Analyse von Einsatzmöglichkeiten der RFID-Technologie am Beispiel der intelligenten Metzgerei im Real Future Store

Diplomarbeit , 2008 , 109 Seiten , Note: 1,3

BWL - Handel und Distribution

Der Fleischhandel in Deutschland befindet sich seit einigen Jahren in einer schwierigen Situation. Seit den 90er Jahren nimmt der Fleischkonsum in Deutschland permanent ab. Gründe dafür sind nicht nur die Umstellung der Ernährungsgewohnheiten der Konsumenten, sondern auch diverse Lebensmittelskandale spielen dabei eine wichtige Rolle. Als Reaktion darauf hat der Handelsriese METRO Group im Rahmen seiner Future Store Initiative ein Projekt ins Leben gerufen, in dem durch den Einsatz innovativer Technologien das operative Geschäft im Fleischbereich unterstützt werden soll. Konkret geht es dabei um den Einsatz von RFID in der Fachmetzgerei der Zukunft im Real Future Store in Tönisvorst.

Ziel dieser vorliegenden Arbeit war es, herauszufinden, welche Potenziale sich im Fleischbereich durch den Einsatz von RFID mit innovativen Technologien realisieren lassen. Dazu wurde zunächst auf die komplexe RFID-Technologie eingegangen. Anschließend folgte ein kurzer Einblick in RFID-gestützte Anwendungen bei der METRO Group. Danach wurden die chemisch-physikalischen Eigenschaften bei Fleischprodukten untersucht. Als Nächstes wurde das eigentliche Pilotprojekt beschrieben, analysiert und ausgewertet. Zum Schluss konnten noch mögliche Grenzen bei der Implementierung von RFID im Fleischhandel aufgezeigt werden.

Im Rahmen des Pilotprojekts zeigte sich im Ergebnis, dass aus technischer Sicht die RFID-Technologie in einem physikalisch ungünstigen Umfeld betreiben werden kann. Darüber hinaus lässt sich weiterhin sagen, dass sich Prozessabläufe in der Fachmetzgerei durch RFID effizienter und transparenter gestalten lassen. In diesem Zusammenhang können somit nicht nur Kosten eingespart werden, sondern auch die Qualitätssicherung bei Fleischprodukten lässt sich dadurch erhöhen. Allerdings ist eine derzeitige unternehmensübergreifende Einführung von RFID im Fleischhandel aus Kostengründen nicht möglich.

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Management Summary

1. Einleitung
1.1 Ausgangslage / Problemstellung
1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise

2. Grundlagen der RFID-Technologie
2.1 Entwicklungsgeschichte der RFID-Technologie
2.2 Bestandteile eines RFID-Systems
2.3 Funktionsweise eines RFID-Systems
2.4 Unterscheidungsmerkmale von RFID-Systemen
2.4.1 Energieversorgung der Transponder
2.4.2 Betriebsart von RFID-Systemen
2.4.3 Datenmenge von Transponder
2.4.4 Betriebsfrequenz von RFID-Systemen
2.4.5 Reichweite und Lesegeschwindigkeit von RFID-Systemen
2.4.6 Programmierbarkeit der Transponder
2.5 Vergleich zwischen Barcode (EAN) und Electronic Product Code (EPC)
2.5.1 Barcode (EAN)
2.5.2 Electronic Product Code (EPC)
2.6 Standardisierung der RFID-Technologie
2.7 Datensicherheit bei RFID-Anwendungen

3. Einsatz von RFID-Anwendungen im Handel
3.1 RFID gestützte Anwendungen bei der METRO Group
3.2 METRO Group Future Store Initiative
3.2.1 RFID Innovation Center
3.2.2 Real Future Store

4. Implementierung von RFID in der Fachmetzgerei der Zukunft
4.1 Wirtschaftslage im Fleischhandel
4.2 Chemisch-physikalische Eigenschaften von Fleisch
4.3 Pilotprojekt: Einsatz von RFID in der Fachmetzgerei der Zukunft im Real Future Store
4.3.1 Herausforderungen für das Pilotprojekt
4.3.2 Intelligente Metzgerei
4.3.2.1 Preisauszeichner mit RFID-Funktion (Auszeichnungs-Voll-automat GV-33)
4.3.2.2 Intelligente Kühltruhen
4.3.2.3 RFID-Handlesegerät (mobiles Handheld)
4.3.3 RFID-Lesegeräte unter dem Kassenband und im Scanner
4.3.4 RFID-Lesegeräte in den Warensicherungsgates
4.3.5 RFID De-Aktivatoren
4.4 Auswertung des Pilotprojekts
4.4.1 Kundennutzen
4.4.2 Nutzenpotenziale für die METRO Group
4.4.3 Datenanalyse zum Pilotprojekt

5. Mögliche Grenzen bei der Implementierung von RFID im Fleischhandel

Fazit

Anhang

Anhang 1: Die intelligente Metzgerei im FSNG

Anhang 2: „Die intelligente Metzgerei“

Anhang 3: EPC Generation 2, die Basis für Ihren Roll-out

Anhang 4: Screenshots Dashboard

Anhang 5: Interview mit Herrn Frank Rehme

Anhang 6: „Die intelligente Metzgerei (2) “

Literaturverzeichnis

Broschüren

Internetquellen

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Aufbau eines RFID-Systems

Abb. 2: Abläufe der unterschiedlichen Verfahren

Abb. 3: Vergleich der Kenngrößen und Betriebsfrequenzen von RFID-Systemen

Abb. 4: EAN-Barcodes für Einzelartikel

Abb. 5: Aufbau des EPC

Abb. 6: Zusammenhang der Advanced Retailing Strategie bei der METRO Group

Abb. 7: Innovative Anwendungen in Real SB-Warenhäuser

Abb. 8: Der Mobile Einkaufsassistent (MEA)

Abb. 9: Intelligente Kühltruhen und Artikel mit Smart Chip im Real Future Store

Abb. 10: Innovationslotsen im Real Future Store

Abb. 11: Zahlen per Fingerabdruck an der Zahlstation im Real Future Store

Abb. 12: Entwicklung des Fleischverbrauchs in Deutschland 1991-2006 im Zusammenhang mit diversen Lebensmittelskandalen

Abb. 13: Der Meistermetzger bei der Arbeit hinter einer Glasscheibe

Abb. 14: Schale mit passiven Smart Chip (AD-222 RFID-Inlay) zur Produktkennzeichnung

Abb. 15: Auszeichnungs-Vollautomat GV-33 mit Bedieneinheit

Abb. 16: Aufbau der intelligenten Kühltruhen

Abb. 17: Intelligente Kühltruhen im Real Future Store

Abb. 18: RFID-Handlesegerät skeye.integral2 UHF

Abb. 19: Herkömmliche Kasse ausgestattet mit RFID-Lesegerät unter dem Kassenband

Abb. 20: Scanner ausgestattet mit RFID-Lesegerät bei den SB-Kassen und SB-Schnellkassen

Abb. 21: Warensicherungsgate mit Doppel-Patch-Antennen

Abb. 22: De-Aktivator im Real Future Store

Abb. 23: Vorab-Analyse zum Pilotprojekt

Management Summary

Der Fleischhandel in Deutschland befindet sich seit einigen Jahren in einer schwierigen Situation. Seit den 90er Jahren nimmt der Fleisch-konsum in Deutschland permanent ab. Gründe dafür sind nicht nur die Umstellung der Ernährungsgewohnheiten der Konsumenten, sondern auch diverse Lebensmittelskandale spielen dabei eine wichtige Rolle. Als Reaktion darauf hat der Handelsriese METRO Group im Rahmen seiner Future Store Initiative ein Projekt ins Leben gerufen, in dem durch den Einsatz innovativer Technologien das operative Geschäft im Fleischbereich unterstützt werden soll. Konkret geht es dabei um den Einsatz von RFID in der Fachmetzgerei der Zukunft im Real Future Store in Tönisvorst.

Ziel dieser vorliegenden Arbeit war es, herauszufinden, welche Potenziale sich im Fleischbereich durch den Einsatz von RFID mit innovativen Technologien realisieren lassen. Dazu wurde zunächst auf die komplexe RFID-Technologie eingegangen. Anschließend folgte ein kurzer Einblick in RFID-gestützte Anwendungen bei der METRO Group. Danach wurden die chemisch-physikalischen Eigenschaften bei Fleischprodukten untersucht. Als Nächstes wurde das eigentliche Pilotprojekt beschrieben, analysiert und ausgewertet. Zum Schluss konnten noch mögliche Grenzen bei der Implementierung von RFID im Fleischhandel aufgezeigt werden.

