RFID für die Optimierung von Geschäftsprozessen (eBook)

Inhalt 6
Geleitwort 10
Vorwort 12
1 Einleitung 15
2 Vision, Realität und treibende Marktkräfte 21
2.1 Prozessuale Treiber 29
2.1.1 RFID als Katalysator 29
2.1.2 RFID als Basis für Zukunftsfähigkeit 33
2.2 Sicherheit als Treiber 35
2.2.1 Transport- und Verkehrssicherheit 35
2.2.2 Supply-Chain-Sicherheit 36
Diebstahl/ Schwund 36
Graumarkt/Re-Importe 37
2.2.3 Konsumenten- und Patientensicherheit 37
2.3 Mandate, Mentoren und Sponsoren 39
2.4 Technologische Treiber 44
2.4.1 Allgegenwärtige Informatisierung und intelligente Dinge 44
3 Der RFID-Markt 46
3.1 Die RFID-Wertschöpfungsketten 46
3.2 Tendenzen im RFID-Markt 50
3.3 Anwendungsbezogene RFID-Marktentwicklung 53
4 Geschäftsprozess-Strukturen 57
4.1 Von der Supply Chain zum Supply Net 58
4.1.1 Möglichkeiten und Grenzen des Supply Chain Managements ( Bullwhip Effekt) 60
4.1.2 Wege aus dem Stau 63
4.2 Strategien der Supply Chain Integration 64
4.2.1 Just in Time und Just in Sequence 64
4.2.2 Vendor Managed Inventory 65
4.2.3 Efficient Consumer Response 65
4.2.4 Collaborative Planning, Forecasting and Replenishment 67
4.3 Geschäftsprozesse des Handels und der Konsumgüterindustrie 68
4.3.1 Cross Docking und Transshipment 72
4.3.2 Die Rolle der Logistikdienstleister 74
4.4 Die Geschäftsprozesse der Verpackungsindustrie 76
4.4.1 Die Lehren aus dem Quellensicherungskonzept 77
4.4.2 Der Weg zur intelligenten Verpackung 78
4.4.3 Der Weg zu intelligenten Packmitteln und Packstoffen 82
4.5 Geschäftsprozesse der Behälter- und Mehrwegtransportverpackungskreisläufe 85
4.5.1 Kreislaufprozesse und Anforderungen an die Steuerung 85
4.5.2 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des RFID-Einsatzes bei Mehrwegtransportverpackungen 88
Pilotprojekt in einem Produktionsbetrieb – Basis 10 000 Behälter21 90
4.6 Methoden der Wirtschaftlichkeitsberechnungen 91
4.6.1 Anforderungen an die Wirtschaftlichkeitsberechnung 91
4.6.2 Das Berechnungstool rfid-cab 94
4.6.2.1 Basis- Parameter 95
4.6.2.2 Prozessanalyse 97
4.6.2.3 Ergebnisse der Berechnung 98
4.6.2.4 Sensitivitätsanalyse 98
4.6.3 Nutzen der detaillierten Wirtschaftlichkeitsbetrachtung mit Hilfe von Berechnungstools 99
5 Virtuelle Identitäten 100
5.1 Die Objekt-Homepage 100
5.2 Das EPCglobal-Netzwerk 103
5.3 RFID-Standards 107
5.3.1 EPC- und ISO-Standards für den weltweiten Handel 107
5.3.2 Standards im Aviation-Sektor 112
5.3.3 Standards im Pharma- und Gesundheitssektor 113
5.3.4 Standards im Militärsektor (DoD) 114
5.3.5 Standard von IEEE 114
5.4 Der EDI-Standard EANCOM von GS1 115
6 IT-Architekturen und Services 118
6.1 RFID und übergeordnete IT- Architekturen 118
6.1.1 Einleitung 118
6.1.2 Entwicklung verteilter IT- Architekturen 120
IBM-Netzwerkarchitektur SNA 120
Client-Server- Architektur 121
Siegeszug des Internets und offener Systeme 122
XML-Standard 122
Mobile Kommunikation mit GSM 123
Verlängerung des Lebenszyklus für ERP-Systeme 123
6.1.3 EAI: Enterprise Application Integration und Middleware 124
6.1.4 SOA: Service-orientierte Architektur 125
Das SOA- Service-Paradigma 126
Betriebswirtschaftliche Ziele mit SOA 127
Unterstützung strategischer Unternehmensziele 129
6.1.5 RFID- Architektur und Event-Verarbeitung 130
Event-Daten 131
Weitere Auto-ID-Technologien 132
6.2 Software- Agenten 133
6.2.1 Definitionen und Begriffe 134
6.2.2 Arten von Agenten 135
Reaktive Agenten 135
Kognitive Agenten 135
Mobile Agenten 136
Agentenplattform 136
Agentensystem 136
6.2.3 Agentenkonzepte 136
Mobilität 136
Migration 137
Portabilität 137
Sicherheit 137
Kommunikation 138
Robustheit 138
6.2.4 Anwendungsfälle, Architekturen, Nutzen 138
Anwendungsfälle 139
Automatisierungshierarchien 140
Nutzenaspekte 140
6.2.5 Standards, Frameworks, Plattformen 141
Standards 141
Frameworks 141
Plattformen 142
