RFID unter extremen Produktionsbedingungen

Aus Winfwiki

In Bearbeitung

Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 2 Grundlagen der RFID-Technologie 2.1 Wichtige Begriffe und Definitionen 2.2 Einordnung von RFID in die Auto-ID-Systeme 2.2.1 Barcode 2.2.2 Optical Character 2.2.3 Biometrische Verfahren 2.2.4 Chipkarten 2.3 Einsatzbereiche von RFID 3 Technologie und Funktionsweise 3.1 Funktionsweise von RFID 3.2 Eigenschaften von RFID-Systemen 3.2.1 System-Komponenten 3.2.1.1 Transponder 3.2.1.2 Bauformen von Transpondern 3.2.1.3 Schreib- / Lesekomponenten 3.2.1.4 Middleware 3.2.2 Protokolle 3.2.3 Frequenzen, Reichweiten und Leistungsfähigkeit 3.2.3.1 Reichweite 3.2.3.2 Leistungsfähigkeit 3.2.4 Besondere Erfassungsmethoden 3.2.4.1 Pulkerfassung 3.2.4.2 Ortung 3.2.4.3 Temperaturmessung 4 Überblick über extreme Produktionsbereiche 4.1 Bergbau 4.2 Automobilbau 4.3 Stahlproduktion 4.3.1 Brammenlogistik 4.3.2 Walzenmanagement 5 RFID-Systeme in der Stahlproduktion 5.1 Charakterisierung der Stahlproduktion 5.1.1 Bereiche der Stahlproduktion 5.1.2 Walzverfahren 5.1.3 Walzenarten 5.1.4 Lebenslauf von Walzen 5.2 Walzenmanagement mit RFID-Technologie 5.2.1 Walzenmanagement vor Einführung der RFID-Technologie 5.2.2 Einsatz eines Walzenmanagementsystems mit RFID-System 5.3 Belastbarkeit von RFID-Komponenten 5.3.1 Kälte- und Hitze-Einfluss 5.3.2 Verschmutzung 5.3.3 Mechanische Belastbarkeit 5.4 Endgerätetypen in der Stahlproduktion 5.5 Art des RFID-Systems 5.6 Anbringung von Transpondern 5.7 Integration in IT-Systemlandschaft 5.8 Grenzen von RFID in der Stahlproduktion 6 Betrachtung der Kosten und Nutzenaspekte 6.1 Kosten 6.1.1 Kosten der Einführung 6.1.1.1 Vorstudien und Analysen 6.1.1.2 Hardware und Infrastruktur 6.1.1.3 Prozessveränderungen und Software-Integration 6.1.2 Kosten des Betriebs 6.1.2.1 Transponder 6.1.2.2 Wartung und Support 6.1.3 Risiken 6.2 Nutzenpotenziale 7 Fazit und Ausblick 7.1 Fazit 7.2 Ausblick 8 Fussnoten 9 Literaturverzeichnis

1 Einführung

Die immer stärker werdende Konkurrenz in allen Bereichen der Wirtschaft und die fortschreitende Globalisierung machen es notwendig bestehende Prozesse, Arbeitsweisen und Verfahren zu überdenken und mit Hilfe erhöhter Transparenz diese auf Optimierungspotentiale zu überprüfen. Insbesondere die produzierenden Unternehmen, wie bspw. in der Stahlindustrie, werden vermehrt ins Ausland verlagert, womit ein zusätzlicher Kostendruck für die inländischen Unternehmen entsteht. Ein wesentlicher Faktor der Optimierung ist die rationelle, schnelle und echtzeitnahe Erfassung, Aufbereitung, Weiterleitung und Speicherung der Informationen.^[1] Betrachtet man die bisherigen Technologien und Instrumente zur Vereinfachung und Optimierung der Produktion, so stoßen Verfahren wie z.B. Barcodes bereits an ihre Grenzen. Darüber hinaus existieren in verschiedenen Produktionsbereichen noch „unidentifizierbare Objekte“, die mit der bisherigen Technologie noch nicht erfasst werden können. Durch die Nutzung der Transpondertechnologie wird eine Optimierung des Informationsflusses in der Produktion zur Gestaltung von hocheffektiven und kostengünstigen Produktionsabläufen möglich. Informationen sind einfach und schnell verfügbar und ein breiteres Spektrum an Objekten kann identifiziert werden. Des Weiteren bietet die RFID-Technologie Möglichkeiten Fehler auf eine geringere Toleranz zu reduzieren und eine verbesserte Qualität zu erzielen. In der vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit soll der Einsatz der RFID-Technologie unter extremen Bedingungen am Beispiel der Stahlindustrie näher erläutert werden. Die Kapitel 2 und 3 erläutern zunächst die Grundlagen und Funktionsweisen einfacher RFID-Systeme. Das darauf folgende 4. Kapitel gibt einen Überblick über extreme Produktionsbereiche wie z.B. die Automobilindustrie oder den Bergbau. Im 5. Kapitel wird dann der Einsatz der RFID-Technologie in der Stahlindustrie vertieft. Den Schluss bilden das Kapitel 6 mit der Betrachtung der Kosten und Nutzenaspekte und das Kapitel 7 mit dem Fazit und dem Ausblick.

2 Grundlagen der RFID-Technologie

2.1 Wichtige Begriffe und Definitionen

Die Radio Frequenz Identifikation (kurz RFID) ist ein Überbegriff für die berührungslose Erfassung und Identifizierung von nahezu beliebigen Objekten mit Hilfe von Radiofrequenzen.^[2] Hinter dem Begriff RFID, was aus dem Englischen übersetzt Identifizierung mit Hilfe von Hochfrequenz bedeutet, stehen Technologien, die vor 60 Jahren bereits zum ersten Mal als IFF (Identifikation Freund oder Feind) Anwendung fanden. Bereits im zweiten Weltkrieg wurden Flugzeuge und Panzer mit aktiven Sendern ausgestattet, die dazu dienten, diese über ein Radar eindeutig zu erkennen und eine Trennung zwischen Freund und Feind zuließen. Diese Technologie wird in spezialisierter und hoch verfeinerter Form bis heute angewendet.^[3] Trotz der verschiedenen Ausprägungen, Varianten und Bandbreiten von RFID-Lösungen ist jedes RFID-System durch folgende drei Eigenschaften definiert:^[4]

Elektronische Identifikation

Jedes System verfügt über die Eigenschaft Objekte der Umwelt eindeutig durch die Speicherung von objektbezogenen Daten zu Kennzeichnen.

Kontaktlose Datenübertragung

Die benötigten Daten können zur Identifikation mittels eines Lesegeräts über eine Funkfrequenz drahtlos vom Objekt ausgelesen werden.

Senden auf Abruf (on call)

Ein Objekt sendet seinen Daten und Informationen nur dann, wenn ein dafür vorgesehenes Lesegerät diese Daten abruft.

Aus technischer Sicht besteht ein RFID-System immer aus mindestens zwei Komponenten, die für den Einsatz notwendig sind:^[5]

• dem Transponder, der an den entsprechenden zu Identifizierenden Objekten angebracht wird
• und dem RFID-Writer oder RFID-Reader mit Antenne, was abhängig vom Einsatzbereich und der eingesetzten Technologie ist.

Darüber hinaus wird in einigen Fällen noch eine Middleware benötigt, die die Daten verarbeitet und aufbereitet und eine Applikation, die die Daten benutzerfreundlich darstellt. Die Abbildung 1 zeigt die Grundkomponenten eines RFID-Systems. Das Zusammenspiel dieser wird im Kapitel 3 näher erläutert. Das Übertragungsmedium des RFID-Systems ist die Luft. RFID-Systeme nutzen zur Kommunikation verschiedenen Frequenzbereiche vom Langwellen- bis zum Kurzwellenbereich. In den nachfolgenden Kapiteln werden die verschiedenen Technologien und Einsatzbereiche genauer Analysiert und Erläutert.

Inhaltsverzeichnis II Abbildungsverzeichnis IV Tabellenverzeichnis V

2.2 Einordnung von RFID in die Auto-ID-Systeme

Automatische Identifikation (Auto-ID) ist die automatisierte Zuordnung von Objekten der Umwelt zu einer Klasse. Eine Realisierung erfolgt ohne unmittelbare menschliche Intelligenz, nur mit Hilfe von technischen Hilfsmitteln.^[6]

Wie man der Abbildung entnehmen kann, unterteilt man die Auto-ID-Systeme in die Bereiche Barcode-Systeme, Optical Character (OCR), Chip-Karten, Biometrische Verfahren und RFID.

2.2.1 Barcode

Der Barcode (Strichcode) ist ein Binärcode, der aus einem Bereich von parallel angeordneten Strichen und freien Zwischenräumen besteht. Die Aufteilung der Striche und Zwischenräume erfolgt nach einem vorbestimmten Bild. Die Striche und Zwischenräume können verschiedene Stärken aufweisen und sowohl numerisch als auch alphanumerisch interpretiert werden. Das Abtasten und Ablesen der hinterlegten Informationen geschieht durch optische Laser, die die Reflexionen der unterschiedliche breiten schwarzen und weißen (Zwischenräume) Striche wahrnimmt und erkennt. Der EAN-Code (European Article Number) gehört zu den sicherlich am weitest verbreiteten Barcodes und wurde 1976 speziell für den Lebensmittelhandel konzipiert. Er besteht aus 13-Ziffern und setzt sich aus der Länderkennziffer, der bundeseinheitlichen Betriebsnummer, der Artikelnummer des Herstellers und einer Prüfziffer zusammen.^[7]

2.2.2 Optical Character

Die Optical Character Recognition (kurz OCR) ist ein Verfahren zur Optischen Text- oder Zeichenerkennung.^[8]

2.2.3 Biometrische Verfahren

Der Begriff der „Biometrischen Verfahren“ beschreibt im Zusammenhang mit Identifikationssystemen alle Verfahren um Personen zu identifizieren. Hierzu gehören das Fingerabdruck- und Handabdruckverfahren, die Sprachidentifizierung und die Augen-Netzhaut-Identifizierung.^[9]

2.2.4 Chipkarten

Chipkarten sind elektronische Datenspeicher, die in den meisten Fällen mit zusätzlicher Hardware-Logik ausgestattet sind. Für den Betrieb der Chipkarten werden diese in ein Lesegerät eingesteckt, welches mit Kontaktfeldern eine galvanische Verbindung zu den Kontaktflächen herstellt. Die Kontaktflächen dienen dazu, die Chipkarte mit Hilfe des Lesegeräts mit Energie und einem Takt zu versorgen. Die Datenübertragung erfolgt über eine serielle Schnittstelle.

RFID-Systeme sind sehr eng mit den oben beschriebenen Chipkarten verwandt. Auch bei den RFID-Systemen werden Daten auf einem elektronischen Datenträger gespeichert. Eine Energieversorgung erfolgt jedoch unter Verwendung von magnetischen oder elektromagnetischen Feldern.^[10]

2.3 Einsatzbereiche von RFID

Die Einsatzgebiete von RFID sind heutzutage sehr weitreichend und die Technologie findet, wie im Punkt 2.1 beschrieben, ihren Ursprung als Freund-Feind-Erkennung bereits zu Zeiten des zweiten Weltkriegs.^[11]

In der Fertigungsindustrie gilt RFID heute bereits als erprobtes Verfahren und wird meist für die Steuerung von intralogistischen Prozessen verwand. Hier ist RFID ein erfolgreiches Mittel der Flexibilisierung und der Kostensenkung in der Produktion.

