Pictures of the Future     Herbst 2005      

Funketiketten erobern den Alltag

Lösungen für die elektronische Markierung von Waren entwickelt Siemens schon seit 20 Jahren. Doch erst seit kurzem wagen Unternehmen im großen Stil den Schritt in die neue Technik. Erste Anwendungen in der Logistik sind extrem viel versprechend.

Im turnhallengroßen Lebensmittellager summt es wie im Bienenkorb. Knallrote Gabelstapler surren hin und her. Sie transportieren Paletten voller Lebensmittelkartons, hieven die Ware bis zu 18 m hoch in die Regale. Etwa 30 000 Paletten fasst das Lager der Rewe GmbH in Norderstedt. Etwa 3 500 werden täglich ins Verteilzentrum am Stadtrand von Hamburg gebracht – Konserven, Nudeln oder Tafelwein, insgesamt 1 600 verschiedene Produkte. Von dort geht es weiter zu den Supermärkten in Norddeutschland. So laden die Lagerarbeiter jeden Tag etwa 100 000 Kartons von den Paletten auf Hunderte kleiner Rollcontainer, die per Lastwagen auf die Reise gehen. Natürlich verfügt Rewe über ein elektronisches Warenwirtschaftssystem, das das Palettengewimmel überwacht. Doch bislang begleiten Lieferscheine aus Papier die Güter. Das soll sich nun ändern. Rewe will mit Hilfe von Experten wie denen von Siemens Business Services (SBS) ganz auf papierlosen Warenverkehr umsteigen. Möglich machen das Funketiketten, so genannte RFID-Transponder (Radio Frequency Identificationoder) Tags. Sie enthalten einen winzigen Chip und eine Antenne. Im Gegensatz zum herkömmlichen Barcode können auf dem Chip mehrere individuelle Daten gespeichert sein – etwa das Ziel der Ware, ihr Haltbarkeitsdatum oder der Absender. Mit einem Lesegerät lässt sich die Information aus etwa 1 m Entfernung durch einen schwachen Funkimpuls abrufen.

"Bislang musste ein Lagerarbeiter jede einzelne Palette abhaken und deren Empfang im System bestätigen", sagt Meik Hunold, stellvertretender Projektleiter RFID bei Rewe. Mit den Funketiketten wird das künftig deutlich schneller gehen. Sogar schneller als mit Barcodes, denn um die zu registrieren, müsste der Lagerist jedes einzelne Strichmuster mit einem Handscanner ablesen. Die mit Transponder versehene Palette hingegen wird vom Lkw-Fahrer beim Ausladen durch ein Funktor ins Lager gerollt und automatisch erfasst. Hunold: "Eine Ampel zeigt mit grünem Licht an, ob die Palette korrekt gelesen wurde." Nach dem Entladen genügt ein Blick auf den Bildschirm, um zu prüfen, ob die Ware vollständig ist. Fehlende Paletten erscheinen rot.

Lieferscheine werden künftig gar nicht mehr nötig sein, betont Hunold. Beim Lieferanten wird der Ausgang der Ware per RFID registriert und eine elektronische Bestätigung ans Lager geschickt. Kommt die Ware in Norderstedt an, erfasst das RFID-System automatisch die Paletten. Der Zentralrechner gleicht dann in Sekundenschnelle Bestellung und Lieferung ab. "Ein weiterer Vorteil ist, dass wir die Ware lückenlos verfolgen können", ergänzt Hunold. So wird automatisch erfasst, wann die Ware den Hof des Herstellers oder Spediteurs verlassen hat. Inzwischen sind 30 von etwa 300 Lieferanten an das RFID-System angeschlossen. Auch der Warenausgang und sogar die Regale und Gabelstapler sollen in den kommenden Monaten mit Transpondern ausgestattet werden. So erkennt der Stapler künftig automatisch, ob der Fahrer eine Palette am falschen Regalplatz ablegen will und gibt ein Warnsignal. Das vermeidet letztlich zeitraubende Sucherei.

Waren mit Fähnchen. Obgleich RFID-Transponder seit etlichen Jahren im Einsatz sind, etwa als Markierung für Karosserien auf Fließbändern von Autofabriken (siehe Pictures of the Future, Herbst 2003,  "Logistik – Warenlager" und Herbst 2002,  "Die Digitale Fabrik – Transponder"), sind viele praktische Fragen noch ungeklärt. Bekannt ist zum Beispiel, dass das Auslesen von Transpondern durch Metall gestört wird. Doch bislang wusste niemand, ob eine Palette mit vakuumverpacktem Kaffee oder Gewürzgurken Probleme macht. Die Norderstedter haben das pragmatisch gelöst. Sie testeten 1 600 Produkte auf Lesefähigkeit. Wie sich zeigte, stören Verpackungen aus Aluminium oder hoher Wassergehalt den Funkverkehr. Die RFID-Spezialisten lösten das Problem, indem sie die Transponder-Etiketten in solchen Fällen nicht glatt auf die Paletten kleben, sondern wie einen Wimpel abstehen lassen. Dieser so genannte Flag-Tag lässt sich fehlerfrei auslesen.