Im Rahmen des Pilotprojekts zeigte sich im Ergebnis, dass aus technischer Sicht die RFID-Technologie in einem physikalisch ungünstigen Umfeld betreiben werden kann. Darüber hinaus lässt sich weiterhin sagen, dass sich Prozessabläufe in der Fachmetzgerei durch RFID effizienter und transparenter gestalten lassen. In diesem Zusammenhang können somit nicht nur Kosten eingespart werden, sondern auch die Qualitätssicherung bei Fleischprodukten lässt sich dadurch erhöhen. Allerdings ist eine derzeitige unternehmensübergreifende Einführung von RFID im Fleisch-handel aus Kostengründen nicht möglich.

1. Einleitung

1.1 Ausgangslage / Problemstellung

Die Handelsbranche befindet sich mit zunehmend wechselnden wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen in einem Veränderungsprozess. Durch Globalisierung und zunehmende Dynamik der Märkte werden Handelsunternehmen dazu aufgefordert, ihre Prozesse und Strukturen an das aktuelle Marktgeschehen anzupassen.¹

Im Zuge dessen müssen sich Handelsunternehmen mit einer Reihe von Veränderungen auseinandersetzen. Dazu gehört der erhöhte Wettbewerbsdruck auf nationaler und internationaler Ebene, wie auch der ständige Wandel in der Bevölkerungsstruktur.

Aber auch das Konsumentenverhalten hat sich grundlegend verändert. In Deutschland herrscht seit längerer Zeit eine anhaltende Konsumzurückhaltung, was darauf zurückzuführen ist, dass verfügbare Einkommen stagnieren und sich somit der finanzielle Spielraum der Konsumenten verringert. Dazu kommt noch, dass sich die Einkaufsgewohnheiten und Kaufpräferenzen ständig ändern. Mal steht der Preis an vorderer Stelle, dann wieder die Bequemlichkeit, ein anderes Mal ist die Einkaufsatmosphäre oder das besondere Image einer Einkaufsstätte für den Konsumenten ausschlaggebend. Das bedeutet, dass sich Handelsunternehmen den ständig wechselnden Bedürfnissen der Konsumenten anpassen müssen, um wettbewerbsfähig zu bleiben.² Der Wunsch nach einem maßgeschneiderten Produktangebot, einem individuellen Einkaufserlebnis sowie persönlichen Service dienen als Richtschnur für neue Konzepte im Handel. Dabei ist eine ständige Aufgabe für den Handel die kontinuierliche Optimierung der Prozesse und Abläufe zu verbessern.

Wer die Prozesse und Abläufe permanent verbessern will, um den Kundenbedürfnissen gerecht zu werden, wird nicht ohne den Einsatz moderner Technologien auskommen.³ Große Handelsunternehmen wie die METRO Group setzen dabei auf die RFID-Technologie.⁴ RFID ist die Abkürzung von „Radio Frequency Identification“ und ist eine Querschnittstechnologie, die es ermöglicht, ganze Geschäftsprozesse im Handel zu automatisieren.⁵ Dabei werden Objekte entlang der gesamten Prozesskette eindeutig per Funksignal identifiziert. Warenbewegungen und Buchungsvorgänge lassen sich somit automatisch erfassen und dokumentieren. Dadurch ist es möglich, den Weg eines Produktes über den gesamten Lebenszyklus nachzuvollziehen, was den Vorteil hat, dass sich Abläufe in der gesamten Supply Chain beschleunigen lassen und es somit möglich ist, Lagerbestände und damit Lagerkosten zu reduzieren. Aber auch Warenverfügbarkeit, Qualitätssicherung und permanente Bestandsaufnahmen lassen sich durch den Einsatz der RFID-Technologie effizienter gestalten. Um dies zu gewährleisten, ist es notwendig, dass alle beteiligten Unternehmen in der Supply Chain die Vorraussetzung für den Einsatz der RFID-Technologie mitbringen.

In diesem Zusammenhang hat die METRO Group 2004 ein RFID Innovation Center gegründet, in dem Industrie- und Handelspartner die Möglichkeiten haben, die Einsatzmöglichkeiten der Technologie unter realen Bedingungen kennenzulernen und zu testen.⁶ Die METRO Group hat ihre wesentlichen strategischen Zukunftsprojekte im Technologiebereich unter dem Begriff „Advanced Retailing“ zusammen-gefasst. Ein Teilprojekt davon ist die METRO Group Future Store Initiative, die sich einmal aus einem RFID Innovation Center und einem Real Future Store zusammensetzt.⁷ Im Real Future Store in Tönisvorst bei Krefeld werden verschiedene innovative Technologien, darunter auch RFID-Technologie, auf rund 8600 Quadratmetern eingesetzt und getestet. Hier haben Konsumenten die Möglichkeit hautnah die Vorzüge innovativer Technologien beim Einkaufen kennenzulernen.⁸

In diesem Zusammenhang läuft derzeit ein neues Pilotprojekt im Real Future Store, bei dem es um die Einsatzmöglichkeiten der RFID-Technologie im Lebensmittelbereich Fleisch geht. Dabei wird analysiert, inwieweit diese Technologie dazu beitragen kann, Prozessabläufe im Fleischhandel effizienter und somit auch kostengünstiger zu gestalten. Neue technologische Innovationen wie eine intelligente Metzgerei und intelligente Kühltruhen werden dazu als Unterstützung eingesetzt.⁹

Ein Grund für dieses Pilotprojekt sind stagnierende Umsatzzuwächse im Fleischhandel. Nach Angaben des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz nimmt der Fleischkonsum in Deutschland seit den 90er Jahren permanent ab. Gründe dafür sind nicht nur die Umstellung der Ernährungsgewohnheiten der Konsumenten, sondern auch Tierseuchen wie BSE und Geflügelpest sowie diverse Lebensmittelskandale spielen dabei eine wichtige Rolle.¹⁰ Im Jahr 2005 hat die METRO Group durch falschen Umgang mit Frischfleisch in ihren Real-Märkten hohe Umsatzeinbußen hinnehmen müssen. Seit diesem Vorfall hat sich eine große Verunsicherung bei den Konsumenten breit gemacht, was auch zu einem großen Vertrauensverlust geführt hat. Der Fleischhandel ist ein hart umkämpfter Markt und aus logistischer Sicht ein schwieriges Gut. Bei der Verarbeitung von Frischfleisch spielen Hygiene und Frische eine entscheidende Rolle und verlangen deshalb auch schnelle Prozessabläufe.¹¹ Durch den Einsatz der RFID-Technologie versucht die Metro Group diesen Anforderungen gerecht zu werden. Zudem soll aber auch durch RFID das Vertrauen der Kunden in die Frische der Produkte gestärkt werden. Inwieweit das durch den Einsatz der RFID-Technologie möglich ist, wird in dieser Arbeit analysiert.

1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise

Ziel dieser vorliegenden Arbeit ist es herauszufinden, welche Potenziale sich im Fleischhandel durch den Einsatz von RFID mit innovativen Technologien im Real Future Store in Tönisvorst realisieren lassen. Dadurch soll das operative Geschäft der METRO Group im Fleischhandel unterstützt werden, um:

- Umsätze im Fleischhandel zu erhöhen,
- das Vertrauen der Kunden in die Frische der Produkte zu stärken,
- höhere Transparenz in der Lieferkette von Fleischprodukten zu bekommen,
- Qualitätssicherung von Fleischprodukten weiter zu erhöhen,
- Prozesse im Markt zu verbessern, um Mitarbeiter bei der täglichen Arbeit zu unterstützen.¹²

Zu Beginn dieser Arbeit werden im zweiten Kapitel zunächst die Grundlagen der RFID-Technologie beschrieben. Dazu wird zuerst kurz auf die Entwicklungsgeschichte der RFID-Technologie eingegangen. Anschließend werden die Bestandteile sowie die Funktionsweise eines RFID-Systems erklärt. Daraufhin folgen Unterscheidungsmerkmale von RFID-Systemen, um einen Überblick über die unzähligen Varianten zu bekommen. Danach wird ein Vergleich zwischen Barcode- und RFID-Systemen vorgenommen, um die Vor- und Nachteile beider Technologien gegenüberzustellen. Am Ende des 2. Kapitels folgt dann noch ein Einblick in die Standardisierung und Datensicherheit der RFID-Technologie.

