RFID Konzepte und Anwendungsgebiete in der Logistik

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1 RFID Konzepte und Anwendungsgebiete in der Logistik 1. ild Konferenz Logistikqualifikation RFID in der innerbetrieblichen Weiterbildung der Spedition Essen, 14. Januar 2010 Dr. Volker Langeg Gliederung und Inhalt Kurze Vorstellung Fraunhofer Umfeld, Einflüsse und Trends RFID Logistische Anwendungen von RFID OpenID offene Integrationsplattform für Logistiksysteme Das Internet der Dinge Handlungsfelder und Zukunftsaussichten Seite 2 1. Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

2 Die Fraunhofer Gesellschaft 58 Institute in Deutschland Mitarbeiter 1,42 Mrd. Umsatz mehr als 960 Mio in Vertragsforschung g Außenstellen in USA, Malaysia, Singapur, China, Japan Joseph von Fraunhofer ( ) Forscher und Unternehmer Seite 3 1. Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Das Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik (IML) Gegründet 1981 Über 170 Wissenschaftler 250 Studenten 18 Mio. Umsatz Davon ca. 50% aus Industrie, Handel und Dienstleistung Mehr als 500 Logistikprojekte ik k pro Jahr Außenstellen und Projektzentren in Cottbus, Frankfurt am Main, Prien / Chiemsee, Paderborn Lissabon und Peking Seite 4 1. Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

3 Trendentwicklung: Veränderungstreiber in der Logistik Die Komplexität logistischer Systeme steigt exponentiell durch: Globale Netzwerke und virtuelle Bestandsführung Kollaborative Zusammenarbeit innerhalb großer Prozessketten Wachsende Dynamik durch kürzere Bestellzyklen und Lieferzeiten Exponentiell wachsende Datenmengen durch Einzelstückerfassung Supply Chain Management Informationsfluss LDL LDL Kunde Zulieferer Produzent Handel Entsorger Materialfluss Seite 5 1. Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Trendentwicklung: Vernetzung und Transparenz Synchronisierung von Material- und Informa- tionsfluss heute morgen Zunehmende Vernetzung Transparenz übermorgen Echtzeitfähigkeit»Das Internet der Dinge«Seite 6 1. Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

4 Trendentwicklung: Der Weg zum Internet der Dinge zunehmende interne Vernetzung Ziel: Schließen der Lücke zwischen der IT-Welt und der physischen Welt Ubiquitous Computing und Sensortechnologie tenübertragung Kosten Dat Frachtbrief Fax Barcode Mensch Virtuelle oder Informationswelt Smart Label UbiComp-Technologies Maschine Smart Object 20xx Objekt - oder physische Welt Seite 7 1. Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Quelle: Universität St. Gallen und Intellion AG Grundsätzliche Kommunikationsmöglichkeiten Biometrics Smart Card WLAN GSM / UMTS Auto - ID Wireless Comm. OCR Barcode Bluetooth Infrared Quelle: Flex Circuit Applications Seite 8 1. Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, GSM: Global System for Mobile Communications OCR: Optical Character Recognition (Texterkennung) UMTS: Universal Mobile Telecommunications System WLAN: Wireless Local Area Network

5 Schematische Übersicht über ein RFID System RFID Antenne Antenne erzeugt ein elektromagnetisches Feld Liefert Energie für Transponder Feld ist gerichtet auf erwartete Position des Tags Reader Steuert die Antenne Schnittstelle zur Datenverarbeitung Technische Weiterentwicklung insbesondere für UHF Reader Wireless Network RFID Tag / Transponder Einfacher Schaltkreis mit Antenne Passive Transponder müssen erst Energie empfangen, um zu senden Unterschiedliche Frequenzen Transponder speichert Informationen Referenzsoftware ONS (Object Name Service) eigene Anwendungen (z.b. SAP) Seite 9 1. Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, RFID - Anspruch Wo liegt der Anspruch und die Erwartung an diese Technologie? Prozesse beschleunigen Abläufe vereinfachen Leistung steigern Fehler minimieren Informationen verbessern Transparenz erhöhen Wie kann dieser Anspruch erfüllt werden? Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

