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Ein Speicherchip, Elektronik und eine winzige Antenne genügen bereits; damit ermöglicht RFID die Steuerung der Produktion und des Materialflusses, optimiert die Logistikprozesse und ermöglicht die umfassende Rückverfolgung von Produkten entlang der gesamten Wertschöpfungskette. RFID-Funkchips kann man als wahre Tausendsassas bezeichnen. Dabei ist die Funktionsweise von RFID vergleichsweise einfach: Ein Speicherchip wird über eine kleine elektronische Schaltung mit einer Antenne versehen. Dieser «Funkchip» (Transponder) kann mittels Sende- und Empfangsgerät (RFID-Reader) über Funkbefehle angesprochen werden, um Daten in dem Speicherchip abzulegen oder auszulesen. Meist wird dieser RFID-Reader gerätetechnisch in eine Verarbeitungseinheit und eine oder mehrere Antennen aufgeteilt. Als Besonderheit fehlt dem Transponder jedoch eine eigene Stromversorgung, sodass die benötigte Energie in der Regel dem elektromagnetischen Feld des Sendegeräts entnommen wird. Somit gelingt es, die Transponder in ihrer einfachsten Form extrem kostengünstig zu produzieren.
Frequenz entscheidend
Der wichtigste technische Parameter ist die Übertragungsfrequenz des RFID-Systems, die von 125 KHz bis 2,45 GHz oder höher reicht. Die Wahl der Frequenz ist deshalb so entscheidend, weil sie die Gesamtfunktionalität des Systems massgeblich beeinflusst. Abhängige Parameter sind zum Beispiel die Übertragungsgeschwindigkeit der Daten, die Reichweite der Antennen oder die Empfindlichkeit des Systems gegen Störeinflüsse. Praktisch hängt auch die mögliche Speichergrösse in gewissen Grenzen von der gewählten Frequenz ab. Die kleinsten Transponder bieten eine Kapazität von gerade mal 96 Bit - aber bereits dieser kleine Speicher reicht völlig aus, um mit dem elektronischen Produktcode (EPC) eine weltweit eindeutige Identifikationsnummer abzulegen. Die gängigsten Systeme arbeiten bei 13,56 MHz (HF) im Nahbereich (z.B. Simatic RF300 von Siemens) oder bei 865 MHz (UHF) im Fernbereich (z.B. Simatic RF600 mit einer Reichweite von mehreren Metern).
Ein weiterer Parameter für die Ausführung eines RFID-Systems ist die Bauform. Die kostengünstigsten Transponder, sogenannte SmartLabel, werden auf einer Trägerfolie aufgebaut und zum Teil in Papieretiketten eingebracht. Diese Labels eignen sich vor allem für Einmalanwendungen in der Logistik, wo sie zum Beispiel auf einer Versandeinheit aufgeklebt werden. Der Nachteil: Die Labels sind vergleichsweise empfindlich gegen Umweltbedingungen wie Temperatur und Feuchtigkeit oder mechanische Beanspruchungen. Ungleich robuster sind hingegen die industrietauglichen Transponder. Durch ein stabiles Gehäuse können sie auch auf Dauer eingesetzt werden, zum Beispiel zur automatischen Identifikation von Behältern. Spezialausführungen können sogar hohen Temperaturen von über 200 °C ausgesetzt werden. Weitere Varianten eignen sich besonders zum Einsatz auf metallischen Objekten wie Behältern oder Fässern.
Vom Werkstückträger ins Produkt
In der Produktion ist RFID ein wichtiges Hilfsmittel zur Automation. Jedes Werkstück bzw. dessen Träger wird mit einem RFID-Transponder ausgerüstet, der die gesamte Stückliste und alle Produktionsanweisungen gespeichert hat. Flexible Fertigungsautomaten, die einen bestimmten Arbeitsschritt für alle möglichen Produktvarianten durchführen können, lesen den Transponder aus und führen die dort hinterlegten Bearbeitungen am Werkstück aus. Anschliessend wird das Werkstück mitsamt RFID-Transponder zur nächsten Bearbeitungsstation transportiert. Solche Konzepte finden sich heute vor allem in der Elektronik- und Automobilindustrie. Während bislang die RFID-Transponder nach der Produktion von den Erzeugnissen abgenommen bzw. mit den Werkstückträgern sowieso im Fertigungskreislauf verblieben, ist es aufgrund der Preisentwicklung der UHF-Label möglich, diese dauerhaft ins Produkt einzubringen.