Hans-Jörg Bullinger Michael ten Hompel (Hrsg.) Internet der Dinge. Mit 149 Abbildungen. 4u Springer

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1 Hans-Jörg Bullinger Michael ten Hompel (Hrsg.) Internet der Dinge Mit 149 Abbildungen 4u Springer

2 Abkürzungsverzeichnis Zum Geleit Vorwort: Intelligenteres Leben im Internet der Dinge" Vorwort: Wie das Internet der Dinge" die Welt der Logistik verändert... XIII XIX...XXIII XXIX Marktübersicht und politisches Umfeld 1 1 Wirtschaftliches und politisches Umfeld der Radiofrequenz- Identifikation 1 2 Potenzial 2 3 Marktentwicklung in Deutschland 4 4 Mittelstand 8 5 Politische Dimension 11 6 Ausblick 15 Literatur 16 Der RFID-Markt aus Sicht der Anwender und Anbieter 19 1 Einfuhrung 19 2 Marktbefragung 19 3 Charakteristika der Studien-Teilnehmer 20 4 AutoID-Technologien im Vergleich 26 5 Technologische Komponenten 28 6 Standardisierung und der hieraus bedingte Handlungsbedarf Anwendungsbereiche und Einflussfaktoren 33 8 Zusammenfassung und Ausblick.: Literatur 38

3 VI Inhaltsverzeichnis Mit Low-Power-Funktechnologie auf dem Weg zu ubiquitous Computing 39 1 Einführung 39 2 Anwendungsgebiete 40 3 Funktechnologien 42 4 Die Auswahl der richtigen Funktechnologie 46 5 Zusammenfassung 47 Internet der Dinge - Anwendung von RFID- und Tracking-Technologien zur intelligenten kooperativen Assistenz im Arbeitsprozess Einfuhrung 49 2 MICA, Multimodalität und Interaktion Lokalisierung und Tracking MICA Assistenz im Lager 56 3 Kooperationsaktive Dokumente: ContextDesk 60 Literatur 61 Internet - eine Infrastruktur in der Pubertät 63 1 IP-fizierung - mehr als ein Internet-Kühlschrank Neue Player-neues Internet Voice over IP - ein Beispiel für die IP-fizierung IP-TV - die nächste Generation der Medien Vehicular Networking - das Internet auf Rädern Communities - Soziale Netzwerke im Internet......: Internet - Selbst" ist das Netz.; 68 3 (Dienst-)Welten verbinden - Internet und Telekommunikation 70 4 Service ein Dienst für alle 72 5 (e)migration und Interoperabilität - aus Alt mach Neu ' Internet - Übergänge sicher stellen 74 7 Standardisierung und Innovation - untrennbar miteinander verbunden Das Internet wird erwachsen... :.. 75 Telematik und RFID - Elektronische Beobachter gestalten die gesicherte Warenkette Funktechnologien erobern das logistische Objekt RFID/Telematik in der gesicherten Warenkette 79 3 Der intelligente Ladungsträger 82 4 Standardisierung und Zertifizierung 86 5 Zusammenfassung 88 Literatur 88

4 VII Selbstorganisation: Dinge in eigenverantwortlicher Kooperation - eine Systemanalyse 91! 1 Einführung 91 2 Dinge bieten ihre Dienste an 92 3 Dinge als kooperative autonome Einheiten 97 4 Kooperation durch gemeinsame Strategieausführung 99 5 Zusammenfassung 102 Literatur 103 Sensornetzwerke und Lokalisierungsverfahren als Schlüsseltechnologien für die intelligente logistische Umwelt von morgen Auf dem Weg zum Internet der Dinge - das Versprechen innovativer Smart-Objeet-Technologien Bemerkungen zum State of the Art der RFID-Technologie: Die aktuellen Weiterentwicklungsbedarfe Technologische Lösungsansätze: Kostenreduktion durch Einsatz neuer Materialien und Erweiterung des Funktionsumfangs elektronischer Tags Die Technologie der Sensornetzwerke im Fokus: Vernetzung und Lokalisierung Ein Technologiebeispiel: Sensornetzprotokoll Slotted MAC" Ein Anwendungsbeispiel: Sicherung von Waren im Distributionsprozess mithilfe von Sensornetzwerken Offene Fragestellungen und Ausblick 117 Literatur 118 Simulation selbststeuernder Transportnetze Einführung Simulationsmodell Forschungsgrundlagen Algorithmen Simulationsergebnisse. 123 " 6 Ausblick. :.../. 125 Literatur 126 Modellbasiertes Requirements Engineering Einführung Technologisches Umfeld für das Internet der Dinge Basistechnologien Perspektive für zukünftige Anwendungen '- 3 Domänenbeschreibung 135! 3.1 Warehouse Logistics 136

