Pepperl+Fuchs 20 Jahre RFID für alle Automatisierungslösungen

Autor / Redakteur: Ines Näther / Ines Stotz

Viele Prozesse in der Industrie sind heute bereits ohne die Unterstützung von RFID (Radio Frequency Identification) nicht mehr denkbar. Schon seit zwei Jahrzehnten setzen Anwender Identifikationstechnik von Pepperl+Fuchs ein, um ihre Fertigungsprozesse zu optimieren. Dr. Konrad Kern, Produktmanager für RFID, berichtet über die Entwicklung dieser Technologie – und warum die Mannheimer meist eine Nasenlänge voraus sind.

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Dr. Kern, was war das erste RFID-Produkt von Pepperl+Fuchs und wo wurde es eingesetzt?

Das erste RFID-System von Pepperl+Fuchs arbeitete im Low-Frequency-Bereich und war für den Einsatz in der Werkzeugidentifikation optimiert. Das heißt, die Transponder ließen sich bündig in Metall einbauen und trotzdem mit einigen Millimetern Abstand lesen. Es wurden in der spanabhebenden Bearbeitung Werkzeugmaschinen mit automatischen Werkzeugwechslern ausgerüstet. Die zylindrischen Transponder mit 12 mm Durchmesser konnten in kompakte Schneidwerkzeuge eingebaut werden und trotz Verschmutzung durch Öle und Späne zuverlässig gelesen werden. Schließlich zeigte es sich, dass dieses System auch für viele andere Anwendungen in der Fertigungstechnik wie die Werkstück oder Werkstückträger-Identifikation einsetzbar war.

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Worin bestehen Ihre Kernkompetenzen im Bereich RFID?

Pepperl+Fuchs ist ein ganzheitlicher RFID-Systemanbieter von der Projektierung bis zur Vor-Ort-Unterstützung. Wir bieten neben RFID auch Barcode, Data Matrix und Vision-Systeme. Daher können wir völlig unvoreingenommen die am besten passende Technologie vorschlagen und umsetzen.

Welche Hauptvorteile bietet der Einsatz von RFID dem Maschinen- und Anlagenbau?

In geschlossenen Kreisläufen, bei denen unter Industriebedingungen eine nahezu 100-prozentige Leserate über die gesamte Lebensdauer verlangt wird, ist RFID anderen Technologien überlegen. Gerade im Maschinenbau besticht sie durch die quasi unbegrenzte Anzahl von Lesungen, weil sie ohne bewegte Teile, wie Spiegel oder Blenden, meist mit induktiver Kopplung arbeitet. Im Vergleich zu optischen Identifikationssystemen ist RFID unempfindlich gegen Verschmutzung. Transponder werden gelesen, ohne dass Sichtkontakt zwischen Transponder und Reader vorhanden sein muss. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die Möglichkeit, in Transponder zu schreiben. Damit können viele Fertigungsvorgänge sehr einfach gestaltet werden, indem Daten, die während der Fertigung entstehen, einfach dem Transponder mitgegeben werden können.

Der RFID-Technik wird eine zunehmende Reife bescheinigt. Folgen Sie dieser Einschätzung?

Die über 20 Jahre Erfahrung mit RFID-Technik im Hause Pepperl+Fuchs mit steter Weiterentwicklung der Systeme zeigt allein, dass unsere RFID ausgereift ist. Dennoch finden unsere Spezialisten immer noch Möglichkeiten Innovationspunkte zu setzen, was zugegeben schwieriger wird. Aber auch der weit verbreitete Einsatz von RFID zeigt, dass diese Technik schon lange bewährt und ausgereift ist. Bei den aktuellen Entwicklungen geht es in erster Linie darum, Anpassungen an den Transpondern und Readern vorzunehmen und andere Anbindungen an die übergeordnete Steuerungswelt anzubieten, um neue Anwendungen zu erschließen. Für die Identifikation von Pappkartons braucht man andere Transponder und Reader als für Schneidwerkzeuge in einer Werkzeugmaschine. Aber die dahinterstehende Technik ist grundsätzlich die gleiche.

