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05. April 2012

Expert Talk: Zukunftsmarkt RFID

Beitrag aus openautomation 1-2/2012


Viele Sensorikanbieter haben ihr Identportfolio mittlerweile um RFID-Komponenten erweitert. Dazu zählen beispielsweise Balluff, Leuze Electronic, Sick und Turck. Im Expertenbeitrag berichten Firmenvertreter über aktuelle Trends und Entwicklungen und geben zudem einen Ausblick auf den Markt.

Der Stellenwert, den RFID-Produkte heute innerhalb der jeweiligen Identportfolios einnehmen, ist bei den einzelnen Herstellern unterschiedlich. So bietet Balluff beispielsweise zwei Identtechnologien an: RFID- und Vision-Systeme. „RFID hat seit mehr als 20 Jahren einen hohen Stellenwert bei Balluff. Die ersten von uns entwickelten Systeme – damals noch in proprietärer LF-Technologie – wurden bereits mit großem Erfolg im Umfeld von Werkzeugmaschinen eingesetzt, als RFID in der Breite noch gar nicht bekannt war“, informiert Oliver Pütz-Gerbig, Produkt Manager Identifikation. Im Laufe der Zeit hat der Anbieter sein Produktportfolio auf alle gängigen RFID-Technologien (Frequenzen) ausgeweitet. „Heute verfügen wir insbesondere mit den standardisierten HF- und UHF-Systemen über eines der umfassendsten RFID-Produktsortimente (Baureihe BIS) am Markt“, ist

O. Pütz-Gerbig überzeugt. Angesichts des weiter steigenden Bedarfs an Automatisierungslösungen in der Supply Chain und in Intralogistikanwendungen geht er davon aus, dass die besondere Bedeutung von RFID nicht nur im Bereich der Identifikationsprodukte, sondern auch insgesamt im Balluff-Portfolio in den nächsten Jahren weiter zunehmen wird. „Dank unseres langjährigen und tief greifenden RFID-Know-hows können wir für nahezu jede Applikation die passende, oft kundenspezifisch angepasste Lösung anbieten“, berichtet er weiter.
Turck führt mit seinem RFID-System BL Ident den Ansatz fort, dem Kunden zunehmend komplette Lösungen anzubieten. „Als Spezialist für Sensor-, Feldbus- Interface- und Anschlusstechnik können wir unser Know-how in den einzelnen Bereichen ideal kombinieren; alles findet sich im modularen RFID-System wieder und der Kunde profitiert von einem abgestimmten Gesamtkonzept“, sagt Walter Hein, Produktmanager RFID. Neben RFID umfasst das Turck-Identportfolio auch optische Lösungen. „In der Optoelektronik arbeiten wir weltweit mit unserem strategischen Partner Banner Engineering zusammen“, informiert W. Hein. Dabei reiche das optische Identifikationsangebot von Vision-Sensoren bis zu kompletten Bildverarbeitungslösungen mit einem umfangreichen Beleuchtungsprogramm. „Aus meiner Sicht wird sich unser Schwerpunkt in den kommenden Jahren in Richtung RFID verschieben, da die Funktechnologie in immer mehr Anwendungsfeldern effiziente Automatisierungspotenziale verspricht“, ist der Produktmanager überzeugt.

Dieter Esslinger, Produktmanager für Auto-ID/RFID und modulare Anschlusseinheiten/Fieldbus Gateways bei Leuze Electronic, ist dahin gehend anderer Meinung: „Nachdem der Preis für eine Identlösung weiter starkes Gewicht hat, kommt oft am Ende der Barcode zum Einsatz. Daher liegt der RFID-Anteil bei uns heute leicht unter 20 % – schwach steigend. Den größten Anteil hält nach wie vor die Barcode-Technologie.“

Manfred Pierl, Portfoliomanager Identification Systems bei der Sick Vertriebs GmbH, ist überzeugt, mit „IDpro“ die richtige Lösung zu bieten, unabhängig davon, wie sich die Auto-ID-Technologieanteile in Zukunft auch verschieben werden. So würden Kunden mit dieser offenen Auto-ID-Technolgie-Plattform durch einheitliche Bedienung, Integration und Ersatzteilkonzepte den erforderlichen Investitionsschutz erhalten. „,IDpro‘ ist auch die Basis für unser RFID-Portfolio. Wie bei klassischen Laser- und Kameratechnologien binden wir in dieses Konzept den vollen Funktionsumfang unserer RFID-Geräte mit ein“, sagt er weiter.


