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Nutzenpotentiale der RFID-Technologie im Zusammenhang mit Transportbehältern

Nutzenpotentiale der RFID-Technologie im Zusammenhang mit Transportbehältern
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Clemens Weixelbaumer
  • Abgabedatum: Juni 2004
  • Umfang: 130 Seiten
  • Dateigröße: 4,6 MB
  • Note: 1,0
  • Institution / Hochschule: FH Oberösterreich, Studienort Steyr Österreich
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-8080-6
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-8080-6 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-8080-6 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Weixelbaumer, Clemens Juni 2004: Nutzenpotentiale der RFID-Technologie im Zusammenhang mit Transportbehältern, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Logistik, Behältermanagement, Identifikationsverfahren, Ubiquitous Computing, Auto-ID-Verfahren

Diplomarbeit von Clemens Weixelbaumer

Zusammenfassung:

Um den zunehmenden Kostendruck standhalten zu können, werden die Unternehmen in Zukunft ihre Ausgaben sehr penibel unter die Lupe nehmen müssen. Obwohl hohe Einsparungspotentiale erwartet werden können, blieb das Management von Transportbehältern bei den Kostensenkungsbemühungen in der Vergangenheit weitgehend unberücksichtigt. Diese kapitalintensiven, meist in den C-Teilen eingereihten Ladungsträger werden heutzutage zum Großteil mit der zu den automatischen Identifikationsverfahren (Auto-ID-Verfahren) zählenden Barcodetech-nologie gekennzeichnet. Diese Kennzeichnung ermöglicht die Verfolgung des Behälters bzw. der Ware über weite Strecken der Supply Chain, sowie eine verbesserte Steuerung der logistischen Prozesse. Auch wenn diese relativ günstige, über viele Branchen hinweg standardisierte und maschinenlesbare Identifikationstechnologie viele Verbesserungen in der Supply Chain mit sich brachte, so wird das Behältermanagement doch nur suboptimal unterstützt. Diese Instrumente der Prozesssteuerung gehen nämlich oftmals mit einem zusätzlichen Handlingsaufwand, der gleichzeitig auch ein Mehr an Kosten und Zeit bedeutet, einher. So müssen zum Beispiel beim Wareneingang zu Transportunits (z.B. Palette) zusammengefasste Behälter vereinzelt werden um die Etiketten einlesen zu können. Darüber hinaus kann das Ziel von transparenten Prozessen in der Supply Chain nur bedingt erfüllt werden, da nur in einigen wenigen Fällen eine unternehmens-übergreifende Plattform zur Statusverfolgung realisiert ist. Dies führt dazu, dass zusätzliche nicht-wertschöpfende Prozessschritte notwendig sind (z.B. Mehrfachetikettierung eines Behälters). In den vergangenen Jahren wurden jedoch große Fortschritte in der Weiterentwicklung eines anderen Identifikationsverfahrens erzielt – der Radio Frequency Identification (RFID). Diese Technologie erwies sich in einem Vergleich bezüglich technologischer Eignung für das Management von Transportbehältern als am besten geeignet. Die RFID-Technologie, bestehend aus einem Schreib-/Lesegerät und einem an dem zu identifizierenden Objekt anzubringen dem Datenspeicher (dem sogenannten Transponder), eröffnet weitreichende neue Nutzenpotentiale. Vor allem der logistische Prozess des Behälterkreislaufes wird durch die auf elektromagnetische Wellen basierende Identifikationstechnologie unterstützt. Die verbesserte Transparenz von Prozessen, die Minimierung von Fehlerquellen, die Zeitersparnis, die Erhöhung des Automatisierungs-grades und die Ausfallsicherheit durch die dezentrale Datenhaltung am Transponder sind hier beidie wesentlichen Verbesserungen. Allerdings werden nicht nur im Logistikprozess Nutzenpotentiale eröffnet, sondern auch in allen anderen Komponenten des Behältermanagements. Ob bei Lager- und Transportsystemen, bei Behältersystemen, bei der Finanzierung und Abrechnung, beim Bezug von Logistikdienstleistungen,bei der Kennzeichnung und Identifikation von Behältnissen, bei der IT-Applikation und –Integration oder auch bei der Verwaltung des Behälterinhalts, überall hat der Einsatz von RFID Vorteile. “RFID ist kein Allheilmittel, allerdings kann es richtig angewendet große Nutzenpotentiale für ein Unternehmen eröffnen.“ Mit dem Einsatz der RFID-Technologie sind auch einige Schwierigkeiten verbunden. So neigen zum Beispiel Unternehmen dazu die Komplexität und Schwierigkeit der Anforderungen die mit einer Implementierung dieser innovativen Technologie einhergehen zu unterschätzen. Daher sollte für die Implementierung eines RFID-Systems immer das Know-how eines Spezialisten, wie zum Beispiel eines Systemintegrators, zugezogen werden.