Wertvolle Produkte verfolgen. Neben Rewe kooperiert auch eine Reihe anderer Unternehmen beim Thema RFID mit Siemens. Die Otto Group, die größte Versandhandelsgruppe der Welt, startete im August 2004 ein gemeinsames Pilotprojekt, an dem auch die Speditionsfirma Hermes beteiligt war. "Wir wollten testen, ob sich die RFID-Technologie als praxistauglich erweist und auch, ob sich die Ware damit tatsächlich lückenlos verfolgen lässt", berichtet Roland Nickerl, Leiter Logistiksystementwicklung bei Otto. Insbesondere wertvolle Artikel sollten so besser überwacht werden. SBS bestückte zunächst rund 20 000 Digitalkameras, Handys und Notebooks mit Tags und rüstete den Warenausgang bei Otto und fünf Hermes-Depots mit Lesegeräten aus. Für Nickerl liegen die Vorteile auf der Hand: "Tags lassen sich anders als Barcodes auch dann lesen, wenn sie zerkratzt oder verschmutzt sind. Zudem sind sie Bulk-fähig." Soll heißen: Per Funk lässt sich im Handumdrehen ein ganzer Karton mit markierten Waren auslesen – ohne ihn öffnen zu müssen.

Entscheidend für den Einsatz bei Otto war zunächst aber etwas anderes: "Für uns war vor allem die Lesegenauigkeit relevant." Die Forderung: Die RFID-Anlage sollte mindestens so zuverlässig arbeiten wie das herkömmliche Barcode-System. Wie sich zeigte, registrierte die RFID-Anlage mit mehr als 99-prozentiger Sicherheit die Warenausgänge bei Otto, die Ein- und Ausgänge bei Hermes sowie die Auslieferung an den Kunden. Das überzeugte. Seit einigen Monaten arbeitet die Anlage im Alltagsbetrieb. Derzeit werten die Hamburger die gewonnen Daten aus, unter anderem, um festzustellen, wo Ware abhanden kommt. Nickerl: "In manchen Fällen wird einfach falsch verpackt oder verladen und mancher Artikel schlummert im falschen Regal." Die Transponder-Technologie schaffe jetzt die nötige Transparenz für eine Analyse der Transportwege. "Wir können mit RFID deutliche Einsparungen erzielen, müssen den Einsatz aber wegen hoher laufender Kosten strategisch gut planen", resümiert Nickerl. "Bei einem Transponderpreis von unter drei Cent würde es sich lohnen, etwa die Hälfte unserer Artikel mit Funketiketten auszustatten."

Aktuell sind etwa 40 000 Einzelartikel mit Transpondern versehen. Die enthalten aus Datenschutzgründen lediglich Artikel- und Identnummer des Pakets, aber keine persönlichen Kundendaten. Dem künftigen Masseneinsatz von Transpondern, etwa auf Einwegverpackungen wie Milchtüten, steht derzeit also im Vergleich zum Barcode vor allem noch der Preis entgegen, der bei Transpondern aus Silizium bei derzeit etwa 0,30 € liegt. Doch eine Lösung ist in Sicht. Künftig sollen spottbillige Transponder zu Tausenden auf Folie gedruckt werden. Möglich machen das elektrisch leitfähige Kunststoffe, die sich wie Tinte aus dem Drucker verarbeiten lassen. Ein Treiber dieser Technik ist die Erlanger Firma PolyIC, eine Ausgründung aus Corporate Technology, der zentralen Forschung von Siemens (siehe Pictures of the Future, Herbst 2004, PolyIC – die Chipdrucker).

Fälschungen auf der Spur. Anders als Otto sehen Pharmahersteller ihr Geschäft ganz deutlich durch kriminelle Machenschaften bedroht. So geht die Branche davon aus, dass inzwischen jedes zehnte Medikament gefälscht ist. 70 % der bekannt gewordenen Fälle betreffen Entwicklungsländer. Zudem verschwinden nach Ansicht von Experten jährlich Arzneimittel im Wert von 40nbsp;Mrd.nbsp;US-$. Die amerikanische Gesundheitsbehörde FDA schreibt angesichts dieser Zahlen inzwischen vor, dass bis 2007 eine Chargenrückverfolgung möglich sein muss – und empfiehlt dafür RFID. So arbeitet der Schweizer Verpackungshersteller Limmatdruck/Zeiler zusammen mit SBS an einer Lösung, bei der Transponder entweder auf der Außenverpackung von Medikamenten oder – je nach Wert der Präparate – auf der Verpackung von Einzelprodukten, Ampullen oder Spritzen befestigt werden. Damit lässt sich die Ware fälschungssicher markieren. Koppelt man die Transponder mit Ortungssystemen – etwa dem Global Positioning System –, lässt sich die Lieferung sogar orten. In Kombination mit Temperatur-Sensoren ließe sich feststellen, ob empfindliche Arzneien auf dem Transportweg lückenlos gekühlt wurden. Auch bei Lebensmitteln setzt der Gesetzgeber auf RFID: Ihre Herkunft soll künftig lückenlos nachweisbar sein.

