Das richtige RFID-System für die Applikation wählen RFID-Systeme auf Basis der 13,56MHz-Technologie

Die Radio-Frequenz-Identifikation (RFID) ist ein elektromagnetisches Verfahren für die Identifikation von Objekten, die mit einem RFID-Datenträger als Etikett versehen sind. Sie hat sich in den letzten Jahren zu einer der zent­ralen logistischen Zukunftstechnologie entwickelt. RFID-Systeme bestehen aus Transpon­dern zur Objektkennzeichnung, Schreib-/Leseeinheiten zur Kommunikation mit den Transponder (Lesen und Schreiben oder nur Lesen) und bei Bedarf aus einer Middleware zum transaktionssicheren Transport von RFID-Schreibbefehlen und RFID-Leseergebnissen Technologiewahl ist entscheidend für den Erfolg Die lückenlose Identifikation und teilweise auch Lokalisation von Objekten entlang einer Prozesskette (Supply Chain) ist vielerorts die Basis für die Optimierung der unterschiedlichsten Geschäftsprozesse. Dabei ist RFID nicht gleich RFID. Bestimmte Frequenzbereiche empfehlen sich besonders für Applikationen aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften. Hintergrund ist die Tatsache, dass unterschiedliche Frequenzen unterschiedliche Ausbreitungseigenschaften besitzen. LF-Systeme (Low Frequency, 125 bis 134,2kHz) weisen ein kugelförmiges Lesefeld, Reichweiten bis zu 1m und typischerweise Übertragungsraten von 2kBit auf. Einer der wichtigsten Vorteile von LF-RFID sind die nur minimalen Wirbelstromverluste in metallischen Umgebungen und damit die Möglichkeit, die Transponder bündig in Metall einzubauen. RFID-Systeme im UHF-Bereich (Ultra High Frequency) bieten demgegenüber hohe Reichweiten, hohe Datenübertragungsraten, Antikollisionsmerkmal und die Möglichkeit der Pulkerfassung. Nachteilig ist, dasss die Frequenzzulassungen und Sendeleistungen international unterschiedlich sind und sich die Bereiche weltweit gesehen nicht überlappen. Was sich in Europa mit UHF identifizieren lässt, lässt sich nur dann auch in China oder Amerika identifizieren, wenn das Lesegerät für beide UHF-Bandbreiten (862 bis 865MHZ in Europa; 902 bis 928MHz außerhalb Europas) spezifiziert ist. Sogenannte Mikrowellensysteme im Bereich von 2,4 bis 2,5GHz weisen im wesentlichen ähnliche Vorteile und Restrikionen auf wie UHF-Systeme, besitzen aber effektive Verfahren zur Interferenzvermeidung, d.h. zur Vermeidung von Feldverstärkungen und -auslöschungen. Als für Materialfluss- und logistische Anwendungen ideale RFID-Übertragungsfrequenz erweist sich der HF-Frequenzbereich (High Frequency) von 13,56MHz. Die Energieübertragung zwischen Antenne und Transponder kann im Nahfeld bis 1,5m induktiv erfolgen, d.h. die Datenträger benötigen keine Batterie. Hinzu kommt, dass die Transponderspule nur wenige Windungen benötigt, was sich positiv auf den Preis und die flache Bauform sowie die Möglichkeit der applikationsgerechten Verpackung (Smart Label) auswirkt. HF-Systeme bieten zudem höhere Übertragungsraten als LF und bei Bedarf auch die Möglichkeit der Pulkerfassung. Schließlich ist das Frequenzband international übereinstimmend normiert, so dass sich mit HF-Tags gekennzeichnete Objekte überall auf der Welt mit HF-Technologie identifizieren lassen. Aus diesen Gründen hat sich die Firma zunächst für ein HF-System entschieden und die RFID-Palette später um ein UHF-System ergänzt. RFID für den Industrieeinsatz Die 13,56MHz-Lösung von Sick ist speziell auf den Einsatz zur Objektkennzeichnung und -identifiaktion in Materialfluss, Intralogistik und Distribution ausgelegt. Das RFID-System bietet industriegerechte Qualität, hohe Kommunikationsreichweiten von bis zu 1,2m und das Antikollisions-Merkmal, das eine Pulkerfassung von Objekten ermöglicht. Neben dem Schreib-Lesegerät RFI 341 (Radio Frequency Interrogator) stehen für unterschiedliche Applikationsanforderungen unterschiedliche Antennenbauformen sowie Transpondertypen zur Verfügung. Volle Kompatibilität gemäß des Standards ISO 15693 ist sichergestellt, damit kann das RFI 341 alle Transponder IC im Datenträger, unabhängig vom Hersteller, lesen, schreiben und wiederbeschreiben, die dieser Norm entsprechen. Dadurch ist das 13,56MHz-System von Sick auch in offenen Kreisläufen mit ISO-kompatiblen Transpondern einsetzbar. Anwender aus den verschiedensten Branchen haben sich bereits für die 13,56MHz-Technologie von Sick entschieden, weil sie höhere Lesesicherheit und Verfügbarkeit bietet und damit höheren Einsatznutzen. Behältermanagement in der