiten und mögliche Optimierungspotentiale durch Radio Frequency Identification (RFID)
Hochschule
Hochschule Bochum  (International Management)
Note
1,7
Autor
Jahr
2003
Seiten
33
Katalognummer
V24913
ISBN (eBook)
9783638276764
Dateigröße
734 KB
Sprache
Deutsch
Anmerkungen
Arbeit wurde im Rahmen eines Masterstudienganges zum Master of Science in International Management als Seminararbeit im Schwerpunktfach Logistikmanagement eingereicht.
Schlagworte
Einsatzmöglichkeiten, Optimierungspotentiale, Radio, Frequency, Identification
Arbeit zitieren
Stefan Funsch (Autor), 2003, Einsatzmöglichkeiten und mögliche Optimierungspotentiale durch Radio Frequency Identification (RFID), München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/24913

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