In welchen Anwendungsbereichen ist RFID aus Ihrer Sicht bereits angekommen und in welchen besteht noch Potenzial?

Allgemein kann man sagen, dass die heute verlangte hohe Variantenvielfalt mit möglichst kurzer Lieferzeit ohne Identifikationstechnik kaum beherrschbar und vor allem nicht wirtschaftlich wäre. RIFD ist bei den klassisch geschlossenen Fertigungskreisläufen einfach die beste Lösung. Neue Potenziale werden meist im Zusammenhang mit dem Preis des Transponders diskutiert, um auch offene Kreisläufe mit nur einem Durchlauf zu realisieren. Gedruckte Elektronik ist hier ein wichtiges Stichwort und Vision für die nächste Innovationsstufe. RFID ist aber nicht der Feind des Barcodes, sondern sollte die Zusatzfunktionen des Daten-Schreibens auch in andere Logistikabläufe bringen können.

Sie sagen, Identifikationstechnik von Pepperl+Fuchs ist meist eine Nasenlänge voraus, wie begründen Sie das?

Diese Formulierung soll neugierig machen auf unsere zahlreichen kundenorientierten Lösungen und Innovationen. Am besten lässt sich dies mit einigen Beispielen belegen. Beispiel 1: die Auswerteeinheit für vier statt nur einen Schreib-/Lesekopf wurde vor über 20 Jahren in den Markt eingeführt. Beispiel 2: Die IDENT-Control-Auswerteeinheit beherrscht alle gängigen RFID-Frequenzen und steht für alle gängigen Feldbusse zur Verfügung. Das Metallgehäuse ist robust für Feld- und Schaltschrankeinsatz geeignet und bietet ein ganzheitliches Schirmkonzept. Beispiel 3: Der drehbare RFID Schreib-/Lesekopf im VariKont-L-Gehäuse bietet eine extrem flexible Montageoption. So gibt es eine Reihe von weiteren speziellen Reader-Bauformen, die für bestimmte Anwendungen die optimale Lösung bieten.

Was gehört zu Ihrem gesamten RFID-Portfolio?

Pepperl+Fuchs ist als RFID-Komplettanbieter aufgestellt und weltweit tätig. Daher unterstützen wir alle gängigen Steuerungen, bieten die passenden Schnittstellen, die gut standardisierten LF-, HF- und UHF-Systeme neben proprietären und Mikrowellensystemen. Wir haben rund 70 verschiedene industrietaugliche Transponder und über 20 Schreib-/Leseköpfe im Programm. Dazu kommen noch etwa 15 Controller für die verschiedenen Schnittstellen und Feldbusse sowie ein umfangreiches Zubehörprogramm. Es würde den Rahmen dieses Interviews sprengen weiter ins Detail zu gehen.

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Was hat sich bei dem 2004 eingeführten IdentControl-System bis heute getan?

Es ist überraschend festzustellen, dass das IDENT-Control-Konzept im Prinzip nichts von der Attraktivität von damals verloren hat. Viele Mitbewerber haben zwar das Konzept nachempfunden aber nicht weiterentwickelt. Pepperl+Fuchs blieb seither innovativ. Mit der IDENT Control Compact wurde die Granularität und Wirtschaftlichkeit erhöht. Die Ethernet-basierten Protokolle Profinet, Ethernet IP, Modbus TCP haben wir kundennah in einem Gerät zusammengeführt und die für den asiatischen Markt wichtige CC-Link-Schnittstelle ergänzt. Wir bieten einen Schreib-/Lesekopf mit über 50 cm Lesebereich für die Fördertechnik, der sowohl das Problem der Toleranzen als auch der Vorbeifahrgeschwindigkeiten in einem Zug gelöst hat. Die Anbindung der UHF-Systeme und eigener UHF-Technologie sind weitere wichtige Schritte in der Kette.

Pepperl+Fuchs ist bereits seit der Gründungsphase Mitglied im globalen Industrieverband für Automatische Identifikation, Datenerfassung und Mobile Datenkommunikation, kurz AIM. Wie weit sind die Standardisierungs- bzw. Normungsbemühungen?

