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RFID
Datenerfassung
Transport + Logistik
Icon Kennzeichnung

RFID (Radio-Frequency Identification) zählt zu den sog. Auto-ID-Verfahren und beschreibt die automatische Erkennung und Identifikation von Daten über elektromagnetische Wellen. Die Technologie dient u.a. zur Optimierung von Produktionsprozessen und zur Nachverfolgung und Identifikation von Produkten. Die Daten werden auf einem Transponder (einem elektronischen Datenträger) gespeichert und mittels der elektromagnetischen Felder auf ein Lesegerät übertragen. RFID-Systeme weisen gegenüber anderen Identifikationssystemen zahlreiche Vorteile auf, weshalb sie in der Waren- und Güterlogistik, bei Kreditkarten oder kontaktlosen Chipkarten als Tickets verwendet werden.

NFC (Near Field Communication) ist eine genormte Weiterentwicklung der RFID-Technologie, die nur für die Nutzung durch Personen vorgesehen ist. Hierbei ist die strikte Trennung in Lesegerät und Transponder aufgehoben, wodurch ein NFC-Gerät beide Funktionen in sich vereint. Zudem ist die Kommunikation zwischen den Geräten bewusst auf eine kurze Distanz (ca. 10 cm) ausgelegt, damit eine sichere und eindeutige Zuordnung zwischen Leser und Transponder bzw. Leser und Leser garantiert ist und die Kommunikation vom Benutzer kontrolliert werden kann. Mithilfe der NFC-Technologie kann das Anwendungsgebiet der RFID-Technologie von der reinen Identifikation bis hin zu einem elektronischen Datenaustausch zwischen zwei Geräten erweitert werden.

Ansprechpartner

Knuth Ensenmeier

Handwerkskammer für Schwaben

Bei einem RFID-System ist der Transponder an dem zu identifizierenden Objekt angebracht. Der Transponder, der eigentliche Datenträger des Systems, besteht üblicherweise aus einem Koppelelement und einem elektronischen Mikrochip. Das Lesegerät verfügt über ein Hochfrequenzmodul zum Senden und Empfangen der elektromagnetischen Wellen, einer Kontrolleinheit und einem Koppelelement (z. B. einer Antenne). Eine zusätzliche Schnittstelle am Lesegerät ermöglicht die Weiterleitung der Daten an ein anderes System (PC, Automat, usw.). In Abbildung 2 ist dieser Aufbau in einem technischen Schaubild verdeutlicht.

Innerhalb des Ansprechbereichs (also bei Eintritt in das elektromagnetische Feld des Lesegerätes) wird der Transponder aktiviert und kann seine Daten an das Lesegerät übertragen. Die dafür nötige Energie wird ebenso wie der Takt von den elektromagnetischen Wellen vom Lesegerät aus kontaktlos zum Transponder übertragen. Der Datenaustausch richtet sich nach einem Frage-Antwort-Prinzip, bei dem das Lesegerät den Nachrichtenaustausch einleitet. Die Daten, die der Transponder sendet, können ihm je nachdem entweder bei der Produktion fest zugeschrieben werden (z.B. wie bei Chips zur Diebstahlsicherung in Bekleidungsgeschäften) oder variabel vom Lesegerät beschrieben werden.

Bei einem NFC-System kann das NFC-Gerät abwechselnd die Funktion von aktivem Lesegerät und passivem Transponder einnehmen. Ein NFC-Gerät (auch NFC-Initiator) kann demnach zum einen Chipkarten mit Energie versorgen und mit ihnen kommunizieren und zum anderen ebenfalls als Chipkarte für andere NFC-Geräte eingesetzt werden. Bestehende Standards wie z. B. Normen geben die Protokolle für den Nachrichtenaustausch zwischen Lesegerät und Transponder vor. Im Gegensatz zu vergleichbaren Technologien wie Bluetooth oder Infrarot muss jede Aktion (also jede Nachricht) die kommuniziert werden soll mit einer Berührung des Objekts ausgelöst werden, um sicher zu stellen, dass der Datenaustausch willentlich geschieht.

Auto-ID-Systeme stellen Informationen zu Personen, Tieren, Gütern und Waren bereit. Altbekannte Systeme, wie Barcode-Etiketten, sind in ihren Möglichkeiten der Informationsbereitstellung und des Identifikationsprinzips beschränkt und werden zunehmend durch kontaktlose RFID- oder NFC-Systeme ersetzt. Die Technologie hat ein Milliarden schweren Markt mit vielen verschiedenen Anwendungsfeldern hervorgebracht. Hierzu zählen z. B.

