Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
1. Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielsetzung
1.3 Vorgehensweise
2. Begriffsdefinitionen und Abgrenzung des Themengebiets
2.1 Definition zu RFID und technische Grundlagen
2.2 Definition zu NFC und technische Grundlagen
2.3 Abgrenzung von E-Procurement und E-Commerce im E-Business
3. Anwendungsgebiete von RFID im E-Procurement
3.1 Prozessoptimierung innerhalb der Supply Chain durch RFID
3.2 Produktionssteuerung durch RFID-gestütztes Kanban
3.3 Bewertung der Anwendungsgebiete hinsichtlich Potentialen und Risiken
3.3.1 Potenziale
3.3.2 Risiken und Grenzen
3.3.3 Zusammenfassung
4 Anwendungsgebiete von NFC und RFID im E-Commerce
4.1 Mobile Payment durch NFC
4.2 Erhöhung des Servicegrades im Einzelhandel durch NFC und RFID
4.3 Bewertung der Anwendungsgebiete hinsichtlich Potenzialen und Risiken
4.3.1 Potenziale
4.3.2 Risiken und Grenzen
4.3.3 Zusammenfassung
5. Zukunftsausblick
6. Fazit
Literaturverzeichnis
Ehrenwörtliche Erklärung
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Komponenten und Funktionsweise eines RFID-Systems
Abbildung 2: Wesentliche Auswahlkriterien für RFID-Systeme
Abbildung 3: E-Procurement und E-Commerce im E-Business
Abbildung 4: Beispielhafte Supply Chain-Prozesskette mit RFID-Einsatz
Abbildung 5: RFID-gestütztes Kanban am Beispiel Würth Schrauben
Abbildung 6: Produktetikett mit RFID-Label
Abkürzungsverzeichnis
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
1. Einleitung
1.1 Problemstellung
Unternehmen sind permanent dazu gezwungen, Potenziale zu nutzen, um ihre Wirtschaftlichkeit zu erhöhen und Kosten zu senken. Transparenz in Unternehmensabläufen und Vereinfachung von Prozessen gelten als Garanten des Erfolgs.1 Die fortschreitende Digitalisierung ruft ständig neue Herausforderungen hervor. Damit keine Marktanteilsverluste resultieren, müssen sich Unternehmen an die Rahmen- und Marktbedingungen anpassen. Ferner müssen sie sich mit dem stetigen Technologiefortschritt auseinandersetzen, um fortbestehen zu können.2
Allein dieses Jahr werden für Deutschland 44 Milliarden € Wachstumspotenzial in den Bereichen E-Procurement und E-Commerce durch den Handelsverband Deutschland (HDE) prognostiziert.3 Gerade E-Commerce sorgt momentan für eine Neusortierung der Handelslandschaft, wobei besonders der stationäre Handel unter enormen Druck steht. Die Ausrichtung an Kundenbedürfnissen und die Berücksichtigung von Trends auf Konsumentenebene, wie die technologische Durchdringung von Kommunikationsprozessen, sind ausschlaggebende Faktoren.4
Unternehmen stehen ebenso regelmäßig vor der Fragestellung, wie die Zusammenarbeit untereinander gewinnbringend ausgestaltet werden kann. Eine weitere Problematik ist die zukunftsfähige Prozessgestaltung. Die Herausforderung besteht darin, das richtige Maß zwischen standardisierter Infrastruktur und Flexibilität zu finden.5
Im Rahmen dieser Arbeit werden die zwei Technologien RFID und NFC, sowie deren Einsatzgebiete vorgestellt, die zur Lösung der Problematik beitragen können.
1.2 Zielsetzung
Die vorliegende Arbeit soll Einblicke in die Funktionsweise der RFID- und NFC-Technologie geben. Weiter soll durch Abgrenzung der beteiligten Wirtschaftssegmente eine differenzierte Betrachtung ermöglicht werden. Dies stellt die Basis zur kritischen Auseinandersetzung der Einsatzgebiete dar.
Die umfassende Diskussion der Technologien und deren Anwendungen sollen folgende Fragestellungen klären:
- Wie können die Technologien erfolgreich eingesetzt werden?
- Bieten die Technologien einen angemessenen Nutzen?
- Welche Risiken ergeben sich aus dem Technologieeinsatz?
- Welche Grenzen bestehen für den Technologieeinsatz?
- Mit welchen zukünftigen Entwicklungen ist zu rechnen?
