Weßling, 26.02.2009 - Immer mehr Unternehmen erkennen die Vorteile und Chancen von automatischer Identifikation und möchten ihre speziellen Bedürfnisse durch individuelle RFID-Lösungen umsetzen. Besonderen Mehrwert bieten oft komplexere Anwendungen, die durch eine einfache Barcode-Kennzeichnung nicht gelöst werden können.
Viele Firmen weltweit haben bereits RFID Technologien und -verfahren umgesetzt. Die meisten Investitionen sind dabei in die firmeninterne Objektverfolgung geflossen, bei denen die Objekte den Einflussbereich der Firma nicht verlassen und die Transponder ebenfalls im Kreislauf verbleiben.
Mit der kostengünstigen Massenproduktion von passiven Smart-Labels wurden auch offene Kreisläufe interessant und es wurde begonnen internationale Standards zu entwickeln. Besondere öffentliche Aufmerksamkeit haben Lieferketten bis hin zum Endkunden erfahren. Durch Ankündigungen immer niedrigerer Chip- bzw. Label-Preise wurde ein regelrechter Hype ausgelöst, bei dem der Fokus der zukünftigen RFID-Anwendungen überwiegend auf die Ablösung des Barcodes durch den massenhaften RFID-Einsatz gelegt wurde. Die Frage nach der Wirtschaftlichkeit wurde dabei oft mit der Forderung nach noch billigeren Transpondern erwidert.
Dagegen wird mit komplexeren RFID-Anwendungen – auch bei deutlich höheren Kosten pro Transponder – meist ein besserer ROI (return-of-investment) erreicht oder gar ein Problem gelöst, das mit anderen Technologien nicht oder nur sehr schlecht lösbar ist.
Mit einer breiteren Sichtweise kann RFID Technologie in vielen industriellen Bereichen nützlich sein: Von der Fertigungsautomation, der Logistiksteuerung und Lagerorganisation bis hin zu Qualitätsmanagement und Sicherheitsanwendungen.
Einsatz von passiver Transponder-Technologie 
Bei den heute für Kennzeichnungsaufgaben üblicherweise eingesetzten passiven Transpondern handelt es sich um Systeme, die keine eigene Energieversorgung haben, sondern vom elektromagnetischen Feld des Lesegeräts gespeist werden. Sie verfügen über einen einfachen Halbleiterspeicher, der von einem schlichten Seriennummernspeicher (read-only) bis zu mehreren hundert Kilobit Schreib-Lesespeicher reichen kann.
Im Bereich der Sicherheitsanwendungen stehen auch Mikroprozessoren mit eigenem Betriebssystem (smart card OS) für komplexe Algorithmen zur Verschlüsselung und Authentifizierung zur Verfügung.
Für die Industrieautomation stehen robuste Industrietransponder zur Verfügung, die auch ohne Batterie über mehrere Meter Reichweite verfügen und für den wartungsfreien Dauereinsatz geeignet sind. So können in der Automobilproduktion mit einem an der Roh-Karosse montierten Transponder Montageroboter und der Materialzufluss gesteuert werden (Abb. 1).
Speziell für die industrielle Prüftechnik entwickelt wurde ein wartungsfreier passiver Transponder, der in der Lage ist, einen Schaltzustand auszuwerten und kontaktlos an ein Lesegerät zu übermitteln. Damit kann die korrekte Fertigung auch auf mobilen Montageeinheiten flexibel überprüft werden (Abb. 2).
Speziell für die Pulkerfassung optimiert sind Systeme des HF-Standards ISO 18000-3 Mode 2. Aufgrund eines Phasenmodulationsverfahrens (PJM) sind diese Systeme weniger anfällig auf Umgebungseinflüsse und erlauben darüber hinaus eine schnelle Kommunikation mit bis zu 424 kbit/s. Den Nachteilen der geringeren Lesereichweite (<80cm) und des höheren Preises dieser Technologie stehen die hohe Erkennungsrate (theoretisch 1200 Tags/s) und die robusten Leseergebnisse gegenüber (Abb. 3).
Einsatz von aktiver Transponder-Technologie
Aktive RFID Systeme unterscheiden sich von passiven Tags durch ihre autarke Energieversorgung. Diese erlaubt nicht nur eine höhere und zuverlässigere Lesereichweite (typischerweise zwischen 10m und mehreren 100m), sondern auch weitere Funktionen wie Sensorik für verschiedene Messwerte, Signalverarbeitung, Auslesen von Schaltzuständen und die (zeitabhängige) Dokumentation von Zuständen auch außerhalb des Lesefelds. Die Tags arbeiten heutzutage meist bei Frequenzen im Mikrowellenbereich (2,4 GHz, 5,8 GHz oder Ultra-wide-band), teilweise werden jedoch auch Frequenzen im UHF- und VHF-Bereich genutzt. Von hochwertigen aktiven Transponder-Systemen ist der Übergang zu Funkgeräten, Telemetriesystemen und Mobilfunkgeräten (GPRS, UMTS) praktisch fließend.
In diesem Zusammenhang ist es einleuchtend, dass aktive Systeme aufgrund der hohen Kosten und der notwendigen Wartung wegen der beschränkten Batterielebensdauer für einfache Kennzeichnungsaufgaben oder Anwendungen im langjährigen Dauereinsatz keine angemessene Lösung darstellen. Bei komplexeren Anwendungen, seien es geforderte Reichweiten ab 10m oder Sensorikanwendungen mit Verlaufskontrollen (beispielsweise die Messung von Temperaturverläufen) führt jedoch heutzutage kein Weg an den aktiven Systemen vorbei.
Ein aktuelles Praxisbeispiel für Personen Echtzeit-Ortung zeigt, welche Anwendungen durch den Einsatz von aktiver RFID-Technologie möglich sind. Im Zentrallager eines weltweit führenden Kerntechnikunternehmen sollte ein Personensicherheitssystem realisiert und eingeführt werden. In dem Archiv des Zentrallagers werden Dokumente bis zu 90 Jahre gelagert. Im Falle eines Feueralarms würde, um Verlust durch Feuer oder Löschwasser zu vermeiden, eine Flutung durch Stickstoff erfolgen. Um Personen in einem solchen Gefahrenfall zuverlässig und schnell retten zu können, wurde ein Personenortungssystem installiert, das den Rettungskräften im Alarmfall eine schnelle und gezielte Rettung von Personen ermöglicht.
Das Lösungskonzept wurde auf Basis von aktiv sendenden Tags und vernetzten Sensoren entwickelt, das eine permanent aktualisierte Ortung der Personen im Archiv sicherstellt. Sämtliche Besucher und Mitarbeiter werden beim Betreten des Archivs registriert und erhalten einen Tag. Durch die integrierte 3D-Visualisierung ist jederzeit ersichtlich in welchem genauen Teilbereich sich Personen aufhalten. Im Falle eines Rettungseinsatzes können die Personen somit schnellstmöglich lokalisiert und gerettet werden.
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