Was ist RFID?

Die Radiofrequenz-Identifikation (RFID), d. h. die RFID-Technologie, ist eine Technik, durch die es möglich ist, Dinge mit Radiowellen eindeutig zu erkennen bei gleichzeitiger Erfassung von hunderten Gegenständen. Sie kann im Alltag häufiger als man sich vorstellen kann, eingesetzt werden. Aufgrund der zahlreichen Vorteile, die im Folgenden erläutert werden, findet sie zunehmend Anwendung.

Im Gegensatz zu anderen Systemen wie Strichcodes oder QR-Codes, bei denen Bilder zur Identifizierung dienen, werden bei der RFID-Technik Funkwellen zur Erfassung der Informationen von RFID-Etiketten verwendet. Eine direkte Sichtverbindung ist dabei nicht erforderlich. Es kommt lediglich darauf an, dass sich das RFID-Etikett im Lesebereich des RFID-Lesegeräts oder de RFID-Antenne befindet.

Einige der häufigsten Anwendungen finden sich im Einzelhandel. Dort lassen sich sekundenschnell Inventuren durchführen, in der Industrie, in der Arbeitsabläufe in Echtzeit überwacht werden können und in der Logistik. Dort kann mit Hilfe von RFID überprüft werden, ob die gelieferten Artikel auch wirklich fehlerfrei sind.

Für RFID-Lösungen sind drei Elemente unverzichtbar: eine RFID-Antenne, ein RFID-Lesegerät und eine RFID-Etikette. Je nach Verwendungszweck und Bedarf ist die eine oder andere Art von Hardware erforderlich sein.

Die Funktionsweise von RFID

Das RFID-Lesegerät ist sozusagen das Gehirn des gesamten Systems. Es sendet ein Signal an die Antenne, damit sie Radiofrequenzwellen aussendet. Sobald eine dieser Wellen auf ein RFID-Etikett trifft, wird das Etikett aktiviert und sendet die in ihm enthaltenen Daten zurück zur Antenne. Diese Daten erreichen dann das Lesegerät und werden dort in Informationen umgewandelt.

Nach Abschluss dieses Vorgangs können die Informationen in eine beliebige Datenbank, ein ERP- oder ein anderes System für ihre Verarbeitung und Speicherung übertragen werden.

Im folgenden Video ist zu sehen, wie die RFID-Technologie dazu genutzt wird, die Rückverfolgbarkeit von Waren zu gewährleisten.

Das Video zeigt, dass die Technik nicht nur ein Identifizierungssystem ist, sondern auch zur Datenspeicherung und Übertragung zwischen verschiedenen Geräten in der Lage ist.

Im Rahmen der RFID-Technologie und je nach genutzter Anwendung, gibt es verschiedene Frequenzen, die im Einzelnen unter verschiedene RFID-Systeme erklärt werden.

Die Vorteile von RFID

Mit Hilfe der RFID-Geräte besteht die Möglichkeit, einzelne Gegenstände oder Warenpakete zu erkennen und nachzuverfolgen, ohne dass eine direkte Sicht auf diese gegeben sein muss. Bei der Warenkontrolle eines Unternehmens ist dies von hohem Wert. Nutzt eine Firma beispielsweise Plastikbehälter zur Logistikverwaltung für seine Kunden kann er die Technologie einsetzen, um die Behälter von anderen zu unterscheiden und sie jederzeit unter Kontrolle zu haben. Das Unternehmen weiß nun genau, wann sie einzelne Einrichtungen verlassen oder dort eingehen. Die Technik bietet sowohl bei Logistik als auch bei Produktionsverfahren Garantie und Sicherheit.

Alle mit RFID enthaltenen Informationen können in einer Cloud verwaltet werden. Durch die sofortige Standortangabe eines Artikels und die ablaufenden Vorgänge in Echtzeit, ergibt sich eine höhere Produktivität; wenig sinnvolle Arbeiten können vermieden werden.