1.3 Vorgehensweise
Zur Klärung der Fragestellungen werden eingangs eine begriffliche Abgrenzung, sowie eine Einführung in die technischen Funktionsweisen von RFID und NFC vorgenommen. Auf tiefgreifende physikalische Grundlagen wird dabei nicht eingegangen.
Anschließend erfolgt in Kapitel 3 und 4 die Auseinandersetzung mit den geschilderten Technologien. Hierbei wird eine thematische Abgrenzung zwischen den Einsatzgebieten im E-Procurement (Kapitel 3) und E-Commerce (Kapitel 4) vorgenommen. Aufgrund der inhaltlichen Nähe der Szenarien im jeweiligen Kapitel wird die kritische Auseinandersetzung auf den betrachteten Wirtschaftssektor bezogen.
Daran anschließend erfolgen ein Zukunftsausblick, sowie ein abschließendes Fazit.
2. Begriffsdefinitionen und Abgrenzung des Themengebiets
2.1 Definition zu RFID und technische Grundlagen
Radio Frequency Identification (RFID) bezeichnet ein Sender-Empfänger-System zum automatischen und kontaktlosen Datenaustausch auf Basis induktiver, bzw. elektromagnetischer Kopplung. Die Kommunikation zwischen Sender und Empfänger erfolgt mittels Radiowellen über die Luftschnittstelle.6 RFID-Systeme werden den sogenannten Auto-ID-Verfahren zugeordnet, worunter Techniken zur automatischen Identifikation, Erfassung, Erhebung und Übertragung von Daten zusammengefasst werden.7
Abbildung 1 zeigt die Komponenten und Funktionsweise eines RFID-Systems.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 1: Komponenten und Funktionsweise eines RFID-Systems
Quelle: Eigene Darstellung nach: Kessler (2013) , S. 152; Wannenwetsch (2014), S. 291
Grundsätzlich besteht ein RFID-System aus den Hauptkomponenten RFID-Transponder und RFID-Reader. Der Transponder wirkt als elektronischer Datenspeicher und ist am zu identifizierenden Objekt angebracht. Er besteht aus einem Speicherchip und einer Antenne. Dabei wird zwischen passiven und aktiven, sowie einmalig und mehrmalig beschreibbaren Transpondern unterschieden.8 Passive Transponder beziehen die benötigte Energie zum Datenaustausch über das magnetische Feld des Readers. Aktive Transponder verfügen über eine eigene Energiequelle, bspw. eine Batterie und ermöglichen komplexere Anwendungen.9
RFID-Reader besitzen sowohl eine Lesefunktion zum Auslesen, als auch eine Schreibfunktion zum Erzeugen von Informationen. Sie ermöglichen die Kommunikation zu den Transpondern und zu weiterführenden Informationsverarbeitungssystemen.
Die ausgesandten elektromagnetischen Wellen des Readers aktivieren die in Reichweite befindlichen Transponder zur Kommunikation. Die individuellen Daten des Transponders werden dadurch ausgelesen und können auch verändert werden.10
Zur Datenweiterverarbeitung und -interpretation werden Hard- und Softwarekomponenten benötigt. Die Informationen des Leseprozesses werden vom Reader mittels zusätzlicher Schnittstelle an übergeordnete IT-Systeme, bspw. Enterprise-Resource-Planning (ERP), übermittelt. Die Middleware gewährleistet hierbei die Aufbereitung und Bereitstellung, Aggregation und Transformation der Daten.11
Die Ausgestaltung eines RFID-Systems und deren Komponenten richten sich nach dem jeweiligen Einsatzgebiet und den Erfordernissen. Dabei arbeiten Radiowellen mit unterschiedlichen Frequenzbereichen. Je höher die Arbeitsfrequenz der Komponenten ist, desto höhere Reichweiten und Datenübertragungsraten sind möglich. Passive Transponder werden eher den Niedrig- und Hochfrequenzbereichen zugeordnet, aktive Transponder den Ultrahochfrequenz- und Mikrowellenbereichen. Die Frequenz bestimmt den Grundaufbau des RFID-Systems, sowie die Einsatzumgebung. Die Möglichkeit, mehrere Transponder zeitgleich zu lesen (Pulkerfassung), hängt ebenso von der verwendeten Frequenz ab.12
Die wesentlichen Kriterien zur Wahl von RFID-Systemen und beispielhafte Anwendungsgebiete werden in nachfolgender Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 2: Wesentliche Auswahlkriterien für RFID-Systeme
Quelle: Eigene Darstellung nach: Buckel (2014), S. 6; Kessler (2013), S. 153
2.2 Definition zu NFC und technische Grundlagen
Near-Field-Communication (NFC) bezeichnet einen in 2002 von NXP Semiconductors und Sony entwickelten Übertragungsstandard zum kontaktlosen Austausch von Daten per Funktechnik über kurze Distanzen und ist der RFID-Technologie untergeordnet.13 Zur Datenübertragung nutzt NFC hochfrequente Wechselfelder im Frequenzbereich von 13,56 MHz.