Die technischen Standards, die die Kommunikation über die „Luftschnittstelle“ zwischen Transponder und Reader beschreiben, sind vorhanden und etabliert. Handlungsbedarf gibt es nach wie vor bei den Anwendungsstandards, die sich mit den Details der verschiedenen Anwendungen befassen. So gibt es beispielsweise noch keine einheitliche Festlegung, wie ein ‚elektronisches Typenschild’ aussehen soll. Es gibt eine Reihe von proprietären Lösungen, aber ein Standard würde hier einen viel umfassenderen Markt erschließen helfen. Ein weiterer umfangreicher Bereich von Standardisierungsvorhaben befasst sich mit der Sicherheit von RFID-Systemen, dem Datenschutz und der Kennzeichnung von RFID-Installationen. Dies geht auf die Empfehlung 2009/387/EG der Europäischen Kommission aus dem Jahr 2009 und einem entsprechenden Mandat an die europäischen Normungsorganisationen ETSI, CEN und CENELEC zurück. AIM war hier auf der politischen Ebene besonders aktiv und hat ganz wesentlich an der am 6. April dieses Jahres von der EU-Kommissarin Neelie Kroes und Industrievertretern unterzeichneten Selbstverpflichtung der Industrie mitgewirkt. In den Industrieanwendungen, die wir bedienen, werden in der Regel keine persönlichen Daten in den Transpondern gespeichert. Datenschutz spielt nur eine untergeordnete Rolle, aber die Selbstverpflichtung hilft, wenn hier Rechtssicherheit geschaffen wurde.

Ist die Diskussion um die Datensicherheit bei RFID-Systemen damit eher Panikmache?

Sicher gibt es hier zu einem gewissen Teil Panikmache, aber wie bereits gesagt, gibt es hier durch die Arbeit von AIM auf der europäischen Ebene gute Fortschritte und eine Lösung, mit der jeder leben kann. Dies bezieht sich in erster Linie auf den Konsumerbereich. In der Industrie, in der wir unterwegs sind, spielen diese Diskussionen eher keine Rolle.

Wozu sind verschiedene RFID-Frequenzen notwendig?

Viele sehen in UHF die Zukunft, vergessen dabei aber, dass hiermit vor allem neue Einsatzmöglichkeiten erschlossen werden können. Die große Reichweite und die günstigen Datenträger sind hierfür entscheidend. Empfindlichkeit gegen Feuchtigkeit oder metallische Gegenstände sowie Reflexionen mit Interferenzen begrenzen aber auch den Einsatz von UHF. LF-Systeme sind durch die niedrigere Frequenz und das induktive Übertragungsprinzip im Nahfeld optimal für den Einbau in Metall oder den direkten Aufbau auf Metall geeignet. HF-Systeme bieten die Vorteile der sicheren Nahfeldkommunikation mit hoher Trägerfrequenz bei eingeschränkter Lesereichweite. Jeder Frequenzbereich hat seine speziellen Vorzüge und Einschränkungen, die zu den Anwendungen passen sollten. Nur so erreicht man optimale zuverlässige Lösungen. Bei vielen unserer Kunden steht Zuverlässigkeit an oberster Stelle. Dem können wir nur entsprechen, wenn wir die ganze Bandbreite der verfügbaren Frequenzbereiche nutzen.

Was muss der Anwender bei der Auswahl von Technologie und Produkten beachten?

Generell zahlt es sich aus, auf qualitativ hochwertige Produkte zu setzen, die praxiserprobt sind, denn die Kosten über die Lebenszeit sind das entscheidende Maß. Die Technologie muss auf die Anwendung angepasst gewählt werden. Daher habe ich am Anfang unseres Gespräches unterstrichen, dass Pepperl+Fuchs alle gängigen Technologien bietet und daher objektiv beraten kann.

Können Sie den erfolgreichen Einsatz von RFID bei einem Anwender anhand eines konkreten Beispiels erläutern?