6.2.6 Entwicklungsperspektive 142
Von der Identifikationstechnik zu autonomen Objekten 142
Auf dem Weg zur Real World Awareness (RWA) 142
Softwareagenten und RFID – Aware Objects 144
Stationäre Softwareagenten 144
Mobile Softwareagenten 145
Drahtlose Sensornetzwerke 145
Die Zukunft im Internet der Dinge 146
Steigende Integrationsdichten 146
Höherer Vernetzungsgrad 147
6.3 Infrastruktur für das Realtime Enterprise 147
6.3.1 IT- Architektur 147
Ebene 0: Auto-ID-Peripherie 148
Ebene 1: Edgeware 149
Ebene 2: Event Middleware 149
Ebene 3: EAI-Middleware 151
Ebene 4: ERP-Systeme 151
6.3.2 IT-Infrastruktur für On-Demand Services 151
7 Auto-ID/RFID-Infrastruktur 156
7.1 RFID Tags 156
7.1.1 RFID Tag und Antenne 156
7.1.2 Herstellung von Tags aus Chip und Antenne 159
7.1.3 Aktive und passive RFID Tags 160
Aktive Tags 161
Passive Tags 161
Semi-aktive Tags 161
7.2 RFID Reader und Antenne 162
7.2.1 Reader-Typen 162
7.2.2 Reader- Antenne 164
7.2.3 Air Interface (Luftschnittstelle) 165
7.2.4 Pulkerfassung 167
7.3 Nahfeld-Technologie (NFC) 168
7.3.1 Kontaktlose Smart Cards 168
7.3.2 Elektronische Reisepässe: ePass 169
7.3.3 Mobiltelefone mit Smart-Card-Eigenschaften 170
7.4 Voraussetzungen zur Implementierung einer RFIDInfrastruktur 171
7.4.1 Stufenmodell 171
7.4.2 Stufe 1: Anforderungsanalyse 172
Prozessanalyse 172
Umfeldanalyse 173
Objektanalyse 173
IT-Infrastrukturanalyse 174
7.4.3 Stufe 2: Laboruntersuchungen 175
Leistungsfähigkeit 176
Widerstandsfähigkeit 180
7.4.4 Stufen 3 und 4: Systemdesign und Pilotrealisierung 181
7.4.5 Zusammenfassung 182
7.5 Globale Ortung mit GPS/GPRS 183
Kontrolle von Sensordaten 184
Funktion beim Seetransport 184
Smarte Container mit RFID und GPS 185
8 Verbraucher- und Datenschutz beim RFID-Einsatz 187
8.1 RFID und Datenschutz 187
8.2 Generelle datenschutzrechtliche Aspekte 188
8.3 Datenschutzrechtliche Aspekte in Szenarium 1 189
8.4 Datenschutzrechtliche Aspekte in Szenarium 2 190
8.5 Datenschutzrechtliche Aspekte in Szenarium 3 193
9 Anwendungen 196
9.1 Logistik-Prozesse bei Hewlett-Packard 197
9.2 Mobile Wartung bei Fraport AG 198
Optimierte papierlose Wartungsabläufe 198
Sechsstelliges Einsparpotenzial realisiert 199
9.3 Lokalisierung von PKWs bei Dat Autohus 200
9.4 Personenortung in Gefahrenzonen 203
9.5 Electronic Ticketing im öffentlichen Personennahverkehr 205
Pilotprojekt in Hanau 206
Klare wirtschaftliche Ziele 207
Neue aktive Smart Cards in Dresden 207
9.6 Anwendungsszenarien für NFC-Mobiltelefone 208
NFC- Anwendungen für Verbraucher 208
NFC- Anwendungen in der Industrie 210
9.7 Überwachung von Komponenten im Rechenzentrum 211
Software allein ist nicht ausreichend 211
RFID schafft die Lösung 212
9.8 Quick Change von Flugzeugsitzen bei Lufthansa 214
9.9 Asset Management von Trolleys bei der finnischen Post 217
9.10 Verfolgung von Behältern und Produkten bei KPN in Holland 219
Tracking der Gemüsekisten bei Schuitema 219
Tracking-Lösung für Mobiltelefone von KPN und TNT 220
Gesammelte Erfahrungen 221
9.11 RFID optimiert die Textil-Logistik bei gardeur 222
Komplementärer Einsatz von Barcode und RFID Tags 223
Fast 100 Prozent RFID-Lesequalität 223
Sonderwünsche der Kunden sind willkommen 223
Auslieferungsquote wird ständig optimiert 224
RFID-Einsatz auf dem Weg zur Wirtschaftlichkeit 224
Interessant für die Metro-Gruppe 225
Erwünschte Gegenleistung: die Abverkaufsstatistik 225
Technische Details 225
9.12 Agententechnologie in der Intralogistik 226
Steuerung von Stetigfördersystemen 226
RFID – Mehr als ein Barcode 226
Dezentralisierung 227
Agenten für Hochregal- und Kleinteileläger 228
Zuordnung eines Agentensystems 229
10 Anhang 231
10.1 Literaturverzeichnis 231
10.2 Informationsquellen im Internet 235
A. Universitäten, Verbände, Gremien, Hersteller-unabhängige Institutionen 235
B. Medien 237
10.3 Glossar 237
Register 243