5 VIII Inhaltsverzeichnis 3.2 Baggage Handling Logistics Modellbasierte Erfassung von Anforderungen Motivation Modell und Achsen Anwendung des modellgestützten Requirements Engineering Ausblick 154. Literatur 155 Technologische Trends bei RFID-Systemen für den Einsatz im Internet der Dinge ; " Einführung s Anwendung der RFID-Technologie in verschiedenen Branchen Funktionsweise und derzeitige Kennwerte der RFID-Technologie Spezielle Lösungen und neue Funktionen Die Kombination von RFID und Sensoren Antennen für UHF-Transponder Integrationsfähigkeit von Transpondern in Verpackungen Mehrfrequenztransponder Lokalisierung passiver Tags Semiaktive Transponder Ausblick 176 Literatur.177 Sicherer Informationsaustausch im Internet der Dinge Einführung Organisationsübergreifende Verarbeitung von Objektdaten Informationsverarbeitung in der Netzwerkebene Sicherheitsrisiken im ONS, Reduktion von Sicherheitsrisiken ; 187 Literatur RFID im Gesundheitswesen - Nutzenpotenziale und Stolpersteine auf dem Weg zu einer erfolgreichen Anwendung Ausgangslage im deutschen Gesundheitswesen, Anwendungskategorien von RFID im Gesundheitswesen Anwendungskategorie 1 Lokalisierung" Anwendungskategorie 2 Messdatenüberwachung" , 2.3 Anwendungskategorie 3 Prozesssteuerung" Anwendungskategorie 4 Berechtigungsmanagement" RFID-Anwendungen in der Praxis Kurzbeschreibung der vom ISST durchgeführten Studie Studienergebnisse 195

6 IX 3.3 Erfolgsfaktoren und Hemmnisse bei der Umsetzung Zusammenfassung und Ausblick 200 Literatur 201 Polytronik und das Internet der Dinge Flexible elektronische Systeme für eine vernetzte Welt Polytronik - eine umwälzende Systemintegrationsplattform für die vernetzte Welt Technologische Möglichkeiten für die flexible Elektronik Monokristallines Silizium Dünnfilm-Silizium Organische Halbleiter Die interdisziplinäre Entwicklung der Polytronik unterstützen 216 Literatur 218 Ambient Intelligence im Rahmen Service-orientierter Architekturen RFID in Diensten und Systemen RFID-Technik: Gefahren kennen, Chancen nutzen RFID-Einsatzbereiche Objektverfolgung/-identifizierung Personenidentifizierung Kombinierte Prozesse mit Personen und Objekten Sicherer transparenter Umschlagplatz 227 RFID-Einsatz innerhalb der DaimlerChrysler AG 231 Abstract RFID-Einsatz im Leergutlager des DaimlerChrysler-Werkes Sindelfingen Anforderungsspezifikation Ziele Prozesse Technologie IT-Infrastruktur t Vorabtests bei Fraunhofer IML Testreihen Test der Erfassungsszenarien Fazit 242 Der Einsatz von RFID-Hardware - Aspekte der Frequenzbereiche, Einsatzmöglichkeiten und Grenzen im industriellen Umfeld Einführung 243