In 20 Jahren RFID-Geschichte haben wir sehr viele interessante Anwendungen mit RFID umgesetzt und ich möchte hier niemanden hervorheben. Bei einem großen Maschinenhersteller für die Verpackung von Lebensmitteln, haben wir mit unserer IDENT Control Lösung zwei RFID-Frequenzen in der Anwendung kombiniert. Dies resultierte in einer erhöhten Taktzahl, der entscheidend verbesserten Sicherheit bei der Maschinen-Werkzeug-Zuordnung und dem Plagiatschutz, weil nur Originalteile als Verbrauchsware einsetzbar sind. Dies zeigt, dass die Leistungsmerkmale des IDENT Control Systems konkret zur Wirtschaftlichkeit und zur Zukunftssicherheit unserer Kunden beitragen.

Welchen Nutzen bietet RFID gegenwärtig und zukünftig in Kombination mit anderen Automatisierungstechnologien – etwa in der Kombination mit Sensoren?

Ehlich gesagt ist die Kombination RFID mit Sensorik kein neue Thema. Es gibt schon seit Jahren zum Beispiel Systeme am Markt, um Temperaturen einer Kühlkette zu überwachen. Es gibt Systeme zur Reifendrucküberwachung. Alle diese Anwendungen sind nach wie vor Nischenanwendungen, die nur da eingesetzt werden, wo sich die Kosten für die aufwendigen Transponder mit Sensoren und Batterien lohnen.

Wohin entwickelt sich die RFID-Technologie aus Ihrer Sicht mittelfristig und was können die Kunden von Pepperl+Fuchs konkret erwarten?

Viele erwarten von den neuen RFID-Technologien den Durchbruch zu einem erheblich stärkeren Weltmarktpotenzial. Dies ist als Vision mit Blick auf gedruckte, elektronische RFID-Chips mit organischen Materialien vorstellbar, aber schwer vorhersagbar. Mittelfristig sehen wir in den gut standardisierten Technologien LF, HF und UHF die Basis für den Erfolg. Von der UHF-Technologie darf man sich als jüngstes Mitglied in der Familie sicher die meisten Impulse erwarten. Daher wird Pepperl+Fuchs für seine Kunden in diesem Bereich mit Innovationen aufwarten. Ich möchte abschließend noch die Ortungssysteme als Möglichkeit der Identifikation erwähnen. Diese Systeme sind jedoch für den industriellen Gebrauch häufig nur in Ausnahmefällen einsetzbar. Dennoch bergen diese Systeme einen anderen Ansatz, der visionär betrachtet zu neuen Anwendungslösungen führen kann. Derzeit bietet sich weltweit schon genügend Potenzial für den verstärkten Einsatz von RFID etwa in der Fertigung, der Warenlogistik, im Maschinenbau und in der Automobilindustrie.

Welche noch offenen Fragestellungen gilt es, Ihrer Ansicht nach, vorrangig noch zu lösen? Wie sieht es dabei mit der Sicherheit aus?

Wenn man mit RFID-Anwendungen in den öffentlichen Bereich vorstößt, trifft man auf klare Vorbehalte. Dies hat auch die Diskussion mit der Kennzeichnung von Kleidungsstücken gezeigt. Dennoch setzen einige führende Hersteller auf das durchgängige RFID-Konzept mit UHF-Systemen. Von der Herstellung bis zum Point-of-Sales zeigt hier RFID seine Vorzüge. Hier rechnet sich ein Return-of-Invest, auch wenn RFID nach dem Point-of-Sales nicht mehr genutzt wird. Ich denke, dass die Sicherheit nicht von RFID beeinflusst wird – zumindest nicht maßgeblich. Als deutlich gefährlicher würde ich den Datenverkehr per Internet, die Online-Bezahlsysteme mit Kartennutzung und die Kundenkartensysteme einstufen. Jeder weiß dies und dennoch wird beispielsweise der neue Personalausweis mit RFID-Chip wesentlich emotionaler diskutiert. RFID im neuen Personalausweis kann Einkäufe im Internet entscheidend sicherer machen. In den Transpondern im Personalausweis ein Sicherheitsrisiko zu sehen, ist kontraproduktiv.

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