7 Auto-ID/RFID-Infrastruktur (S. 145-146)

7.1 RFID Tags

7.1.1 RFID Tag und Antenne

RFID Tags, auch RFID-Transponder genannt, bestehen aus einem elektronischen Speicher- Chip und einer Antenne. Sie haben viele unterschiedliche Merkmale, die für den jeweiligen Einsatzzweck von Bedeutung sind. Ein wesentliches Kriterium ist die Frequenz, die sich nach heutigem Stand zwischen 125 kHz (LF: Low Frequency) und 5,8 GHz (SHF: Super High Frequency bzw. Mikrowelle) bewegt und einen wesentlichen Einfluss auf die Bauform der Antenne hat. Die folgende Betrachtung bezieht sich vor allem auf Tags mit Frequenzen von 13,56 MHz (HF: High Frequency, siehe Abbildung 7-1) bzw. auf den Frequenzkanal zwischen 860 und 960 MHz (UHF: Ultra High Frequency, siehe Abbildung 7-3). Der UHF-Kanal wird von EPCglobal bevorzugt, weil er die für logistische Zwecke wichtige größere Lesereichweite hat.

HF Tags werden hauptsächlich für die Identifikation von einzelnen Teilen (Items) verwendet. Für logistische Zwecke dagegen werden hauptsächlich UHF Tags eingesetzt. Beide Tag-Versionen können in großen Mengen als Einwegtransponder hergestellt werden. Diese Tags sind passiv, das heißt, sie können keine eigenständigen Signale aussenden. Aktive Tags, die über eine eigene Stromversorgung verfügen, werden im Abschnitt 7.1.3 beschrieben. Leistungsparameter der RFID Tags sind vor allem:

- Lesereichweite
- Übertragungsgeschwindigkeit (Datenrate)
- Pulk-Lesefähigkeit,
- Beeinflussung durch umgebende Objekte

Die Lesereichweite, die Robustheit gegenüber Umwelteinflüssen und die Pulkfähigkeit der RFID Tags werden von der Frequenz, der Feldenergie der Reader-Antenne (Wattstärke), ihrer Ausrichtung in Bezug auf das Reader-Antennen-Feld sowie von Form und Größe der Tag-Antenne bestimmt. Die Frequenz und das entsprechende Übertragungsprotokoll einschließlich des Antikollisionsalgorithmus entscheiden über die Datenübertragungsrate bzw. Lesegeschwindigkeit im Pulk. Ein Pulk ist immer dann vorhanden, wenn mehrere Objekte mit RFID Tags gleichzeitig ein Antennenfeld passieren. Das elektromagnetische Feld zwischen Reader und Tag-Antenne wird Air Interface oder Luftschnittstelle genannt, die notwendigen Modalitäten des Datenaustausches als Air Interface Protokoll (siehe Abschnitt 7.2). Dies alles ist Gegenstand des Generation-2-Standards von EPCglobal..

Die herstellungstechnische Vorstufe von RFID Tags sind Inlays. Sie bestehen aus einem Chip und einer Antenne, die auf einer Trägerfolie aufgebracht sind. Für den Gebrauch wird diese Folie zum Beispiel in Hartplastik eingekleidet, damit eine Smart Card entsteht. Oder das Inlay wird auf die Rückseite eines Etikettes aufgeklebt, das an einem Produkt, einem Karton oder einer Platte befestigt und auf der Vorderseite mit Klarschrift oder Barcode beschriftet wird.

Inlays für passive RFID Tags mit einer Frequenz von 13,56 MHz (HF) sind in Abbildung 7-1 dargestellt. Bei dieser Frequenz wird das Signal über Magnetfelder übertragen, deswegen haben die Antennen die Form von Spulen (wie ein Transformator). Abbildung 7-2 zeigt ein weiteres Beispiel eines HF Tags. Er hat die Form eines Hosenknopfes mit 2 mm Dicke und 8 mm Durchmesser. Auch in seinem Gehäuse sind Chip und Antenne verborgen. Diese in Kunststoff eingebettete Bauart dient zum Beispiel dazu, technische (metallische) Ersatzteile zu kennzeichnen. Auf der Abbildung ist der Tag neben einem Typenschild angebracht. Der Leseabstand dafür liegt im Bereich von Millimetern, was für diesen Zweck ausreicht.