Einige der Vorteile der RFID-Technologie lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Für die RFID-Technologie ist keine direkte Ansicht erforderlich.
RFID-Etiketten lassen sich auf Wunsch uneingeschränkt oft lesen und erneut drucken.
RFID-Etiketten können für den einmaligen Gebrauch oder sehr widerstandsfähig für ihre Wiederverwertung hergestellt werden.
Die Daten auf den RFID-Etiketten lassen sich für eine erhöhte Sicherheit kodieren und blockieren.
Auf RFID-Etiketten lassen sich mehr Informationen als auf herkömmlichen Etiketten unterbringen.
Die RFID-Lesegeräte können hunderte Etiketten gleichzeitig lesen.
RFID-Etiketten lassen sich mit jeder gewünschten Information drucken.
RFID-Systeme lassen sich zur Verwaltung aller Informationen mit ERP oder anderen internen Systemen eingliedern.

Woraus besteht ein RFID-System?

Da nun die Bedeutung von RFID geklärt ist, wenden wir uns nun den einzelnen Hardware-Bauteilen zu, die für einen reibungslosen Betrieb des RFID-Systems sorgen. Das System setzt sich aus verschiedenen RIFD-Geräten zusammen. Wenn diese ordnungsgemäß eingerichtet wurden, erreichen sie eine Leserate von 100%. Im Anschluss werden die einzelnen Geräte und Bauteile eines RFID-Systems vorgestellt.

Die RFID-Lesegeräte

Die Lesegeräte versorgen die Etiketten und Tags über Antennen. Während dieses Vorgangs, nehmen sie die Daten auf, entschlüsseln sie und übermitteln sie an die entsprechende Software für ihre Auswertung. Zur Abdeckung der einzelnen Segmente sind verschiedene RFID-Lesegeräte erforderlich. Sie werden drei großen Gruppen zugeordnet:

Feste RFID-Lesegeräte: Feste RFID-Lesegeräte sind die stärksten und erbringen die besten Leistungen für ein professionelles RFID-System.
Tragbare RFID-Lesegeräte: Bei diesem Lesegerät besteht die Möglichkeit, die RFID-Antenne in das Gerät selbst einzubauen oder sie über Bluetooth oder andere Verbindungssysteme anzuschließen.
USB-RIFID-Lesegeräte: Die Hardware eignet sich für einfache Anwendungen, bei denen keine hohe technologische Leistung der Lesungen erforderlich ist. Ihre vorrangige Anwendung ist der Nahbereich.

Die RFID-Antennen

Sie werden zum Lesen von RFID-Etiketten u. a. in Lagern, Produktionsanlagen, Geschäften, Arztpraxen und bei Sportveranstaltungen eingesetzt. Eine Antenne erzeugt in ihrer Umgebung ein dreidimensionales Wirkungsfeld, das als Muster, Strahlungsfeld oder Glühbirne bezeichnet wird. Die einzelnen RFID-Antennentypen sind folgende:

Die Universal-RFID-Antenne: Es handelt sich um Standardantennen, die in fast jeder Umgebung eine gute Leistung erzielen.
Die RFID-Antenne mit großer Reichweite: Diese Antennen ermöglichen den RFID-Einsatz bis zu einer maximalen Entfernung von 18 m, wobei Leistung und Empfindlichkeit regulierbar sind.
Die RFID-Antenne mit geringer Reichweite: Es handelt sich hier um Nahbereichsantennen, die aufgrund ihrer Geschwindigkeit normalerweise in Einzelhandelsgeschäften eingesetzt werden.
Die robusten RFID-Antennen: Diese Antennen sind für anspruchsvolle und gewerbliche Umgebungen mit Staub und Feuchtigkeit vorgesehen und sind deshalb immer mit einem IP-Schutz versehen.
Die RFID-Bodenantennen: Diese Antennen sind so entwickelt, dass sie auf dem Boden angebracht werden. So lesen sie alles, was über ihnen abläuft. Häufig werden sie bei Volksläufen, Kongressen u. Ä eingesetzt.

Die RFID-Etiketten

Die übliche Weise, einen Chip in einen Artikel einzusetzen, sind RFID-Etiketten. Es ist das häufigste Element der RFID-Technik. Dipole ist ein Hersteller von RFID-Etiketten. Durch wird es ermöglicht, Etiketten nach Kundenbedarf zu entwickeln, indem die eine oder andere Art von internem IC eingesetzt, die Größe angepasst und der Klebstoff je nach Anwendung des Etiketts verändert werden kann.

