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Stand der Technik und Anwendungsbereiche der RFID-Technologien

Stand der Technik und Anwendungsbereiche der RFID-Technologien
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Thomas Helm
  • Abgabedatum: Oktober 2005
  • Umfang: 95 Seiten
  • Dateigröße: 843,5 KB
  • Note: 1,7
  • Institution / Hochschule: Fachhochschule Koblenz Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-9166-6
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-9166-6 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-9166-6 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Helm, Thomas Oktober 2005: Stand der Technik und Anwendungsbereiche der RFID-Technologien, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Radio Frequency Identification, Transponder, Auto-ID, Logistik, Supply Chain Management

Diplomarbeit von Thomas Helm

Einleitung:

Viele Anwendungsbereiche, sei es in der Logistik, dem Handel, dem Transportgewerbe oder bei verbrauchernahen Anwendungen, stehen vor einer weit reichenden Umstrukturierung. Vor dem Hintergrund von Optimierungen, Einsparungen oder Erleichterungen des täglichen Lebens zwischen Mensch und Technik gewinnen vor allem neue Identifikations-Technologien ständig an Bedeutung.

Eine solche Auto-Identifikations-Technologie (Auto-ID) ist die Radiofrequenz- Identifikation (RFID), die Kennzeichnung und Erkennung von Gütern und Waren mittels Funkübertragung. Das Potenzial dieser Technologie liegt dabei in der kontaktlosen Erfassung von Datenströmen und der lückenlosen Weiterverarbeitung entlang der gesamten Supply Chain.

Die vorliegende Arbeit soll dem Leser in einem ersten Schritt den aktuellen Entwicklungsstand der Technik für den Bereich RFID aufzeigen. Neben der reinen Technik liegt der Focus hierbei vor allem auch auf bisherigen Standards und der Interoperabilität der einzelnen Systeme. Gleichzeitig werden Parallelen und Vergleiche zu anderen Auto-ID-Technologien gezogen und deren bisherige Aufgabengebiete aufgezeigt.

Den Hauptteil der Arbeit bildet eine detaillierte Betrachtung aktueller bzw. möglicher Anwendungsbereiche. Aufgrund der Bedeutung von RFID für alle Bereiche erfolgt die Darstellung entlang der Supply Chain, von Beispielen aus der Produktion bis zum Verbraucher.

Einer kritischen Betrachtung der verbraucher- und datenschutzrechtlichen Aspekte dieser Technologie, die aktuell von Verbrauchern, Unternehmen, der Forschung und vor allem den Medien heftig diskutiert werden, folgt eine SWOT-Analyse. Diese erfasst bekannte Stärken und Schwächen und analysiert potenzielle Chancen und Risiken, um abschließend eine breite Diskussionsgrundlage für alle Beteiligten und Interessenten an dieser, sich boomartig entwickelnden Technologie, zu bieten.

Zusammenfassung:

Wie die vorliegende Arbeit zeigt, bietet RFID eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten und ein großes Potenzial in den verschiedensten Bereichen des täglichen Lebens, von denen einige bereits seit längerer Zeit genutzt werden. Aber auch Bedenken und mögliche Probleme wurden bei der Betrachtung untersucht.

Das Hauptpotenzial der Radiofrequenz-Technologie liegt sicherlich in der Optimierung vieler Prozesse, sei es im betrieblichen oder privaten Alltag. Dieses Optimierungspotenzial ist bei RFID stärker als bei anderen vergleichbaren Auto-ID-Technologien vorhanden. So verbessert RFID die Qualität von Prozessen im Unternehmen und macht diese zuverlässiger, mit dem gleichzeitigen Ziel einer Senkung der Prozesskosten. Für den Privatanwender bedeutet der RFID-Einsatz eine Erleichterung vieler selbstverständlicher Anwendungen, was auch aufgrund wachsender persönlicher Bequemlichkeiten gerne angenommen wird.

So wird die zukünftige Verbreitung von RFID vor allem davon abhängen, inwieweit es gelingt, international einheitliche Standards für diese Technologie festzulegen. Vor dem Hintergrund der Interoperabilität ist es notwendig, diese Standards sowohl auf technischer als auch auf logischer Ebene festzulegen, so dass bei allen Beteiligten das exakt gleiche Verständnis herrscht.

So zeigt die SWOT-Analyse vor allem, dass es innerhalb der Gesellschaft zwei gegensätzliche Positionen in der Diskussion über RFID gibt: Während die eine Seite die Chancen und Möglichkeiten sieht, die sich durch die RFID-Nutzung eröffnen, thematisiert die Gegenseite vor allem mögliche Bedrohungen und Risiken dieser Technologie. Um die Chancen von RFID zu nutzen und gleichzeitig mögliche Bedrohungen für das Persönlichkeitsrecht jedes Einzelnen so gering wie möglich zu halten, wird es entscheidend darauf ankommen, dass alle Grundsätze des modernen Datenschutzrechts zur Verarbeitung personenbezogener Daten angepasst und Entwicklungen der Technik fortgeführt werden.

Grundsätzlich stellt RFID die flexibelste und funktionalste aller Auto-ID-Anwendungen dar, trotzdem sind in den nächsten Jahren noch viele Aufgaben zu erledigen, um diesem Anspruch vollkommen gerecht zu werden. Somit sind alle Beteiligten aufgefordert, sich der Diskussion zu stellen und gemeinsam neue Wege zu erarbeiten.

So müssen die Produktionskosten der Transponder massiv gesenkt werden, um auch für das „low-cost-Segment“ interessant zu sein, damit das gesamte Potenzial der RFID-Technologien ausgenutzt werden kann. Gleichzeitig gilt es, gemeinsame Standards und Vorgaben zu erarbeiten und umzusetzen, die sowohl für Verbraucher als auch für Produzenten annehmbar sind. So ist es sicherlich auch nicht im Interesse des Handels, seine Kunden vom Kauf ihrer Waren abzuschrecken, indem man ihnen Hürden in den Weg stellt.

Entsprechende Initiativen der verschiedensten Gruppierungen gibt es bereits. Abschließend lässt sich feststellen, dass der Einsatz von RFID in einem Unternehmen eine nüchterne Analyse aller Wertschöpfungspotenziale erfordert. So wird es auch Anwendungsbeispiele geben, die mittel- oder langfristig keinen Benefit durch RFID erlangen, trotzdem sollten Unternehmen sich frühzeitig strategisch positionieren. Dazu gehört eine klare Kosten-Nutzen-Analyse, die alle Chancen und Risiken für das Unternehmen aufzeigt.

Eine Anpassung der gültigen Gesetze an die aktuellen Entwicklungen, weitere Selbstverpflichtungen, die auch von allen Seiten eingehalten werden, sowie zielgerichtete Aufklärungsaktionen, auch durch Massenmedien, könnten gleichzeitig das Bewusstsein der Verbraucher für RFID-Anwendungen sensibilisieren. Im Sinne von Transparenz und freier Selbstbestimmung sollten somit auch die Verbraucher in zielführende Diskussionen eingebunden werden. Allerdings sollte dabei auch beachtet werden, dass eine korrekt funktionierende Informationsinfrastruktur, die auf einer soliden Grundlage aufgebaut wurde, heutzutage nicht mehr aus dieser hoch komplexen Welt wegzudenken ist. Daher ist eine objektive Diskussion ein zentraler Schritt zur Versachlichung der Thematik und zu mehr gesellschaftlicher Akzeptanz.

Inhaltsverzeichnis:

Ehrenwörtliche Erklärung
Inhaltsverzeichnis
I. Abbildungsverzeichnis 5
II. Tabellenverzeichnis 5
III. Abkürzungsverzeichnis 6
1. Einleitung 8
2. IST-Analyse der RFID-Technologien 9
2.1 Einführung 9
2.2 Historische Entwicklung 11
2.3 weitere Auto-ID-Systeme 12
2.3.1 Barcode 13
2.3.2 OCR 14
2.3.3 Biometrische Verfahren 14
2.3.4 Chipkarten 15
2.4 Grundlagen von RFID-Systemen 16
2.4.1 Bestandteile und Funktionsweise 16
2.4.2 Transponder-Bauformen 18
2.4.2.1 Smart Label 19
2.4.2.2 Kontaktlose Chipkarten 19
2.4.2.3 Disks, Münzen und Plastikgehäuse 20
2.4.2.4 Glasgehäuse 20
2.4.2.5 Uhren 20
2.4.2.6 Weitere Bauformen 20
2.4.3 Speichertechnologie 21
2.4.3.1 Read-only-Transponder 22
2.4.3.2 Read-write-Transponder 22
2.4.3.3 ROM 22
2.4.3.4 RAM 23
2.4.4 Frequenzbereiche 23
2.4.5 Reichweiten 26
2.4.5.1 Close-coupling-Systeme 27
2.4.5.2 Remote-coupling-Systeme 27
2.4.5.3 Long-range-Systeme 27
2.4.6 Klassifizierung nach Leistungsfähigkeit 29
2.4.6.1 Low-End-Systeme 29
2.4.6.2 Systeme mittlerer Leistungsfähigkeit 30
2.4.6.3 High-End-Systeme 30
2.5 Funktionsstandards 31
2.5.1 ISO-Standards 32
2.5.2 EPC-Netzwerk 34
3. Anwendungsbereiche von RFID-Technologien 37
3.1 Verbreitung allgemein 37
3.2 RFID und Supply Chain Management 41
3.3 Produktion 43
3.3.1 Autoindustrie 43
3.3.2 Tieridentifikation 45
3.3.3 Getränkeindustrie 47
3.3.4 Industrieautomation 48
3.4 Transport 50
3.4.1 ÖPNV 50
3.4.2 Logistikdienstleister 51
3.4.3 weitere Verkehrssysteme 53
3.5 Lagerung 56
3.5.1 Warehousing 56
3.5.2 Behältermanagement 58
3.6 Handel 62
3.6.1 Einzelhandel allgemein 62
3.6.2 METRO AG – Future Store 65
3.6.3 Bibliotheken 68
3.7 Verbraucher 69
3.7.1 Personen- und Zutrittskontrollen 69
3.7.2 Medizinische Anwendungen 72
3.7.3 Abfallentsorgung 74
4. Analysen der RFID-Technologien 76
4.1 RFID und Verbraucherschutz 76
4.1.1 Datensicherheit 79
4.1.1.1 potenzielle Bedrohungsszenarien 80
4.1.1.2 Gegenseitige symmetrische Authentifikation 81
4.1.1.3 Authentifikation über unterschiedliche Schlüssel 82
4.1.1.4 Verschlüsselte Datenübertragung 82
4.1.2 Gesetzliche Vorgaben und Verpflichtungen 83
4.2 SWOT-Analyse 86
4.2.1 Stärken 86
4.2.2 Schwächen 88
4.2.3 Chancen 89
4.2.4 Risiken 90
5. Fazit 93
IV. Quellenverzeichnis 95