7 2 Eigenschaften der Frequenzbereiche Die Parameter der Frequenzbereiche im Einzelnen LF-Bereich( ,5 khz) HF-Bereich (13,56 MHz) UHF-Bereich, GHz-Bereich (2,4... 2,5 GHz) Technik Transponder Speichertypen Physikalische Aspekte Auslesung von bewegten Systemen Lesereichweiten in der Praxis Zusammenfassung und Blick in die Zukunft 254 Literatur 256 Prozesse in offenen Systemen gestalten Einführung ; EPCglobal-Netzwerk EPC-Showcase Produktionsbetrieb Distributionszentrum Blick in die Zukunft 265 Integrierte RFID sorgt für mehr Qualität bei Life Sciences 267 Kühlketten lückenlos online überwachen - Intelligente Sendungsverfolgung schließt Lücke bei unternehmensübergreifenden Transportprozessen Einführung Intelligente Sendungsverfolgung bei unternehmensübergreifenden Transportprozessen Standort- und Unternehmensgrenzen überwinden Lückenlose Überwachung.sensibler Güter Intelligentes Behälter- und Asset-Management Ausblick 280 Multiagentensysteme im Internet der Dinge - Konzepte und Realisierung Software-Agenten Adaptivitätsanforderungen Agentifizierung von intralogistischen Systemen^ Entwicklung einer Multiagenten-basierten Steuerung 285

8 XI 5 Enterprise Application Integration 292 Literatur 293 LogAgency SCM-Datenprozessplattform - RFID-Anwendungen als SaaS-Lösung Einführung SaaS, die Weiterentwicklung von ASP SCM-Datenprozessplattform RFID mittels SaaS-Technologie Das Internet der Dinge als Verbindung zwischen Ware und Daten Ausblick 303 RFID - Schlüsseltechnologie für die Zukunft des Handels Der Handel im Umbruch RFID-Einsatz auf Paletten und Kartons Vorteile für alle Marktteilnehmer Standards sind die Voraussetzung Erfolgsfaktor METRO Group RFID Innovation Center Unsere Vision: RFID auf Artikelebene Den Weg gemeinsam gehen 313 Das X-Internet - Verbindung zwischen physischer und Cyber-Welt Einführung Technologien, die nahtlose Mobilität in der X-Internet-Welt ermöglichen Kontextbewusstsein Peer-to-Peer-Bewusstsein, Selbstorganisation und autonomes Handeln Neue Formfaktoren Supply Chain Management/Produktlebenszyklusmanagement Beispiele, bei denen X-Internet-Technologie bereits auf dem Vormarsch ist 329 Literatur '. :..330 RFID im praktischen Einsatz Supply Chain Management Der Warenfluss mit RFID Der Informationsfluss mit AutoID Backbone AutoID Backbone Schichtenmodell von AutoID Backbone Sicherheit im AutoID Backbone 337

9 XII Inhaltsverzeichnis 3 Real-Time Enterprise RFID-Einsatz außerhalb der Warenlogistik Ausblick Standardisierung Massenmarkt PolyApply 344 RFID im mittelständischen Einsatz Einleitung Ist der Mittelstand bereit für RFID? Mit Barcode schon heute komplexe Handels-Logistik in den Griff bekommen RFID unterstützt das Ersatzteilgeschäft im Maschinenbau Effizienzsteigerung durch RFID entlang der Supply Chain Rolle des ERP-Systems für die informationslogistische Kette Zusammenfassung 363 Rechtliche Dimensionen der Radio Frequency Identification Einführung Rechtliche Bewertung von RFID Recht des Datenschutzes Recht der Datensicherheit Schutz der vertraulichen Kommunikation (Fernmeldegeheimnis) Rechtspolitische Debatte Technologischer Wandel und das Prinzip der Verantwortung Hohes Schutzniveau durch bestehende rechtliche Vorkehrungen Optimierung des Schutzinstrumentariums Zukünftige Entwicklung Zusammenfassung Literatur : Wahrnehmungen im Spannungsfeld neuer Technologien - Welchen Einfluss haben weiche Faktoren auf die Entwicklung von RFID? Wahrnehmungen als Gradmesser für den Erfolg von Technologien423 2 Situation im Kontext RFID Die vier W der Risikokommunikation: Wann? Was? Wie? Mit Wem? Kommunikative Chancen und Risiken für die RFID-Technologie Fazit Literatur 440