Zukunft der RFID-Technologie – Teil I
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Enterprise Content Management Systeme (ECM) können eine Vielzahl von Informationsobjekten erfassen, managen, archivieren und reproduzieren. Dafür ist erforderlich, dass die Informationsobjekte entweder direkt in digitaler Form vorliegen oder in eine digitale Form transformiert werden können.
Es gibt jedoch auch nicht digitalisierbare Objekte, die im weiteren Text als "Real Existierende Informationsobjekte" oder abgekürzt "REI" bezeichnet werden. Diese REIs sollen in der Regel auch digital verwaltet werden, da kaum jemand noch bereit ist Listen und Unterschriften manuell zu verwalten. Dafür werden heute unter anderem Records Management Funktionalitäten genutzt.
Records Management Systeme sind in der Lage, ein Informationsobjekt zu managen, ohne das Objekt selbst digital vorliegen zu haben. In der Regel werden dafür die Eigenschaften eines Objektes und der Aufbewahrungsort elektronisch erfasst. Beispiele hierfür sind notarielle Urkunden, andere Dokumente oder stoffliche Proben etc., die nach wie vor im Originalformat auf Papier oder als stoffliches Objekt vorliegen müssen. Erfolgt der Zugriff auf ein REI im Rahmen von Records Management und ist dies mit der Absicht verbunden es zu benutzen oder zu verlagern, so ist die Verwaltung und Protokollierung der Zugriffe und Bewegungen in der Regel sehr aufwändig. Es kann im Extremfall dazu kommen, dass ein Gegenstand sich zwar laut Records Management System an einem bestimmten Ort befinden sollte, dort aber nicht zu finden ist.
Um hier Abhilfe zu schaffen, verdient die in den letzten Jahren immer marktreifer gewordene RFID Technologie deutlich mehr Aufmerksamkeit. RFID steht für "Radio Frequency Identity".
Dahinter verbirgt sich ein Mikrochip mit Antenne ("RFID-Tag"), der an einem Objekt angebracht werden kann und durch einen entsprechenden RFID Leser mit elektromagnetischen Wellen kontaktlos angeregt wird, Informationen über sich selbst zu senden.
Bekannt sind diese RFID-Tags heute in Logistikanwendungen oder im Einzelhandel. Sehr verbreitet ist der Anwendungsfall der Sicherheitsetiketten in Bekleidungsgeschäften. Es wird Alarm geschlagen, wenn ein Kunde versucht das Ladenlokal mit einem Artikel zu verlassen, ohne zu bezahlen. Dies ist jedoch nur eine Möglichkeit der Nutzung. Die Einsatzmöglichkeiten von RFID in ECM Systemen bzw. RM-Systemen sind fast unbegrenzt.
In diesem Artikel werden wir Sie über die wichtigsten Aspekte der RFID Technologie und dem Zusammenspiel mit ECM- und RM-Systemen informieren.
Auf den ersten Blick scheint es so zu sein, dass man mit Barcodes einen ähnlichen Erfolg bei der Identifizierung und dem Management von REIs hat. Barcode Technologie ist weit verbreitet, einfach anzuwenden und Objekte können eindeutig identifiziert werden. Warum also so viel Technik (Antennen, Mikrochips, Speicher und evtl. auch noch Batterien) zu einem Objekt hinzufügen? Ist das nicht alles viel zu teuer, zu aufwändig und zu fehlerträchtig? Wo liegt der zusätzliche Nutzen?
Hier eine Gegenüberstellung der Möglichkeiten von Barcodes und RFID-Tags:
Die Vorteile der RFID-Tags werden in einem folgenden Artikel noch anhand von weiteren Beispielen erläutert.
Die prinzipielle Funktionsweise der RFID Technologie ist wie folgt:
Grundsätzlich werden zwei Komponenten unterschieden:
- RFID-Tag beinhaltet den Mikroprozessor, Speicher, Sende-, Empfangseinrichtung und hat normalerweise keine eigene Stromversorgung
- RFID-Reader ist mit einer externen Stromquelle verbunden, erzeugt ein elektromagnetisches Feld und hat eine Leseantenne.
Das Zusammenspiel von RFID-Tag und RFID-Reader geschieht wie folgt:
- Der RFID-Reader erzeugt ein elektromagnetisches Feld.
- Die Antenne des RFID-Tags (Transponder) empfängt das Feld und leitet es als Befehl an den RFID-Chip weiter.
- Der Transponder sendet die Antwort an das elektromagnetische Feld.
- Der RFID-Leser interpretiert die Antwort als Antwortdaten
Für die unterschiedlichen Anforderungen in der Praxis werden verschiedene RFID-Tags angeboten. In erster Linie sind der genutzte Frequenzbereich und die Ausstattung der RFID-Tags entscheidend für die möglichen Anwendungsbereiche:
- Ein niedriger Frequenzbereich eignet sich nur für geringe Reichweite, ist allerdings sehr preiswert und kann in der Nähe von Metall genutzt werden. Außerdem ist so ein RFID Tag unempfindlich gegenüber Temperaturen und Luftfeuchtigkeit.