6 RFID als Schlüsseltechnologie in variabler Anwendung Informationen in Datenbank (Data-on-Network) Informationen auf Transponder (Data-on-Tag) WW W EPC EPC Tags Einfache und günstige Transponder Einmal beschreiben, mehrfach lesen Zentrale Datenhaltung Eineindeutige Produktidentifikation Einheitliche Datenstandards Smart Tags + Aware Objects Intelligente Transponder Mehrfach beschreiben, mehrfach lesen Dezentrale Datenhaltung Große Menge an Informationen Zusatzfunktionalitäten und Sensorik Information (Data Warehouses) Steuerung (Realtime Logistics) Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Leistungsportfolio RFID lexität Aktorik (Internet der Dinge) logie-komp Techno Sensorik C Ortung Max Min Identifikation Mehrwert Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

7 RFID - Anwendungen Bibliothek Logistik RFID Echtheitszertifikat Abfallmanagement Produktsicherung Zutrittssystem Produktionsüberwachung Medizin- technik Verleih- und Mietservice Tierzucht Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, RFID Übersicht in der Knowledgebase 3882 RFID case studies Stand case studies in 169 case studies in 141 case studies in 501 case studies in 743 case studies in 385 case studies in 491 case studies in 99 case studies in 16 case studies in 432 case studies in 237 case studies in 587 case studies in Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Quelle: Bilder: IDTechEx Ltd

8 Es kann nur verbessert werden, was man messen kann... Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, In Anlehnung an Prof. Dr. Elgar Fleisch, Universität St. Gallen RFID-Anwendungsbereiche in der Supply Chain Produktion 1 Produktion mit integrierter RFID Auszeichnung 2 Wareneingang 4 Warenlager Verpackung After Sales Bevorratung/ Verbrauchsanalyse 12 Reklamation/Umtausch t Bedarfsprognose/ 13 Nachdisposition 3 Warenausgang Handels Outlet Regalmanagement/ Informationen für f die Kunden Point of Sale 8 Ein- und Auslagerungsprozesse Kommissionierung Wareneingang 10 9 Check Out / Bezahlung 7 Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Quelle: Auto-ID Center, IBM Business Consulting Services analysis

9 RFID im Handel In der Be- und Entladung In der Lagerhaltung In der Kühlkette Am POS Zur Rückverfolgbarkeit Beschleunigter Warenein- und ausgang Pulkerfassung Überprüfung der Kommissionierung Markierung von Lagerplätzen Automatische Verbuchung im WWS Überblick Bestandsveränderungen Temperaturkontrolle RFID-Transponder mit Sensorik Speicherung der Daten Automatisierung von Prozessen Verringerung von Out-of-Stock Verbessertes Warenmanagement Verknüpfung der Informations- mit der Nahrungskette Vereinfachte Auskunftsfähigkeit Monitoring Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Allied Business Intelligence Inc, NC Abbildungen: intersoft Ebenen der Anwendung ultiplikator 4. Verpackungsstufe Transporthilfsmittel und Container Anw wendungsm 2. Verpackungsstufe Transportverpackung und Behälter 3. Verpackungsstufe Ladungsträger 1. Verpackungsstufe Produkt Geometrie / Kosten Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

10 RFID Anwendung und Vision: Logistik und Transport Automatisierung im Umschlag von Ladungsträgern und Containern Tracking & Tracing hochwertiger Produkte Pulkerfassung von mehreren Objekten Vision: Speicherung von Transportinformationen (Belieferungszeiten, Route, etc.) auf dem RFID Chip Vision: Genaue Lokalisierung von Objekten Vision: Realtime Monitoring Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Fraunhofer IFF, Magedeburg Fraunhofer IML, Dortmund Fraunhofer IPA, Stuttgart RFID Anwendung und Vision: Be- und Entladung Beschleunigter Warenein- und ausgang Be- und Entladungsunterstützung in Form von mobilen Endgeräten, die über Datenfunk mit einem zentralen System verbunden sind. Audiovisuelles Signal bei einer Fehlbeladung, falsche Palette, falsche LKW oder falsche Reihenfolge Überprüfung der Kommissionierung Vision: Vergessene Behälter»melden«sich selbständig Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