Auch im Handel finden RFID-Systeme mit Hilfe des Item Tagging (RFID Tags auf Artikeln) breite Anwendung. Begonnen hat der Handel damit, Paletten mit RFID-Tags zu versehen. Im Laufe der Entwicklung kamen jedoch auch Kartons und später sogar einzelne Produkte hinzu.^[12]

Die Metro-Gruppe verfügt bereits über einen sog. Future-Store, in welchem der Konsument seinen Einkaufswagen voller Artikel an der Kasse vorbeischiebt und automatisch ein Kassenzettel erstellt wird.^[13]

Heutzutage werden auch Transportkosten-Systeme mit RFID-Systeme bestückt, um auf Autobahnen, Brücken oder anderen Zahl-Stationen eine Zahlung der sog. LKW-Maut einfach und sicher zu gewährleisten.^[14]

Weit fortgeschritten ist die RFID-Technologie bei kontaktlosen Smart-Cards, die beispielsweise sehr Häufig bei Skifahrern in Skipässen und in Zutrittsausweisen bei Mitarbeitern in großen Unternehmen zum Einsatz kommen. Darüber hinaus gibt es in den USA bereits mehrere Millionen von Kreditkarten, die mit RFID-Technologie ausgestattet sind. In die Kategorie der kontaktlosen Smart-Cards gehören außerdem die neuen Reisepässe (ePass).^[15]

Weitere Einsatzbereiche sind zum Beispiel:^[16]

• Point of Sale (POS)
• Automated Vehicle Identification (AVI) systems
• Zugangsbeschränkungen zu Gebäuden und Räumen
• Haustieridentifikation
• Aufzeichnung und Nachverfolgung innerhalb von Wertschöpfungsketten
• Schützen von Produkten und Nachweise dessen Produktionsstätte, Hersteller und Herkunft
• Ausleihverfahren in Bibliotheken
• Aufzeichnung und Nachverfolgung bei Autotransporten

Auch unter extremen Produktionsbedingungen wie z.B. starker Hitze, extremer Kälte, hohem Druck und vergleichbaren Bedingungen finden die RFID-Systeme bereits Anwendung.

Im Bereich des Bergbaus, des Automobilbaus und der Stahlproduktion werden RFID-Systeme heutzutage unter extremen Bedingungen eingesetzt. Auf diese außergewöhnlichen Produktionsbedingungen und dessen Anforderungen an die RFID-Systeme wird in den Kapiteln 4 und 5 näher eingegangen.

3 Technologie und Funktionsweise

3.1 Funktionsweise von RFID

Wie bereits eingangs erwähnt besteht ein RFID-System immer aus einem Transponder und einem RFID-Reader oder RFID-Writer. Der Transponder fungiert als eigentlicher Datenträger. Er wird an dem zu identifizierenden Objekt angebracht (bspw. einer Ware) oder kann in häufigen Fällen auch in Objekte integriert werden (Schlüsselanhänger, Chipkarten etc.). Der Transponder bietet dann die Möglichkeit Daten kontaktlos über Funktechnologie auszulesen, oder zu speichern. Das Erfassungsgerät besteht typischerweise aus einer Lesekomponente, einer Schreibkomponente und einer Antenne. Das Erfassungsgerät ist in der Lage die gewünschten Informationen aus dem Transponder auszulesen oder kann den Transponder anweisen, neue Daten aufzunehmen. Darüber hinaus überprüft das Erfassungsgerät die Qualität der Datenübermittlung.^[17]

3.2 Eigenschaften von RFID-Systemen

3.2.1 System-Komponenten

3.2.1.1 Transponder

Der Transponder (ein Kunstwort aus TRANSmitter und reSPONDER) wird in der Literatur meistens als RFID-Tag oder nur Tag bezeichnet. Die Hauptaufgaben sind die Speicherung von Daten und deren Bereitstellung. Technisch besteht er in der Regel aus einem elektronischen Mikrochip und einem Koppelelement (Antenne). Der Tag verfügt in den meisten Fällen über keine eigene Spannungsversorgung (Passiv Tag). Befindet sich der Transponder also außerhalb eines Lesegerätes, so verhält er sich in der Regel vollkommen passiv. Erst durch ein Lesegerät innerhalb der festgelegten Reichweite wird der Transponder aktiviert. Die notwendige Energie des Transponders, so wie der Takt und die Daten werden durch die Koppeleinheit zum Transponder übertragen.^[18]

Verfügt der Tag jedoch über eine eigene Spannungsversorgung so spricht man von einem aktiven Tag. Der aktive Tag kann Daten selbständig senden und empfangen und muss sich nicht innerhalb der aktiven Zone des Lesegeräts befinden.^[19]

Der Tag wird an oder in den Objekten angebracht, die über das RFID-System berührungslos identifiziert werden sollen.

Tabelle 1: Unterscheidungsmerkmale von Transpondern^[20]

Daten	Nur Alarm auslösend	Identitätsnummer übertragen	Identitätsnummer und weitere Daten
Energieversorgung	Aktiv	Passiv	Semi-Aktiv
Antennenart (Transponder)	Ferritantenne	Spule	Dipol
Frequenzart	Low Frequenz	High Frequenz	Ultra High Frequenz
Programmierbar	Ja	Nein	-
Weitere Sensoren	Ohne Sensor	Mit Sensor (Aktivität, Druck, Temperatur etc.)	-

Man unterscheidet zwischen drei Arten von RFID-Tags:

Passive Tags benötigen keine integrierte Energiequelle und kommen somit ohne eigene Stromversorgung aus. Die Stromversorgung erfolgt hier über magnetische oder elektromagnetische Induktion.

Aktive Tags verfügen über eine eigene integrierte Stromversorgung und sind somit in der Lage ihre eigenen Speicherbauteile mit Strom zu versorgen und darüber hinaus können Aktive Tags Daten selbständig senden und empfangen. Eine höhere Datenreichweite ist möglich.

Semi-aktive Tags stellen, wie man der obigen Tabelle entnehmen kann, eine Kombination aus beiden Varianten dar. Mittels der Induktion aus der passiven Stromversorgung können bspw. die Batterien eines Tags wieder aufgeladen werden.

3.2.1.2 Bauformen von Transpondern

Transponder existieren je nach Einsatzbereich und Einsatzort in unzähligen verschiedenen Bauformen. Die häufigste Bauform ist die so genannte Disk (Münze). Hierzu werden die RFID-Transponder in ein Spritzgussgehäuse eingelassen.

Eine weitere Bauform ist das Glasgehäuse, welches für die Identifizierung von Tieren entwickelt wurde. Dazu wird ein so genannter Glastransponder unter die Haut des Tieres injiziert. Das Glasröhrchen weist lediglich eine Größe zwischen 12 und 32 mm auf.

Existieren besonders hohe mechanische Anforderungen an die Bauform, so wird in den meisten Fällen das Plastikgehäuse eingesetzt. Das Gehäuse kann und wird auch in andere Bauformen integriert, wie bspw. in Autoschlüssel oder elektronische Wegfahrsperren.

Für die Werkzeug- und Glasflaschenidentifikation wurden spezielle Bauformen entwickelt, die es ermöglichen induktiv gekoppelte Transponder in Metalloberflächen zu integrieren. Hiermit können Transponder für unterschiedliche Arten von Werkzeugidentifikation eingesetzt werden.

Bei besonders hohen Sicherheitsanforderungen in Verbindung mit der Anwendung von Wegfahrsperren oder Türschließsystemen werden Transponder, meist über ein Plastikgehäuse, in Schlüssel und Schlüsselanhänger integriert.

Als kontaktlose Zutrittsberechtigung entwickelte die österreichische Firma Ski-Data eine Uhr, die zunächst als Skipass eingesetzt wurde. Diese kontaktlosen Uhren werden heute vor allem bei Zutrittskontrollen eingesetzt.

Auch in Chipkarten finden RFID-Transponder einen großen Anwendungsbereich und bieten somit die Möglichkeit des kontaktlosen Datenaustauschs. Kontaktlose Chipkarten verfügen durch die große Spulenfläche über eine hohe Reichweite.

Der Einsatz von Transpondern im Bereich der Smart Label hat in den letzten Jahren an erheblicher Bedeutung gewonnen. Bei dieser papierdünnen Transponderbauform wird die Transponderspule durch Siebdruck oder Ätztechnik auf eine 0,1mm dicke Plastikfolie aufgebracht. Eine Lieferung der Transponder erfolgt als Selbstklebeetiketten auf einer Endlosrolle.^[21]

3.2.1.3 Schreib- / Lesekomponenten

Das Lesegerät wird im Folgenden als Bündelung aller Kommunikationsaufgaben mit dem Transponder verstanden, womit nicht nur das Lesen oder Auslesen von Daten gemeint, sonder auch alle weiteren Möglichkeiten verstanden werden sollen. Der Begriff Transceiver wäre an dieser Steller ein passenderer Begriff (wiederum ein Kunstwort aus TRANSmitter und reCEIVER), entspricht jedoch nicht der gängigen Ausdrucksweise. Das Lesegerät kann selbst über eine Antenne verfügen, die Antenne kann jedoch auch ein separates Gerät sein. Mobile Lesegeräte in Form von Handgeräten verfügen meist über eine integrierte Antenne, größerer Systeme hingegen über meist externe Antennen. Eine Ausprägung der Funktionalität von RFID-Systemen kann bis hin zu eigenen LAN-, WLAN- oder GPS-Anschlüssen reichen, die über einen eigenen Stromanschluss oder Stromversorgung durch Batterien verfügen. Darüber hinaus bieten RFID-Systeme, je nach Ausprägung, die Möglichkeiten der Datenver- und/oder -entschlüsselung. Die Lesegeräte und ihre Antennen können zwischen der Größe von Briefmarken bis hin zu der Größe von mehreren Meter großen Datenanlagen variieren.^[22]

3.2.1.4 Middleware

Um die großen Datenmengen verwalten zu können benötigen große RFID-Systeme eine sog. Middleware-Software die die anfallenden Daten vom Transponder über das Lesegerät an ein Backend-Datenbanksystem weiterleitet. Die Middleware-Software regelt den Datenfluss zwischen dem Lesegerät und den Backend-Systemen. Das Backend-System kann ein handelsüblicher My-SQL-, Oracle-, MS-SQL-Server oder eine vergleichbare Software sein.^[23]