- Der mittlere Frequenzbereich (10-15 MHz, bevorzugt 13,56 MHz) bietet eine bessere Reichweite, höhere Übertragungsgeschwindigkeiten und bietet die Möglichkeit der Signalverschlüsselung. Allerdings hat so ein RFID-Tag auch einen höheren Preis (z.B. Smart-Labels als Kombination von RFID-Tag und Barcode).
- Im hohen Frequenzbereich wird die Reichweite und Geschwindigkeit nochmals gesteigert. Diese RFID-Tags sind teuer und deshalb nur für langlebige Objekte geeignet.
Neben den verschiedenen Frequenzbereichen ist für die Nutzung eines RFID-Tags noch entscheidend, ob er eine eigene Stromversorgung hat.
- Passive RFID Tags haben keine eigene Stromversorgung. Sie sind deshalb klein, leicht und preiswert. Die Reichweite ist nur gering (z.B. für Etiketten).
- Aktive RFID Tags haben eine eigene Stromversorgung. Durch die Batterie sind sie teurer, größer und schwerer, bieten jedoch eine größere Reichweite. Sie werden ebenfalls durch das Signal des RFID-Readers aktiviert (z.B. RFID Transponder in KFZ für Mautsysteme)
Zusammenspiel von RFID und ECM
Zusammenspiel von RFID und ECM
Die Vorteile des RFID Einsatzes in der Logistik sind seit vielen Jahren bekannt und hier hat sich bisher auch das größte Anwendungsfeld ergeben.
Selbst bestellende Kühlschränke, die immer genau "wissen" welche Lebensmittel sich gerade in ihnen befinden, was nachbestellt werden muss und auch gleich die automatische Eingangskontrolle für RFID getaggte Joghurts mit erledigen sind sicher plakative Beispiele. Unter Kosten-Nutzen Gesichtspunkten ist so ein Szenario allerdings sehr weit von der sinnvollen Umsetzung entfernt.
In der vorliegenden Ausgabe des PROJECT CONSULT Newsletters stehen deshalb diesmal die sinnvollen und wirtschaftlichen Anwendungsfälle von RFID verbunden mit ECM bzw. RM im Vordergrund.
1. Finden von „Real Existierenden Informationsobjekten“ per RFID
Hierfür gibt es mehrere Alternativen. Z.B. kann an jedem Raumeingang, am Arbeitsplatz oder an bestimmten Erfassungspunkten ein festes Lesegerät installiert werden. Hier können Objekte registriert werden und damit ist der Standort bekannt. Diese Lösung ist relativ preiswert. Wenn mehr Geld zur Verfügung steht, können leistungsstärkere, allerdings auch wesentlich größere Lesegeräte mit mehreren Metern Reichweite eingesetzt werden.
Mit der entsprechenden Software kann dem Anwender der aktuelle Aufenthaltsort eines Informationsobjektes (Akten, Dokumente, Bücher, Zeitschriften, Videos, Pläne, andere körperliche Objekte) als Textinformation oder auch grafisch in einem Lageplan angezeigt werden.
Natürlich kann durch die Einbettung in ein ECM auch der sofortige Zugriff auf die elektronische Akte mit Kundendaten erfolgen und die per RFID automatisch erfassten und verfolgten Objekte können Teil eines auch standortübergreifenden Workflows werden.
Die folgende Liste gibt einen kleinen Überblick über die möglichen Anwendungsfälle:
- Patentmanagement in Unternehmen
- Verwaltung von Originaldokumenten in Kanzleien (Rechtsanwälte, Notare, …)
- Management von Originaldokumenten in Gerichten
- Bücher und Zeitschriftenverwaltung in Kanzleien und Firmen
- Management von Originaldokumenten in der öffentlichen Verwaltung
- Asservatenmanagement bei der Polizei
- Substanz- und Probenmanagement in der Pharmaforschung
- Lokalisierung von Patientenakten in Krankenhäusern (evtl. auch nur nicht digitalisierbare Teile)
- Verwaltung von nicht digitalisierten Kundenakten in Banken und Versicherungen (z.B. Altakten, Urkunden oder Gegenständen)
- Neuer Personalausweis
2. Bibliotheksverwaltung
Die Verwaltung von Objekten in Bibliotheken und Museen ist ein sehr anschauliches Beispiel dafür, welche Möglichkeiten auch für andere Anwender durch den Einsatz von RFID Technologie gegeben sind.
- RFID Tags ersetzen Barcode.
- Entnehmen und Zurückbringen von Objekten kann als Selbstbedienung erfolgen.
- Das Verfahren ist für jede Art von Artikeln (Bücher, Videobänder, CDs und DVDs) anwendbar.
- Die RFID Technologie bietet einen sicheren und innovativen Schutz vor Diebstahl.
- Die sichere Inventur und Kontrolle der korrekten Standorte ist in sehr kurzer Zeit mit sehr wenig Personal möglich.
- Beim Einsatz von Standards ergeben sich eine langfristige Verfügbarkeit und vielfältige Entwicklungsmöglichkeiten.