11 RFID Anwendung und Vision: Lagerhaltung / Inventur RFID-basierte Markierung von Lagerplätzen Automatische Verbuchung im WWS (Warenwirtschaftssystem) Vollständiger Überblick über Bestandsveränderungen RFID-basierte Führung von fahrerlosen Transportsystemen (FTS) Vision: Automatische Inventur per Knopfdruck Vision: Ortung im Lager Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, RFID Anwendung und Vision: Flurförderfahrzeuge Flurförderfahrzeuge als zentrale Schnittstelle zwischen den logistischen Elementen Informationstechnische Verbindung zwischen Ware, Ladungsträgern, g Übergabe- stationen und IT-Systemen Intelligentes Staplermanagement durch die Möglichkeit der Positionsermittlung Vision: Standardisierte RFID- Lösung für Flurförderfahrzeuge und Ladungsträger Quelle: Jungheinrich AG Kommunikationsfähiger Fahrzeugschlüssel Kommunikationsfähige Ladungsträger/Ware Kommunikationsfähige Transportwege Kommunikationsfähige Umschlagpunkte Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

12 RFID Anwendung und Vision: Behälter-Management Automatische Verbuchung Sichere Identifikation Einsparungen beim Handling durch Pulkerfassung Informationen am Objekt verfügbar Tracking und Tracing der Behälter Sichere, dokumentierte Daten Vision: Automatische Alerts Vision: Steuerung über Routing und Zielinformationen Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Transparenz im Prozess durch RFID am Beispiel von Bierkästen Feldversuch bei Gaffel und Rewe : Bierkästen mit RFID-Transpondern Nur durchschnittlich vier - Der schnellste Kasten brauchte 5,2 Tage. Mal im Jahr wird ein Kölsch-Kasten befüllt - Die langsamste Kiste war 189,9 Tage unterwegs. weit weniger, als bislang - Der Durchschnitt lag bei 94 Tagen. vermutet - Rund 3/4 dieser Zeit beanspruchten Getränkegroßhandel und Brauereien. - Nur 23 Tage brauchen Supermarkt und Verbraucher. Quelle: Gaffel und Rewe - Im Durchschnitt steht der volle Kasten 3,6 Tage im Supermarkt. - Nach 18 Tagen bringt der Verbraucher den Kasten zurück und nach weiteren 1,6 Tagen holt der Großhändler ihn wieder ab. Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

13 RFID Anwendung und Vision: Containerüberwachung Einsatz von RFID, GSM und GPRS RFID-Tag überträgt Daten an GSM-Box im Containerschiff Die GSM-Box leitet die Daten parallel ans Schiff sowie an einen Satelliten weiter Echtzeit Informationen sind somit weltweit verfügbar Vision: Überwachungssystem, um die Container-Fracht von Schiffen lückenlos auf dem Meer zu verfolgen RFID+GSM+GPRS Quelle: Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, openid-center Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

14 openid Die offene Integrationsplattform für Identifikationssysteme im Fraunhofer Institut IML, Dortmund Meeting Point für Anwender und Technologie: Demonstration und Visualisierung physischer Logistikabläufe Simulation realer Anwendungsszenarien Systemintegration von WMS- und ERP-Systemen Technologische und wirtschaftliche Bewertung von Systemen Entwicklungs- und Testfläche: Realitätsnahe industrielle Testumgebung Technologievergleich unterschiedlichster Anbieter und Systeme Entwicklung von Software- und RFID- Komponenten Entwicklung selbststeuernder t autonomer Systeme Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Leistungspektrum openid-center Anlaufbegleitung und Schulung Prozessanalyse, Model- lierung Wirtschaftlichkeits- rechnung IT Integration Tests und Implementierung Pretests 3. Technik Auswahl 5. Dauertests auf der Förderstrecke 2. Sweet Spot 4. Performance Messung 6. Technologieempfehlung Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

