Design von RFID-Systemen

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1 Design von RFID-Systemen Pascal Hagedorn Technische Universität Kaiserslautern AG Integrierte Kommunikationssysteme Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 1

2 Inhalt Grundlagen AutoID-Systeme RFID-Systeme Entwicklungstendenzen Entwicklung eines Modells Fallstudie Fazit Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 2

3 Automatische-Identifikationssysteme Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 3

4 EPC-Gen-2-Datenspezifikation Dense-Reader-Mode Codierung gegen Störrauschen fremder Anwendungen Verbesserungen beim Schreibvorgang Erleichterung durch mehrere identische EPCs Verdoppelung der Lesegeschwindigkeit in Europa Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 4

5 RFID-Systeme Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 5

6 Sensoren Definition: Sensor Der Sensor ist ein technisches Bauteil, das aus einem physikalischen nichtelektrischen Messsignal ein eindeutiges elektrisches Signal erzeugt Arten von Sensoren Temperatur Magnetische Feldstärke Luftfeuchtigkeit Elektrische Spannung Elektromagnetische Spannung Dehnung. Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 6

7 RFID-Sensor und -Sensorsysteme 3 grundsätzliche Funktionalitäten des RFID-Sensor: Übertragung der Sensordaten vom RFID-Sensor an RFID-Reader Empfang der Konfigurationsdaten vom RFID-Reader Zwischenspeicherung der Sensordaten im Speicher des RFID-Tags Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 7

8 Modell - Projekt-Treiber Endogene und exogene Faktoren Projektkategorien Ersatz der Barcode Technologie Prozesseffizienz Prozessinnovation Transparenz der Supply-Chain Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 8

9 Modell - Technische Realisierbarkeit Architektur eines RFID-Systems Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 9

10 Modell - Rentabilität Wirtschaftlichkeitsanalyse Anwendungskategorisierung Kostentreiber Nutzentreiber Immaterielle Nutzenpotentiale Return on Investment Software-Tools Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 10

11 Modell - Gesellschaftliche Akzeptanz Sicherheit Datenschutz & Privatsphäre Informationelle Selbstbestimmung Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 11

12 Modell RFID-Haus Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 12

13 Fallstudie: Infineon Umsatz: 7,19 Milliarden Euro pro Jahr 10 Milliarden Chips pro Jahr 800 verschiedene Produkte Durchschnittlich 400 Produktionsschritte pro Produkt Plastik Transportbehälter für Wafer Transportkassette für Wafer Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 13

14 Infineon Projekt-Treiber Endogene Faktoren: Transparenz der innerbetrieblichen Logistik Reduzierung der Durchlaufzeiten Steigerung der Kapazitätsauslastung Reduzierung der Prozessfehler Exogene Faktoren: Preisvorteile für den Kunden durch Preisdruck in der Halbleiterindustrie Termintreue durch Transparenz Projektkategorie: Prozesseffizienz Prozessinnovation Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 14

15 Infineon - Anforderungsanalyse Anzahl der zu lokalisierenden Behälter > 1000 Anzahl der Behälter pro 6 m² > 100 Lokalisierungsintervall << 60 Sekunden Lokalisierungsgenauigkeit < 1 Meter Mauern, Böden und Decken aus Metall Kein direkter Sichtkontakt Lebensdauer der Batterie am Behälter mind. 2 Jahre Restart des Systems im Fehlerfall < 5 Minuten Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 15

16 Infineon - Technische Realisierbarkeit (1) Applikationsebene Daten Stammdaten (Eindeutige Nummer des Transportbehälters) Bewegungsdaten (Position des Transportbehälters) Funktionen Produktionsfortschritt verfolgen und nächste Bearbeitungsstation berechnen Mitteilung an Transportbehälter bzw. Arbeiter übermitteln Applikationen Supply Chain Event Management ERP-System Monitoring Analyse und Reporting Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 16

17 Infineon - Technische Realisierbarkeit (2) Integrationsebene Funktionen Innerbetriebliche Sammlung und Verteilung der Daten Konfiguration, Überwachung und Steuerung der RFID-Reader und Ultraschallsender Applikationen LotTrack (Edgeware und Middleware) FabViewer Manufacturing Execution System (MES) Daten Transportbehälter Nummer und zugehörige Sensordaten werden zur Lokalisierung bestimmt Konfigurationsdaten (Standpunkte der RFID-Reader und Ultraschallsender) Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 17

18 Infineon - Technische Realisierbarkeit (3) Infrastrukturebene Infrastruktur Aktive und Passive RFID-Tags am Transportbehälter und -kassette Ultraschallsender und -sensoren Daten ID und zugehörige Sensordaten auf dem aktiven RFID-Tag Eindeutige Nummer der Wafer-Kassette auf passivem RFID-Tag Funktionen Lokalisierung des Transportbehälters Anzeigen der übermittelten Nachricht am Transportbehälter Identifikation und Kontrolle des nächsten Produktionsschritt Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 18

19 Infineon - Technische Realisierbarkeit (4) System-Architektur LotTrack Infrastrukturebene Integrationsebene Applikationsebene Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 19

20 Infineon - Gesellschaftliche Akzeptanz Sicherheit: Zuverlässigkeit beim Auslesen der Daten und Positionsbestimmung Datenschutz & Privatsphäre: Weniger relevant, da geschlossenes System Selbstbestimmung: Weniger relevant, da geschlossenes System Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 20

21 Infineon - Wirtschaftliche Rentabilität Kostentreiber: Anschaffung der RFID-Infrastruktur und Ultraschallgeräte Umstrukturierung der Anwendungen Nutzentreiber: Kürzere Durchlaufzeiten Höhere Kapazitätsauslastungen Immaterielle Nutzenpotentiale: Weniger Ausschuss durch bessere Qualität Weniger Frust bei Mitarbeitern durch geringere Suche Kundenzufriedenheit Ergebnis: Sehr rentabel Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 21

22 Fazit - Ausblick Ganzheitlicher Ansatz Erforderlich Kategorisierung Ziele & Anforderungen formulieren Gesellschaftliche Akzeptanz vs. Technische Realisierbarkeit Genaue Kenntnisse der Geschäftsprozesse Wirtschaftlichkeitsanalyse Individuelle Anpassungen nötig Generelle Aussage nicht möglich Neue Qualität der Datenerhebung Miniaturisierung treibt Verbreitung voran Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 22

23 Vielen Dank! Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Für Fragen stehe ich Ihnen gerne zur Verfügung! Pascal Hagedorn, AG ICSY, Technische Universität Kaiserslautern 23