3.2.2 Protokolle

RFID-Systeme arbeiten dann, wenn das Lesegerät Radiosignale aussendet. Die Radiosignale werden von den Tags aufgenommen, welche wiederum mit Radiosignalen antworten. Das Lesegerät greift diese Signale wieder auf. Abhängig von der Art des Tags können die Daten verschlüsselt übertragen werden. Eine Verschlüsselung ist nur dann möglich, wenn der Tag über entsprechende Rechenverfahren verfügt. Einige Tags haben nur die Möglichkeit ausgelesen zu werden (Read-Only), andere wiederum können auch beschrieben werden. Um einen reibungslosen Ablauf der Kommunikation zu gewährleisten und einen Standard zu schaffen, haben die EPCglobal und die Internationale Organisation für Standardisierung einige Protokolle definiert:

Tabelle 2: RFID-Tag Protokolle^[24]

Protokoll	Zugriffmöglichkeiten
EPC Generation 1 Class 0	„Read-Only“
EPC Generation 1 Class 1	„Write“ Once, „Read“ many
EPC Generation 2.0 Class 1	„Write“ Once, „Read“ many Eine globaler akzeptierte Version des EPC Generation 1, Class 1 Protokolls
ISO 18000 Standard	„Read-Only“, kann zusätzlich Sektoren enthalten die mit Benutzerdaten beschrieben werden können.
ISO 15963	Unique Tag ID
ISO 16961	Daten Protokolle: Regeln zur Daten-Codierung und bereitstellen logischer Memory-Funktionen
ISO 15962	Daten-Protokolle: Application Interface

3.2.3 Frequenzen, Reichweiten und Leistungsfähigkeit

Die Breite der Frequenzen von RFID-Systemen erstreckt sich von Langwellen 135 kHz bis in den Mikrowellenbereich 5,8 GHz. Von RFID-Systemen werden auf der einen Seite die so genannten ISM-Frequenzbänder, die für industrielle, wissenschaftliche und medizinische Anwendungen bereitgestellt werden, verwendet. Auf der anderen Seite werden in Europa die Frequenzen unter 135 kHz und in den USA und Japan unter 400 kHz genutzt. Weltweit haben sich daraus die Frequenzbereiche unter 135kHz, 13,56 MHz, 869 bzw. 915 MHz für den kommerziellen Einsatz etabliert.^[25]

Parameter	Niedrigfrequenz	Hochfrequenz	Ultrahochfrequenz	Mikrowelle
Frequenz	125 – 134 kHz	13,56 MHz	868 bzw. 915 MHz	2,45 bzw. 5,8 GHz
Leseabstand	Bis 1,2 m	Bis 1,2 m	Bis 4 m	Bis zu 15m (vereinzelt bis 1 km)
Lesegeschwin-digkeit	Langsam	Je nach ISO-Standard	Schnell	Sehr schnell (aktive Transponder)
Feuchtigkeit	Keinen Einfluss	Keinen Einfluss	Negativer Einfluss	Negativer Einfluss
Metall	Negativer Einfluss	Negativer Einfluss	Keinen Einfluss	Keinen Einfluss
Ausrichtung des Transponders beim Auslesen	Nicht nötig	Nicht nötig	Teilweise nötig	Immer nötig
Weltweit akzeptierte Frequenz	Ja	Ja	Teilweise (EU/USA)	Teilweise (nicht EU)

Die Festlegung und Regulierung der Frequenzen stellt durch die uneinheitlichen Vorschriften für die Entwicklung von weltweit einheitlichen RFID-Systemen das Hauptproblem dar.

3.2.3.1 Reichweite

RFID-Systeme lassen sich hinsichtlich ihrer Reichweite in folgende drei Bereiche unterteilen:^[26]

• Close Coupling (Reichweite zwischen 0-1 cm)
• Remote Coupling (Reichweite bis zu 1m)
• Long-Range-System (Reichweite 1 – 10m)

3.2.3.2 Leistungsfähigkeit

Die Systeme lassen sich darüber hinaus entsprechend ihrer Leistungsfähigkeit klassifizieren. Man unterteilt die Leistungsfähigkeit in die Gruppen der Low-End-Systeme, mittlere Leistungsfähigkeit und die High-End-Systeme. Im Folgenden werden die verschiedenen Gruppen kurz erläutert:^[27]

Low-End-Systeme

Zu den Low-End-Systemen gehören die so genannten 1-Bit-Systeme, die nur das Vorhandensein oder das nicht Vorhandensein signalisieren können. Darüber hinaus zählen hierzu weiterhin RFID-Lösungen, die nicht wiederbeschreibbar sind.

Mittlere Leistungsfähigkeit

Das Mittelfeld der RFID-Systeme bilden die Systeme mit wiederbeschreibbaren Datenspeichern von wenigen Byte bis zu 100 Byte Speicher. Sie können sowohl mit einem Zustandsautomaten als auch einem Mikroprozessor ausgestattet sein.

High-End-Systeme

Im High-End-Bereich befinden sich überwiegend kontaktlose Chipkarten mit Mikroprozessor und einem Chipkarten-Betriebssystem.

3.2.4 Besondere Erfassungsmethoden

^[28]

3.2.4.1 Pulkerfassung

Bei der Pulkerfassung werden mehrere Transponder gleichzeitig erfasst, womit eine Antikollisionsfunktion notwendig ist. Die Transponder und deren Identifikation werden hierbei solange durchlaufen, bis der aktuelle, korrekte und angesprochene Transponder gefunden wurde und feststeht. Die Anzahl der Algorithmusdurchläufe um den angesprochen Transponder zu finden entspricht hierbei der Anzahl der verwendeten Transponder.

3.2.4.2 Ortung

Das Real Time Location System (RTLS) lokalisiert mit Sendern (in Form von Transpondern) bestückte Objekte aller Art und ist universell einsetzbar. Die Position des Objekts wird im Raum auf unter 3m genau berechnet.

3.2.4.3 Temperaturmessung

Eine Messung der Temperatur wird durch Transponder ermöglicht, die einerseits die aktuelle Umgebungstemperatur messen, andererseits diese auch abspeichern können. Derzeit können maximal 64 Messwerte inklusive Datum und Uhrzeit gespeichert werden.

4 Überblick über extreme Produktionsbereiche

Die Einsatzgebiete von RFID-Technologie sind sehr breit gefächert. Von der Zutrittskontrolle im Bürogebäude, über den Diebstahlschutz von Waren im Kaufhaus bis hin zur Prozess-Unterstützung in der Produktionslogistik sind heute viele Anwendungen zu finden. Aufgrund ihrer Funktionsweise bietet sich der Einsatz von RFID grundsätzlich in all den Bereichen an, in denen eine Identifizierung, Authentifizierung und ggf. Kommunikation mit Objekten erforderlich oder sinnvoll ist.^[29] Die Technologie eröffnet vielfältige Möglichkeiten, insbesondere durch Objekt- und Ladungsträgerkennzeichnung, Produktionsprozesse zu beeinflussen sowie effektiver und transparenter zu gestalten. Klassischerweise werden zur Produktionssteuerung dabei die Produkte selbst gekennzeichnet. Aber auch die Ausstattung von Werkzeugen, Vorrichtungen und Ähnlichem kann erheblich zur Effizienzsteigerung der Produktion beitragen.^[30] Ob der Einsatz jedoch überhaupt möglich ist, hängt vor allem im Bereich der industriellen Produktion und Produktionslogistik von äußeren Bedingungen und Umwelteinflüssen ab. Die Beeinflussungen durch Temperatur, Feuchtigkeit, Verschmutzung oder auch Erschütterungen sorgen für zum Teil extreme Bedingungen. So können beispielsweise bei Temperaturschwankungen entstehendes Kondenswasser oder hohe Temperaturen von über 200° Celsius negativen Einfluss auf die Transponder nehmen. Eine Funktionsfähigkeit muss aber auch unter hohen mechanischen, chemischen und thermischen Belastungen gegeben sein, da ausgefallene Transponder enorme Störungen im Waren- und Informationsfluss verursachen können.^[31]

Eine große Herausforderung für eine funktionierende Kommunikation zwischen dem Schreib-/Lesegerät und dem Transponder stellen metallische Gegenstände dar. Denn metallische Gegenstände können von den elektromagnetischen Wellen nicht durchdrungen werden und metallische Oberflächen reflektieren elektromagnetische Wellen, so dass es zur Unlesbarkeit von Transpondern kommen kann.^[32] Es folgt ein exemplarischer Überblick über Produktionsbereiche, die sowohl mit extremen Produktionsbedingungen zu kämpfen haben als auch sinnvolle Einsatzgebiete für die Verwendung von RFID-Technologie darstellen.

4.1 Bergbau

Der deutsche Steinkohlebergbau findet unter Tage statt. Auch in dieser stark durch staatliche Subventionen unterstützten Branche (ca. 2 Mrd. Euro in 2008^[33]) besteht die allgegenwärtige Forderung nach Effizienzsteigerung. Auch die Erschließung von Rationalisierungspotenzialen bezüglich des Ressourceneinsatzes unter Tage steht im Mittelpunkt, um diesen Forderungen gerecht zu werden. Dem Einsatz elektronischer Technologien um Abläufe unter Tage zu automatisieren und Objekte (Arbeiter, Maschinen, etc.) zu identifizieren stehen jedoch einige Hindernisse im Weg. Die Luft ist in diesem Umfeld durch verschiedene Stäube kontaminiert. Aus dem Gebirge austretendes Salzwasser (Sole) belastet das Einsatzgebiet für die elektronischen Bauteile einer RFID-Anwendung. In der Nähe der Abbaustellen herrscht neben den genannten Belastungen auch eine relative Luftfeuchtigkeit von bis zu 100%. Unter anderem durch die Maschinen verursacht, führen hohe Temperaturen zu extremen klimatischen Bedingungen. Darüber hinaus existiert aufgrund von Methan-Ausgasungen eine erhöhte Explosionsgefahr. Der Betrieb elektrischer Anlagen ist deswegen nur unter Beachtung strenger Zulassungsbestimmungen und Schutzmaßnahmen zugelassen.^[34] Produktiv eingesetzt wird die RFID-Technologie im Bergbau zur Fernsteuerung und Fahrwegsüberwachung von unbemannten Transportfahrzeugen. Hierfür werden Transponder in Verbindung mit Sensorsystemen (Laser- und Radarscanner) verwendet, um Fahraufträge durchzuführen. Dabei werden auch unerwartete Hindernisse erkannt.

4.2 Automobilbau

Die Automobilindustrie ist seit den Zeiten von Henry Ford der Vorreiter in Sachen Prozessoptimierung. Die durch Ford bereits 1913 eingeführte Fließfertigung legt hier nur den Grundstein für weitere Pionierarbeiten in der Prozessoptimierung in dieser Branche. So wurden auch Verfahren wie Kanban oder Just-in-Time^[35] in der Automobilfertigung bei Toyota in der Mitte des 20. Jahrhunderts geboren. Im Gegensatz zu den Zuständen bei Ford 1913, als durch die hohe Typisierung der Produkte mehr als ein Jahrzehnt lang nur ein Modell in einer Farbe gefertigt wurde, ist heute jedes produzierte Fahrzeug ein Individuum.^[36] Heute wird jedes Fahrzeug den Kundenwünschen entsprechend ausgestattet und lackiert. Die Steuerung erfolgt über ein Auto-ID-System wie den Barcode. In der jüngeren Vergangenheit etabliert sich hier auch die RFID-Technologie. Auf diese Weise werden Produktions-Fortschritte dokumentiert und auch Montagefehler verhindert, denn die Konfiguration ist im RFID-Tag hinterlegt.^[37] Die Wertsteigerung des Einsatzes von RFID im Gegensatz zu einem Barcode entsteht dadurch, dass für das Auslesen keine Handgriffe mehr notwendig sind. Außerdem muss der Barcode nach der Lackierung nicht mehr aufwendig gereinigt werden. Der Fertigungsschritt der Lackierung stellt im Automobilbau einen extremen Produktionsbereich dar. Hier herrschen Temperaturen von bis zu 200° Celsius, bei denen der Lack aushärtet. Bei bestimmten Lackierverfahren wie der kathodischen Tauchlackierung werden die Transponder Strömen von bis zu 600 Ampere und 400 Volt Gleichspannung ausgesetzt.^[38] Der Einsatz von hochtemperaturresistenten RFID-Transpondern ermöglicht dadurch eine lückenlose Überwachung des Produktionsprozesses.

4.3 Stahlproduktion

Im Umfeld der Stahlproduktion finden sich mehrere, getrennt voneinander zu betrachtende Anwendungsgebiete für RFID-Technologie, die jeweils mit ihren eigenen extremen Bedingungen einhergehen.

4.3.1 Brammenlogistik

Zur Erzeugung von Stahl wird im Wesentlichen Eisenerz benötigt, welches in Bergwerken in den verschiedensten Ländern gewonnen wird. Der daraus produzierte Rohstahl wird im weltweiten Handel zwischen Kontinenten und Nationen transportiert. In Zahlen ausgedrückt werden alleine zwischen Brasilien und Deutschland nach Unternehmensangaben von ThyssenKrupp jährlich 100.000 Brammen per Schiff über Rotterdam und dann mit der Eisenbahn nach Duisburg und andere innerdeutsche Standorte gebracht.^[39] Brammen sind gegossene Stahlblöcke, also Stahl-Zwischenprodukte, die üblicherweise mehrere Meter lang und breit sind und später meist zu Blechen ausgewalzt werden. Die Transpondertechnologie bringt hier erhebliche Vorteile in der Logistik, denn die Brammen müssen auf ihrem Weg zur Weiterverarbeitung mehrfach identifiziert werden. Die Zeit hierfür ist sehr knapp bemessen. Für das Ausladen, zuordnen und umladen auf Binnenschiffe oder Eisenbahnwaggons stehen im Seehafen pro Bramme weniger als drei Minuten zur Verfügung. Durch die Funktechnik können die Objekte bereits erkannt werden, während sie noch in mehreren Metern Höhe am Kran hängen.^[40] Der Transportweg von Brasilien bis nach Deutschland benötigt rund 17 Tage. Dabei sind die Brammen starker Sonneneinstrahlung, Regen und Salzwasser ausgesetzt oder sogar mit einer Eisschicht bedeckt. Hohe Temperaturschwankungen muss ein Tag ebenso aushalten können wie Schläge und Stöße.^[41] Die störenden Eigenschaften metallischer Oberflächen im Zusammenhang mit Magnetfeldern sind gerade beim Transport von Stahl ebenfalls zu berücksichtigen. Störend ist für den Prozess auch die Tatsache, dass die produzierten Brammen nach dem Produktionsprozess noch Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius aufweisen. Eine Applikation der Tags ist daher erst nach dem Abkühlen möglich. Dann jedoch behindern Metallspäne (Zunder), Schmutz und Feuchtigkeit auf der Oberfläche der Stahlblöcke das Aufkleben der Transponder.^[42]

4.3.2 Walzenmanagement

In der Weiterverarbeitung der Stahlbrammen werden diese auf verschiedene Arten gewalzt, um daraus Stahlbleche zu formen. Das Walzenmanagement stellt ein weiteres Anwendungsgebiet mit extremen Anforderungen an die Technik dar. Die Walzen werden regelmäßig ausgetauscht und für die Wiederverwendung in der Walz-Maschine neu geschliffen und poliert. Die aufgearbeiteten Walzen werden dann in Regalen und Kassetten gelagert. Durch das Schleifen nutzen sich die Walzen mit der Zeit ab. Da die Exaktheit beim Walzen auf Blechstärken von weniger als 1 mm eine sehr große Rolle spielt, dürfen nur bestimmte Walzenkonstellationen miteinander verwendet werden. Der genaue Umfang jeder verwendeten Walze muss als Information in die Konfiguration einfließen. All dies kann durch den Einsatz von RFID zu Identifikationszwecken optimierend unterstützt werden. Die Umgebung in einem Walzwerk bietet einige Störpotenziale für die Technik. Temperaturen von ca. 200° Celsius, erhebliche Erschütterungen sowie Öle und Säuren dürfen den RFID-Tag nicht negativ beeinflussen. Das metallische Umfeld und die Induktion, die durch Elektromotoren entsteht, können Funksignale stören und sogar zur Unlesbarkeit von Tags führen.^[43]

5 RFID-Systeme in der Stahlproduktion

In diesem Abschnitt werden der Einsatz von RFID-Systemen und die Anforderung an solche Systeme in der Stahlproduktion anhand eines Praxisbeispiels genauer betrachtet. Die Stahlproduktion ist mit einem jährlichen Umsatz von ca. 100 Milliarden Euro und 350.000 Mitarbeitern eine der tragenden Branchen in der Europäischen Union.^[44] Im Wettbewerb mit der immer stärker werdenden Konkurrenz aus Niedrig-Lohn-Ländern wie China ist die Optimierung und Kostenreduktion der Produktion unumgänglich, um im Wettbewerb bestehen zu können.^[45] Die hochtechnologischen Produktionsanlagen bieten ein hohes Potential zur Produktivitätsverbesserung durch RFID-Technologie.^[46]

5.1 Charakterisierung der Stahlproduktion

5.1.1 Bereiche der Stahlproduktion

Die Stahlproduktion lässt sich in die Produktionsstufen Stahlerzeugung, Formgebung und Stahlveredlung einteilen, die dennoch eng miteinander verbunden sind und somit einen geschlossenen Fertigungskomplex bilden.^[47] Bei der Stahlerzeugung wird Rohstahl aus Erzen oder Schrott hergestellt.

Große Hochöfen zur Reduktion von Erzen mit einem Durchmesser von ca. 15 m erschmelzen eine Ausbringungsmenge von 13.500 Tonnen Rohstahl pro Tag. Bei Temperaturen bis 2500° Celsius und unter Einsatz verschiedener Reduktionsmittel (z.B. Koks, Kohle, Öl, Gas) wird auf diese Weise 65% der weltweiten Rohstahlproduktion erzeugt. Dient Eisenschrott als Vormaterial, wird dieser in einem Elektrolichtbogenofen eingeschmolzen. Diese fassen bis zu 250 Tonnen Stahl und benötigen bei Temperaturen bis 3500° Celsius weniger als eine Stunde um das Material einzuschmelzen. Im Anschluss an das Erschmelzen erfolgt die Sekundärmetallurgie um die chemische Zusammensetzung mit einer Genauigkeit von tausendstel Prozent einzustellen. Nach dem Vergießen des Rohstahls werden die Brammen in mehreren Schritten auf die gewünschte Enddicke gewalzt. Hierbei gibt es zwei wesentliche Verfahren. Beim Warmwalzen wird das Material auf ca. 1.250° Celsius erhitzt, beim Kaltwalzen entfällt das Erhitzen. Das Material läuft dabei unter hohem Druck durch entgegengesetzt drehende Walzen, um es bei gleichbleibender Querschnittsminderung in Längsrichtung zu strecken. Hierbei wird das Material in verschiedenen Zyklen immer wieder erhitzt, gebeizt oder mit Wasser (Wasserdruck bis 250 bar) gereinigt um die gewünschte Materialqualität zu erreichen.^[48] Im Anschluss kann das Material mit einem Korrosionsschutz versehen werden. Hier dienen häufig metallische Überzüge (z.B. Zink, Zinn, Aluminium), welche auch einen dekorativen Charakter besitzen können. Die Schutzschicht wird mittels Elektrolyse oder Tauchbad auf das Material aufgebracht. Bei nichtrostenden Edelstählen ist dieser Vorgang nicht nötig, da das Material durch den hohen Chromanteil eine schützende Passivschicht bildet.^[49]

5.1.2 Walzverfahren

Walzen ist ein Umformverfahren, welches sich in die Kategorie der Druckumformung (DIN 8583 Blatt 1) eingliedert. Je nach Art der Bewegungsvorgänge wird zwischen Längswalzen, Querwalzen und Schrägwalzen unterschieden. Bei der Herstellung von Stahl-Flachprodukten kommt das Längswalzen zum Einsatz.^[50]

5.1.3 Walzenarten

Im Grundaufbau besteht eine Walze aus Walzballen und Lagerzapfen. Der Walzballen ist für Flachprodukte zylindrisch gestaltet und dient zur Formgebung. Die Lagerzapfen dienen zur Lagerung der Walze im Walzgerüst. Falls die Walze durch einen Motor angetrieben wird, geht der Lagerzapfen in den Kuppelzapfen über. Bei den Arten unterscheidet man in Arbeitswalzen, welche direkt mit dem Walzgut in Kontakt kommen und Stützwalzen, die das Durchbiegen der Arbeitswalzen verhindern sollen. An die Walzen werden hohe mechanische (z.B. Verschleißfestigkeit, Bruchfestigkeit) und thermische Anforderungen gestellt. Da es nicht möglich ist alle diese Anforderungen gleichzeitig im höchsten Maß zu erfüllen, wird für jeden Verwendungszweck ein Walzenwerkstoff gewählt, der den gegebenen Anforderungen am Besten entspricht.^[51]

5.1.4 Lebenslauf von Walzen

Abhängig vom Einsatzgebiet sind auch die Laufzeiten einer Walze. Bei hochwertigen Edelstahloberflächen werden polierte Walzen eingesetzt, die nach einer Walzstrecke von ca. 1000 Meter erneuert werden müssen, während bei geringerer Oberflächenqualität mit geschliffenen Walzen und bei den Stützwalzen mit einer Laufzeit von bis zu 1.500.000 Metern gerechnet werden kann. Nach dem Einsatz der Walzen werden diese durch Drehen, Schleifen und Polieren wieder aufbreitet, solange ein Mindestdurchmesser nicht unterschritten ist oder ein gravierender Fehler wie ein Bruch den Wiedereinsatz unmöglich machen. Hier bietet sich der Einsatz eines RFID-Systems an, um den Lebenslauf einer Walze zu verfolgen und Lagerplätze sowie Bestände an Walzen zu erfassen.^[52]

5.2 Walzenmanagement mit RFID-Technologie

5.2.1 Walzenmanagement vor Einführung der RFID-Technologie

Vor dem Einsatz der RFID-Technologie wurde jeder Walze eine Walzenstammkarte zugeordnet. Dies waren Papierbelege auf denen alle technischen Daten, die Einsätze der Walze und die Aufbereitungshistorie aufgeführt waren. Diese Stammkarten wurden zentral handschriftlich geführt. Jeder Walze wurde zur eindeutigen Identifizierung eine Nummer in die Stirnseite des Walzenballens gestanzt und eine kleine Karte mit den grundlegenden Informationen zur Walze angehängt. Problematisch an dieser Vorgehensweise ist, dass im Umfeld der Walzanlagen die Walzenstammkarte und die an die Walzen gehängten Karten schnell unleserlich werden, da die Mitarbeiter und die Walzen ständig im Kontakt mit Öl und Kühlflüssigkeiten sind. Um eine passende Austauschwalze zu finden, muss anhand der Walzenstammkarten eine Walze ausgewählt und in den Lagerplätzen gesucht werden. Auch die Lagerplatzbeschriftung ist aufgrund von Dreck und Öl ebenfalls nicht immer eindeutig identifizierbar.^[53]

5.2.2 Einsatz eines Walzenmanagementsystems mit RFID-System

Um den genauen Lebenszyklus einer Walze zu erfassen und die Zuordnung der eingesetzten Walzen zum produzierten Coil (800 – 2000 Meter aufgewickeltes Stahlband) zu ermöglichen, ist eine detaillierte Aufzeichnung aller Bewegungs- und Instandhaltungsdaten der Walzen erforderlich. Hierzu reicht nicht alleine die RFID-Technologie. Ein RFID-System besteht aus Transpondern, Empfangseinheiten, Netzwerken und Servern, die in die Dienste und Services der Warenwirtschaftssysteme des Unternehmens integriert sind.^[54] Jede Walze wird mit einem RFID-Tag gekennzeichnet und die Stammdaten zur Walze im Produktionssystem gespeichert. Um die Informationen zu einer Walzen vor Ort auslesen und auswerten zu können ist ein WLAN-Netzwerk erforderlich, über das die portablen Lesegeräte detaillierte Daten der erfassten Walzen in Echtzeit aus dem Produktionssystem lesen und neue Informationen in die angeschlossenen Systeme schreiben können. Vor jeder Bewegung der Walze, dem Einbau in ein Walzgerüst oder eine Schleifanlage wird die Walze gescannt und die Informationen in dem Walzenmanagementsystem aktualisiert. Dadurch wird eine lückenlose Historie zu jeder Walze erstellt.^[55] Vorher nur mit viel Aufwand beschaffbare Informationen zu den einzelnen Walzen, können nun vom Mitarbeiter vor Ort ausgelesen werden.^[56]

5.3 Belastbarkeit von RFID-Komponenten

5.3.1 Kälte- und Hitze-Einfluss

Die eingesetzten Transponder sind Mikrotransponder mit einer Glaskapselung (vgl. Abbildung 5). Dadurch wird eine kurzzeitige Erhitzung bis auf 200°C möglich, die durchschnittliche Temperatur im Einsatz beträgt ca. 90°C.^[57]

5.3.2 Verschmutzung

Die eingesetzten Transponder sind beständig gegen sämtliche chemischen Substanzen wie Ethanol, Aceton und Säuren. Selbst bei langem Kontakt mit diesen Substanzen bleibt die Funktionstüchtigkeit erhalten. Da die Glastransponder schon bei der Walzenproduktion in die Walzen eingelassen werden, kommen diese in der Regel nicht mehr in Kontakt mit chemischen Flüssigkeiten. Die Disk-Transponder sind sichtbar an den Regalen und Kassetten angebracht, hier können diese in Kontakt mit Walzöl und diversen Schleif- und Poliermedien kommen.^[58]

5.3.3 Mechanische Belastbarkeit

Die Glastransponder sind aufgrund ihrer kleinen Bauart und der Glaskapsel bei einer flächigen Belastung auf der Längsseite des Transponders nur bis maximal 380 N belastbar. Durch den Einbau in die Walzen werden die Transponder aber zusätzlich geschützt und werden selbst keiner direkten mechanischen Belastung ausgesetzt. Die Disk-Transponder könnten beim Bewegen der Kassetten mit einem Gabelstapler bei unbeabsichtigten Zusammenstößen mit den Lagerregalen höheren Belastungen ausgesetzt werden. In Versuchsaufbauten wurde ein Disk-Transponder zwischen eine Stahlplatte und eine M8-Mutter geklemmt und einem ansteigenden Druck bis zur Deformation ausgesetzt. Der Transponder konnte einer Belastung bis zu 10kN ohne Funktionsverlust standhalten. Somit ist diese Bauart geeignet für den Einsatz an den Kassetten und Regalen.^[59]

5.4 Endgerätetypen in der Stahlproduktion

Zum Auslesen der RFID-Tags wird ein Handheld verwendet, der mindestens der Schutzart IP 65^[60] entspricht, Einsatztemperaturen zwischen -10°C und 50°C ermöglicht und stoßfest ist. Nach ersten Tests wurde festgestellt, dass das Auslesen der Transponder bei dünnen Walzen je nach Lage der Walzen nicht immer problemlos möglich ist, da der Transponder hinter dem Stahlrahmen der Kassette liegen kann. Hierfür wurde die Leseantenne des Handhelds angepasst (siehe Abbildung unten). Durch die Verlängerung kann die Antenne nun zwischen Kassettenrahmen und Walze geführt werden, um den Transponder auszulesen.^[61]

5.5 Art des RFID-Systems

Wie auch Laborversuche bewiesen haben, eignen sich für den Einsatz im metallischen Umfeld vor allem Low-Frequence Transponder mit 125 oder 134 kHz.^[62] Bei ThyssenKrupp Nirosta wurde die 125 kHz Technologie gewählt. Zur Markierung der Walzen werden kleine Glastransponder mit den Maßen 2,12 x 12 mm verwendet. Aufgrund der begrenzten Möglichkeit der Anbringung der Transponder an den Walzen kommen keine anderen Bauarten in Frage. Die Transponder können nur auf der Stirnseite des Walzenballens angebracht werden. Der Durchmesser der Walze verringert sich nach jeder Aufbereitung. Deswegen ist eine Applikation nur in der Nähe der Mittelachse möglich. Aufgrund des passgenauen Einbaus der Walzen in die Walzgerüste können keine zusätzlichen Objekte (z.B. Label- oder Disk-Transponder) an der Walze befestigt werden. Durch den Einsatz von Ferritkernen in den Transpondern wird das Auslesen in direkter metallischer Umgebung verbessert.^[63] Die geringe Reichweite der Tags ist ausreichend, da beim Auslesen der Transponder das Lesegerät direkt in unmittelbaren Abstand (2-4 cm) gebracht wird.^[64]

5.6 Anbringung von Transpondern

Für die Kennzeichnung der Walzen werden die Glastransponder in die Stirnseite der Walze eingelassen (roter Pfeil in Abbildung unten). Hierzu wird in die Walze ein Schlitz gefräst, die 2,12 x 12 mm großen Transponder eingesetzt und mit Epoxy-Harz fixiert. Für die Kennzeichnung der Kassetten und Regale werden Disc-Transponder mit einem Durchmesser von 20 mm verwendet, die ebenfalls mit 125 kHz arbeiten, um eine homogene RFID-Technik zu gewährleisten. Diese werden an gut erreichbaren Stellen an den Regalen und Kassetten fixiert.^[65]

5.7 Integration in IT-Systemlandschaft

Neben den mobilen Handlesegeräten werden einzelne stationäre PC-Arbeitsplätze eingerichtet, um auf das Walzenmanagementsystem zuzugreifen. Ein zentraler Server speichert alle Walzeninformationen und verteilt diese an die verschiedenen angeschlossenen Systeme. So können Daten aus der vorhandenen Produktionsplanung und -steuerung sowie die Informationen aus dem Walzenmanagementsystem an Arbeitsplätze und Handlesegeräte übertragen werden. Auch die Schleifanlagen und Walzgerüste greifen auf die zentral gespeicherten Daten zu. Nach dem Schleifvorgang werden die neuen Endabmessungen in das Walzenmanagementsystem geschrieben. Dadurch ist keine manuelle Eingabe der Walzeninformationen mehr nötig. Zusätzlich werden von den Walzgerüsten zu den bisherigen Bandinformationen nun auch die verwendeten Walzen in den Produktionssystemen gespeichert. Somit ist eine lückenlose Rückverfolgung möglich um eventuelle Qualitätsprobleme auf eine Walze zurückzuführen. Durch das elektronische Speichern der Walzeninformationen können Auswertungen über den Bestand und Zustand der Walzen erfolgen. Dadurch lässt sich die Produktionsplanung optimieren.^[66]

5.8 Grenzen von RFID in der Stahlproduktion

Der Einsatz der RFID-Technologie in der Stahlproduktion ist grundsätzlich möglich, aber durch die metallische Umgebung wird die Systemreichweite beeinträchtigt.^[67] Die auftretenden Wirbelströme können verhindern, dass nicht genügend Strom im Transponder induziert wird und das Auslesen somit nicht möglich ist.^[68] Bei genauer Positionierung der Transponder kann die metallische Umgebung die elektromagnetischen Wellen aber auch verstärken und somit die Reichweite bei Sichtkontakt erhöht werden. Darüber hinaus ist die Ausrichtung der Polarisation entscheidend. Mit einer linearen Polarisation können auch im Stahlbereich höhere Reichweiten erzielt werden. Bisher können Transponder in besonderen Bauformen Temperaturen von bis zu ca. 200° Celsius ohne Funktionseinschränkung überstehen. Es ist anzunehmen, dass der Einsatz von RFID auch in Fertigungsprozessen sinnvoll sein kann, in denen diese Temperaturgrenze überschritten wird. Die zusätzliche Verwendung von Gummi- und Keramikisolierungen hebt die Grenze kurzzeitig auf bis zu 400° Celsius an. Für die Verwendung in Hochtemperaturbereichen im Stahlproduktionsprozess reicht dies jedoch nicht aus.^[69]

6 Betrachtung der Kosten und Nutzenaspekte

RFID zu Identifikations- und Steuerungszwecken einzusetzen, bietet als zukunftsweisende Technologie neue Möglichkeiten. Aus der Optimierung der Geschäftsprozesse können sich Einsparungen und Verbesserungen in der Prozessgenauigkeit ergeben. Jedoch sind auch Investitionen notwendig, wenn die eigenen Prozesse auf RFID umgestellt werden sollen. Die Wirtschaftlichkeit und der ROI (Return on Investment) der RFID-Lösung gehören zu den wichtigsten Entscheidungskriterien für die Einführung dieser Technologie. Die Wirtschaftlichkeit misst das Verhältnis von Aufwand und Ertrag, bzw. Erlösen und Kosten der Investition. Der ROI, bzw. die Kapitalrentabilität, stellt das Verhältnis von Gewinn und eingesetztem Kapital dar und kann sowohl für ein gesamtes Unternehmen als auch für einzelne Investitionsobjekte gebildet werden. Die Kennzahl stellt somit ein Maß für die Verzinsung des in der Investition gebundenen Geldes dar.^[70] Die Kosten entstehen in verschiedenen Bereichen und sind zum großen Teil ihrer Höhe nach erfassbar. Nur schwer quantifizierbar sind mit der Einführung von RFID verbundene Risiken, die trotzdem bei den Kosten zu berücksichtigen sind. Der bewertete Nutzen der Investition stellt die Erlöse dar. Mit geeigneten Methoden zur Quantifizierung und Bewertung von Kosten und Nutzen lässt sich die ausschlaggebende Frage nach Wirtschaftlichkeit und ROI einer RFID-Einführung beantworten.

6.1 Kosten

Die Integration einer RFID-Lösung in der Produktion verursacht sowohl einmalige Einführungskosten als auch laufende Betriebskosten. Die jeweilige Ausprägung hängt sehr stark vom spezifischen Einzelfall ab.

6.1.1 Kosten der Einführung

6.1.1.1 Vorstudien und Analysen

Um Prozesse optimieren zu können, müssen sie zunächst erfasst werden. Die Abläufe werden in Vorstudien analysiert und optimiert. Gefolgt von der Aufstellung einer Kosten-Nutzen-Analyse sollte eine Pilotanwendung erstellt werden. Für den Einsatz von RFID unter Extrembedingungen sind hoch spezialisierte Lösungen notwendig, die meist individuelle Anforderungen erfüllen sollen. Hier ist die Verwendung bestehender Konzepte häufig nicht möglich. Diese müssen in Studien und Pilotprojekten erarbeitet werden. Auch sind Standards zu Entwicklung und Betrieb von RFID-Systemen in der Stahlindustrie derzeit noch nicht vorhanden.^[71] Der hierfür entstehende Aufwand ist bei den Kosten der Einführung einzubeziehen.

6.1.1.2 Hardware und Infrastruktur

In aller Regel lassen sich die Kosten für die RFID-Hardware benennen. Es werden sowohl Schreib- als auch Lesegeräte benötigt. Auch die Installation der Schreib-Lese-Komponenten ist zu berücksichtigen. Zum Einsatz unter industriellen Fertigungsbedingungen mit extremem Charakter, müssen beispielsweise mobile Lesegeräte (Handheld-PCs) Industriestandards erfüllen. Entsprechend klassifizierte Komponenten sind auf dem Markt verfügbar, jedoch liegen die Anschaffungspreise über denen handelsüblicher Endgeräte für den privaten Bereich. Neben der reinen RFID-Hardware wird meist eine Datenbank und eine entsprechende Infrastruktur zur Übertragung der Daten und Informationen benötigt. Der Auf- oder Ausbau der Infrastruktur und der Datenbank stellt ebenfalls einen einmaligen Kostenpunkt dar.

6.1.1.3 Prozessveränderungen und Software-Integration

Die Einbindung von RFID in die bestehenden Geschäftsprozesse führt zwangsläufig zu Veränderungen. Je nach Größenordnung der Auswirkung sind solche Prozessveränderungen Kostentreiber. Die veränderten Prozesse und / oder Verfahren müssen ggf. eingeführt und geschult werden. Die Veränderungen erfordern darüber hinaus auch Anpassungen an vorhandener oder sogar die Integration neuer Software. Je nach dem für welchen Einsatzzweck die RFID-Technologie eingeführt wird, können es schwerwiegende und kostenintensive Eingriffe in vorhandene Produktionsplanungs- und Steuerungssysteme (PPS) sein.

6.1.2 Kosten des Betriebs

6.1.2.1 Transponder

Für die Bezifferung der Transponderkosten ist es von entscheidender Bedeutung, ob es sich um einen geschlossenen Kreislauf handelt oder nicht. In einem geschlossenen Kreislauf sind die Transponder nach Gebrauch wieder verwendbar. Sie lassen sich mehrfach neu beschreiben und benutzen und spielen deswegen auf der Kostenseite keine entscheidende Rolle.^[72] Diese Art von Transpondern wird auch in den beschrieben Szenarien der Automobil- und Stahlproduktion verwendet. In offenen Systemen wie beispielsweise der Etikettierung von Waren im Kaufhaus kann ein RFID-Tag nur einmalig gebraucht werden. Je nach Warenkategorie spielt der Preis eines Tags eine entscheidende Rolle für die Wirtschaftlichkeit des RFID-Einsatzes, da es sich hierbei in der Kalkulation um variable Stückkosten handelt. Bei einem Preis von 10–50 €-Cent je Transponder (1. Quartal 2007) wird der Warenwert teilweise überschritten.^[73] Je nach Anwendungsfall können die Transponderkosten bis zu 50 % der Gesamtkosten ausmachen.^[74]

6.1.2.2 Wartung und Support

Um den laufenden Betrieb zu gewährleisten sind die Wartung und Pflege der RFID-Hard- und Software notwendig. Ebenso sind Infrastruktur- und Datenbankpflege zu beziffern. Die Kosten fallen dem laufenden Betrieb zur Last. Für Störfälle sind entsprechende Supportprozesse zu etablieren, die ebenfalls Kosten verursachen.

6.1.3 Risiken

Die Entwicklungsgeschwindigkeit im Umfeld der RFID-Technologie ist rasant. Regelmäßig werden neue Anwendungsfelder geboren und neu Produkte auf den RFID-Markt gebracht. Es gibt nur wenige Standards, auf die Unternehmen derzeit vertrauen können. Auch die schnelle Weiterentwicklung und Kurzlebigkeit der RFID-Hardware kann für Unternehmen, die die Technologie einführen, ein Risiko darstellen. Anwendungen, die für spezielle Lesegeräte entwickelt wurden, können bei Ersatz- oder Erweiterungs-beschaffungen unbrauchbar werden. Dieses Risiko ist als kalkulatorisches Wagnis entsprechend abzusichern.^[75] Auch bei der Einführung von RFID-basierenden Prozessen besteht für das Unternehmen ein Einführungsrisiko. Wenn es in dem bestimmten Anwendungsbereich noch keinen passenden Standard gibt, besteht das Risiko, dass das Unternehmen „auf das falsche Pferd“ gesetzt hat. Gegebenenfalls wird später keine passende Hardware mehr entwickelt und produziert, so dass das Unternehmen nicht an Weiterentwicklungen partizipieren kann und so gegenüber anderen Marktteilnehmern in eine nachteilige Situation gerät.^[76]

6.2 Nutzenpotenziale

Der RFID-Technologie wird für die kommenden Jahre eine sehr gute Entwicklung prognostiziert. Die Erwartungen der Industrie liegen hier im Rationalisierungs- und Optimierungspotenzial aller Geschäftsprozesse entlang der Wertschöpfungskette. Schnellere Identifikation von Produkten und Werkzeugen, effizientere Prozesssteuerung in Produktion und Logistik, Einsparungen im Handling und Verbesserungen in der Prozessgenauigkeit sind die Aussichten, die Unternehmen zur Integration von RFID-Technologie motivieren. An welchen Stellen der Wertschöpfung sich jedoch das Nutzenpotenzial der RFID-Technologie heben lässt, ist sehr stark von der jeweiligen Branche und deren Eigenschaften abhängig. So lassen sich zwei Entwicklungstendenzen erkennen. Zum einen übernimmt RFID verstärkt im Handel und Konsumgüterbereich als Substitut zum Barcode reine Identifikationsfunktionen. Zu den fünf wichtigsten Identifikationskriterien zählen:^[77]

• Sichtkontaktlose Lesung
• Pulkfähigkeit
• Widerstandsfähigkeit
• Datenmodifizierbarkeit
• Artikelsicherung

Dass vor allem den ersten beiden Kriterien verstärkt Aufmerksamkeit geschenkt werden kann, liegt an deren enger Verknüpfung mit betrieblichen Zielen. Diese Fähigkeiten der Transpondertechnologie gehen einher mit der Verkürzung von Durchlaufzeiten und der Steigerung der Prozessqualität. Mit der Unterstützung der Technik werden Fehlerquoten verringert und das Qualitätsmanagement in den Unternehmen unterstützt.^[78]

Im anderen Fall stehen hauptsächlich im Umfeld der Investitionsgüterproduktion und in der Logistik „intelligentere“ Zusatzfunktionen im Fokus. Mit Hilfe von Sensorik und der Anwendung aktiver Komponenten werden durch die Überwachung von Produktions- und Lieferprozessen unter anderem Anforderungen aus dem Risikomanagement erfüllt.^[79]

Im Bereich der RFID-basierenden Sensorik ergeben sich für viele Unternehmen völlig neue Möglichkeiten. So lassen sich Lücken in der Prozessüberwachung schließen, denn durch Feuchtigkeitssensoren an korrosionsempfindlichen Teilen kann ein sich andeutender oder bereits eingetretener Schaden womöglich sogar mit dem Ort seiner Entstehung nachvollziehen.

7 Fazit und Ausblick

7.1 Fazit

RFID wird heute in vielen Bereichen der Produktion und Produktionslogistik unter teils rauen Bedingungen eingesetzt, um die Prozessabläufe durch das berührungs- und sichtkontaktlose Übertragen von Informationen sinnvoll zu unterstützen.

In einigen Fertigungsschritten wie der oben beschriebenen Lackierung von Kraftfahrzeugen ist durch die Einführung einer RFID-Lösung erst die Möglichkeit der lückenlosen automatischen Prozesssteuerung und -überwachung geschaffen worden. Die extremen Bedingungen im Produktionsumfeld, die andere Auto-ID-Systeme wie den Barcode an die Grenzen seiner Einsatzmöglichkeit und darüber hinaus gebracht haben, stellen für die RFID-Technologie keine große Hürde dar.

Um die eigenen Produkte zu verbessern, die Kosten zu senken und wettbewerbsfähig zu bleiben, ist es nötig, die bisherigen Produktionsverfahren zu analysieren und Optimierungspotenziale hinsichtlich der Produktionsabläufe und der Fertigungssteuerung zu erschließen. Dazu bedarf es detaillierter Informationen über die entscheidenden Prozesse in der Herstellung, um Engpässe identifizieren zu können, Durchlaufzeiten zu verbessern und die Qualität zu steigern.

Stehen diese Informationen zur Verfügung, lassen sich hier die möglichen Nutzen stiftenden Potenziale erkennen. Ob eine effektive Unterstützung durch RFID als reine Identifikationstechnologie oder gar in Verbindung mit sensorischen Fähigkeiten möglich ist, hängt vom Einzelfall ab. Festzuhalten ist, dass der Einsatz von RFID sowohl unter extremen als auch unter weniger anspruchsvollen Produktionsbedingungen nicht nur zur Kostensenkung, sondern auch zur Leistungsverbesserung eingesetzt werden kann.

7.2 Ausblick

Lückenlos, allgegenwärtig oder alles durchdringend sind die Schlüsselworte des derzeitigen Technikleitbildes des „Pervasive Computing“ oder „Ubiquitous Computing“.