Im dritten Kapitel geht es um den Einsatz von RFID-Anwendungen im Handelsunternehmen der METRO Group. Dabei werden zunächst die Einsatzbereiche im Unternehmen aufgezeigt, die von RFID-Anwendungen im täglichen operativen Geschäft unterstützt werden. Anschließend werden im Zusammenhang der METRO Group Future Store Initiative die Teilprojekte RFID Innovation Center und Real Future Store vorgestellt. Diese dienen als Zukunftsplattform für neue innovative Technologien im Handelsunternehmen der METRO Group.

Zentraler Inhalt des vierten Kapitels ist ein Pilotprojekt, dass derzeit im Rahmen der METRO Group Future Store Initiative durchgeführt wird. Dabei geht es um den Einsatz von RFID in der Fachmetzgerei der Zukunft im Real Future Store in Tönisvorst. Hier wird untersucht, welche Potenziale sich im Fleischhandel durch den Einsatz von RFID mit innovativen Technologien im Real Future Store in Tönisvorst realisieren lassen. Dafür wird zunächst die allgemeine Wirtschaftslage im Fleischhandel beschrieben. Danach erfolgt dann eine Übersicht über die chemisch-physikalischen Eigenschaften bei Fleischprodukten, die im Fleischhandel berücksichtigt werden müssen. Anschließend folgt dann das eigentliche Pilotprojekt, bei dem wie folgt vorgegangen wird: Im ersten Schritt werden die Ziele und die daraus resultierenden Herausforderungen für das Pilotprojekt kurz erläutert. Daraufhin erfolgt eine Beschreibung und Analyse der neuen technologischen Innovationen im Zusammenhang mit RFID, die bei diesem Pilotprojekt zum Einsatz kommen. Anschließend findet eine Auswertung des Pilotprojekts statt. Dabei werden mögliche Nutzenpotenziale ermittelt die sich aus dem Pilotprojekt ergeben. Dazu folgt dann noch zum Abschuss des vierten Kapitels eine Datenanalyse zum Pilotprojekt.

Im fünften Kapitel werden mögliche Grenzen dargestellt, die eine erfolgreiche Implementierung von RFID im Fleischhandel verhindern können. Dazu werden aktuelle Problembereiche wie Datenschutz, Standardisierung und hohe Kosten angesprochen, die zurzeit noch eine unternehmensübergreifende Einführung der RFID-Technologie erscheren.

Zum Abschluss dieser Arbeit wird im sechsten Kapitel aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse ein Fazit gezogen und eine Einschätzung abgegeben, inwieweit sich die RFID-Technologie im Fleischhandel zukünftig bewähren könnte.

2. Grundlagen der RFID-Technologie

2.1 Entwicklungsgeschichte der RFID-Technologie

RFID ist die Abkürzung von „Radio Frequency Identification“ und ist eine Technologie zur kontaktlosen, umfassenden Identifizierung von Objekten und Daten jeglicher Art.

Die ersten Anwendungen der RFID verwandten Technologien stammen aus dem Zweiten Weltkrieg. Grundlagen bildeten dabei die Radar- und Radiowellentechnik. Der Radartechniker Robert Watson-Watt entwickelte 1935 ein Radarsystem, mit dem es möglich war, Flugzeuge aus einer Entfernung von 10 bis 60 Kilometern zu orten. Dabei wurden nach einem Echoprinzip Radiowellen ausgesendet, die dann von einem Flugobjekt reflektiert worden sind. Dadurch konnten die Geschwindigkeit und die Position eines Flugobjektes genau bestimmt werden.¹³

Aufbauend auf diesem Prinzip wurde im Zweiten Weltkrieg ein System entwickelt, das der Flugzeugidentifikation (Freund- oder Feinderkennung) dienen sollte. Hierzu stattete die britische Armee ihre Flugzeuge mit koffergroßen Transpondern (englisch; Kurzwort aus „transmitter“, Sender, und „responder“, Antwortgeber) aus. Diese signalisierten dann, ob es sich um ein eigenes oder feindliches Flugzeug handelte. Dieses System wurde mit der Abkürzung IFF (Identify: Friend or Foe System) bezeichnet. Mit einem ähnlichen System arbeitet noch heute ein Teil der Luftfahrtverkehrskontrolle.

Ende der 60er Jahre war der Bedarf an mehr Sicherheit im militärischen Nuklearbereich dafür verantwortlich, dass die Entwicklung von RFID-Systemen weiter vorangetrieben wurde. Diese Technologie wurde dann überwiegend für Zutritts- und Berechtigungskontrollen eingesetzt.¹⁴

Die ersten kommerziellen Vorläufer der RFID-Technologie kamen in den 60er Jahren auf den Markt. Es handelte sich dabei um ein elektronisches Warensicherungssystem, das EAS (Electronic Article Surveillance), um Diebstähle in Warenhäusern zu verhindern. Dieses System arbeitete mit einem 1-Bit-Transponder und konnte nur zwei Zustände unterscheiden, indem ein Bit (Binary Bit, kleinste Informationseinheit 1 oder 0 bzw. Ein oder Aus) auf dem Transponder aktiviert oder desaktiviert wurde. Damit ließ sich die An- oder Abwesenheit eines Objektes feststellen.

In den 70er Jahren konzentrierten sich dann Forscher bei der Weiterentwicklung der RFID-Technologie darauf, Objekte zu identifizieren. Ein Schwerpunkt lag dabei auf Anwendungen für die Landwirtschaft, wie beispielsweise die Tierkennzeichnung. Dabei wurden Tiere mit kleinen RFID-Transpondern ausgestattet, um diese dann zu überwachen.

Einen immensen Entwicklungsschub gab es in den 80er Jahren. Ausschlaggebend dafür war die Entscheidung der vereinigten Staaten sowie einiger skandinavischer Länder, RFID im Straßenverkehr für Mautsysteme einzusetzen. Diese Entscheidung trieb die Weiter-entwicklung der RFID-Technologie so weit voran, dass bereits Anfang der 90er Jahre Mautsysteme in den USA verbreitet zum Einsatz kamen. Daraufhin entstanden neue Einsatzgebiete für RFID-Systeme, wie zum Beispiel elektronische Wegfahrsperren, Zugangskontrollen, Skipässe und Tankkarten.¹⁵

Aber auch in der Logistik hat der Einzug der RFID-Systeme stattgefunden. Einer der ersten Unternehmen war beispielsweise Compaq Computer, die RFID nutzen, um Packeinheiten über die Lieferkette von der Fertigung bis zum Point of Sale (POS) verfolgen zu können.¹⁶

Bis Ende der 90er Jahre verbreitete sich der Einsatz von RFID weltweit, was dazu führte, dass sich in den verschiedenen Ländern unterschiedliche Standards entwickelten. Daraufhin wurde dann von 1999 bis 2003 ein globaler Standard zur Warenidentifikation entwickelt: der EPC (Electronic Product Code). Mit diesem Standard soll jedes Produkt auf der Welt eine einzigartige Kennung bekommen, um es so weltweit identifizieren zu können. Allerdings stellt die Datenschutzproblematik bis heute noch Anwendungsgrenzen dar.¹⁷ Da durch den Einsatz von EPC jedes Produkt eine einzigartige Kennung bekommen würde, könnte dieses Produkt beliebig auf der Welt verfolgt werden. Demzufolge wäre es dann auch möglich, mit diesem Standard Personen auszuspionieren. Beispielsweise könnte eine Person unbemerkt mit einem kleinen Transponder in der Kleidung ausgestattet werden, um diesen dann heimlich auszulesen. Damit wäre es ein klarer Verstoß gegen die Datenschutzbestimmung.