  • Kontaktloser Zahlungsverkehr (Kreditkarten & andere Chipkarten)
  • Reise- und Skipässe
  • Zeiterfassungsmanagement
  • Industrieautomation
  • Logistik
  • Lager-/ Betriebsmittelverwaltung
  • Zutrittskontrollsysteme
  • Verkehrssysteme
  • Elektronische Wegfahrsperre

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Technologie zur Bezahlung von Handwerksleistungen


Die Daten des Transponders können flexibel geändert werden und durch Materialien hindurch mit einem Lesegerät gelesen werden. So können die Transponder im Inneren von Geräten angebracht werden ohne eine Stromquelle zu benötigen. Mehrere Transponder können gleichzeitig beschrieben oder gelesen werden und weisen dabei eine lange Lebensdauer auf. Die Einbindung der Lesegeräte in bestehende IT-Systeme ist möglich und es gibt hierfür etablierte Beratungs- und Dienstleistungsunternehmen mit entsprechender Software.  Betriebsmittel können gezielt gekennzeichnet, nachverfolgt und verteilt, die Arbeitsstunden und das Verbrauchsmaterial dokumentiert und der Auftragsstatus von Kundenaufträgen nachgeprüft werden. Die Inspektion und Instandhaltung von Geräten im Betrieb kann überwacht werden, indem Maschinendaten und -anleitungen im Gerät auslesbar sind. Viele Gerätehersteller verbauen solche Technologien bereits in ihren Produkten. Die Möglichkeit, das Smartphone als Lesegerät zu verwenden, macht die Technologie noch attraktiver.

Durch die Ausrüstung von Betriebsmitteln mit RFID-Tags, wie beispielsweise Leitern, Schweißgeräten oder Bohrmaschinen, kann die Lager- und Betriebsmittelverwaltung verbessert werden. Auch die Einsatzplanung kann von der zentralen Datenspeicherung profitieren. Durch die eindeutige Zuordnung von Mitarbeitern zu Betriebsmitteln kann der Verlust von Betriebsmitteln deutlich reduziert oder sogar ganz verhindert werden. Des Weiteren nähern sich die Bestände aus dem IT-System den tatsächlichen Systemen an, was sich positiv auf den Aufwand und die Dauer der Inventur auswirkt. In Verbindung mit speziellen Tags und Druckern lässt sich z. B. eine automatische Inventarisierung für das Material in Kundendienstfahrzeugen vornehmen. Auch die Nachbestellung von C-Teilen ist durch eine entsprechende App möglich.

Datenerfassung
Für viele unterschiedliche Handwerksunternehmen ist die NFC bzw. RFID-Technologie vor allem im Bereich der Warenwirtschaft eine hilfreiche Unterstützung. Neben dem Beitrag zur Arbeitssicherheit kann mit dieser Technologie auch die gesamte Geräteverwaltung koordiniert und nachverfolgt werden. Dabei statten beispielsweise Maler, Kfz-Mechaniker oder Dachdecker ihre Geräte oder Firmenwagen mit RFID-Tags aus. Die Chips erhalten sämtliche Informationen zu dem jeweiligen Gerät und können über das Smartphone ausgelesen werden. Sobald sich das Smartphone mit dem Server verbunden hat, werden alle Daten des Verleihvorgangs mit dem Webserver synchronisiert. Dadurch wird das Ausleihverfahren deutlich erleichtert und auch Termine für Reparaturen oder Checks können besser nachverfolgt werden.

Auch für Tischlerei Betriebe ist die RFID-Technologie in vielerlei Hinsicht eine Bereicherung. Zum einen kann durch das Verbauen von RFID-Chips in jede einzelne Platte ein durchgängiger Informationsfluss gewährt werden. Dies hat zum Vorteil, dass sich der Gegenstand zu jedem Zeitpunkt im Entstehungsprozess verfolgen lassen kann. Auch später auftretende Fehler können identifiziert und analysiert werden. Ein weiterer Aspekt, der sich dabei für die Mitarbeiter ergibt ist, dass Kundenwünsche einfacher abrufbar sind und somit für den Arbeiter schneller ersichtlich werden. So kann das ERP-System des Unternehmers mit der RFID-Technologie verbunden werden und dem Mitarbeiter Informationen über die gewünschten Eigenschaften wie Oberfläche, die verbaute Elektronik oder spezielle Hinweise zur Qualitätskontrolle liefern.

Des Weiteren lässt sich mit der Technologie auch die Zeiterfassung vereinfachen. Mit hinterlegten RFID-Tags an Baustellen, Arbeitsplätzen oder Kraftfahrzeugen, können Mitarbeiter Arbeitszeiten, Pausen oder Fahrzeiten direkt projektbezogen erfassen und sparen sich die Zeit für Projektzuordnungen zu einem späteren Zeitpunkt.

Kennzeichnung / Identifikation
Das Werkzeugmanagement erfolgt heutzutage in den meisten Unternehmen noch größtenteils per Hand. Vor allem für Handwerksbetriebe mit vielen und teuren Werkzeugen kann mit Hilfe der RFID-Technologie eine optimale Werkzeugausschöpfung garantiert werden. Durch die ständige Kontrolle, wo sich der Gegenstand gerade befindet und in welchem Zustand dieser ist, kann der Lagerbestand optimal angepasst werden.