Geprägt wird dieses Leitbild von der Vision, durch digitale Logik, Sensorik und Vernetzung ein „Internet der Dinge“ zu bilden. Eine intelligente Umgebung, in der die allgegenwärtige Verfügbarkeit von Informationen und Diensten den Benutzer mit seinen Anforderungen in den Mittelpunkt stellt und sich auf seine Bedürfnisse einstellt.^[80]

Das „Internet der Dinge“ stellt eines der Top-12-Forschungsthemen der Fraunhofer-Gesellschaft dar. Es geht über die reine Datenverwaltung hinaus und definiert mit RFID-Transpondern versehene Dinge als autonome Objekte, die die Systeme steuern, in denen sie sich bewegen.^[81]

Immer mehr Gegenstände werden mit Mikroprozessoren ausgestattet sein und meist geräuschlos irgendetwas „intelligentes“ tun. Die sogenannten „Smart Objects“ können beispielsweise folgende Fragen beantworten:

• Wer / Was bin ich? -> Objektinformationen
• Wo bin ich? -> Position und Umgebung
• Wie geht es mir? -> Sensorstatus
• Was brauche ich? -> Intelligenz

Dabei spielen digitale Auto-Identifikationssysteme wie RFID eine entscheidende Rolle um Informationen zu Objekten bereitzustellen.^[82]

Mit RFID steht eine Technologie vor dem Masseneinsatz, die dazu in der Lage ist, smarte Objekte zu realisieren. Gegenüber dem klassischen Barcode bietet RFID eine Reihe von Vorteilen zur automatischen Identifikation von Produkten und sonstigen Gütern. Denn RFID-Transponder haben neben der möglichen Pulkerfassung, einer gewissen Wiederverwendbarkeit und der nicht notwendigen Sichtverbindung auch den Vorzug, sich nicht durch extreme Bedingungen wie Feuchtigkeit, Schmutz oder Erschütterungen aus dem Konzept bringen zu lassen.

Aber auch für bisher nicht gelöste betriebswirtschaftliche Problemstellungen wie die Produktrückverfolgung oder der Schutz vor Plagiatoren und Produktpiraten bietet der Einsatz von RFID-Technologie neue Lösungen.^[83]

Der Verbreitungsgrad in den AutoID-Techniken wird derzeit noch mit 69 % von den Barcodes dominiert. Der 2D-Code als technologische Weiterentwicklung des Barcodes (mehr Informationen speicherbar) und RFID liegen mit insgesamt 9 % bzw. 5 % weit dahinter.^[84]

Der diametral verlaufende Entwicklungstrend beschreibt jedoch die RFID-Technologie als Zukunftstechnologie. Das Potenzial des Barcodes wird weitestgehend als ausgeschöpft betrachtet (62 % sehen kein weiteres Wachstum). Er wird trotzdem bestehen bleiben. Der Umsatz mit RFID soll laut Analysten der Deutschen Bank weltweit von 2004 bis 2010 um 57% p.a. auf 22 Mrd. Euro ansteigen. In der EU-15^[85] wird ein Umsatz von 4 Mrd. Euro erwartet und damit ein jährliches Wachstum von 47%.^[86]

Heute wird RFID hauptsächlich in geschlossenen Kreisläufen mit wieder verwendbaren Transpondern eingesetzt. Zukünftig werden jedoch immer mehr „Wegwerf-Artikel“ wie Verpackungen, Preis-Etiketten und ähnliches mit Transpondern ausgestattet werden und letztlich auch mit ihnen entsorgt werden müssen. Den möglichen Auswirkungen auf die Umwelt widmet sich eine Studie des Fachbereichs Logistik an der Universität Dortmund.

Die Forscher kommen dabei zu dem Ergebnis, dass die in den nächsten Jahren anzunehmende starke Mengenentwicklung produzierter und in Umlauf gebrachter RFID-Transponder ernst zu nehmende kritische Auswirkungen auf die Entsorgung mit sich bringt. Insgesamt sei dabei mit 15 Milliarden Transpondern unterschiedlicher Bauweise zu rechnen. 1.900 Tonnen Kupfer, 570 Tonnen Aluminium und 2.200 Tonnen Silberleitpaste gelangen so in den Abfall.

Würden künftig vermehrt RFID-Tags im Ticketing eingesetzt, so besteht vor allem die Gefahr, dass Kunststoff- und Papierabfälle verunreinigt werden. Vor allem beim Recycling von Glas und Aluminium könnte die Verunreinigung durch die Transponder so groß werden, dass die Endprodukte überhaupt nicht mehr verwendbar sind. Gelangen Transponder in die Restmüllverwertung, könnten die zulässigen Grenzwerte für Kupfer, Silber und Chloride überschritten werden. Um diesen Problemen frühzeitig entgegenzuwirken, sollen die Transponder getrennt gesammelt werden können. Die Tags von Konzert-Tickets oder Busfahrkarten könnten bei der Entwertung gesammelt werden. Auf lange Sicht wird es als wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll erachtet, dass RFID-Tags mehrfach verwendet werden. Alleine der Rohstoffbedarf zwingt dazu, die Wiederverwendung und Verwertung von Transpondern zu ermöglichen. Ansonsten steht die Zukunftsfähigkeit der Technologie für den Masseneinsatz in Frage.^[87]

Im betrachteten Umfeld der Stahlindustrie sind die ersten RFID-Pilotprojekte unter extremen Bedingungen nach eigenen Angaben erfolgreich beendet worden. Die gezogenen Erkenntnisse werden dort jetzt in die Definition von Prozessen entlang von Produktions- und Lieferketten eingebracht, um dort in Zukunft verstärkt auf den Einsatz der Transpondertechnologie setzen zu können. Das Thema Standardisierung, das im Handel durch Organisationen wie EPCglobal vorangetrieben wird, steht ebenfalls im Fokus der beteiligten Unternehmen. Hier muss jedoch untersucht werden, inwiefern sich die Standardisierungsaktivitäten aus dem Handel auf die Prozesse und die eingesetzte Technologie in der Stahlindustrie übertragen lassen.^[88]

Von einer Welt, die der Idee des „Ubiquitious Computing“ entspricht, sind die bisherigen Anwendungsfelder von RFID in der Stahlindustrie noch entfernt. Hier werden derzeit Identifikations- und Prozessüberwachungslücken geschlossen und betriebliche Abläufe dadurch zeitoptimiert. Ob es in der Zukunft dazu kommt, dass sich die RFID-basierende Sensorik als Grundlage für die zitierten „smarten Objekte“ in den Logistik- und Fertigungsprozessen der Stahlindustrie durchsetzen kann, bleibt abzuwarten.

8 Fussnoten

1. ↑ Vgl. Müller, E. et al. (2004), S.5
2. ↑ Vgl. BITKOM (2006), S. 6.
3. ↑ Vgl. InES (o.J.), S. 1.
4. ↑ Vgl. BSI (2004), S. 15.
5. ↑ Vgl. Finkenzeller, K. (2006), S. 7.
6. ↑ Vgl. Arnold, D. (1998) S. 261.
7. ↑ Vgl. Finkenzeller, K. (2006), S. 2 ff.
8. ↑ Vgl. Roberts, L.G. (2001), S.1.
9. ↑ Vgl. Finkenzeller, K. (2006), S. 4.
10. ↑ Vgl. Finkenzeller, K. (2006), S. 6.
11. ↑ Vgl. Thornton, F. et al. (2006), S. 8.
12. ↑ Vgl. BITKOM (2006), S. 8.
13. ↑ Vgl. Thornton, F. et al. (2006), S. 40.
14. ↑ Vgl. Chamberlain, J. et. al. (2006), S. 4.
15. ↑ Vgl. BITKOM (2006), S. 9.
16. ↑ Vgl. Thornton, F. et al. (2006), S. 4.
17. ↑ Vgl. BSI (2004), S. 15.
18. ↑ Vgl. Finkenzeller, K. (2006), S. 7.
19. ↑ Vgl. Thornton, F. et al. (2006), S. 15.
20. ↑ In Anlehnung an: Kern, C. (2006), S. 38; Sprenger, C., Wecker, F. (2006), S. 20
21. ↑ Vgl. Finkenzeller, K. (2006), S. 14ff.
22. ↑ Vgl. Thornton, F. et al. (2006), S. 16.
23. ↑ Vgl. Thornton, F. et al. (2006), S. 16.
24. ↑ in Anlehnung an: Thornton, F. et al. (2006), S. 21
25. ↑ Vgl. BSI (2004), S. 29
26. ↑ Vgl. Müller, E. et al. (2004), S. 50.
27. ↑ Vgl. BSI (2004), S. 31.
28. ↑ Vgl. Müller, E. et al. (2004), S. 58ff.
29. ↑ Vgl. RFID-SC (o.J.), S. 8.
30. ↑ Vgl. Müller, E. et al. (2004), S. 107-108.
31. ↑ Vgl. Müller, E. et al. (2004), S. 110.
32. ↑ Vgl. Dünkler, R. (2007), S. 11
33. ↑ Vgl. BMF (2007), S. 14
34. ↑ Vgl. Schmidt,T., Könemann,M. (2007), S. 116.
35. ↑ Kanban und Just-in-Time sind prozessoptimierende Produktionsstrategien, die jeweils auf der Vorhaltung niedriger Lagerbestände basieren
36. ↑ Vgl. Vahs, D. (2005), S.28
37. ↑ Vgl. RFID-SC, S. 8.
38. ↑ Vgl. Rees, J., Lange, E. (2007), S.110; Vgl. Leuze (2006), S.2.
39. ↑ Vgl. TK-Brammen (2007), S. 1.
40. ↑ Vgl. TK-Brammen (2007), S. 2.
41. ↑ Vgl. Wellsandt, M., Feinbier, L. (2007), S.20 ff.
42. ↑ Vgl. Wellsandt, M., Feinbier, L. (2007), S.23.
43. ↑ Vgl. Experteninterview Schneider, H. (2007), o.S.
44. ↑ Vgl. European Steel Technology Research (2006), S. 19.
45. ↑ Vgl. Munde, A. (2007), S. 2
46. ↑ Vgl. VDI Berichte 1927 (2006), S. 65.
47. ↑ Vgl. Stahlinstitut VDEh (o.J.), S. 1.
48. ↑ Vgl. Stahlinstitut VDEh (o.J.), S. 1 f.
49. ↑ Vgl. Stahl-Informations-Zentrum (2007), S. 2 ff.
50. ↑ Vgl. Sänger F., Walter H. (1999), S. 2.
51. ↑ Vgl. Sänger F., Walter H. (1999), S. 125 f.
52. ↑ Vgl. Schneider, H. (2007), S. 14 ff.; Vgl. Experteninterview Schneider, H. (2007), o.S.
53. ↑ Vgl. Schneider, H. (2007), S. 14 ff.; Vgl. Experteninterview Schneider, H. (2007), o.S.
54. ↑ Vgl. VDI Berichte 1927 (2006), S. 65.
55. ↑ Vgl. Schneider, H. (2007), S. 31 ff.
56. ↑ Vgl. VDI Berichte 1927 (2006), S. 69.
57. ↑ Vgl. Müller, E. et al. (2004), S. 117.
58. ↑ Vgl. Müller, E. et al. (2004), S. 124.
59. ↑ Vgl. Müller, E. et al. (2004), S. 120 f.
60. ↑ IP65 bezeichnet eine Schutzart gemäß DIN EN 60529. Entsprechend klassifizierte Geräte sind staubdicht und gegen Strahlwasser aus beliebigem Winkel geschützt
61. ↑ Vgl. Schneider, H. (2007), S. 56 f.
62. ↑ Vgl. Müller, E. et al. (2004), S. 333f.
63. ↑ Vgl. Müller, E. et al. (2004), S. 343 f.
64. ↑ Vgl. Schneider, H. (2007), S. 57 f.
65. ↑ Vgl. Schneider, H. (2007), S. 57 f.
66. ↑ Vgl. Schneider, H. (2007), S. 62 ff.
67. ↑ Vgl. RFID ready (o.J.), S.1.
68. ↑ Vgl. Müller, E. et al. (2004), S. 150.
69. ↑ Experteninterview Feinbier, L. (2008).
70. ↑ Vgl. Domschke, W., Scholl, A. (2005), S.8-9.
71. ↑ Vgl. Feinbier, L. (2007), S. 25.
72. ↑ Vgl. BITKOM (2006), S.51
73. ↑ Vgl. Gliesche, M., Helmigh, M. (2007), S.26.
74. ↑ Vgl. Lange, V., ten Hompel, M. (2004), S. 36.
75. ↑ Vgl. Domschke, W., Scholl, A. (2005), S.312.
76. ↑ Vgl. Lange, V., ten Hompel, M. (2004), S. 36.
77. ↑ Vgl. Lange, V., ten Hompel, M. (2004), S. 36.
78. ↑ Vgl. Vahs, D. (2005), S. 220,221.
79. ↑ Vgl. Lange, V., ten Hompel, M. (2004), S. 35.
80. ↑ Vgl. Fleisch, E., Mattern, F. (2005), S. V.
81. ↑ Vgl. OpenID-Center-Forschung, S.1.
82. ↑ Vgl. BSI (2004), S.14, 22.
83. ↑ Vgl. Fleisch, E., Mattern, F. (2005), S. V.
84. ↑ Vgl. Lange, V., ten Hompel, M. (2004), S.34 f.
85. ↑ Unter EU-15 versteht sich die Gruppierung der Mitgliedsstaaten der Europäischen Union bis einschließlich 2003.
86. ↑ Vgl. DB Research (2006), S. 1.
87. ↑ Vgl. Gliesche, M., Helmigh, M. (2007), S.48 ff.
88. ↑ Vgl. Feinbier, L. (2007), S. 25.