15 Das Internet der Dinge... ist eine Welt in der physische Objekte nahtlos in das Informations- netzwerk integriert sind und aktive Teilnehmer in Geschäftsprozessen darstellen. Services ermöglichen die Interaktion mit diesen intelligenten Objekten über das Internet und die Abfrage ihres Zustands und sonstiger Informationen unter Berücksichtigung von Sicherheits- und Datenschutzauflagen. Quelle: SAP Research ist ein Logistiksystem, in dem das logistische Objekt (Paket, Behälter, Palette etc.) durch eingebettete Intelligenz auf Basis von RFID seinen Weg selbstständig durch inner- und außerbetriebliche Netze findet und die dazu notwendigen Ressourcen anfordert.`` Quelle: Logistik-Lexikon 2008 Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Dimensionen im Internet der Dinge RFID ermöglicht es, die Dinge und ihre Bewegung besser zu organisieren und zeitnah zu kontrollieren, daher ist RFID für die Logistik so wichtig. Versieht man die Dinge mit RFID, entstehen die zwei Dimensionen im Internet der Dinge: Data-on-Network (Virtuelle Welt, Verknüpfung, Lokalisierung) RFID ermöglicht die Verbindung der virtuellen Welt der Daten und der realen Welt der Dinge in Echtzeit. Es entsteht ein neues (Ab-)Bild der Welt. Jedes Objekt besitzt seine eigene Homepage. Data-on-Tag (Autonomie, Selbstorganisation, Vernetzung) Autonome Objekte, deren Informationen, Ziele und Strategien auf RFID Chips gespeichert sind, organisieren ihre Aktionen und ihren Materialfluss selbst. Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

16 Data-on-Tag Visionen: Die Stufen zum Internet der Dinge Vernetzung Selbststeuerung Autonomie Lokalisierung Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Das Internet der Dinge: Ladungsträger mit Schlüsselfunktion Dezentrale Steuerung der Stetigförder- und Sortieranlage über Behälter mit UHF- Transpondern Ziel- und Routinginformationen lokal am Behälter verfügbar Behälter als autonome Objekte organisieren ihren Materialfluss selbst Software-Agenten und RFID- Tags verbinden sich zu Aware Objects.... Internet der Dinge Versuchsanlage des Fraunhofer IML und des Lehrstuhls FLW Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

17 RFID als Schlüsseltechnologie RFID ist die Technologie, um die Unschärfe von Ort und Information aufzulösen Schnittstellen zwischen Prozessen werden abgebaut und ermöglichen Echtzeitfähigkeit Verteilung der zentralen Intelligenz auf die Objekte im Netzwerk ermöglicht den Ausweg aus der Komplexitätsfalle Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Integration von RFID -Technologien - Handlungsbedarf Anwendungsorientierung Technische Grundlagen Prozessgestaltung Infrastruktur und Ausstattung Migration und Integration Bewertung Markt Verbraucher-, Daten-, Umweltschutz Standards, Technologie, Frequenzen, Datenmanagement Veränderung der Strukturen und Abläufe in: Produktion Logistik Handel Anforderungen an technische Ausstattung: Gebäude Lagertechnik Fördertechnik Einführung und Übergang der RFID- Technologie bei best. Systemen Wirtschaftlichkeit, RoI, Aufwand und Nutzen, Wettbewerb Gesetze und Normen, Anforderungen Kommunikation Technologieorientierung Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen,

18 Zusammenfassung RFID 7 Thesen ist eine Technologie mit hohen Potentialen beeinflusst Prozesse in der logistischen Kette erfordert eine Standardisierung ist in der Anwendung sehr unterschiedlich schafft einen Mehrwert verlangt eine Bewertung nach Kosten und Leistungen braucht Mut zu Veränderungen! Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Herzlichen Dank und... Klassische Denkanstöße Weitere Informationen: Fraunhofer Institut IML Joseph-von-Fraunhofer Str Dortmund Dr. Volker Lange Tel.: +49 (231) Mail to: lange@iml.fraunhofer.de Sobald entschieden ist, dass etwas gemacht werden kann und soll, werden wir auch einen Weg dazu finden. (Abraham Lincoln, ) Seite Ild Konferenz Logistikqualifikation in Essen, Bildquelle: