RFID Technologie – Der ultimative Guide in 2021

RFID ist vielseitig einsetzbar. Gerade deshalb ist die Radio Frequency Identification ein wichtiger Bestandteil bei der Erstellung von smarten Prozessen. In den verschiedensten Bereichen.

Wie universell der Einsatzbereich ist, wird einem vielleicht anhand der folgenden Frage bewusst: Was haben die Europapalette, die Fließband-Fertigung bei Ford und die Stadtbibliothek in München miteinander gemeinsam? Sie alle arbeiten mit RFID Transpondern.

Der Einsatz der Radio Frequency Identification sorgt in jedem der angesprochenen Bereiche für eine automatisierte Identifikation. Von der Palette über die Radmutter bis hin zum Buch – und zwar ohne Sichtkontakt zwischen Datenträger und Lesegerät. Ein Vorteil gegenüber dem Barcode, der ja auch der Identifikation von Waren dient.

Denn wenn wir einen Container mit zigtausend Waren darin haben, ist es wesentlich unkomplizierter, alle Waren gleichzeitig erfassen zu können. Und wenn dann noch alle wichtigen Informationen zum Zustelldatum, Gewicht oder Informationen zur Kühlkette etc. ablesbar sind, ist wohl jeder Logistiker im Paradies angekommen.

Genau darum geht es bei der drahtlosen Erfassung. Die RFID-Technologie passt perfekt ins Gefüge der digitaler werdenden Welt, in der die Dinge mit uns kommunizieren und intelligente Technik komplizierte Abläufe zum Selbstläufer macht.

Was ist RFID?

RFID bedeutet, dass ich etwas kontaktlos erfassen kann. Dabei geht es nicht nur um Gegenstände. Bei der Tieridentifikation etwa wird die RFID-Technologie schon seit den 70er Jahren eingesetzt.

Die Technologie, die dahinter steckt, ist die Identifikation einzelner Frequenzen per Radiowellen. Daher der Name Radio Frequency Identification.

Die drahtlose Informationsweitergabe macht den Kern dieser Innovation aus, die gar nicht so jung ist wie manche vielleicht denken mögen. Das System, das ein kontaktloses Lesen von Daten ermöglicht, ist schon seit vielen Jahren im Einsatz.

Und die ersten Ideen dazu wurden bereits in den 1940ern umgesetzt. Hier wurde RFID im Krieg eingesetzt. So sorgten die ersten RFID-Anwendungen Ende des Zweiten Weltkrieges durch das Anbringen von Transpondern an Flugzeugen und Panzern dafür, dass man Freund von Feind unterscheiden konnte.

Die Grundlagen für die RFID-Technologie, wie sie auch heute verwendet wird – für weitaus schönere Einsätze als den Krieg – wurden vom schwedischen Ingenieur Harry Stockmann konstruiert. Mit Hilfe seiner Technik konnten Ende der 60er Eisenbahnwagen identifiziert werden.

Wie funktioniert RFID?

Das Prinzip RFID fußt auf mehreren Komponenten, die zusammenspielen, um für die kontaktlose Kommunikation der Dinge zu sorgen. Dazu gehört oberflächlich gesehen nur der Transponder, der RFID-Tag und das Lesegerät. Auf diesem werden Hochfrequenzwellen verwendet, die sämtlich RFID-Tags im entsprechenden Funkwellenbereich aktivieren.

Haben wir es beim Barcode mit einer lesbaren Schrift zu tun, läuft das „Gespräch“ bei der RFID Kommunikation über eine elektromagnetische Kopplung im Radiofrequenzteil des elektromagnetischen Spektrums ab. Kurz gesagt, der Transponder, ob beim Haustier oder auf der Palette angebracht, plaudert über die Funkwellen mit dem Empfänger.

Dazu müssen natürlich zunächst einmal die besagten Informationen, etwa Datum, Gewicht, Besitzer, Empfänger usw. auf dem angebrachten Tag gespeichert werden. Innerhalb des Funkwellenbereichs können diese Informationen dann abgelesen werden. Und das auch noch, wenn sich das Lesegerät mehrere Meter entfernt befindet.

Genau dieser Vorteil macht RFID nicht nur im Einzelhandel so bedeutsam. Auch in der Fertigung und vor allem natürlich in der Logistik sorgt das kontaktlose Erfassen auf Distanz für mehr Effizienz.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, dass die Tags auch weiter beschrieben und neue Informationen dazugepackt werden können. Möglich macht dies das Herzstück der RFID-Technologie: Der Chip.

Was macht ein RFID Chip?

Das RFID-Tag – oder auch Chip genannt – ist im Grunde wie jeder andere Mikrochip, auf dem Daten gespeichert werden. Ganz egal, um welche Daten es sich handelt. Es kann sich um Nummern, Namen, Passwörter, Uhrzeiten und vieles mehr handeln, das der Empfänger dann auslesen kann.  Dabei können sogar ganze Texte abgelesen werden.

Bei den RFID-Chips gibt es natürlich wie überall auch Unterschiede. Je nach Einsatzgebiet schaffe ich mir zum Beispiel einen aktiven oder einen passiven Transponder an.

Aktive Transponder verfügen über eine eigene Batterie. Ihr Einsatz ist dadurch natürlich auf die Lebensdauer der Batterie (oder je nachdem auch des Akkus) begrenzt. Der Vorteil der aktiven Chips ist, dass die Distanz zum Lesegerät noch einmal erhöht werden kann. Das lohnt sich dann beispielsweise für den Einsatz in der Logistik, etwa bei den bereits angesprochenen Containern.

Passive Transponder dagegen ziehen die nötige Energie aus dem Energiefeld des Lesegeräts. Als Folge hat die Reichweite eine Grenze, dafür ist die Lebensdauer der passiven Tags nahezu unbegrenzt.

Was kann man mit RFID machen?

Die Chips lassen sich wie schon erwähnt mit allen relevanten Daten beschreiben. Ihre Haltbarkeit ist dabei fast unendlich. Das heißt, dass ich meine Ware immer und überall erfassen kann. Das macht ein Asset Tracking in vollem Umfang möglich und bietet mir Sicherheit vor Diebstahl oder Schmuggel über Landesgrenzen hinaus.

Auch als stationärer Händler bekomme ich durch den Einsatz von RFID-Technologie die Möglichkeit, zu jeder Zeit über die Anzahl und das Vorhandensein meiner Waren im Bilde zu sein.

Damit sorgt das Tracken und Tracen über RFID auch für eine immense Zeitersparnis. Etwa bei der Inventur oder wenn mich Kundenanfragen nach einem bestimmten Artikel erreichen. Und da Zeit ja bekanntermaßen auch Hand in Hand mit Geld unterwegs ist, sparen Unternehmen durch das kontaktlose Lesen der Daten auch Geld.

Darüber hinaus kann ich RFID-Chips weiter beschreiben, während sie im Einsatz sind. Ich kann neue Informationen hinzufügen, die beispielsweise für den weiteren Transport oder für den Empfänger relevant sind. So sorgt die Technik für eine perfekte Optimierung jeder Supply Chain.

In welchen Bereichen wird die Technologie eingesetzt?

Die Industrie 4.0 setzt schon lange auf RFID. Bei der Fließband-Fertigung zum Beispiel sorgen elektronische Typenschilder dafür, dass die richtigen Teile in der richtigen Reihenfolge eingesetzt werden.

Zusätzlich zur Identifikation der Objekte werden auf den Chips auch wichtige Informationen zum aktuellen Bearbeitungszustand gespeichert. Da die RFID-Transponder ja immer neu beschrieben werden, können in der Fertigung also auch alle Schritte genau dokumentiert werden.

Vor allem in der Automobilbranche wird RFID deshalb seit vielen Jahren schon erfolgreich eingesetzt. Keine Autotür und kein Werkzeug ohne Transponder. Vor allem weil bestimmte RFID-Transponder auch unter extremen Bedingungen wie hohen Temperaturen, Chemikalien, Vibrationen und Stößen noch funktionieren können.

Diese Robustheit macht die Mikrochips eben auch im Bereich des Lagermanagement zu einem sinnvollen Helfer. Ebenso wie im stationären Handel, wo sie nicht nur über die Verfügbarkeit informieren, sondern als Komponente im Intelligenten Regal auch für ein effizientes Warenflusssystem sorgen können.

Ebenso lassen sich Tiere durch den implantierten Mikrochip beim Tierarzt identifizieren und bei Verlust der Besitzer ermitteln. Der Mikrochip, der von einer Bioglaskapsel umhüllt ist, wird bei den Tieren unter der Haut angebracht. Von der Implantation spürt das Tier fast nichts, was diese Methode tierfreundlicher als etwa eine Tätowierung macht. Darüber hinaus ist der Chip gewebeverträglich und wandert nicht umher.

Weitere Einsatzgebiete finden wir bei den neuen Personalausweisen, bei EC-Karten oder auch bei Skipässen. Auch Leihbüchereien setzen seit einigen Jahren schon auf die drahtlose Kommunikation, was vor allem das Rückgabesystem vereinfacht. Habe ich einen Stapel Bücher, den ich wieder zurückbringe, kann ich den kompletten Stapel einfach unter den Scanner legen. Das System erfasst jedes einzelne Buch aus dem Stapel in Bruchteilen von Sekunden.

Wegen der einfachen Erfassung wird RFID auch immer öfter im Bereich der Zugangskontrolle und auch beim Personen Tracking eingesetzt.

So kommen RFID Tags im Krankenhaus zum Einsatz:

Von der Jeans bis zum Taubenschlag – Beispiele aus der Praxis

Um die gepriesene Vielseitigkeit anschaulicher zu machen, schauen wir uns ein paar Beispiele an, die aus Bereichen stammen, wie sie unterschiedlicher nicht sein könnten. Und die wir doch alle kennen. Etwa aus dem Schwimmbad. Hier bekommen wir ein Plastikarmband, das wir zum Einlass gegen die Türe halten oder auch zum Öffnen der Schließfächer gebrauchen.

Einige große Kantinen verwenden RFID-Tags in Chipkarten, damit die Mitarbeiter kontaktlos bezahlen können. Und wo wir bei Karten sind, machen wir uns bewusst, dass auch unsere Kreditkarte, der neue Reisepass oder unser Identifikationsausweis fürs Büro oder den Skilift mit RFID-Technologie ausgestattet sind. Um nur einige klassischer Beispiele aus dem Alltag zu nennen.

Etwas versteckter: RFID-Chips befinden sich an vielen Produkten des Einzelhandels. Vom Toaster bis zur Jeans helfen die Tags dabei, die Lieferkette vom Hersteller über das Geschäft bis zum Kunden zu verfolgen. Damit lösen sie den Barcode weitestgehend ab.

Gehen wir noch mal ins Tierreich zurück, denn gerade hier gibt es viele clevere Einsatzideen, die helfen, alte Probleme zu beheben. So wird beim Brieftaubensport seit Jahren mit RFID gearbeitet. Das Problem war nämlich, dass die Messung von Schnelligkeit, Reichweite und Gewicht als ungeheuer schwierig galt. Nun tragen die Tiere einen kleinen Plastikring mit Transponder am Bein. Dieser wird beim Start ausgelesen und auch bei der Ankunft im heimischen Taubenschlag automatisch erfasst. Mit punktgenauer Ankunftszeit.

Auch Zoos und Tierparks profitieren von der schnellen Identifikation. Der Tierpark Hagenbeck in Hamburg etwa kennzeichnet seine Tiere, um zu jedem Tier die relevanten Informationen über Eltern, Alter und Krankheiten des Tieres zu speichern. Bei 2000 Tieren hilft das vor allem den Pflegern und kann im Ernstfall auch ein Tierleben retten. Etwa wenn es um benötigte Medikamente geht.

Wie sicher ist die RFID Technologie?

Das ist eine berechtigte Frage. Aber was beim Thema Sicherheit zunächst einmal das Wichtigste ist: RFID selbst sorgt für viel mehr Sicherheit, da sich der gesamte Weg der Ware ja zurückverfolgen lässt. Das bietet übrigens auch bei besonderen Gefahrengütern einen Vorteil, denn Etiketten, die auf spezifische Gefahren hinweisen, können abblättern oder verloren gehen. Der Tag aber weist immer noch auf die besondere Achtsamkeit hin.

Ein zweiter wichtiger Aspekt: Die Robustheit der Tags gewährleistet eine erhöhte Sicherheit auch unter besonderen Bedingungen. So gibt es Transponder, die auch den widrigsten Umständen, also extremer Hitze oder Kälte, der Berührung mit Chemikalien oder einer besonders rauer Behandlung trotzen.

Wenn es darum geht, dass die Daten, die auf dem Chip gespeichert sind, vor Diebstahl und Missbrauch geschützt werden sollen, gibt es natürlich verschiedene Methoden, um für die erhöhte Security meiner Informationen zu sorgen.

Verschlüsselung etwa sollte bei sensiblen Waren mit entsprechend sensiblen Daten zur Basissicherung gehören. Aber auch bei meinen privaten RFID-Tags, die ich im Alltag verwende, kann ich die Sicherheit erhöhen. Dazu gibt es zum Beispiel spezielle Hüllen, die einen RFID Blocker enthalten. Dort kann ich meine Kreditkarten hineinstecken, um sie davor zu schützen, von Kriminellen ausgelesen zu werden.

Wie viel kostet RFID?

Die Kosten sind im Grunde überschaubar. Passive RFID-Chips sind unlängst zur Massenware geworden, die nur wenige Cents kosten. Praktisch ist ja auch, dass man keine Stromquellen braucht, weil sich der Chip die Power aus den Radiowellen nimmt, die von Leseantennen ausgehen.

Eine pauschale Preisangabe ist aber wie so oft kaum möglich, da jeder Einsatz je nach Betrieb individuell sein mag. Mit Hilfe einer Kosten- / Nutzenanalyse kann man sich darüber im Klaren sein, wie sehr sich der Einsatz lohnt. Dabei sollte man auf jeden Fall die Kosten für die Implementierung des RFID-Systems in Kongruenz zu der Geld- und Zeitersparnis setzen, die man durch den Einsatz von RFID ermöglicht.

Was ist der Unterschied zu NFC?

NFC basiert auf dem Prinzip der RFID-Technik und sorgt ebenfalls für eine kontaktlose Kommunikation. Das System findet sich in den meisten Android Smartphones wieder. Die sogenannte NFC-Technologie (Near Field Communication) sorgt dort zum Beispiel für ein digitales Bezahlsystem. Allerdings erfolgt der kontaktlose Austausch per elektromagnetische Induktion und die Verbindung kann nur über sehr kurze Distanzen aufgebaut werden (1-4 cm). Eingesetzt wird NFC tatsächlich daher in erster Linie für das bargeldlose Bezahlen, aber auch als E-Ticket oder für Zutrittskontrollen.

Warum RFID nutzen?

Nicht nur im Vergleich zum Barcode hat RFID viele Vorteile. Von der Herstellung bis zur Logistik: Mit RFID wird die Nachverfolgung physischer Vermögenswerte (Asset Tracking) in Bruchteilen von Sekunden möglich. So funktioniert das Auslesen von den Tags 20 Mal schneller als das Auslesen eines Barcodes.

RFID-Tags sorgen damit für transparente Prozesse. Man erhält durch die drahtlose Verfolgung einen 24-stündigen Überblick über den Aufenthaltsort und den Zustand von allen Vermögenswerten innerhalb der Lieferkette. Genau das erspart Arbeitszeit und reduzierte Ausfallzeiten.

Dadurch kann RFID zu einer optimalen und gewinnoptimierten Fertigung und Auslieferung führen. Inventurzeiten werden hierbei natürlich auch immens verkürzt und Diebstähle verhindert. Darüber hinaus erschließen sich weitere Vorteile durch spezifische Anwendungen. Intelligente RFID-Transponder können durch angeschlossene Sensorik zum Beispiel auch Monitoring-Funktionen möglich machen.

All diese Eigenschaften machen RFID für viele Unternehmen zum unverzichtbaren Helfer im Mini-Format.

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