9 Literaturverzeichnis

Adams, R. (2005)	Adams, R.: How RFID will work in metal environments, 2005, URL: http://www.usingrfid.com/features/read.asp?id=24
Arnold, D (1998)	Arnold, D.: Materialflußlehre, Vieweg, Braunschweig, 2. Auflage, 1998
BITKOM (2006)	Ephan, N., Hansen, W.,  Japs, S., Plur, C., Popova, T., Schuh, T., Sommerfeld, P., Weyand, W., Zeyen, R.: RFID Guide 2006, BITKOM Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V., Berlin, 2006
BMF (2007)	Bundesministerium der Finanzen (Hrsg.): Einundzwanzigster Subventionsbericht, Berlin, 2007
BSI (2004)	Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (Hrsg.): Risiken und Chancen des Einsatzes von RFID-Systemen, Bonn, 2004
Chamberlain, J. et. al. (2006)	Chamberlain, J., Blanchard, C., Burlingame, S., Chandramohan, S., Forestier, E., Griffith, G., Mazzara, M. L., Musti, S., Son, S., Stump, G.,  Weiss, C.: IBM WebSphere RFID Handbook - A Solution Guide, IBM International Technical Support Organization, New York, 2006
DB Research (2006)	Deutsche Bank Research (Hrsg.): RFID-Funkchips – Zukunftstechnologie in aller Munde, economics Nr. 55, DB Research Management, Frankfurt, 2006
Domschke, W., Scholl, A. (2005)	Domschke, W., Scholl, A.: Grundlagen der Betriebswirtschaftslehre, Springer Verlag, Berlin, 3. Auflage, 2005
Dünkler, R. (2007)	Dünkler, R.: Möglichkeiten des RFID-Einsatzes zur Produktsicherung und Rückverfolgung auf oder in metallischen Oberflächen, Fraunhofer Institut Integrierte Schaltungen, Erlangen, 2007
European Steel Technology Research (2006)	European Confederation of Iron and Steel Industries (EUROFER) (Hrsg.): European Steel Technology Research, Strategic Research Agenda of the Steel Technology Platform, EUROFER, Brüssel, 2006
Experteninterview Feinbier, L. (2008)	Interview mit L. Feinbier, Leiter Kompetenzzentrum RFID, ThyssenKrupp Steel AG, Duisburg, geführt am 11.01.2008 durch Martin Wieschollek
Experteninterview Schneider, H. (2007)	Interview mit H. Schneider, Leiter Standort Informationsmanagement, ThyssenKrupp Nirosta GmbH, Dillenburg, geführt am 09.10.2007 durch Martin Wieschollek
Feinbier, L. (2007)	Feinbier, L.: Die Standardisierung ist eines unserer vorrangigen Ziele, in: RFID im Blick, 2007, Nr. 12, S. 25
Finkenzeller, K. (2006)	Finkenzeller, K.: RFID-Handbuch – Grundlagen und praktische Anwendungen induktiver Funkanlagen, Transponder und kontaktloser Chipkarten, Carl Hanser Verlag, München, 4. Auflage, 2006
Fleisch, E., Mattern, F. (2005)	Fleisch, E., Mattern, F.: Das Internet der Dinge -  Ubiquitous Computing und RFID in der Praxis, Springer Verlag, Berlin, 2005
Gliesche, M., Helmigh, M. (2007)	Gliesche, M., Helmigh, M.: Auswirkung eines RFID-Masseneinsatzes auf Entsorgungs- und Recyclingsysteme, Universität Dortmund – Fachgebiet Logistik, Dortmund, 2007
InES  (o.J.)	InES Institute of Embedded Systems (Hrsg.): Herkunft von RFID, ohne Veröffentlichungsdatum, URL: http://ines.zhwin.ch/index.php?id=144
Kern, C. (2006)	Kern, C.: Anwendung von RFID-Systemen, Springer Verlag, Berlin, 2006
Lange, V., ten Hompel, M. (2004)	Lange, V., ten Hompel, M.: RFID-Einführung? Es kommt darauf an, Auszug aus der Fraunhofer Autolog-Studie „RFID 2004 – Logistiktrends für Industrie und Handel, in: FM – Das Logistik-Magazin, 2004, Nr.12, S. 34-36
Leuze (2006)	Leuze (Hrsg.): RFID-Technik von Leuze electronic meistert Extrembedingungen  in einer Lackierstraße für LKW-Fahrerhäuser, 08.12.2006, URL: http://www.leuze.de/press/los-log/pm-73/rfid_de.html
Müller, E. et al. (2004)	Müller, E., Jansen, R., Mann,H., Harms, S.,Riegel, J., Finger, M.: Integration der Transpondertechnologie zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit der operativen Produktionssteuerung, Technische Universität Chemnitz, Institut für Betriebswissenschaften und Fabriksysteme, Chemnitz, 2004
Munde, A. (2007)	Munde, A.: Stahlboom und Billig-Konkurrenz dominieren Jahreskonferenz des International Iron and Steel Institute, 12.10.2007, URL: http://www.blechnet.com/themenkanaele/konstruktion/  werkstoffeundhalbzeuge/articles/95476/
OpenID-Center-Forschung (o.J.)	Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik (Hrsg.): Internet der Dinge, ohne Veröffentlichungsdatum, URL: http://www.openid-center.de/index.php?cat_id=3085&menu_cat=3085
Rees, J., Lange, E (2007)	Rees, J., Lange, E.: Gläserne Produktion, in: Wirtschaftswoche, 2007, Nr. 16, S. 110-111
rfid ready (o.J.)	rfid ready Verlag (Hrsg.): Was ist RFID?, ohne Veröffentlichungsdatum, URL: http://www.rfid-ready.de/20-0-was-ist-rfid.html
RFID-SC (o.J.)	Fraunhofer Institut Materialfluss und Logistik (Hrsg.): Grundlagen RFID, ohne Veröffentlichungsdatum, URL: http://www.rfid-support-center.de/index.php?cat_id=2998
Roberts, L.G. (2001)	Roberts, L.G.: Recent development in optical character recognition at M.I.T, 2001, URL: http://www.packet.cc/files/recent-development.html
Sänger F., Walter H. (1999)	Sänger, F., Walter, H.: Was der Walzwerker von seiner Arbeit wissen muss, Verlag Stahleisen, Düsseldorf, 1999
Schmidt, T., Könemann, M. (2007)	Schmidt, T., Könemann, M.: Hochautomation unter widrigen Bedingungen, in: Hebezeuge und Fördermittel, 2007, Nr. 3, S. 116-118
Schneider, H. (2007)	Schneider, H.: Walzenmanagement mit RFID, Pflichtenheft zum Projekt, ThyssenKrupp Nirosta GmbH, Dillenburg, Stand vom 20.09.2007
Sprenger, C., Wecker, F. (2006)	Sprenger, C., Wecker, F.: RFID – Leitfaden für die Logistik, Gabler Verlag, Wiesbaden, 2006
Stahl-Informations-Zentrum (2007)	Stahl-Informations-Zentrum (Hrsg.): Schaubild Wege zum Stahl, Stahl-Informations-Zentrum, Düsseldorf, 2007
Stahlinstitut VDEh (o.J.)	Stahlinstitut VDEh und Wirtschaftsvereinigung Stahl (Hrsg.): Produktionsverfahren, ohne Veröffentlichungsdatum, URL: http://www.stahl-online.de/forschung_und_technik/produktionsverfahren/start.asp
Thornton, F. et al. (2006)	Thornton, F., Haines, B., Das, A.M., Bhargava, H., Campbell, A., Kleinschmidt, J.: RFID Security – Protect the Supply Chain, Syngress Publishing Inc., Rockland MA (USA), 2006
TK-Brammen (2007)	ThyssenKrupp Steel (Hrsg.): High-tech Brammenlogistik bei ThyssenKrupp Steel, 15.03.2007, URL: http://www.thyssenkrupp-steel.com/de/presse/pressrelease.jsp?cid=2775608
Vahs, D. (2005)	Vahs, D.: Organisation – Einführung in die Organisationstheorie und –praxis, Schäffer-Pöschel, Berlin, 5.Auflage, 2005
VDI Berichte 1927 (2006)	VDI Gesellschaft Produktionstechnik (Hrsg.): Instandhaltungs-Performance im Fokus, 27. VDI/VDEh-Forum Instandhaltung 2006, VDI Verlag GmbH, Düsseldorf, 2006
Wellsandt, M., Feinbier, L. (2007)	Wellsandt, M., Feinbier, L.: Einsatz zwischen den Kontinenten, in: RFID im Blick, 2007, Nr. 6, S. 20-23