Die enormen Nutzenpotentiale der Technologie können aufgrund der noch relativ hohen Transponderkosten bisher nur in einigen wenigen Anwendungsgebieten mit einem positiven ROI realisiert werden – das Behältermanagement ist eines davon. Von vielen Experten wird der Einsatz von RFID in Zusammenhang mit Transportbehältern sogar als idealer Einstieg in die RFID-Technologie angesehen. Bestätigt wird diese Auffassung durch die Aufforderungen von Konzernen wie Wal-Mart, Tesco, Metro usw. an ihre Lieferanten Transportbehälter mit RFID auszustatten. In den kommenden 3 bis 5 Jahren wird sich das RFID-basierte Behältermanagement etablieren und einen positiven Einfluss auf die Realisierung weiterer Anwendungsgebiete, wie die Kennzeichnung von einzelnen Produkten, mit sich bringen Inhaltsverzeichnis:

1. EINFÜHRUNG 1
1.1 HINTERGRUND 1
1.2 ZIELSETZUNGEN UND EINSCHRÄNKUNGEN 5
1.3 BEGRIFFSERKLÄRUNG 7
2. DAS BEHÄLTERMANAGEMENT: 8
2.1 KOMPONENTEN DES BEHÄLTERMANAGEMENTS 8
2.1.1 Inhalt des Behälters 10
2.1.2 Behältersystem 11
2.1.2.1 Qualitätssicherungsfunktion 13
2.1.2.2 Handlings- und Manipulationsfunktion 13
2.1.2.3 Lagerungs- bzw. Bereitstellungsfunktion 14
2.1.2.4 Transportfunktion 14
2.1.2.5 Kommissionierfunktion 15
2.1.2.6 Organisations-/ Informationsfunktion 16
2.1.2.7 Umweltschutzfunktion 16
2.1.2.8 Integrationsfunktion 17
2.1.3 Kennzeichnung und Identifikation 17
2.1.3.1 Verwaltung des Behälters 18
2.1.3.2 Verwaltung des Inhaltes 19
2.1.3.3 Überlegungen zur Automatisierung, Individualisierung und Lokalisierung in Bezug auf Kennzeichnung und Identifikation 19
2.1.4 Transport- und Lagersysteme 21
2.1.4.1 Transportsysteme 21
2.1.4.2 Lagersysteme 23
2.1.5 IT-Applikation und -Integration 26
2.1.5.1 Definitionen 26
2.1.5.2 Allgemein 26
2.1.5.3 IT-unterstütztes Behältermanagement 27
2.1.5.3.1 Ziele des IT- Einsatzes im Behältermanagement 28
2.1.5.4 Überlegungen zur Reichweite, Automatisierung, Integration und Vernetzungsgrad bezüglich IT-Applikation und -Integration 29
2.1.6 Logistikdienstleistungen 32
2.1.6.1 Grundsätzliches zu Logistikdienstleistungen 32
2.1.6.2 Umfang der bezogenen Dienstleistungen 33
2.1.7 Finanzierungs- und Abrechnungsmodelle 35
2.1.7.1 Grundsätzliches zur Finanzierung und Abrechnung 35
2.1.7.2 Finanzierungsmöglichkeiten 36
2.1.7.3 Abrechnungssysteme 38
2.1.7.4 Gegenüberstellung von Finanzierungs- und Abrechnungsmodellen 39
2.1.8 Logistikprozess 40
2.1.8.1 Allgemein 40
2.1.8.2 Überlegungen und Trends in der unternehmensübergreifenden Logistik 41
2.2 KONKLUSION 45
3. ANFORDERUNGEN AN DAS BEHÄLTERMANAGEMENT BEIM EINSATZ VON IDENTIFIKATIONSTECHNOLOGIEN 46
3.1 ANFORDERUNGSMATRIX 46
3.2 ERLÄUTERUNGEN ZU DEN EINZELNEN ANFORDERUNGEN 48
3.2.1 Zuordenbarkeit eines Behälters zu einem Unternehmen 48
3.2.2 Zuordenbarkeit des Behältereigentümers 48
3.2.3 Eindeutige Zuordenbarkeit der Kennzeichnung zum Gebinde 48