Obwohl die RFID-Technologie in den letzten Jahren weit vorangekommen ist, steht sie im Bezug auf die globale Standardisierung durch den EPC noch ganz am Anfang ihrer Entwicklung. Inwieweit sich der globale Standard durchsetzen wird bleibt dabei abzuwarten.¹⁸

2.2 Bestandteile eines RFID-Systems

Ein RFID-System besteht im Wesentlichen aus einem Datenträger (Transponder) und einem Lese-/Schreibgerät mit jeweils einer Antenne zur kontaktlosen Datenübertragung.¹⁹ Der Transponder wird auch häufig als RFID-„Tag“ (engl. für Etikett) bezeichnet und enthält als Kern einen Mikrochip mit einer Antennenspule. Auf dem Mikrochip werden die zur Kennzeichnung der Objekte erforderlichen Daten gespeichert. RFID-Tags haben in den meisten Fällen keine eigene Energiequelle (passive Tags), sondern bekommen die notwendige Energie aus Radiowellen (elektromagnetischen Wellen) mittels Induktion der Antennenspule. Dabei können RFID-Tags ganz unterschiedliche Bauformen haben, wobei die gebräuchlichsten die so genannten Smart Labels sind, die etwa so groß sind wie Kreditkarten. Smart Labels sind ultraflache Transponder, bei denen die Transponderspule und der Mikrochip auf einer Klebefolie aufgebracht sind. Diese sind üblicherweise fest an einem Objekt (z.B. Ware, Palette, Container) befestigt.²⁰

Das Lese-/Schreibgerät besteht je nach eingesetzter Technologie aus

einer Lese- bzw. einer Lese-/Schreibeinheit.²¹ Dabei enthält es grund-sätzlich ein Hochfrequenzmodul, eine Kontrolleinheit sowie eine Antenne. Zusätzlich dazu gibt es noch eine Schnittstelle, um empfangene Daten an eine Applikation (z.B. übergeordnetes Informationssystem, Computer) weiterzuleiten. Dort werden dann die empfangenen Daten weiter-verarbeitet und ausgewertet.²² Das Lese-/Schreibgerät kann je nach Einsatzgebiet stationär (z.B. Gate Reader) oder mobil (z.B. Handheld Reader) eingesetzt werden.²³ Allerdings wird es meistens stationär, an der Stelle, an der die Identifikation stattfinden soll, positioniert.²⁴

In der nachfolgenden Abbildung 1 wird der Aufbau eines RFID-Systems noch mal veranschaulicht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Aufbau eines RFID-Systems

Quelle: In Anlehnung an Vilkov 2006, S. 2²⁵

2.3 Funktionsweise eines RFID-Systems

Grundsätzlich funktioniert ein RFID-System folgendermaßen: Das Lese-/Schreibgerät erzeugt ein magnetisches bzw. elektromagnetisches Feld, welches von der Antenne des Transponders empfangen wird, sobald dieser in den Ansprechbereich des Feldes kommt. In der Antennenspule des Transponders entsteht dann ein Induktionsstrom, der den Mikrochip aktiviert. Durch den Induktionsstrom wird bei einem passiven Transponder noch ein Kondensator als Kurzzeitspeicher aufgeladen, um den Mikrochip mit Energie für den Lesevorgang zu versorgen. Bei einem aktiven Transponder übernimmt dies eine eingebaute Batterie.²⁶

Nach der Aktivierung sendet der Transponder auf Befehl seine Dateninhalte an das Lese-/Schreibgerät oder empfängt neue Daten, die in den Speicher des Mikrochips gespeichert werden.²⁷ Die Kontrolleinheit des Lese-/Schreibgeräts steuert dabei die Kommunikation mit der Applikationssoftware sowie mit dem Transponder.²⁸

2.4 Unterscheidungsmerkmale von RFID-Systemen

Es existieren unzählige Varianten von RFID-Systemen, von fast ebenso vielen verschiedenen Herstellern. Um hier den Überblick zu behalten, ist es notwendig, Unterscheidungsmerkmale herauszustellen, damit verschiedene RFID-Systeme voneinander unterschieden werden können. Zu den wichtigsten Unterscheidungsmerkmalen gehört die Energieversorgung, Betriebsart, Datenmenge, Betriebsfrequenz, Reich-weite, Lesegeschwindigkeit, Programmierbarkeit.²⁹

2.4.1 Energieversorgung der Transponder

Ein sehr wichtiges Unterscheidungsmerkmal bei RFID-Systemen ist die Energieversorgung der Transponder. Die Energieversorgung hat eine große Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit und die Bauform des Transponders. Dabei wird unterscheiden zwischen passiven, semiaktiven/ semipassiven und aktiven Transpondern.

Passive Transponder haben keine eigene Energieversorgung, sondern erhalten ihre Betriebsenergie, sobald sie in das Spannungsfeld der Lesegeräte eintreten. Somit brauchen passive Transponder keine eigene Batterie und haben dadurch eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer. Außerdem ist es dadurch möglich, diese Transponder besonders klein und kostengünstig zu produzieren. Deshalb werden passive Transponder dort eingesetzt, wo große Stückzahlen benötigt werden, wie z.B. in der Logistik auf Paletten, Kartons und einzelnen Produkten.

- Semiaktive und Semipassive Transponder verfügen über eine Batterie, verhalten sich aber wie passive Transponder. Sie werden nur dann aktiv, wenn sie in das Spannungsfeld der Lesegeräte eintreten. Die Batterie dient lediglich zum Erhalt des Datenspeichers.
- Aktive Transponder verfügen auch über eine Batterie, die aber nicht nur den Datenspeicher, sondern auch die übrigen Bausteine mit Energie versorgt. Sie können somit unabhängig vom Spannungsfeld des Lesegerätes permanent ihr Signal versenden und haben im Gegensatz zu den passiven Transpondern eine höhere Reichweite. Außerdem können die aktiven Transponder noch zusätzlich mit einem Sensor aus ausgestattet werden, um z.B. den Temperaturverlauf in Kühlketten zu verfolgen. Allerdings haben aktive Transponder eine kürzere Lebens-dauer und sind zudem noch teurer in der Herstellung als passive Transponder. Aktive Transponder werden in Bereichen eingesetzt, in denen es sich nicht um Massenwaren handelt und die Preisfrage nicht unbedingt die entscheidende Rolle spielt, wie z.B. in der Automobil-industrie bei der Identifizierung von Fahrzeugen.³⁰

2.4.2 Betriebsart von RFID-Systemen

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist die Betriebsart von RFID-Systemen. Es lassen sich grundsätzliche zwei Verfahren bei der Betriebsart von RFID-Systemen unterscheiden:

- Vollduplex- (Full-Duplex, FDX) und Halbduplex- (Half-Duplex, HDX) Systeme
- Sequenzielle (Sequential, SEQ) Systeme

Beim Voll- und Halbduplexverfahren wird die Antwort des Transponders bei permanent eingeschaltetem Hochfrequenzfeld des Lese-/Schreib-gerätes übertragen. Vollduplexsysteme senden und empfangen Signale gleichzeitig, im Gegensatz zu Halbduplexsystemen, bei denen erst gesendet und danach empfangen wird.

Beim sequenziellen Verfahren wird hingegen das Hochfrequenzfeld des Lese-/Schreibgerätes periodisch für kurze Zeit abgeschaltet. Die dadurch entstandenen Lücken werden dann vom Transponder erkannt und zur Datenübertragung vom Transponder zum Lesegerät benutzt. Nachtteil bei diesem Verfahren ist der Ausfall der Energieversorgung des Transponders während der Sendepausen des Lese-/Schreibgerätes. Deshalb werden in der Praxis Stützkondensatoren oder Stützbatterien in die Transponder eingebaut, um diesen Nachteil auszugleichen.³¹

In der nachfolgenden Abbildung 2 werden die verschiedenen Verfahren noch mal verdeutlicht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Abläufe der unterschiedlichen Verfahren