Technisch basiert NFC wie RFID auf dem Prinzip der elektromagnetischen Kopplung. Der Unterschied liegt darin, dass ein NFC-fähiges Gerät sowohl eine Sender- als auch Empfängerrolle einnehmen kann. Unterschieden wird hierbei zwischen dem aktiven und dem passiven Modus innerhalb der Kommunikation zwischen zwei oder mehreren Geräten.14
Zur Datenübertragung im aktiven Modus aktiviert ein NFC-Interface seinen Sender und übernimmt damit die Rolle des Initiators. Das magnetische Feld aktiviert das zweite Interface, welches die Rolle des Targets einnimmt und die Signale empfängt. Beide NFC-Interfaces können durch die eigene Spannungsversorgung wechselweise magnetische Felder erzeugen, wodurch Daten ausschließlich vom Sender Richtung Empfänger übertragen werden.15
Im passiven Modus erzeugt der NFC-Initiator ebenfalls ein magnetisches Feld zur Datenübertragung und zur Aktivierung des NFC-Targets. Nach Übertragungsende wird jedoch nicht wie im aktiven Modus das Spannungsfeld abgeschaltet oder umgekehrt. Die Datenübertragung vom Target auf den Initiator erfolgt durch Lastmodulation, wodurch dem Empfänger Energie entzogen wird.16
Mittels NFC können mobile Endgeräte untereinander oder mit feststehenden Einheiten, wie Kunden-Terminals am Point-of-Sale, kommunizieren. Gegenüber RFID kann NFC zusammen mit einem Secure Element verwendet werden. Dieses speichert sicherheitskritische, sensible Daten und somit können Operationen, wie das mobile Bezahlen, sicher durchgeführt werden.17 Während RFID ursprünglich in der Logistik zur Rückverfolgung von Waren eingesetzt wurde, zielt NFC auf den Einsatz von mobilen Endgeräten zum Datenaustausch. Vor allem die Handelsbranche steht im Fokus der Einsatzmöglichkeiten.18
2.3 Abgrenzung von E-Procurement und E-Commerce im E-Business
RFID und NFC werden als flexible Verfahren angesehen, die an die jeweiligen Unternehmensbereiche und Anforderungen angepasst und in bestehende IT-Systeme integriert werden können.19
Dies betrifft unternehmerische Prozesse sowohl auf der Einkaufs- als auch auf der Verkaufsseite. Nachfolgend werden dazu die Bereiche des E-Procurement und E-Commerce innerhalb des E-Business voneinander abgegrenzt.
Allgemein bezeichnet E-Business die Unterstützung wirtschaftlicher Prozesse durch technische Hilfsmittel über alle Wirtschaftsstufen hinweg. Dies beinhaltet die Anbahnung, Verhandlung und Abwicklung von Transaktionen unter Zuhilfenahme von Informations- und Kommunikationssystemen. E-Business umfasst als Oberbegriff alle Marktteilnehmer und Wirtschaftsstufen.20
Innerhalb dieses Umfelds bezeichnet Business-to-Business (B2B) den elektronischen Leistungsaustausch zwischen Unternehmen. Business-to-Consumer (B2C) umfasst den Leistungsaustausch zwischen Unternehmen und Konsumenten.21
E-Procurement beinhaltet dabei die Abwicklung von Beschaffungsprozessen, bei denen Produkte und Dienstleistungen mittels elektronischer Netzwerke und Medien zwischen den Leistungspartnern ausgetauscht werden.22 Auf Basis dieser Definition und der involvierten Transaktionspartner ist E-Procurement mit dem B2B-Sektor gleichzustellen.