Auch Wartungsarbeiten können mit Hilfe von RFID-Transpondern erleichtert werden. Sie bieten eine eindeutige Identifikation von Verschleißteilen, Maschinen oder ähnlichen Objekten. Durch die RFID-Technologie wird eine direkte Datenerhebung am Wartungsobjekt ermöglicht. Mittels dieser Informationen kann dem Kunden ein schnellerer Service bei der Wartung gewährt werden. Diese Einsatzbereiche sind vor allem für Kfz-Mechatroniker oder Elektronikern sehr hilfreich.

Transport / Logistik
Im Bereich der Bauhaupt- und Nebengewerke spielt die Baustellenlogistik eine entscheidende Rolle. Hier ist vor allem die Verbuchung von Schalungsmaterial und Maschinen zwischen Bauhof und den einzelnen Baustellen interessant. Durch RFID-Tags können Maschinen und Werkzeuge den verschiedenen Baustellen zugewiesen werden. Dabei scannt der Bauleiter die Maschine oder die einzelnen Schalungselemente beim Eintreffen an den Baustellen. Verlässt die Maschine das jeweilige Bauvorhaben nach einer gewissen Zeit wieder, wird der Gegenstand zurückgebucht. Somit hat die Materialverwaltung einen guten Überblick auf welcher Baustelle sich welche Werkzeuge befinden.

Die zunehmende Verbreitung von mobilen Endgeräten wie Smartphones und Tablets im Arbeitsalltag ermöglicht das einfache Auslesen von Strich- und Matrixcodes. Auch das Auslesen von RFID-Tags durch die NFC-Technologie wird in den nächsten Jahren eine neue Funktion von vielen Smartphones und Tablets sein. Des Weiteren wird in den nächsten Jahren die Anzahl von RFID-Tags in Elektrokleingeräten stark ansteigen. Diese Tags haben den Vorteil, dass sie Informationen wie Seriennummern oder Produktangaben deutlich länger speichern können. RFID-Tags sind im Gegensatz zu Barcodes robuster und haben somit eine längere Lebensdauer. Zudem lassen sich weitere Daten, wie beispielsweise die Betriebsanleitung oder Schulungsvideos, auf den Tags speichern und erleichtern somit das Einlernen der Handwerker. Parallel dazu entwickeln sich die Funktionsumfänge von IT-Systemen für Handwerker weiter und vereinfachen die Anbindung und Datenübertragung zwischen mobilen Endgeräten und den zentralen IT-Systemen. Deswegen ist davon auszugehen, dass Auto-ID-Verfahren zukünftig auch im Handwerk eine wichtige Rolle spielen werden.

[Finkenzeller, 2015]: Finkenzeller, K et al.: RFID-Handbuch, Grundlagen und praktische Anwendungen von Transpondern, kontaktlosen Chipkarten und NFC. HANSER Verlag. München. 2015

[Kern, 2007]: Kern, C.: Anwendung von RFID-Systemen. Springer Verlag, Berlin Heidelberg. 2007. Kapitel 11 „NFC“. S.209-211

[Langer, Roland, 2010]: Langer, J., Roland, M.: Anwendungen und Technik von Near Field Communication (NFC). Springer Verlag Berlin Heidelberg. 2010

[DHZ,09:] Deutsche Handwerszeitung: RFID: Neue Technik, neue Möglichkeiten. Dresden. 09.10.2009. Link: https://www.deutsche-handwerks-zeitung.de/rfid-neue-technik-neue-moeglichkeiten/150/3038/68698, abgerufen am 11.12.2018

[FHD]: Forum-Handwer-digital: Nie mehr verschwundenes Werkzeug dank RFID, Link: https://www.forum-handwerk-digital.de/2018/03/nie-mehr-verschwundenes-werkzeug-dank-rfid/ abgerufen am 11.12.2018

https://www.boschrexroth.com/de/de/trends-und-themen/industrie-4-0/best-practice/multi-product-line-demonstrator/rfid-in-der-fertigung/rfid-production-1

https://www.bluhmsysteme.com/blog/rfid-mit-dem-smartphone/

https://www.mobile2b.de/loesungen/handwerker-dienstleister/

http://www.time-after-time.de/miniscanner/miniscanner.htm

http://www.time-after-time.de/handy_zeiterfassung.htm

https://www.rfid-basis.de/rfid-technik.html

https://www.fakir.it/unterschied-rfid-und-nfc-eine-kurze-erklaerung/

https://www.it-production.com/allgemein/mobile-prueflogistikueber-6-000-rfid-tags-an-bohrmaschinen-und-leitern/

http://www.time-after-time.de/handy_zeiterfassung.htm

https://www.forum-handwerk-digital.de/2018/03/nie-mehr-verschwundenes-werkzeug-dank-rfid/

https://factorynet.at/a/wie-einer-kaerntner-tischlerei-die-digitalisierung-gelingt

https://www.mein-maler.de/winworker-maler-anwender-erfahrung/

https://www.rfidinnovations.eu/rfid-anwendungen/wartung

https://www.rfid-basis.de/content/img/grundaufbau.gif