Quelle: In Anlehnung an Finkenzeller 2006, S. 43³²

2.4.3 Datenmenge von Transponder

Ein häufiges Unterscheidungsmerkmal bei RFID-Systemen ist die Datenmenge der eingesetzten RFID-Transponder. Je nachdem welche Transponder zum Einsatz kommen, werden dementsprechend die RFID-Systeme dafür eingesetzt. Die Datenmenge der Transponder liegt dabei zwischen 1 Bit und mehreren Kilobytes. Eine Ausnahme stellen die 1-Bit-Transonder dar, weil ihre Datenmenge nur ausreicht, um ein Lesegerät zwei Zustände zu signalisieren: „Tansponder im Spannungsfeld des Lesegerätes“ oder „kein Transponder im Spannungsfeld des Lese-gerätes“. Das heißt, es kann nur die An- oder Abwesenheit eines Transponders feststellt werden. Da die 1-Bit-Systeme technisch weniger aufwendig und somit kostengünstiger sind, werden diese Systeme meistens zum Diebstahlschutz in Kaufhäusern eingesetzt.³³ Viele der heutigen RFID-Transponder, die für reine Identifikationen eingesetzt werden, haben einen 96 Bit (entspricht einer 32-stelligen Dezimalzahl) großen Speicher. Sollen darüber hinaus noch mehr Informationen auf einem Transponder gespeichert werden, gibt es Transponder mit Kapazitäten von 512 Bit bis zu 64 KBit (Kilobit).³⁴

2.4.4 Betriebsfrequenz von RFID-Systemen

Eines der wichtigsten Unterscheidungsmerkmale ist die Betriebsfrequenz von RFID-Systmen. Von der Betriebfrequenz hängt die jeweilige Reichweite und die Leistungsfähigkeit der der Systeme ab. Als Betriebsfrequenz eines RFID-Systems wird hier die Frequenz bezeichnet, die das Lesegerät sendet. Dabei wird die Sendefrequenz des Transponders nicht berücksichtigt. Meistens entspricht sie der Sende-frequenz des Lesegerätes. Allerdings kann auch die Sendeleistung eines Transponders ruhig niedriger angesetzt werden als die des Lesegerätes. Aus rechtlicher Sicht werden RFID-Systeme als Funkanlage betrachtet, weil sie elektromagnetische Funkwellen erzeugen und abstrahlen.³⁵ Da der Betrieb von RFID-Anlagen andere Funkdienste (z.B. Polizei-, Radio-, Fernseh-, Mobilfunk) stören könnte, werden die Frequenzbereiche und die Sendestärke in fast allen Ländern von nationalen Regulierungs- und Zulassungsvorschriften geregelt.³⁶ Dadurch sind weltweit zurzeit vier

Betriebsfrequenzbereiche für RFID-Systeme von Bedeutung:

- LF-Bereich (Low Frequency) von 30 kHz bis 300 kHz
- HF-Bereich (High Frequency) von 3 MHz bis 30 MHz
- UHF-Bereich (Ultra High Frequency) von 300 MHz bis 3GHz
- Microwaves - Bereich ( > 3 GHz)³⁷

Innerhalb dieser Frequenzbereiche haben sich grobe Standards etabliert, die jedoch auf internationaler Ebene noch stark variieren. Im Niedrig-frequenzbereich arbeiten RFID-Systeme im Frequenzbereich zwischen 120 kHz und 135 kHz, im Hochfrequenzbereich mit 13,56 MHz, im Ultrahochfrequenzbereich mit 868 MHZ in Europa und in den USA mit 915 MHz. Auch im Mikrowellenbereich werden RFID-Systeme mit 2,45 GHz sowie mit 5,8 GHz betrieben. Hinsichtlich gewisser Frequenzbereiche besteht derzeit und in Zukunft noch großer Abstimmungsbedarf, da die zulässigen Feldstärken in Europa, Japan, USA noch stark von einander abweichen. Beispielsweise ist im Ultrahochfrequenzbereich bei 868 MHz bzw. 915 MHz in den USA eine maximale Sendeleistung von 4 Watt erlaubt, in Europa hingegen sind nur 0,5 Watt zugelassen. Dies erschwert die Standardisierung auf internationaler Ebene. Die einzige Frequenz, die sich bislang weltweit als Standard durchsetzen konnte, ist die im Hochfrequenzbereich bei 13,56 MHz.³⁸ In der Abbildung 3 werden die einzelnen Frequenzbereiche und ihre Eigenschaften noch mal aufgezeigt.

Abbildung in dieser leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Vergleich der Kenngrößen und Betriebsfrequenzen von RFID-Systemen

Quelle: In Anlehnung an Schmidt 2006, S. 35³⁹

2.4.5 Reichweite und Lesegeschwindigkeit von RFID-Systemen

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal von RFID-Systemen sind die Reichweite und die Lesegeschwindigkeit. Die Reichweite von RFID-Systemen wird bestimmt von der verwendeten Betriebsfrequenz, den eingesetzten Transpondern (aktiv/passiv) und der Umgebung, in der das System eingesetzt wird. So vermindern beispielsweise Metalle und Flüssigkeiten in der Umgebung von Transpondern noch enorm die Reichweite zur Datenübertragung.⁴⁰ Neben der Klassifizierung nach der Betriebsfrequenz können RFID-Systeme auch nach ihrer Reichweite in Close-Coupling- (bis 1cm), Remote-Coupling- (bis 1m) und Long-Range-Systeme (größer 1 m) unterteilt werden.

- RFID-Systeme mit einer geringen Reichweite von maximal 1 cm werden als Close-Coupling-Systeme bezeichnet. Bei diesen Systemen werden die Transponder entweder direkt in ein Lesegerät eingesteckt oder auf einer dafür vorgesehene Oberfläche positioniert, um so einen Datenaustausch zwischen Lese-/Schreibgerät und Transponder zu bekommen. Die Energieversorgung sowie die Datenübertragung erfolgt sowohl durch elektrische als auch durch magnetische Kopplung. Diese Systeme werden meistens dort eingesetzt, wo Sicherheits-anforderungen groß und kleine Reichweiten erforderlich sind. Dies sind zum Beispiel kontaktlose Chipkartensysteme mit Zahlungsfunktion oder elektronische Türschließanlagen.⁴¹

- RFID-Systeme mit einer Reichweite von maximal einem Meter werden als Remote-Coupling-Systeme bezeichnet. Diese Systeme sind induktiv gekoppelt und arbeiten im Frequenzbereich unter 135 kHz sowie bei 13,56 MHz. Remote-Coupling-Systeme werden häufig eingesetzt bei kontaktlosen Chipkarten und Smart-Labels.
- RFID-Systeme mit einer Reichweite von deutlich mehr als einem Meter werden als Long-Range-Systeme bezeichnet. Diese Systeme arbeiten mit elektromagnetischen Wellen auf den UHF-Frequenzen 868 MHz in Europa und 915 MHz in den USA sowie im Mikrowellenbereich auf den Sendefrequenzen 2,5 GHz und 5,8 GHz. Mit dem Einsatz von aktiven Transpondern kann im UHF-Bereich eine Reichweite von bis zu 100 Meter und im Mikrowellenbereich sogar 1 Kilometer erreicht werden. Die Long-Range-Systeme werden wegen der großen Reichweiten überwiegend in der Produktion sowie in der Lagerhaltung eingesetzt.⁴²

Bei den Lesegeschwindigkeiten von RFID-Systemen spielen die eingesetzten Sendefrequenzen genauso eine wichtige Rolle, wie bei den Reichweiten. Je höher die eingesetzte Sendefrequenz bei RFID-Systemen ist, desto schneller ist die Lesegeschwindigkeit. Gerade in der Pulkerfassung, d.h. wenn z.B. viele Produkte auf einer Palette gleichzeitig gelesen werden müssen, spielt die Lesegeschwindigkeit eine wichtige Rolle. Denn je mehr Transponder sich in einem Lesefeld befinden, desto höher wird die Transferzeit. Das bedeutet, von der Lese-geschwindigkeit ist es abhängig, wie schnell die Transponder an einem Lese-/Schreibgerät vorbeigeführt werden können. Aber auch die Kommunikationszeit von Transpondern hat einen entscheidenden Einfluss auf die Lesegeschwindigkeit. Die Kommunikationszeit von Transpondern ist abhängig von der Leistungsfähigkeit der internen Elektronik, der Betriebsart (lesen/schreiben), der Umgebungsmaterialien (Verpackung), der Fördergeschwindigkeit und der eingesetzten Transponder (aktiv/ passiv). Diese unterschiedlichen Faktoren beeinflussen nicht nur die Lesegeschwindigkeit, sondern auch, welche RFID-Systeme eingesetzt werden.⁴³

2.4.6 Programmierbarkeit der Transponder

Eine weitere Unterscheidungsmöglichkeit von RFID-Systemen ist die Programmierbarkeit der Transponder. Grundsätzlich kann zwischen Read- only- und Read-wirte-Systemen unterschieden werden:

- Bei den Read-only-Systemen werden die Transponder direkt bei der Herstellung mit einer eindeutigen Seriennummer beschrieben und können dann nicht mehr verändert werden. Kommt ein Read-only-Transponder in den Ansprechbereich eines Lesegerätes, sendet dieser zur Identifikation seine eigene Kennung (Seriennummer) aus. Das Lesegerät kann zwar die Kennung lesen, hat aber keine Möglichkeit neue Daten auf den Transponder zu schreiben. Aufgrund der einfachen Funktionsweise und der geringen Kapazität der Datenspeicherung, können diese Transponder kostengünstig hergestellt werden.
- Bei den Read-wirte-Systemen werden zur Speicherung der Daten auf Transponder entweder EEPROM- (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) oder RAM- (Random Access Memory) Speicher-technologien verwendet.
- Transponder mit EEPROM-Speichertechnologie können durch ein Lese.-/Schreibgerät mit Daten beschrieben und gelöscht werden. Allerdings ist die Beschreibbarkeit dieser passiven Transponder nur begrenzt möglich und liegt bei einer Anzahl von maximal 106 Schreibvorgängen. Diese passiven Transponder mit EEPROM-Speicher werden hauptsächlich bei induktiv gekoppelten Systemen eingesetzt.⁴⁴ Ihre Speicherkapazität liegt dabei zwischen 16 Byte und 32 kByte. Da diese Transponder für ihre Datenspeicherung keine eigene Batterie benötigen, können sie auch sehr klein gebaut werden. Zu ihren Nachteilen zählen einmal die begrenzte Beschreibbarkeit sowie der hohe Energieverbrauch während des Schreibvorgangs. Der hohe Energieverbrauch führt entweder zu einer Verringerung der Reichweite oder zu längeren Zeiten bei den Schreibvorgängen.⁴⁵
- Transponder mit RAM-Speichertechnologie werden vor allem im Mikrowellenbereich eingesetzt. Im Allgemeinen stellt der RAM-Speicher einen Zwischenspeicher dar, der schnelle Zugriffe auf Daten und Programme erlaut. Die in einem RAM temporär gespeicherten Daten gehen jedoch ohne permanente Energieversorgung verloren.⁴⁶ Bei RFID-Systemen, die im Mikrowellenbereich arbeiten, kommen überwiegend Transponder mit statischen RAMs (SRAM) zum Einsatz. Ihre Speicherkapazität liegt dabei zwischen 1 und 512 kByte. Zum Erhalt der gespeicherten Daten wird eine unterbrechungsfreie Energieversorgung durch eine Batterie benötigt. Diese aktiven Transponder mit SRAM-Technologie ermöglichen sehr schnelle Schreibzyklen, die auch unbegrenzt wiederholt werden können. Allerdings ist die Verbreitung dieser Transponder noch eher gering, da sie in der Herstellung im Vergleich zu anderen Transpondern noch zu teuer sind.⁴⁷

Eine Alternative zu den SRAMs sind die sogenannten FRAMs (Ferroelectric Random Access Memory). Hierbei werden die Vorteile der EEPROM- und RAM-Speichertechnologie vereint. Der FRAM-Speicher ist in seiner Funktion nach ein RAM, der gespeicherte Daten auch ohne Spannungsversorgung (Batterie) bis zu zehn Jahre erhält und über 1010 Lese- und Schreibzyklen erreicht.⁴⁸ Außerdem ist der Energieverbrauch für das Beschreiben der FRAM-Speicher um den Faktor 100 und die benötigte Zeit für Schreibvorgänge um den Faktor 1.000 geringer als bei EEPROM-Speicher.⁴⁹

2.5 Vergleich zwischen Barcode (EAN) und Electronic Product Code (EPC)

Auf den ersten Blick scheint der heute weit verbreitete Barcode die ideale Identifizierungstechnik zu sein. Er kann schnell und kostengünstig hergestellt werden und ist seit Jahren als weltweiter Standard im Einsatz. Deshalb stellt sich hier die Frage, welche Vorteile der Einsatz von RFID im Bezug auf den EPC gegenüber dem Barcode haben kann.⁵⁰ Um das herauszufinden, wird anschließend näher auf den Barcode (EAN) und den Electronic Product Code (EPC) eingegangen.

2.5.1 Barcode (EAN)

Der Barcode, auch häufig als Balken- oder Strichcode bezeichnet, besteht aus einer senkrecht stehenden Balkenkombination, die je nach standardisiertem Datenformat unterschiedliche Längen haben kann. Diese Balkenkombination wird direkt von einem Infrarotlaser durch ein Lesegerät (Scanner oder Kamera) abgetastet, um die Breite und deren Abstände zu erfassen. Das heißt, es muss immer eine direkte Sichtverbindung zwischen Barcode und Lesegerät bestehen. Dabei wird die Abfolge der Balkenkombination durch den Infrarotlaser reflektiert und in ein binäres Signal umgewandelt. Um die Informationen des Barcodes zusätzlich für Menschen lesbar zu machen, sind diese auch in Klarschrift unter den Barcode mit Zahlen gegenzeichnet. Der Barcode in Etikettenform ist die am weitesten verbreitete und am höchsten standardisierte Auto-Identifikations-technologie auf dem Markt.

Für die Produktidentifikation werden überwiegend die EAN-8- bzw. EAN-13-Strichcodesymbole eingesetzt.⁵¹ Die EAN (European Article Number) ist eine Zahl, die meistens aus 8 oder 13 Ziffern besteht, und dient zu Produktkennzeichnung für Handelsartikel. Der EAN-8 wird für besonders kleinvolumige Artikel eingesetzt, nämlich dort, wo für den EAN-13 zu wenig Platz zur Verfügung steht. Zum Beispiel wird er häufig an der Verpackung kleiner Kaugummipäckchen verwendet. Ein EAN-8 stellt eine verkürzte Version vom Barcode da, kann aber nicht aus einem EAN-13-Code abgeleitet werden.⁵²

Ein wesentlicher Vorteil der Barcode-Technologie liegt in der schnellen und genauen Datenerfassung sowie der hohen Datensicherheit.⁵³ Im Falle, dass ein Scannergerät mal ausfällt, kann der Datensatz zur Identifizierung eines Produktes auch in der Klartextzeile unter den Strichcodesymbolen abgelesen werden. Für die Interpretation muss allerdings auf eine Datenbank zugegriffen werden. Besonders vorteilhaft ist auch der kostengünstige Datenträger selbst, der lediglich aus einem Papier- oder Plastiketikett und Farbe besteht.⁵⁴ Die Kosten für einen Barcode liegen dabei im 1-Cent-Bereich.⁵⁵ Weitere Vorteile von Barcodes sind hohe Standardisierungen, hohe Akzeptanz und Informationen unmittelbar vor Ort.

Nachteilig dagegen ist, dass immer eine direkte Sichtverbindung von wenigen Zentimetern zwischen Barcode und Lesegerät bestehen muss. Außerdem sind Barcodes anfällig gegen Verschmutzung, Reibung und Alterung. Zudem kommt noch das begrenzte Datenvolumen beim EAN- Standard mit nur 13 Ziffern; damit lässt sich keine eindeutige Identifikation eines einzelnen Produktes ermöglichen, sondern nur die Warengruppe bestimmen. Darüber hinaus besteht auch keine Möglichkeit der Datenergänzungen im logistischen Prozess.⁵⁶

In der nachfolgenden Abbildung 3 werden die zwei gängigsten Barcodes mit der jeweiligen Definition ihrer Ziffernfolge dargestellt.