Automatisiert erstellter Textauszug:

Wareneingangskontrolle vollautomatisch, also ohne ein manuelles Eingreifen. Dabei werden Wareneingangsbuchungen, Empfangsbestätigungen und die Einbuchung ins Warenwirtschaftssystem in Echtzeit vorgenommen und anschließend eine vollständige Dokumentation ausgegeben.105 Ein Problem des RFID-Einsatzes im Lagerwesen war bisher die Erfassung ganzer Paletten mit unterschiedlichen Artikeln (Pulkerfassung). Mittels neuer Transponder und höherer Lesegeschwindigkeiten bei den Lesegates konnte aber auch dieses Problem weitestgehend behoben werden. Somit ist mittlerweile auch eine gleichzeitige Erfassung von vielen Tags möglich.106 Im Bereich der Lagerung ermöglicht der Einsatz von RFID-Technologien eine automatische Registrierung beim Einlagern der Güter und schafft somit eine Transparenz über Lagermengen und Lagerorte. Das Auslesen von Barcodes mittels Scannertechnik entfällt hierbei. Die Informationen werden sofort nach dem Einlagerungsprozess an das Warenwirtschaftssystem des Lagers weitergegeben. Dies ermöglicht schließlich eine effizientere Nutzung des zur Verfügung stehenden Lagerraums und einen optimierten Transportfluss im Lager. Diese Optimierungspotenziale sollen letztendlich eine Reduktion des benötigten Lagerplatzes bewirken und somit Kosten im Lager sparen.107 Der Auslagerungsund Kommissionierungsprozess der gespeicherten geschieht ebenfalls der [...]

Verladung, Zwischenlagerung und dem Weitertransport von Seecontainern. Halbautomatische Kaibrücken platzieren die Container dazu auf 35 fahrerlose Lastwagen, die dann ihr jeweiliges Ziel ansteuern. Die Steuerung geschieht dabei durch ein Netz von Transpondern, die im Asphalt eingelassen sind und ständig die Position der Fahrzeuge kontrollieren.103 Der Einsatz von RFID in Verkehrssystemen geschieht aber nicht nur im geschäftlichen Bereich, sondern auch bei alltäglichen Anwendungen. Wie in Kapitel 2.2 bereits erwähnt, wurde RFID bereits früh für Mautsysteme eingesetzt. So wurden im Rahmen eines Pilotprojektes in Südafrika die Nummernschilder von Fahrzeugen mit passiven RFID-Tags ausgestattet. Diese konnten bis zu einer Entfernung von sechs Metern problemlos ausgelesen [...]

mittels sog. Balisen ermöglicht, einem System zur punktförmigen Übertragung von Daten, wie z.B. dem Streckenprofil, Geschwindigkeitsbegrenzungen oder bestimmten Ortsmarken. Die Balisen sind dafür an den Gleiskörper montiert, so dass der Zug beim Überfahren die Daten aufnimmt. Die Erfassung der Daten kann bei Geschwindigkeiten von bis zu 500 km/h erfolgen.101 Eine weitere Möglichkeit in diesem Bereich ist das sog. Tracking, die Sendungsverfolgung von Güterwagons im Schienenverkehr zur Reduzierung von Schwundmengen beim Transport. Dazu werden die Waggons mit Transpondern versehen, die dann durch die Balisen erfasst werden. Mithilfe des Global Positioning System (GPS) können dann der Fahrtweg des Zuges und eventuell auftretende Unregelmäßigkeiten beobachtet werden. Das Ziel ist eine „Secure Supply Chain“ für alle Verkehrsträger, die dem Kunden eine maximale Transparenz bietet.102 Aber nicht nur die Optimierung von Verkehrssystemen, sondern auch die Verbesserung verkehrlicher Umschlagplätze ist mittlerweile ein Gebiet für die RFID-Technologie. So wird z.B. die gesamte logistische Abwicklung von Ladungsträgern des Container Terminal Altenwerder im Hamburger Hafen mittels Transponder-Systemen gesteuert; dazu gehören Prozesse bei [...]

Arbeit zitieren:
Helm, Thomas Oktober 2005: Stand der Technik und Anwendungsbereiche der RFID-Technologien, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Radio Frequency Identification, Transponder, Auto-ID, Logistik, Supply Chain Management

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