Dipole bietet u. a. folgende Etiketten an:

Standard RFID-Etiketten
Robuste RFID-Etiketten
RFID-Etiketten für die Zeitmessung
RFID-Etiketten für Metalle
RFID-Etiketten für den Einzelhandel
RFID-Etiketten für Fahrzeuge
RFID-Etiketten für Waschanlagen
RFID-Etiketten für Labore
NFC-Etiketten

Die RFID-Software

Es handelt sich um eine Softwareplattform, die zur dynamischen und intelligenten Datenerfassung in jeder Unternehmensstruktur und jedem Sektor vorgesehen und entwickelt wurde. Bewegungen von Waren, Containern, Personen und Mehrweggütern werden in Echtzeit und ohne menschliches Eingreifen kontrolliert. Dipole hat die Verwaltungssoftware RFID mit der Bezeichnung Lama zur Verwaltung aller Vorgänge im RIFID-System entwickelt.

Koaxialkabel

Für den Anschluss von Lesegeräten und Antennen werden Koaxialkabel mit unterschiedlicher Länge, Temperaturbeständigkeit oder sehr geringen Verlusten benötigt. Die einzelnen Koaxialkabeltypen werden für verschiedene Anwendungen genutzt und weisen besondere Eigenschaften, etwa Arbeitsfrequenz, Impedanz, Einfügungsverlust usw. auf. Koaxialkabel werden auch nach ihrem Außendurchmesser und ihrer Länge eingestuft, um so eine bessere Auswahl für die gewünschte Anwendung zu gewährleisten.

Für weitere Informationen können Sie die Beiträge in diesem Blog lesen: Die verschiedenen Arten von RFID-Systemen und Wie ein RFID-System funktioniert

Was versteht man unter einer RFID-Etikette?

Beim RFID-Etiketten-Transponder handelt es sich um ein RFID-Gerät, das Signale empfängt und automatisch Antworten sendet, sobald es Funkwellen von Antennen empfängt. Die kleinsten Etiketten sind nur wenige Millimeter groß, besitzen jedoch alle einen Mikrochip und eine Antenne. Der Mikrochip in einem herkömmlichen Transponder kann je nach internem Speicher des Transponders zahlreiche Informationen speichern.

Der RFID-Chip mit der aufgedruckten, aufgeklebten oder eingeprägten Antenne wird als Inlay bezeichnet und ist meist in selbstklebende und intelligente Etiketten, die so genannten RFID-Etiketten, eingefügt.

Es gibt zwei Arten von RFID-Etiketten:

Passive Etiketten: Sie besitzen keine eigene Stromversorgung und sind nicht in der Lage, von sich aus Signale zu senden. Es ist meist ein integrierter Kondensator erforderlich, um bei der Verknüpfung mit einem - oft induktiven Lesegerät die notwendige Energie zu liefern. Die Reichweite für das Senden von Daten beträgt nur wenige Meter.
Aktive Etiketten: Sie sind mit einer zusätzlichen Batterie ausgestattet, wodurch sie leicht größer sind. Die Reichweite dieses Transpondertyps beträgt mehrere hundert Meter. Die Verbindung kann entweder induktiv oder elektromagnetisch sein.

Die unterschiedlichen RFID-Frequenzen

Nachdem nun geklärt ist, was RFID bedeutet und dass diese Technologie auf der Nutzung von Radiowellen zur Erkennung von Artikeln basiert, gibt es mehrere Systeme, die mit RFID-Technologien arbeiten und die sich durch die genutzte Frequenz und die jeweiligen Anwendungsmöglichkeiten unterscheiden. Betrachten wir nun im Einzelnen, welche das sind:

Ultra-Hochfrequenz (UHF): Die UHF-RFID-Technologie nutzt den Frequenzbereich von 860 MHz bis 960 MHz. Ihre Lesungen können über einer Entfernung von 12 m liegen. Aufgrund der hohen Reichweite werden sie häufig zur Überwachung des Warenein- und -ausgangs, zur Bestandsverwaltung oder zur Steuerung von Fertigungsstraßen eingesetzt.
Hochfrequenz (HF): Die Frequenz beträgt 13,56 Mhz, dadurch wird eine Lesung von 10 cm bis 1 m ermöglicht. Die größte Anwendung für dieses System ist die Produktüberprüfung und das Nachverfolgen von Bewegungen in Gebäuden.
Niederfrequenz (LF): Hier besteht ein kurzer Frequenzbereich von 125 kHz bis 134 kHz und ein kurzer Lesebereich von etwa 10 cm. Der Einsatzbereich ist hauptsächlich die Lebensmittelindustrie.
Nahbereichskommunikation (NFC). Dieses System verfügt zwar über ein 13,56-MHz-Spektrum (wie das HF-System), hat aber eine geringere Leistung von 15 mA, so dass die Lesereichweite unter 10 bis 20 cm liegt. Das NFC-System wird für Zahlungen mit dem Smartphone und die Produktauthentifizierung eingesetzt. Wenn Sie mehr über NFC-Technologie und ihre Nutzung erfahren möchten, lesen Sie unseren Artikel Was man unter NFC-Technologie versteht und wie sie genutzt wird.

Lösungen für ein RFID-System

Die RFID-Technologie ist vielseitig und kann für verschiedene Lösungen eingesetzt werden:

Der Warenversand

Die Genauigkeit der RFID-Technologie garantiert einen reibungslosen Versandvorgang, menschliche Fehler werden vermieden, Kosten gesenkt und Ressourcen optimiert. Die Lösung von Dipole garantiert einen Warenversand mit RFID-Technik und verhindert Zustellungsfehler bei den Kunden.

Die Optimierung von Arbeitsabläufen

Das RFID-System ermöglicht eine durchgehende Erfassung während des ganzen Arbeitsprozesses. Wertvolle Daten wie Materialstandort, Verlauf der Rückverfolgbarkeit und Zustand der Werkstücke werden gewonnen. Dadurch lassen sich mögliche Fehler in den Abläufen erkennen und beheben und die Effizienz wird gesteigert.

Die Bestandsverwaltung

Eine der bekanntesten Anwendungen der RFID-Technologie ist die Bestandsverwaltung sowohl in großen als auch in kleinen Warenlagern. Die zur Verfügung stehenden unterschiedlichen Möglichkeiten für RFID-Etiketten und RFID-Hardware ermöglichen das Auslesen von Daten bei verschiedenen Warenarten und Umgebungen, unabhängig davon wie komplex sie sind, etwa in der Metallbranche oder weniger komplex wie das Inventar eines Schuhgeschäfts.

Die Nachverfolgung von Gütern

Beim Asset Tracking, dem Nachverfolgen von Gütern, werden Inhalte mit ihren Einzelheiten und Merkmalen Behältern für jedes Gut zugeordnet. Dadurch wird eine umfassende Kontrolle der Warenbewegung und Rückverfolgbarkeit erreicht. Ferner muss der Artikel nicht sichtbar sein, um erkannt zu werden. Auch können mehrere RFID-Etiketten gleichzeitig gefunden werden.

Der Wareneingang

Der Wareneingang ist ein zentraler Aspekt innerhalb des Logistikprozesses. Durch eine Automatisierung des Wareneingangs erzielt das Unternehmen einen großen Fortschritt. Mit Hilfe der Hardware lassen sich Informationen auf den RFID-Etiketten aller Waren erkennen. Anschließend werden alle, in Echtzeit erstellten Informationen von der RFID-Software verwaltet. Anhand dieses Vorgangs wird das Eingreifen durch Mitarbeiter auf ein Mindestmaß reduziert; die Arbeitsbelastung der Angestellten wird somit verringert.

Die Lieferkette

Durch die RFID-Technologie wird die Lieferkette gestrafft und kann schneller und mit weniger Aufwand für die Beschäftigten bewältigt werden. Das von uns vorgeschlagene RFID-System ermöglicht es, alle Informationen über die Waren in Echtzeit und mit einem genauen Standort zu erhalten.

Die Authentifizierung der Waren

Die RFID-Technologie dient der genauen Erfassung von Waren und beschleunigt somit die Produktions- und Logistikprozesse von Unternehmen.