Demgegenüber kann E-Commerce allgemein als der Leistungsaustausch zwischen Marktteilnehmern mit Hilfe von Informations- und Kommunikationssystem verstanden werden. Im Hinblick auf die involvierten Marktteilnehmer hat sich jedoch in der jüngeren Literatur eine spezifischere Definition herausgebildet. E-Commerce bedeutet demnach die auf die Verkaufsseite bezogene elektronische Anbahnung und Abwicklung des Handels und Verkaufs von Waren und Dienstleistungen zwischen Unternehmen und Konsumenten.23 E-Commerce ist deshalb mit dem Begriff des B2C gleichzusetzen.
Die geschilderten Abgrenzungen, sowie Zuordnungen der relevanten Wirtschaftsbereiche werden in nachfolgender Abbildung 3 dargestellt.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 3: E-Procurement und E-Commerce im E-Business
Quelle: Eigene Darstellung nach: Wannenwetsch (2014): S. 203
3. Anwendungsgebiete von RFID im E-Procurement
Die Unternehmen BMW und DHL betreiben schon seit mehreren Jahren eine erfolgreiche Kooperation zur Rückverfolgung von Produkten mit Hilfe der RFID-Technologie. Diese Abwicklung soll konzernweit etabliert werden und weist bereits auf die Einsatzmöglichkeiten hin.24
Im Rahmen dieses Kapitels werden zwei Szenarien zum Einsatz der RFID-Technologie vorgestellt. Anschließend werden die Potenziale, sowie Risiken und Grenzen der geschilderten Anwendungsgebiete im E-Procurement diskutiert.
3.1 Prozessoptimierung innerhalb der Supply Chain durch RFID
Die Kenntnis über Bestände, Ort und Status von Waren ist bei der Gestaltung von logistischen Prozessen von essentieller Bedeutung. Es werden bis zu 80% der Kosten im Wertschöpfungsprozess durch Materiallagerung und Transport verursacht.25 Supply Chain Management bezeichnet hierbei die unternehmensübergreifende Koordination des Material- und Informationsflusses in Verbindung mit der Integration vor- und nachgelagerter Wertschöpfungsstufen.26 Eine beispielhafte, dreistufige, Supply Chain-Prozesskette mit den jeweiligen Ansatzpunkten der RFID-Technologie wird in Abbildung 4 veranschaulicht.
Ausgangspunkt sind mit RFID-Transpondern versehene Packstücke und Paletten des Herstellers. Auf den Transpondern sind Informationen zur eindeutigen Identifizierung, wie Identifikationsnummer und Angaben zu Geometrie und Gewicht gespeichert. Im Zuge der Ausgangslogistik übermittelt der Hersteller eine elektronische Avisierung der Fracht an den Distributionsstandort. Bei Verwendung aktiver Transponder kann während des Transports der Zustand der Ware abgerufen werden.27 Die Paletten passieren bei der Anlieferung mit RFID-Lesegeräten ausgestattete Eingangstore. Dabei erfolgt ein automatischer Abgleich der avisierten mit der tatsächlich angelieferten Ware.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 4: Beispielhafte Supply Chain-Prozesskette mit RFID-Einsatz
Quelle: Eigene Darstellung nach: Schmidt et. al (2013), S. 106
Der Distributor nutzt bei intralogistischen Prozessen mit RFID-Transpondern ausgestattete Lagerplätze. Beim Wareneinlagerungsprozess werden die Lagerplätze durch den Gabelstapler ausgelesen und die Informationen, welche Ware an welchem Platz gelagert wird, automatisch an den Lagerverwaltungsrechner übergeben.
Die nachfolgende Kommissionierung für die jeweiligen Handelsfilialen wird per Mehrweg-Behälter über Förderbandsysteme realisiert. An den Behältern sind passive RFID-Transponder angebracht, welche Informationen über den Inhalt und Zielort der Kommissionierbehälter beinhalten. An Zweigstellen entlang der Förderstrecke sind Lesegeräte angebracht, die die Behälter anhand der Zielinformationen steuern. Dadurch erfolgt automatisierter Abgleich mit den Bestelldaten des Handels und dem Ablauf der Kommissionierung.28
Handelsfilialen können durch Abrufen dieser Informationen und dem Abgleich mit Plandaten frühzeitig auf Störungen im Ablauf reagieren und Gegenmaßnahmen einleiten, um u.a. Out-of-Stock-Situationen zu vermeiden.