Fleischwirtschaft Ein führendes Fleischverarbeitungsunternehmen sorgt in seinem Schlachtzentrum mit der RFID-Lösung für Transparenz im ERP-System, in den intralogistischen Prozessen und bei der Rückverfolgung der Produkte. Am Anfang des automatischen Transportkisten-Managements steht die Eingangskontrolle im Wareneingang, bei der alle angelieferten Kisten über eine RFID-Lesestation gefördert werden. Das Schreib-/Lesegerät liest den Nummerncode der seitlich angebrachten Transponder aus. Die Transponder-ID wird an das ERP-System übertragen. Am Zerlegeband werden die Tierhälften zerlegt und die bereitgestellten RFID-Kisten mit den Artikeln bestückt, abtransportiert und eingelagert. Hierbei werden sie per RFID über das Transportsystem automatisch zu dem vom ERP-System vergebenen Zielort im Hochregallager gesteuert. Schreib-/Lesegeräte an Weichen entlang der Förderstrecke lesen die Transponder-ID aus. Die Kisten mit den für den Verkauf bestimmten Fleischteilen werden im 32.000 Gebinde fassenden Hochregallager eingelagert. Hier liest der Einlager-Roboter die auf dem Transponder befindlichen Informationen und bringt die Kiste an ihren Zielort. Die Auslagerung der Kiste, der Transport zur Kommissionierung bzw. in ein vorgelagertes, dynamisches Zwischenlager für bis zu 7.000 Gebinde sowie die Steuerung in den Versand und zum Kunden erfolgt in entsprechender Weise. Versandsteuerung in einem Blumen-Produktionsbetrieb Das Schweizer Floristikunternehmen Rutishauser AG nutzt das RFID-System im Produktionsbetrieb Züberwangen zur auftragsgerechten Steuerung von Blumentrays über die Fördertechnik zu verschiedenen Kommissionier- und Versandplätzen. In der Kommissionierung setzen die Mitarbeiter in den sogenannten Rüstteams eingetopfte Pflanzen, Blumen oder Setzlinge in Trays, konfektionieren diese teilweise mit Folie, farbigen Töpfen und Accessoires und nehmen die Preisauszeichnung vor. Danach wird die kommissionierte Ware mit einem speziellen steckbaren RFID-Tag versehen. Beim ersten Entscheidungspunkt im Materialfluss wird die eindeutige Nummer im Transponder (Unique ID) RFI 341 ausgelesen und das Produkt einem Auftrag zugeordnet. Abhängig von der Größe des Auftrages oder von Auflagen des Kunden werden die Trays in Kartons oder Rollcontainer verpackt. Im weiteren Materialfluss wird der Transponder noch mehrmals an den verschiedenen Entscheidungspunkten ausgelesen und mithilfe des Materialflussrechners automatisch der richtigen Verpackungsstelle zugeführt. In der Kartonierung angekommen, wird der Tray-Transponder erneut ausgelesen und die Ware kontrolliert. Das Tray wird manuell in den Karton gestellt und der Transponder wieder entfernt. Beim Weitertransport wird der Karton zum Etikettierer gefördert und aufgrund der übernommenen RFID-Daten ein Etikett gedruckt und über Eck angebracht. Danach wird der Karton automatisch verklebt und der Palettierung zugeführt. Bei der Containerverpackung erfolgt ebenfalls ein Auslesen der Transponder-ID, bevor auch hier der Datenträger entfernt und das Tray auf die richtigen Container verladen wird. Die ausgewählten Applikationsbeispiele zeigen, dass RFID dort seine Vorteile auspielen kann, wo der Barcode aufgrund von Umgebungsbedingungen oder der Aktualisierung von Daten am Objekt (Beschreiben von Transpondern) seine Grenzen hat und daher nicht sinnvoll eingesetzt werden kann. Machbarkeit klärt sich im Logistics Technology Center (LTC) Hygiene- und Umgebungsanforderungen in der Lebensmittelverarbeitung, Paketsteuerung in metallisch stark \’belasteter\‘ Umgebung, Trayidentifikation bei Feuchtigkeit, Verschmutzung und wechselnden Abständen – RFID ist keine \’Plug & Play\‘ Technologie, sondern bedarf in nahezu jeder Anwendung einer gründlichen Prüfung der Machbarkeit und Definition möglicher Einsatzgrenzen. Hierfür verfügt Sick über ein 500m² großes Logistics Technology Center, in dem nahezu jeder RFID-Einsatz und realen Bedingungen simuliert werden kann. An mehr als zehn verschiedenen Stationen, u.a. einem professionellen RFID-Testaufbau für intralogis­tische Förderprozesse, sowie in Klimakammern besteht die Möglichkeit, Logistik-Applikationen und -Lösungen realitätsnah aufzubauen, zu testen und für die schnelle Implementierung in der produktiven Kundenumgebung vorzubereiten. Ist die Machbarkeit geklärt und das RFID-System auf den industriellen Einsatz ausgelegt, bieten 13,56MHz-Systeme höchstmögliche Prozesssicherheit in Materialfluss und Logistik.