Die favorisierten Frequenzbereiche

Sick bedient mit der Produktreihe RFH6xx im HF-Bereich hauptsächlich Anwendungen im Behältermanagement, der intelligenten Fahrzeugpositionierung und alle weiteren Anwendungen mit Reichweiten bis zu 30 cm. „Für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Datenmenge, -übertragungsgeschwindigkeit und größeren Reichweiten bieten wir mit der neuen RFU6xx-Gerätereihe einen indus­triellen Interrogator der Spitzenklasse“, sagt M. Pierl und stellt heraus: „Auch wenn beide Technologien grundsätzlich unterschiedlich sind, sehen wir im Gegensatz zu LF für HF und UHF noch erhebliches Entwicklungspotenzial.“

„Wir erwarten den größten Zuwachs in den nächsten Jahren bei UHF, da diese Technologie nicht nur in Long-Range-Anwendungen innerhalb logistischer Prozesse eingesetzt wird, sondern zukünftig auch bei Prozessen mit geringeren Lesedistanzen ihre Berechtigung finden wird“, so O. Pütz-Gerbig. Balluff will diesem steigenden Bedarf mit neuen Produktlösungen Rechnung tragen. „Mit dem heutigen Produktspektrum werden alle am Markt gängigen Frequenzen (LF, HF und UHF) abgedeckt“, fügt er an.

Bei Turck wurden in der Vergangenheit die meisten Anwendungen im HF-Bereich umgesetzt. „Dort findet eine zuverlässige Übertragung statt, allerdings mit relativ geringen Reichweiten“, so W. Hein. Für die Zukunft erwartet deshalb auch er eine verstärkte Nachfrage nach UHF-Lösungen mit höheren Reichweiten. „Da im UHF-Band eine gut strukturierte Bedarfs- und Applika­tionsanalyse die Implementierung erleichtert, unterstützen wir unsere Kunden mit einer speziellen Simula­tionssoftware, dem Ray-Tracer“, informiert W. Hein darüber hinaus. „Mit ihr lassen sich vor der eigentlichen Hardware­installation verschiedene Systemkons­tellationen unter kundenspezifischen Randbedingungen erproben“, sagt er weiter.

Leuze Electronic deckt heute alle drei Frequenzbereiche mit Geräten für unterschiedliche Reichweiten ab. „Allerdings mit starkem Fokus auf HF und etwas UHF“, nennt D. Esslinger den heutigen Fokus. Dazu stünden neben stationären Geräten mobile Schreib-Lesegeräte zur Auswahl. Jüngste Produktneuzugänge betrafen den UHF-Bereich. „Für Reichweiten bis 1,5 m und Lesegeschwindigkeiten bis 6 m/s ist das kompakte Schreib-Lesegerät RFU61SL100 prädestiniert. Sollen Reichweiten bis 5 m und Lesegeschwindigkeiten bis 10 m/s abgedeckt werden, eignet sich das RFU81SL100“, berichtet der Produktmanager und ergänzt: „Diese stationären Geräte können – basierend auf den Werkseinstellungen – in vielen Anwendungen sofort eingesetzt oder durch Parametrieren über Charakterstrings ganz einfach von der SPS angepasst werden.“ Was die zukünftige Entwicklungstendenz bei den Frequenzbereichen anbelangt, meint er, dass die Potenziale gleichermaßen auf HF und UHF verteilt liegen. Er ist allerdings davon überzeugt, dass die tatsächliche Gewichtung letztendlich vom Anwender bestimmt wird.


Die RFID-Hauptbranchen

Als Hauptanwendungsfeld für RFID nennt D. Esslinger die Intralogistik. „Dort werden häufig Ladungsträger identifiziert, die je nach Umgebung einfache oder hochwertige Transponder benötigen“, sagt der Experte. Dabei würden mechanische und teilweise thermische Anforderungen die Auswahl beeinflussen. „Bei den Schreib-Lesegeräten mit industrieller Schutzart werden oft mittlere oder kleine Reichweiten genutzt. Hohe Reichweiten sind selten, da die Eindeutigkeit sehr wichtig ist und die Ladungsträger mit kleinen Abständen gefördert werden“, erklärt er. Als zusätzlichen Anwendungsschwerpunkt identifiziert er das Produk­tionsumfeld. „Dort kommen Werkstückträger oder Vorrichtungen mit robusten und häufig chemisch und/oder thermisch belastbaren Transpondern zum Einsatz“, sagt der Leuze-Electronic-Spezialist. Die Lesegeräte seien hier meist in der Baugröße begrenzt und nutzen vorwiegend kleinere Reichweiten.