Zusätzlich erleichtern die getagten Artikel die Inventuren der Handelsfilialen, da die Artikel mit Handlesegeräten schnell erfasst werden können und die Informationen automatisch an die gekoppelte Software übergeben werden.29
Aufgrund der gegengerichteten Waren- und Informationsströme innerhalb einer Supply Chain haben vor allem Prozesse an Schnittstellen große Auswirkungen auf die vor- und nachgelagerte Stufen der Wertschöpfungskette.30
Durch den RFID-Einsatz entlang der vertikalen Wertschöpfungsstufen entsteht ein auf Informationstechnologie beruhendes Electronic-Business-Netzwerk. Die beteiligten Unternehmen werden über die einzelnen Prozessschritte hinweg durch Bereitstellung von Echtzeit-Daten in eine Situation größtmöglicher Transparenz versetzt, was wettbewerbsentscheidende Vorteile mit sich bringt.31
3.2 Produktionssteuerung durch RFID-gestütztes Kanban
Als weiteres Anwendungsgebiet wird ein RFID gestütztes Kanban-System betrachtet. Kanban bezeichnet eine zeitsynchrone Methode zur Fertigungssteuerung nach dem Pull-Prinzip und basiert auf selbstregulierenden Regelkreisen. Ausschlaggebend für die Produktionssteuerung ist der Bedarf der verbrauchenden Stelle. Dabei wird nur das produziert, bzw. nachgeliefert, was der jeweilige Kunde im Regelkreis verbraucht. Die benötigten Materialien werden dabei in Kanban-Behältern bereitgestellt.32
Der Aufbau und Ablauf eines RFID-gestützten Kanban-Systems werden im Folgenden am Beispiel der Würth Industrie Service GmbH & Co. KG erläutert.
Entlang der einzelnen Fertigungsstufen des produzierenden Unternehmens bestehen definierte Prozesse, welche Artikel in welcher Anzahl benötigt werden. Dabei befinden sich die C-Teile, in diesem Beispiel Schrauben, in Behältern auf Kanban-Regalen. Die Behälter sind mit einem RFID-Tag versehen, der alle für die Produktion, Lagerung und Nachbestellung spezifischen Informationen, wie Behältertyp, Lagerort und Artikelnummer beinhaltet. Wird ein Produktionsauftrag erfüllt und sind die im Behälter enthaltenen Teile verbaut, kommt dieser an einen mit RFID-Reader ausgestatteten Sammelplatz.
[...]
1 Vgl. Poluha (2010), S. 3
2 Vgl. Fost (2014), S. 2
3 Vgl. HDE (2015)
4 Vgl. Fost (2014), S. 2
5 Vgl. Gopalratnam (2014), S. 26
6 Vgl. Finkenzeller (2012), S. 6 f.; Barton (2014), S. 17
7 Vgl. Bioly/Klumpp (2012), S. 3
8 Vgl. Bichler et. al (2010), S. 203
9 Vgl. Finkenzeller (2012), S. 23
10 Vgl. Barton (2014), S. 17
11 Vgl. Tamm/Tribowski (2010), S. 20
12 Vgl. Finkenzeller (2012), S. 13f; Kessler (2013), S. 153
13 Vgl. Bitkom (2013), S. 5; Leschik (2012), S: 51
14 Vgl. Harnisch/Ulitz (2013), S. 99
15 Vgl. Finkenzeller (2012), S. 64 f.; Leschik (2012), S. 52
16 Vgl. Leschik (2012), S. 53
17 Vgl. Bitkom (2013), S. 6; Strauß (2013), S. 250
18 Vgl. Demeter (2015), S. 241; Leschik (2012), S. 51
19 Vgl. Dittmar (2012)
20 Vgl. Barton (2014), S. 3; Abts/Mülder (2010), S. 139
21 Vgl. Strauß (2013), S. 1f.; Abts/Mülder (2010), S. 141f.
22 Vgl. Barton (2014), S. 14; Wannenwetsch (2014), S. 204
23 Vgl. Huber (2015), S. 178 f.
24 Vgl. Schmidbauer (2013), S. 3
25 Vgl. Huang et al. (2012), S. 3825
26 Vgl. Poluha (2010), S. 14 f.
27 Vgl. Richter (2013), S. 67
28 Vgl. Barton (2014), S. 16; Richter (2013), S. 71; Wannenwetsch (2014), S. 290
29 Vgl. Buckel (2014), S. 48
30 Vgl. Strauß (2013), S. 285
31 Vgl. Poluha (2010), S. 114; Wannenwetsch (2014), S. 499
32 Vgl. Wannenwetsch (2014), S. 471; Graef/Wesemann-Ruzicka (2010), S. 41