Die NFC-Lösungen

Durch diese Technologie werden einzelne Artikel für eine Interaktion mit dem Endverbraucher und für die Überprüfung der Warenechtheit in Industrieunternehmen mit dem Netz verbunden. Das Internet der Dinge (IoT) wird verwirklicht.

Der Einsatz der RFID-Technologie in der Industrie

Die Lebensmittelindustrie

Der Begriff Lebensmittelbranche bezieht sich auf Industriezweige, in denen Lebensmittel hergestellt, verpackt und gelagert werden. In verschiedenen Arbeitsprozessen werden Lebensmittel zubereitet, verpackt und gelagert. Die Branche ist durch gesetzliche Auflagen zur Kennzeichnung mit verschiedenen Angaben verpflichtet:

Das Mindesthaltbarkeitsdatum
Verpackungs- und Fertigungschargen
Verschiedene Gewichtsangaben, Brutto- und Nettogewichte
Die Aufzeichnung von Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit usw.
Kennzeichnung beim Empfang, Kennziffern, Daten und Chargen von Dienstleistern
Datenerfassung während der Verarbeitung
Etikettierung nach Rückverfolgbarkeitsvorgaben
Vollständige Transparenz der Produktion
Die Vermeidung von veralteten und abgelaufenen Waren
Sicherstellung der Lieferungen an die Kunden
Die Einbeziehung von Bewegungs- und Echtzeitdaten (IT, ERP, MES, WMS usw.)

Die Industrie

Dipole ist ein Pionier bei der Nutzung der RFID-Technologie für industrielle Anwendungen und die Optimierung von Produktionsprozessen. Produktivitätssteigerungen, eine Verringerung der Arbeitsleistung in Abläufen, die keinen Mehrwert für die Ware bedeuten sowie eine deutliche Verbesserung von Zeitplanung und Prognosen stellen einen grundlegenden Faktor dar, um heute wettbewerbsfähig zu bleiben.

Die Erfassung von Daten in Bereichen, in denen es mit herkömmlichen Mitteln nicht möglich ist und die zeitliche Nachverfolgung mit Rückverfolgbarkeits- und Zusatzfunktionen bedeuten einen der wichtigsten Beiträge der RFID-Technologie zu den Industrieverfahren.

Lieferketten

In einer Lieferkette wird eine umfangreiche Warenmenge in verschiedenen Abschnitten des Geschäftsprozesses verwaltet. Mit Hilfe der RFID-Technologie lassen sich Kennzeichnung und Datenerfassung optimieren. Arbeitszeiten werden dadurch verkürzt und Betriebskosten gesenkt. Branchen, die sich auf die Lieferkette (Logistik, Vertrieb oder Lagerhaltung) spezialisiert haben, können mit der RFID-Technologie einen großen Wettbewerbsvorteil erzielen. Sie sind in der Lage, die Verwaltungszeiten zu verkürzen und mit den gewonnenen Informationen die Verfahrensabläufe zu verbessern.

Das Gesundheitswesen

Die Einsatzmöglichkeiten der RFID-Technologie im Gesundheitswesen nehmen stetig zu. Die gebotenen Vorzüge sind folgende:

Das Verhindern von Fälschungen
Persönliche medizinische Kennzeichnung
Überwachung der Medikation von Patienten
Die Beseitigung von Chargen, sollten dabei Probleme auftreten
Unmittelbare Rückverfolgung von Waren

Der Einzelhandel

Die von Dipole für den Einzelhandel vorgeschlagene RFID-Lösung dient zur Vereinfachung von Arbeitsabläufen und damit zur Verbesserung in den folgenden Bereichen:

Zeitaufwand für die Inventur
Die Warenbewegung zwischen den Lagern
Lösungen für das Inkasso
Die Vorbeugung unbekannter Verluste

Freizeit

Die Freizeitbranche erlebt einen Automatisierungsboom, durch den das Nutzererlebnis verbessert und der gesamte Ablauf vereinfacht wird. Eintrittskarten und Ausweispapiere werden überflüssig. Dadurch wird nicht nur die Informationsübermittlung vereinfacht, sondern auch Papierverbrauch vermieden. Das RFID-System erfasst Veranstaltungsdaten in Echtzeit, unabhängig davon, ob es sich um Sportveranstaltungen oder um die Zugangskontrolle bei Kongressen handelt.