3.2.4 Verfolgung der Gebinde-Stati - unternehmensintern 49
3.2.5 Verfolgung der Gebinde-Stati - unternehmensübergreifend 49
3.2.6 Adäquate Lesereichweite 49
3.2.7 Lesegeschwindigkeit 49
3.2.8 Berührungslose Lesbarkeit 50
3.2.9 Maschinenlesbarkeit des Kennzeichens 50
3.2.10 Personenlesbarkeit 51
3.2.11 Einfach zu bedienendes Lesegerät 51
3.2.12 Adäquate Anbringungsmöglichkeit der Kennzeichnung am Behälter 52
3.2.13 Manipulationshilfen um an Kennzeichnung zu gelangen 52
3.2.14 Richtung und Lage des Behälters (Sichtkontakt) 53
3.2.15 Schutz vor Beschädigung und Umwelteinflüssen 53
3.2.16 Möglichkeit zur speziellen Kennzeichnung 54
3.2.17 Automatische/ einfache Inventur 54
3.2.18 Standardisierung bzw. Kompatibilität von Kennzeichnungen 54
3.2.19 Veränderungsmöglichkeit des Dateninhaltes 54
3.2.20 Integrationsfähigkeit der Daten in übergeordnetes System 55
3.3 KONKLUSION 57
4 AUTO- ID- VERFAHREN 58
4.1 BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN AUTO-ID-TECHNOLOGIEN 59
4.1.1 Biometrische Verfahren 59
4.1.2 Chipkarten 59
4.1.3 OCR 60
4.1.3.1 OCR-Schrift 60
4.1.3.2 Funktionsweise OCR 61
4.1.3.3 Verfahren zur Erkennung der OCR-Schrift 61
4.1.3.3.1 Pattern Matching 61
4.1.3.3.2 Feature Recognition 62
4.1.3.3.3 Winkelschnittanalyse 62
4.1.3.3.4 Fontänenumformung 62
4.1.4 Barcode-Systeme 63
4.1.4.1 Funktionsweise 64
4.1.5 Die RFID- Technologie 66
4.1.5.1 Funktionsweise eines RFID-Systems 67
4.2 VERGLEICH DER TECHNISCHEN MÖGLICHKEITEN DER AUTO-ID-VERFAHREN 70
4.3 KONKLUSION 74
5 FÜR UND WIDER DER RFID- TECHNOLOGIE 75
5.1 VOM BARCODE ZU RFID 75
5.2 STANDARDISIERUNG - NOTWENDIGKEIT FÜR DEN GLOBALEN SIEGESZUG DER TECHNOLOGIE 76
5.3 DISKUSSION ZUM THEMA DATENSCHUTZ 78
5.4 I HAVE A DREAM - DER 5 CENT TAG 81
5.5 KONKLUSION : RFID - EINE CHANCE FÜR DIE ZUKUNFT 83
6 RFID-BASIERTES BEHÄLTERMANAGEMENT - WAS ES WIRKLICH BRINGT 85
6.1 NUTZEN IM LOGISTIKPROZESS 87
6.2 NUTZEN FÜR BEHÄLTERSYSTEME 88
6.3 NUTZEN FÜR DIE KENNZEICHNUNG UND IDENTIFIKATION 89
6.4 NUTZEN FÜR TRANSPORT- UND LAGERSYSTEME 89
6.5 NUTZEN FÜR DIE IT-APPLIKATION UND -INTEGRATION 90
6.6 NUTZEN FÜR DIE LOGISTIKDIENSTLEISTUNG 91
6.7 NUTZEN FÜR DIE FINANZIERUNG UND ABRECHNUNG 91
6.8 NUTZEN FÜR DEN INHALT 92
6.9 KONKLUSION: RFID-BASIERTES BEHÄLTERMANAGEMENT - FÜR JEDES UNTERNEHMEN EIN GEWINN 93
7 LITERATURLISTE 95
8 ANHANG 104
8.1 BESCHREIBUNG DER GESTALTUNGSALTERNATIVEN DER RFID-TECHNOLOGIE 104
8.1.1 Speichertechnologie 104
8.1.2 Speicherkapazität 106
8.1.3 Interne Logik 106
8.1.4 Integrierte Sensorik 107
8.1.5 Multitagging 108
8.1.6 Bauformen von Transpondern 109
8.1.7 Richtung der Datenübertragung 110
8.1.8 Art der Energieversorgung: 110
8.1.8.1 Passive Transponder 110
8.1.8.2 Aktive Systeme 110
8.1.9 Übertragungsfrequenz 111
8.1.9.1 120-135 kHz 111
8.1.9.2 13,56 MHz 112
8.1.9.3 UHF (= Ultra High Frequency) 868- 928 MHz 112
8.1.9.4 2,45 GHz 112
8.2 DER ELECTRONIC PRODUCT CODE 114

Automatisiert erstellter Textauszug:

„Strichcode richtig genutzt, ist ein Garant für Qualität und damit eine Aufwertung für das Produkt.” 103 Die Identifikationstechnologie des Barcodes hat sich in den vergangenen 20 Jahren gegenüber anderen Auto-ID-Systemen durchsetzen können. Die heute in der Wirtschaft eingesetzten Barcodesysteme haben ihren Ursprung sowohl im Handel als auch in der Industrie. Die ersten Aktivitäten zur Automatisierung des „Point of Sale“ 104 datieren aus dem Jahr 1968. 105 Nach erfolgreichen Pilotversuchen wurde ein ad-hoc-Komitee eingeführt, das die Einführung eines Barcode-Standards für die Lebensmittelindustrie zur Aufgabe hatte. Alan Haberman, eine der Schlüsselfiguren bei der Einführung des Barcodes, war sich von vornherein bewusst welche Probleme die Gruppe zu bewältigen haben wird: „The group would have to overcome political differences and spezial interests to create something that would benefit everyone.” 106 Im April 1973 konnte das Komitee den noch heute verwendeten UPC (Universal-ProductCode) präsentieren. Es dauerte nicht lange bis auch in Europa erste Anwendungen auftauchten. Mit dem Aufbau der EAN (European Article Numbers) und dessen Veröffentlichung im Jahre 1976 107 war der globale Siegeszug der Barcodetechnologie nicht mehr aufzuhalten. Bis heute wurde die Technologie stetig verbessert und den steigenden Anforderungen angepasst. Mittlerweile gibt es unzählige verschiedene Barcodetechnologien. Neben dem klassischen Barcode kommen heute noch sogenannte „Multirow-Codes“, wie der Stapel- und der Matrixcode zum Einsatz. Die neuerste Entwicklung bildet der dreidimensionale Code. Heute existieren etwa 10 Barcode-Symbologien, die für die Praxis letztendlich von Bedeutung sind. 108 Abgesehen von den Symbologie-Standards, die im wesentlichen das Aussehen der Barcodes und die Regeln zu dessen Erstellung bzw. Interpretation festlegen, konnten sich in den vergangenen 20 Jahren eine ganze Reihe anwendungsspezifischer Standards entwickeln, die den eigentlichen Inhalt eines Barcodelabels spezifizieren. 109 [...]