„Wir sind mit unseren RFID-Lösungen schon lange in der industriellen Automatisierungstechnik zu Hause, vor allem in der Fertigungsautomation, aber mehr und mehr auch in der Prozessautoma­tion“, sagt W. Hein. Dabei komme das robuste RFID-System neben Produktionssteuerung auch für Anwendungen in Distribution, Logistik sowie dem gesamten Supply Chain Management zum Einsatz. „Anwendungsoptimierte Weiterentwicklungen von Schreib-Leseköpfen und Datenträgern erschließen dabei immer neue Applikationsfelder – von der Automobil- und Lebensmittelproduktion bis zur Intralogistik“, erklärt der Spezialist.

„Einer der seit jeher besonders technologieaffinen Industriezweige ist die Automobilindustrie. Sie hat unsere RFID-Lösungen bereits seit gut 20 Jahren im Einsatz und zeichnet sich als Vorreiter beim Realisieren von Tracking&Tracing-Lösungen mit RFID aus“, berichtet
O. Pütz-Gerbig. „Mit einer großen Variantenvielfalt an robusten Datenträgern und Schreib-Leseköpfen mit hoher Schutzart lösen unsere Identifikationssysteme fast jedes Anwendungsproblem, sei es bei der Materialflussüberwachung, der rechnergestützten Montage, der Lagerhaltung oder der Steuerung und Qualitätssicherung von flexiblen Fertigungslinien“, fügt er an.

„Unser Produktdesign ist seit über 60 Jahren bekannt für eine robuste, zuver-lässige Industrieausführung mit hoher Bedienerfreundlichkeit. Unsere RFID-Produkte findet man deshalb überwiegend in der verarbeitenden Industrie, wie Automobil, Kontraktlogistik und in der Luftfahrt“, informiert M. Pierl. In diesen Anwendungsbereichen herrschen raue Arbeitsumgebungen mit größten Temperaturschwankungen und mechanischen Belastungen sowie Schmutz und Chemikalien vor. „Diese anspruchsvollen Anforderungen werden nicht nur von unseren RFID-Interrogatoren erfüllt, sondern natürlich auch von den von uns qualifizierten RFID-Datenträgern“, sagt der Sick-Fachmann.


Ausblick auf neue Anwendungsfelder

Da die Technologie kontinuierlich weiterentwickelt wird, lassen sich immer neue Anwendungsfelder bedienen, die man vor Jahren als nicht lösbar identifiziert hatte. „Tags, die direkt auf Metall montiert werden, sind dafür ein Beispiel; ein anderes sind etwa Autoklaven, in denen die Datenträger gleichzeitig Druck, Temperatur und Feuchtigkeit ausgesetzt sind“, informiert W. Hein. Als weiteres schwieriges Umfeld aufgrund hoher Luftfeuchte nennt er die Fleischproduktion. „Hier haben wir jetzt HF-Schreib-Leseköpfe mit erhöhter Reichweite entwickelt. Sie erfassen die Datenträger in Fleischhaken über eine Entfernung von rund 35 mm mit sehr hoher Geschwindigkeit und Betriebssicherheit. Damit ist RFID auch für die Logistik moderner Schlachthöfe interessant“, sagt der Turck-Experte.

Aus Balluff-Sicht erklärt O. Pütz-Gerbig: „De facto lassen sich mit entsprechendem Aufwand nahezu alle Anforderungen erfüllen.“ Letztlich sei es immer eine Frage des Kosten-Nutzen-Verhältnisses, ob die Realisierung einer bestimmten Identifikationsaufgabe mit RFID technisch sinnvoll und wirtschaftlich lösbar ist.

In dieser Meinung wird er von M. Pierl nicht ohne Einschränkungen unterstützt. Stattdessen erklärt der Sick-Experte: „Die häufig vielbeschworene Pulklesefähigkeit der RFID-Technologie kann in einigen Fällen sogar störend wirken. Immer wenn Objekte eindeutig identifiziert werden müssen bzw. deren Datenspeicher individuell beschrieben werden muss, werden hohe Anforderungen an die Vereinzelung und Selektivität gestellt.“ Große Abstände zwischen den logistischen Einheiten, wie Pakete oder Fluggepäck, würden aber den Durchsatz einer Anlage reduzieren. „Hier helfen häufig hybride Systeme, bei denen die Vorteile der optischen Sensoren mit RFID kombiniert werden.

„Auch bei industriellen Anwendungen mit Metalltags ergibt sich zwar die Möglichkeit einer Identifikation, dennoch liegen hier zum Teil illusorische Vorstellungen über tatsächlich erzielbare Reichweiten vor“, so D. Esslinger.

M. Pierl wirft ein: „Die Auswahl einer geeigneten Auto-ID-Technologie wird seit längerer Zeit nicht mehr alleine durch die Umgebungsbedingungen beeinflusst.“ In den meisten Fällen ließen sich hier geeig-nete Lösungen finden. Viel wichtiger sei allerdings die richtige Auswahl der geeig-neten Auto-ID-Technolgie. „Auch wenn wir mit einem enormen Wachstum RFID-Lö-sungen verkaufen, empfehlen wir auch weiterhin die klassischen Technologien, wie Laser- und Kameratechnik, wenn ei-ne nüchterne Business-Case-Betrachtung dies zum Ergebnis hat“, ist der Sick-Experte offen.


Der Mehrwert für den Kunden
Die Euphorie bezüglich der vielfältigen RFID-Eigenschaften scheint groß, doch wo liegen die größten Vorteile für den Kunden in der Anwendung?
Aus Sicht von D. Esslinger liegt der meistgenutzte RFID-Vorteil in der höheren Unempfindlichkeit gegen Schmutz oder Staub sowie der „nicht sichtbaren“ Anbringung des Datenträgers. „Speziell in der Produktion wird die Datenaktualisierung („Schreiben“) immer wichtiger, um dem Objekt aktuelle Informationen für den nächsten Prozessschritt mitgeben zu können und so eine höhere Flexibilität im Prozess zu erreichen“, verdeutlicht er.

Aus Turck-Sicht profitieren Kunden beim Einsatz von RFID im Wesentlichen durch effizientere Prozesse, Transparenz und Rückverfolgbarkeit sowie Qualitätssicherung. „Am Ende also fast immer von Kostenersparnis und natürlich auch von Wettbewerbsvorteilen“, bilanziert W. Hein. „So richtig effizient wird eine RFID-Lösung für alle Beteiligten vor allem dann, wenn Sie eine gesamte Wertschöpfungskette im Produktionsprozess durchzieht“, sagt er weiter. Ein Beispiel dafür sei das eigene Engagement in der Schokoladenindus­trie. „Hier sind die Turck-Lösungen zur durchgängigen Identifika­tion der Schokoladeformen – von der Formenherstellung über die Reinigung bis zum Produktionsprozess – zum Maßstab der gesamten Branche geworden“, freut er sich.

M. Pierl bringt die Euphorie seiner Kollegen zurück in Bodennähe: Aus seiner Sicht ist die Hypephase, bei der lediglich der Einsatz von RFID bereits zu einem Imagegewinn geführt hat, längst einer Zeit der nüchternen Businessanalyse gewichen. „Tatsächlicher wirtschaftlicher Mehrwert entsteht erst dann, wenn die technischen RFID-Unterscheidungsmerkmale im jeweiligen Anwendungsfall auch genutzt werden“, meint er. Die Wiederbeschreibbarkeit und der Datenaustausch über große Entfernungen ohne Sichtkontakt können bei Schlüsselanwendungen häufig verborgenes Potenzial für Prozessverbesserungen heben. „Wir beraten unsere Kunden bei der Auswahl und sorgen so dafür, dass RFID nicht nur funktioniert, sondern im Jahresabschluss auch ein wirklich messbarer Mehrwert entsteht“, so M. Pierl.

„RFID wird heute nicht mehr als Allheilmittel für alle Identifikationsaufgaben gesehen, auch ist die Diskussion als Barcode-Ersatz vom Tisch“, sagt O. Pütz-Gerbig. Die mittlerweile in vielen RFID-Applikationen gewonnenen Erfahrungen hätten gezeigt, wo RFID seine Stärken ausspielen kann und wo RFID an seine Grenzen stößt. Deshalb meint auch er: „Anspruch von Herstellern von RFID-Komponenten und -Systemintegratoren ist es heute, ihren Kunden die jeweils optimale, individuell angepasste Lösung für eine Tracking&Tracing-Anwendung zu liefern, mit der signifikante Prozessverbesserungen, Transparenz in der Supply Chain und damit nicht zuletzt Kostenvorteile zu erzielen sind.“ Deshalb ist er der Meinung, dass etablierte, ausgereifte RFID-Technologie und ein breites Produktportfolio die Basis dafür bildet, zahlreiche Herausforderungen in unterschiedlichsten Applikationen und Branchen zu meistern.


Die To-do‘s
Die Zahl der RFID-Vorteile für den Kunden scheint also groß. Stoßen die Experten dennoch auf Vorbehalte gegenüber dieser Technologie beim Kunden? „Vorbehalte gibt es vielleicht im Zusammenhang mit der Frage, ob die Kosten auch den Nutzen bzw. den Mehrwert rechtfertigen“, sagt W. Hein. Dies müsse von Fall zu Fall individuell entschieden werden. „Aufgrund der oftmals nicht bekannten Technologie gibt es zuweilen auch eine gewisse Angst vor zu viel Komplexität. Schließlich müssen für eine erfolgreiche RFID-Einbindung viele Abteilungen an einen Tisch – von der Instandhaltung bis zur IT“, informiert er weiter. Hier würde das Turck-System aufgrund seiner offenen Standards nicht nur eine hohe Investitionssicherheit garantieren, sondern auch eine vergleichsweise einfache Integration in die Automatisierungsinfrastruktur. „Ist eine einfache Lösung gefordert, bieten wir mit BL Compact die volle Funktionalität in einem vorkonfigurierten RFID-Blockmodul, das direkt über Profibus an die SPS angebunden werden kann. Alternativ stehen die beiden modularen IO-Systeme BL20 und BL67 zur Verfügung, die auch mit einer Codesys-Steuerung verfügbar sind, um die gesamte RFID-Kommunikation dezentral durchzuführen“, so der Experte.

„Es ist entscheidend, nicht nur den Preis des RFID-Datenträgers (RFID-Tag) im Verhältnis zum kennzeichnenden Objekt im Blick zu haben, sondern sich auch mit der gesamten Prozesskette ausei­nanderzusetzen“, sagt O. Pütz-Gerbig. So könne RFID seine Stärken dann ausspielen, wenn die Betrachtung der Nutzeffekte über alle Stufen der Supply Chain hinweg erfolgt und durch Tracking&Tracing eine Transparenz und übergreifende Verfügbarkeit aller für das Product Lifecycle Management notwendigen Daten erzielt werde. „Es ist Aufgabe von Hardware- und Softwareanbietern wie auch Systemintegratoren und Consultingunternehmen, diesen Nutzen aufzuzeigen und Kunden bei der Optimierung ihrer Prozesse zu unterstützen. Aus technologischer Sicht ist RFID mittlerweile so ausgereift, dass selbst bei schwierigen industriellen Einsatzbedingungen eine zuverlässige Systemlösung fast immer möglich ist“, ist er überzeugt.
„Die Unternehmen stehen alle unter Kostendruck und so gewinnt häufig der Preis der Technologie über die gesamtheitliche Prozessverbesserung, die schwer in Preise zu fassen ist“, beginnt D. Esslinger und führt fort: „Ein weiterer Punkt ist die Tatsache, dass die Prozesse und die dazu gehörige Software zur Steuerung dieser Prozesse nach vielen Jahren des Einsatzes auf die reine Lesung von Codes optimiert sind. Hier ist eine Änderung, um die Vorteile von RFID voll zu nutzen, oft sehr aufwendig.“ Die Betrachtung und Anpassung der vorhandenen Prozesse kann aus seiner Sicht helfen, die Technologie optimal einzusetzen. „Dies sollte stärker ins Kalkül einbezogen werden“, rät er. Als weiteren Unsicherheitsfaktor nennt er die Datensicherheit. „In industriellen Prozessen sind lediglich Artikelnummern, Auftragsnummer oder Prozesskennzeichen als Daten auf den Transpondern hinterlegt. Mit diesen Daten können Außenstehende nichts anfangen – es sind keine persönlichen Daten vorhanden, sodass die Bedenken hier unbegründet sind“, löscht er dieses Argument aus.

„Kunden haben aber immer noch Re-spekt vor einer Technik, die man nicht riechen, schmecken, sehen oder fühlen kann“, nennt M. Pierl seine Sicht. „RFID ist jedoch keine schwarze Magie und durch unsere Plattformstrategie, das heißt, einfache Bedienung und Integra­tion sowie ein innovatives Mensch-Maschine-Interface, bei dem wir durch intelligente Mehrfarben-LED mit unterschiedlichen Blinkfrequenzen ,RFID sichtbar machen‘, bauen wir bei Sick diese Hemmschwelle für diese Zukunftstechnologie weiter ab“, ist er überzeugt. Als Abschluss-Statement fügt er an: „Der RFID-Markt ist längst aus den Kinderschuhen geschlüpft und entwickelt sich selbstverständlich weiter. Aber wer bei geeigneten Prozessen heute noch wartet, verschenkt Wettbewerbsvorteile, die dann andere nutzen.“

Inge Hübner

Weitere Informationen unter
www.balluff.de,
www.leuze.de,
www.sick.com sowie
www.turck.com.

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