- Umgebungsvariablen wie Temperatur (Max, Min, Verlauf), Luftfeuchte, Helligkeit etc. können am Objekt gespeichert werden.
3. Compliance
In produzierenden Unternehmen wird es immer wichtiger, die Fertigung lückenlos zu dokumentieren. Die Beschreibung der Herstellungsprozesse und die Dokumentation der Maßnahmen zur Qualitätssicherung sind in diesem Zusammenhang ein wichtiger Aspekt. Genauso wichtig ist jedoch die fälschungssichere Identifikation der tatsächlich verbauten Komponenten.
Vorstellbar ist z.B. dass ein einzelner Artikel oder in einer Maschine oder einer Baugruppe jedes Teil über einen RFID Tag gekennzeichnet ist. Über den RFID Reader kann dann sehr schnell geprüft werden, ob nur Originalteile eingesetzt wurden und wer der Hersteller bzw. Lieferant war. Falsifikate können durch einen automatischen Online Abgleich mit den Originalherstellern sofort entdeckt werden.
Anwendungsbeispiele sind z.B.:
- Prüfung von Medikamenten auf Echtheit
- Prüfung auf den Einsatz von Originalteilen im Fahrzeug-, Flugzeug, und Schiffbau (ebenfalls gültig für den Einsatz von Original Ersatzteilen bei Reparaturen)
4. Prozessunterstützung
Mit den RFID-Technologien können manuelle Prozessschritte für das Handling von "Real existierenden Informationsobjekten" nahezu komplett eliminiert werden und der Automatisierungsgrad wird gesteigert. Gleiches gilt für die Transparenz von Prozessen. Alarmierungen können automatisch erfolgen und in den Prozessketten kann somit schneller auf Fehlersituationen reagiert werden.
Als Beispiel soll hier das sichere Versenden von geheimem Material (Dokumente, Proben etc.) zwischen zwei Standorten (z.B. Ministerien, Forschungseinrichtungen etc.) dienen.
- Absender erklärt einen Brief als "Top Secret".
- Der Brief wird in einem "Top Secret" Umschlag eingetütet.
Dafür wird ein Sicherheitsumschlag mit eingearbeitetem Metallgewebe und elektronischem Siegel verwendet.
- Eine aktive RFID Komponente kontrolliert ständig die Unversehrtheit aller Fäden des Metallgewebes und das elektronische Siegel des Sicherheitsumschlages.
- Der Sicherheitsumschlag wird in das Fahrzeug geladen.
- Der Transport im Haus und Einladepunkte werden kontrolliert und protokolliert.
- Der aktive RFID Transponder des Umschlags verbindet sich automatisch zum GPS des Fahrzeugs.
- Das Fahrzeug transportiert den Sicherheitsumschlag zum Zielort.
- Der Sicherheitsumschlag wird an einer vorher festgelegten Position entladen.
- Aktiver RFID Transponder des Umschlags trennt automatisch die Verbindung vom GPS des Fahrzeugs.
- Der Sicherheitsumschlag wird außerhalb des Fahrzeugs zum Bestimmungsort gebracht (opt. mit GPS).
- Der Sicherheitsumschlag wird vom Empfänger geöffnet.
Die Sicherheitsvorteile für so ein RFID unterstütztes Versenden von geheimer Post sind wie folgt:
- Alle Transportschritte werden protokolliert
- GPS Lokalisierung während des Transports
Echtzeit Alarme
- Elektronisches Siegel des Sicherheits-umschlages wurde verletzt
- Sicherheitsumschlag wurde beschädigt
- Sicherheitsumschlag wurde im Fahrzeug bewegt oder an einem anderen als zuvor bestimmten Ort aus dem Fahrzeug entfernt
- Das Fahrzeug nimmt eine andere als die vorbestimmte Route
- Andere vorher festgelegte Regeln werden nicht beachtet
Für Handel und Logistik ist eine Zukunft ohne RFID nicht mehr denkbar. Im Umfeld von ECM und RM stehen wir erst am Anfang, wenn auch das Interesse zunimmt. Aus Kostengründen ist in absehbarer Zeit nicht zu erwarten, dass RFID den Barcode in jedem Bereich ablösen wird. Es gilt also die Anwendungsfelder zu identifizieren, für die der Einsatz von RFID Technologie unter funktionalen Aspekten und Kostengesichtspunkten passend ist.
Die technische Entwicklung im RFID Umfeld macht rasante Fortschritte. Mit den neuen Technologien sinken die Preise, die Komponenten werden kleiner und leistungsfähiger, und bisher nicht für möglich gehaltene Funktionalitäten kommen hinzu.
Mehr zum Thema RFID-Technologie lesen Sie im zweiten Teil des Artikels.
Quelle: Ausgabe 20080320 des PROJECT CONSULT Newsletters, ISSN 1439-0809.Erschienen: 06/2008
Autor: Rainer Kossow
| | Dr. Rainer Kossow (PMP) ist Projektleiter und Seniorberater der PROJECT CONSULT Unternehmensberatung Dr. Ulrich Kampffmeyer GmbH, Hamburg, eine produkt- und herstellerunabhängige Beratungsgesellschaft für Informationsmanagement (IM).
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