So ist das Thema RFID inzwischen in aller Munde. Für viele Unternehmer sei aber noch immer unklar, welche Vorteile die Technik für die eigene Firma bringen könne, sagt Helmut Röben vom Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung in Magdeburg. Der Wirtschaftsingenieur ist für eine spezielle RFID-Spielwiese zuständig – das LogMotionLab. Es wird in Kooperation mit Siemens betrieben. Wer Interesse an RFID hat, findet dort eine große Auswahl aktueller Transponder sowie Schreib-Lese-Geräte.

In der Mitte der lichtdurchfluteten Werkshalle rattern Förderbänder. Hier lässt sich testen, wie Tags aufgeklebt werden müssen, damit sie sicher gelesen werden und welche Transponder und Lesegeräte für den jeweiligen Zweck am besten geeignet sind, denn verschiedene Tag-Typen arbeiten bei unterschiedlichen Frequenzen und mit verschiedenen Reichweiten. Darüber hinaus verfügt das LogMotionLab über ein mobiles Labor, mit dem sich beim Kunden in Windeseile RFID-Installationen für Tests aufbauen lassen – ohne großen Aufwand oder Kosten. "Unsere wichtigste Aufgabe ist es, gemeinsam mit Kunden Ideen zu entwickeln", sagt Röben. "RFID soll sich ja problemlos in den laufenden Betrieb integrieren lassen und zusätzlichen Gewinn bringen – durch Zeitersparnis oder eine effizientere Datenverwaltung."

Die Implementierung des RFID-Systems übernehmen dann die Kollegen von Siemens. "Siemens ist einer der weltweit führenden Anbieter für RFID-Lösungen", sagt Markus Kehrwald, RFID-Leiter bei SBS. "Als einzige Firma bieten wir Produkte und Dienstleistungen für viele Branchen entlang der gesamten RFID-Wertschöpfungskette. So stellt etwa das Siemens-Tochterunternehmen Dematic Materialflusslösungen bereit. Siemens Automation and Drives entwickelt Transponder sowie Schreib-Lese-Geräte, und Siemens Business Services berät die Kunden in ihren Unternehmensprozessen, integriert RFID in IT-Systeme und setzt die RFID-Projekte schließlich um."

Kooperation mit Intel und SAP. Siemens engagiert sich seit März 2004 zusammen mit der Firma Intel noch in einem weiteren Labor – dem RFID-Technology-Center in Feldkirchen bei München. Hier wird unter anderem die Integration von RFID in Warenplanungssysteme demonstriert. Ein weiterer Kooperationspartner ist die Firma SAP aus Walldorf. So sind in Feldkirchen RFID-Systeme aufgebaut und mit der SAP-Software gekoppelt, beispielsweise für die automatische Erfassung des Warenausgangs. Darüber hinaus werden Lösungen aus der Automobilproduktion gezeigt – etwa für so genannte Kanban-Prozesse.

Hier wird im Gegensatz zur zentralen Produktionsplanung das benötigte Material, etwa Bauteile von Zulieferern, nach Bedarf geordert. Ist ein Kanban-Container, der die Bauteile enthält, leer, wird er mit einem Bestellzettel versehen und an den Zulieferer zurückgeschickt. Mit RFID-Tags lässt sich das klassische Zettelverfahren automatisieren, schneller und sicherer machen. Denn bislang komme es häufig vor, erzählt der Leiter des RFID-Technology-Centers von Intel, Robert Hülsebusch, dass ein Mitarbeiter die Zettel sammle und erst am Abend ins System eingebe. Verwendet man Tags, muss man den leeren Container nur in der Nähe der Leseeinheit abstellen. Sofort wird dann Nachschub automatisch geordert. "Dies demonstriert, dass selbst gut funktionierende Abläufe mit Hilfe von RFID weiter optimiert werden können", sagt Hülsebusch. Intel bringt insbesondere Hardware-Wissen ein. "Intel sieht einen großen Markt für Komponenten von Schreib-Lese-Geräten und natürlich für Serverstrukturen zur Bearbeitung der RFID-Daten", betont Hülsebusch. Gelingt es, billige aufeinander abgestimmte Komponenten zu entwickeln sowie die Datenflut effizient zu verarbeiten, könnte dies der RFID-Technik bald richtig Tempo machen.
                                                                                                                 Tim Schröder