gen lassen sich durch das „Trainieren“ von unterschiedlichen Schriften erzielen. Dabei werden zur Erkennung die passenden Schrifttypen geladen. Aufgrund ihrer mangelhaften Flexibilität kommt die Musterüberlagerung alleine jedoch kaum mehr zum Einsatz. 102 4.1.3.3.2 Feature Recognition Die Grundlage für die Texterkennung bildet heutzutage meist das Verfahren der Merkmalsbeschreibung (Feature Recognition), das jedes Zeichen auf seine Charakteristika hin untersucht. Dieses Verfahren wird von den meisten Programmen eingesetzt. Konturen wie senkrechte und waagrechte Striche, Kreuzungspunkte und Bögen werden ermittelt und mit Musterformen verglichen. Die Merkmalsbeschreibung erweist sich somit wesentlich flexibler und vor allem zuverlässiger als die Musterüberlagerung. 4.1.3.3.3 Winkelschnittanalyse Ein besonderes Verfahren zur Bildung von Merkmalen ist die Winkelschnittanalyse (WSA). Diese Analyse schneidet ein Zeichen in unterschiedlichen Winkeln von einer Geradenschar, wobei sich der Geradenabstand nach einer gewählten Auflösung richtet. Gezählt wird nun die Anzahl der schwarzen Punkte auf jeder Geraden sowie die Anzahl der Schnittpunkte. Diese Daten werden nun analysiert, geeignet transformiert und so das Zeichen ermittelt. Zur genauen Unterscheidung ähnlicher Zeichen gibt es spezielle Methoden mit ausgeklügelten Ausschlussverfahren. Durch dieses können bei modernen OCR-Programmen neben dem Inhalt auch die Schriftart, die Textgröße sowie verschiedenste Attribute erkannt werden. 4.1.3.3.4 Fontänenumformung Ein neues, verbessertes Verfahren ist die sogenannte Fontänenumformung. Dieses Verfahren basiert auf die bereits beschriebene Musterüberlagerung. Die Fontänenumformung stellt für jedes Zeichen die Fleckenverteilung fest. Das heißt, dass das Zeichen in einzelne Punkte zerlegt und deren Lage zueinander analysiert wird. Diese Verteilung lässt sich nunmehr mit entsprechenden Referenzobjekten vergleichen, bei denen die Fleckenverteilung gewichtet ist. Die Gewichtung ergibt sich als Mittelwert aus allen bekannten Verteilungen für ein Objekt. Der Vorteil gegenüber der Merkmalsbeschreibung liegt darin, dass defekte Zeichen mit Linienbrüchen oder verschmolzenen Linien besser erkannt werden. [...]

4.1.3.2 Funktionsweise OCR 100 Mittlerweile gibt es schon sehr einfach zu handhabende OCR-Software, allerdings steht hinter dem Umsetzen gescannter Texte ein technisch aufwendiges Verfahren. Grundsätzlich unterscheidet man bei der Erkennung einzelner Zeichen 4 unterschiedliche Methoden. Die „Musterüberlagerung“ (auch Pattern Matching genannt) ist das erste und bei den anfänglichen Entwicklungen überwiegend eingesetzte Verfahren. Das zweite angewendete Verfahren ist die „Merkmalsbeschreibung“ (auch Feature Extraction). Die beiden weiteren, allerdings nicht so verbreiteten Verfahren sind die Winkelschnittanalyse und die Fontänenumformung. Grundsätzlich versuchen die OCR-Programme zunächst die einzelnen Zeichen der nach dem Scannen als Bitmap vorliegenden Seite als einzelne Zellen zu erfassen. Das Programm sucht dabei nach vorhandenen Zwischenräumen. Moderne Erkennungsverfahren sind allerdings schon in der Lage auch aneinanderklebende Zeichenpaare und –tripel zuverlässig voneinander zu trennen. Bei der Leistungsfähigkeit heutiger Texterkennungssysteme werden natürlich zahlreiche Technologien und Analysen eingesetzt, um sehr hohe Genauigkeiten zu erzielen. Die Erkennungsgenauigkeit ist in hohem Maße von der Vorlagenqualität und natürlich auch von den Helligkeitseinstellungen beim Scannvorgang abhängig. Das Gesamtergebnis können die meisten OCR-Systeme durch Hilfsmittel wie Wörterbücher oder andere Trainingsmöglichkeiten positiv beeinflussen. Eine 100%-ige Erkennung kann jedoch kein System garantieren (was auch bei den anderen Auto-IDSystemen der Fall ist). Die Fehlerrate bei den neueren Versionen konnte wesentlich verbessert werden, 101 wodurch auch eine Bearbeitung von schwierigen Vorlagen ermöglicht wird. [...]

Arbeit zitieren:
Weixelbaumer, Clemens Juni 2004: Nutzenpotentiale der RFID-Technologie im Zusammenhang mit Transportbehältern, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Logistik, Behältermanagement, Identifikationsverfahren, Ubiquitous Computing, Auto-ID-Verfahren

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