Abbildung in dieser leseprobe nicht enthalten

Abb. 4: EAN-Barcodes für Einzelartikel

Quelle: In Anlehnung an Gleißner/Femerling, S. 211⁵⁷

2.5.2 Electronic Product Code (EPC)

Ein häufig genannter Begriff der im Zusammenhang mit RFID verwendet wird, ist der Electronic Product Code (EPC), der eine Weiterentwicklung des bekannten EAN darstellt. Der EPC soll in Kombination mit der RFID-Technologie den herkömmlichen Barcode als Produktkennzeichnung ablösen bzw. ersetzen.⁵⁸ Der EPC wurde zum erste Mal von EPCglobal 2004 vorgestellt und ist im Gegensatz zu UPC (Universal Product Code) und EAN für den Einsatz von RFID-Systemen entwickelt worden.⁵⁹ Er befindet sich üblicherweise auf den Chip eines RFID-Tags und kann dadurch berührungslos und ohne direkten Sichtkontakt ausgelesen werden.⁶⁰

Im Unterschied zum Barcode handelt es sich beim EPC um eine weltweite überschneidungsfreie Ziffernfolge, mit deren Hilfe jedes einzelne Produkt auf der ganzen Welt eindeutig gekennzeichnet und somit jederzeit identifiziert werden kann. Hierbei wurde im Gegensatz zum EAN der EPC um eine neunstellige Seriennummer ergänzt. Dadurch lässt sich der Weg einer Ware innerhalb der Prozesskette lückenlos nachvollziehen.⁶¹ Der EPC besteht in seiner Grundstruktur aus mehreren Komponenten, die international vereinbart worden sind. Die Struktur ist folgendermaßen aufgebaut:

- Der Datenkopf (Header) gibt an, welche EPC-Version verwendet wird und welche Informationsart verschlüsselt worden ist.
- Der EPC-Manager zeigt die Kennzeichnungsnummer des Nummern- gebers z.B. Identifiziert den Hersteller.
- Die Objektklasse (Object Class) bezeichnet die Objektnummer z.B. eine Artikelnummer.
- Die Seriennummer enthält die Kennzeichnung jedes einzelnen Produkts.

In der folgenden Abbildung 4 wird der EPC beispielhaft dargestellt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 5: Aufbau des EPC

Quelle: GS 1 Germany⁶²

Der EPC besteht, je nach Ausführung, aus 64 Bit (EPC-64), 96 Bit (EPC-96) oder 256 Bit (EPC-256). Allerdings sieht der EPC-Standard eine 96-Bit-Implementierung vor, welche die eindeutige Vergabe von über 68 Milliarden Seriennummern weltweit ermöglicht. Dadurch wäre es möglich 268 Millionen Hersteller mit jeweils 16 Millionen Produkten zu identifizieren. In Anbetracht dessen, dass die Trägertechnologie für den EPC ein RFID-Tag ist, fällt die Speichergröße mit 96 Bit relativ klein aus. Das hat den Vorteil, dass diese RFID-Tags relativ günstig hergestellt werden können. Der Elelctronic Product Code hat im Vergleich zum EAN wesentliche Vorteile:

- Das Auslesen erfolgt berührungslos und ohne direkten Sichtkontakt.
- Eindeutige Identifizierung von Objekten weltweit durch zusätzliche Seriennummer.
- Hohe Transparenz innerhalb der Prozesskette.
- Hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Einflüssen, wie z.B. Hitze, Schmutz, Feuchtigkeit, Reibung und Alterung.

Nachteile hingegen sind:

- Relativ hohe Kosten für die Trägertechnologie (RFID-Tags).
- Keine weltweite Standardisierung.⁶³

2.6 Standardisierung der RFID-Technologie

Um eine einheitliche Basis für RFID-Systeme zu schaffen und einem reibungslosen, weltweiten Einsatz zu ermöglichen, sind verbindliche und einheitliche Standards erforderlich. Die heute bereits im Einsatz befindlichen RFID-Anwendngen stellen meist geschlossene Systeme dar, wie z.B. Skilifte, Zugangskontrollen für Gebäude oder Pkw-Schlüssel integrierte elektronische Wegfahrsperren. Allerdings haben geschlossene Systeme den Nachteil, dass der Nutzen der RFID-Lösung auf das jeweilige System begrenzt ist, was dazu führt, dass die Entwicklungs-, Einführungs- und Betriebskosten vollständig von den Systembetreibern zu tragen sind. Dagegen können innerhalb eines offenen RFID-Systemes alle Beteiligten über das System miteinander kommunizieren und profitieren somit von den Vorteilen der RFID-Technologie. Im Zuge dessen lassen sich dann auch die gestammten Kosten unter den Beteiligten aufteilen. Ein bekanntes Beispiel dafür ist eine Lieferkette, in der Vorlieferanten, Hersteller, Logistikdienstleister und Händler ihre Waren und Daten mit Hilfe der RFID-Technologie untereinander austauschen. Um offene RFID-Systeme weltweit einführen zu können, bedarf es einer einheitlichen Standardisierung.⁶⁴ In diesen Zusammenhang werden Technologie-, Daten- und Anwendungsstandards sowie gesetzliche Vorschriften voneinander unterschieden.

- Die Technologiestandards definieren grundlegende technische Eigen- schaften eines RFID-Systems. Hierbei geht es um die Festlegung von Frequenzen, Übertragungsgeschwindigkeiten, Kodierungen, Anti-kollisionsverfahren und Protokollen. Die Gliederung der Technologie-standards wird nach den verwendeten Frequenzen gegliedert. Internationale Standards werden von ISO (International Electrotechnical for Standardization) und ICE- (International Electronical Commission) Gremien erarbeitet. Dabei wurde der Standard ISO 15693 erstellt, der die Grundlage vieler Smart-Label-Produkte ist.
- Die Datenstandards sind unabhängig von der verwendeten Technologie und dienen nur der Datenorganisation. Dadurch soll die Basis für einen reibungslosen Datenaustausch geschaffen werden. Der Datenstandard definiert, welche Daten in welchem Format auf einem RFID-Transponder gespeichert werden. Als übergreifenden Standard entwickelt das Auto-ID Center am Massachusetts Institut of Technology das EPC-Netzwerk. Wichtigste Komponente dabei ist der Elelctronic Product Code (EPC), mit ihm werden Produkte weltweit eindeutig identifiziert. Für die Entwicklung, Einführung und Vermarktung wirtschaftlicher und technischer Standards des EPC-Netzwerks ist die EPCglobal zuständig. In Deutschland ist dafür GS 1 Vertragspartner für Unternehmen und Institutionen, die sich als Mitglieder bei EPCglobal an der Standardisierung beteiligen. Über das EPC-Netzwerk können Anwender auf den EPC zugreifen, um so z.B. eine Ware im logistischen Prozess zu lokalisieren.

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¹ Vgl. Liebmann, et al., HandelsMonitor 2006/07, Frankfurt 2006, S.1 ff.

² Vgl. o.V.(2008a), METRO Group Future Store Initiative: http://www.future-store.org/fsi-in ternet/html/de/1225/index.html (11.08.2008).

³ Vgl. o.V.(2007a), METRO Group Future Store Initiative: http://logging.mgi.de/ObjectTrac king/www.future-store.org/fsi-internet/get/documents/FSI/multimedia/pdfs/broschueren/ WISSB_Publikationen_Broschueren_RFID-Innovation-Center-dt.pdf, S. 3 (01.09.2008).

⁴ Vgl. o.V.(2008b), METRO Group Future Store Initiative: http://www.future-store.org/fsi- internet/html/de/718/index.html (26.08.2008).

⁵ Vgl. Franke/Dangelmaier, RFID - Leitfaden für die Logistik, Wiesbaden 2006, S. 8 ff.

⁶ Vgl. o.V.(2007a), METRO Group Future Store Initiative: http://logging.mgi.de/ObjectTrac king/www.future-store.org/fsi-internet/get/documents/FSI/multimedia/pdfs/broschueren/ WISSB_Publikationen_Broschueren_RFID-Innovation-Center-dt.pdf, S. 7 (28.08.2008).

⁷ Vgl. o.V.(2007a), METRO Group: http://www.metrogroup.de/servlet/PB/menu/1153190 _l1/index.html (16.10.2008).

⁸ Vgl. o.V.(2008c), METRO Group Future Store Initiative: http://www.future-store.org/fsi-in internet/html/de/7524/index.html (29.08.2008).

⁹ Vgl. METRO Group Future Store Initiative, Die intelligente Metzgerei im FSNG, Düsseldorf 2008, Anhang 1, S. 1 ff.

¹⁰ Vgl. Gurrath, Statistisches Bundesamt Deutschaland - Vom Erzeuger zum Verbraucher https://www-ec.destatis.de/csp/shop/sfg/ bpm.html.cms.cBroker.cls?cmspath=struktur, vollanzeige.csp&ID=1022244, S. 5 ff. (01.09.2008)

¹¹ Vgl. o.V.(2005), n-tv.de: http://www.n-tv.de/597195.html (02.09.2008).

¹² Vgl. o.V. METRO Group Future Store Initiative, Die intelligente Metzgerei, Düsseldorf, Düsseldorf 2008, Anhang 2, S. 5 f.

¹³ Vgl. Kummer/Einbock/Westerheide, RFID in der Logistik, Wien 2005, S. 12 f.

¹⁴ Vgl. Franke/Dangelmaier, RFID - Leitfaden für die Logistik, Wiesbaden 2006, S. 10.

¹⁵ Vgl. Zahn, Einsatzmöglichkeiten von RFID in Bibliotheken, Wiesbaden 2007, S. 13 f.

¹⁶ Vgl. Kummer/Einbock/Westerheide, RFID in der Logistik, Wien 2005, S. 14.

¹⁷ Vgl. o.V.(a), RFID Journal: http://www.rfid-journal.de/rfid-geschichte.html (13.09.2008).

¹⁸ Vgl. o.V.(b), RFID Journal: http://www.rfid-journal.de/rfid-bedenken.html (21.09.2008).

¹⁹ Vgl. Fischer, RFID & Co: RFID/GSM/UMTS/WLAN Systeme, Wiesbaden 2006, S. 77.

²⁰ Vgl. Werner, Supply Chain Management, Wiesbaden 2008, S. 238 f.

²¹ Vgl. Franke/Dangelmaier, RFID - Leitfaden für die Logistik, Wiesbaden 2006, S. 17 f.

²² Vgl. Finkenzeller, RFID-Handbuch, Auflage 4, München/Wien 2006, S. 7.

²³ Vgl. Gillert/Hansen, RFID für die Optimierung von Geschäftsprozessen, München/Wien 2007, S. 151 f.

²⁴ Vgl. Kern, Anwendung von RFID-Systemen, Berlin/Heidelberg 2006, S. 33.

²⁵ Vgl. Vilkov, Westfälische Wilhelms-Universität Münster: http://www.wi.uni-muenster.de/ imperia/md/content/wi-information_systems/lehrveranstaltungen/lehrveranstaltungen/fi s/ws0405/rfid.pdf, S. 2 (21.09.2008).

²⁶ Vgl. Franke/Dangelmaier, RFID - Leitfaden für die Logistik, Wiesbaden 2006, S. 26 f.

²⁷ Vgl. Klaus/Krieger, Gabler Lexikon Logistik, Auflage 3, Wiesbaden 2004, S. 432.

²⁸ Vgl. Finkenzeller, RFID-Handbuch, Auflage 4, München/Wien 2006, S. 326.

²⁹ Vgl. Franke/Dangelmaier, RFID - Leitfaden für die Logistik, Wiesbaden 2006, S. 19 f.

³⁰ Vgl. Weigert, Radio Frequency Identification (RFID) in der Automobilindustrie, Wiesbaden 2007, S. 25 f.

³¹ Vgl. Finkenzeller, RFID-Handbuch, Auflage 4, München/Wien 2006, S.11 f.

³² Vgl. Finkenzeller, a.a.O., S. 43.

³³ Vgl. Fischer, RFID & Co: RFID/GSM/UMTS/WLAN Systeme, Wiesbaden 2006, S. 78.

³⁴ Vgl. Franke/Dangelmaier, RFID - Leitfaden für die Logistik, Wiesbaden 2006, S. 21.

³⁵ Vgl. Engelhardt-Nowitzki/Lackner, Chargenverfolgung, Wiesbaden 2006, S. 201 f.

³⁶ Vgl. Finkenzeller, RFID-Handbuch, Auflage 4, München/Wien 2006, S. 169 ff.

³⁷ Vgl. Shepard, RFID-Radio Frequency Identification, McGraw-Hill, New York 2005, S.63.

³⁸ Vgl. BSI, Risiken und Chancen des Einsatzes von RFID-Systemen, Ingelheim 2004, S.28 ff.

³⁹ Vgl. Schmidt, RFID im Mobile Supply Chain Event Management, Wiesbaden 2006, S.35

⁴⁰ Vgl. Franke/Dangelmaier, RFID - Leitfaden für die Logistik, Wiesbaden 2006, S. 24.

⁴¹ Vgl. Kummer/Einbock/Westerheide, RFID in der Logistik, Wien 2005, S. 17.

⁴² Vgl. BSI, Risiken und Chancen des Einsatzes von RFID-Systemen, Ingelheim 2004, S. 40.

⁴³ Vgl. Franke/Dangelmaier, RFID - Leitfaden für die Logistik, Wiesbaden 2006, S. 24.

⁴⁴ Vgl. BSI, Risiken und Chancen des Einsatzes von RFID-Systemen, Ingelheim 2004, S. 30 f.

⁴⁵ Vgl. Franke/Dangelmaier, RFID - Leitfaden für die Logistik, Wiesbaden 2006, S. 22.

⁴⁶ Vgl. BSI, Risiken und Chancen des Einsatzes von RFID-Systemen, Ingelheim 2004, S. 31.

⁴⁷ Vgl. Franke/Dangelmaier, RFID - Leitfaden für die Logistik, Wiesbaden 2006, S. 22.

⁴⁸ Vgl. BSI, Risiken und Chancen des Einsatzes von RFID-Systemen, Ingelheim 2004, S. 31.

⁴⁹ Vgl. Finkenzeller, RFID-Handbuch, Auflage 4, München/Wien 2006, S. 12 f.

⁵⁰ Vgl. Weigert, Radio Frequency Identification (RFID)in der Automobilindustrie, Wiesbaden 2007, S. 29.

⁵¹ Vgl. Gleißner/Femerling, Logistik, Grundlagen – Übungen - Fallbeispiele, Wiesbaden 2008, S. 210 f.

⁵² Vgl. Vahrenkamp, Logistik – Management und Strategien, Auflage 6, München 2007, S. 60 ff.

⁵³ Vgl. Lenk, 2D-Codes, Handbuch der automatischen Identifikation, Band 2, Kirchheim unter Teck 2002, S. 20.

⁵⁴ Vgl. Schulte, Logistik, Wege zur Optimierung der Supply Chain, Auflage 4, München 2005, S. 91 f.

⁵⁵ Vgl. Weigert, Radio Frequency Identification (RFID)in der Automobilindustrie, Wiesbaden 2007, S. 30.

⁵⁶ Vgl. Heinrich, Transport- und Lagerlogistik, Auflage 6, Wiesbaden 2006, S. 462 ff.

⁵⁷ Vgl. Gleißner/Femerling, Logistik, Grundlagen - Übungen - Fallbeispiele, Wiesbaden 2008, S. 211.

⁵⁸ Vgl. Weigert, Radio Frequency Identification (RFID)in der Automobilindustrie, Wiesbaden 2007, S. 30.

⁵⁹ Vgl. Stoll, Handbuch E-Procurement, Wiesbaden 2007, S. 92.

⁶⁰ Vgl. Hertel/Zentes/Schramm-Klein, Supply-Chain-Management und Warenwirtschafts- systeme im Handel, Wiesbaden 2005, S. 210.

⁶¹ Vgl. Stoll, Der Einsatz von E-Procurement in mittelgroßen Unternehmen, Wiesbaden 2008 S. 120 ff.

⁶² Vgl. o.V.(2006), GS 1 Germany: http://www.gs1-germany.de/content/produkte/epcglob al/epc_rfid/der_epc/index_ger.html (07.10.2008).

⁶³ Vgl. Weigert, Radio Frequency Identification (RFID)in der Automobilindustrie, Wiesbaden 2007, S. 30 ff.

⁶⁴ Vgl. o.V.(2007), Informationsforum RFID: http://www.info-rfid.de/technologie/22.html (08.10.2008).

• Hochschule: Frankfurt University of Applied Sciences, ehem. Fachhochschule Frankfurt am Main
• Note: 1,3
• Autor: Dipl.-Bw.(FH) Torsten Mierdorf (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 2008
• Seiten: 109
• Katalognummer: V450063
• ISBN (eBook): 9783668839281
• ISBN (Buch): 9783668839298
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: analyse, einsatzmöglichkeiten, rfid-technologie, beispiel, metzgerei, real, future, store