Vernetzung

RFID und NFC als zentrale Technologien im Internet of Things

| Redakteur: Ines Stotz

Intelligente Objekte werden in nicht allzu ferner Zukunft in jedem erdenklichen Bereich Einzug halten.
Intelligente Objekte werden in nicht allzu ferner Zukunft in jedem erdenklichen Bereich Einzug halten. (Bild: ©jamesteohart - stock.adobe.com)

Im industriellen Internet of Things werden Maschinen und verschiedene andere, stationäre oder bewegliche, Objekte vernetzt – sowohl untereinander als auch mit dem Internet. Die Voraussetzung, dass Gegenstände über ein Netzwerk miteinander kommunizieren können, ist eine geeignete Hardware-Ausstattung, etwa mit Sensoren oder Industrietranspondern.

Das Internet of Things, kurz IoT, lässt sich als Netzwerk umschreiben, in dem sogenannte Smart Objects miteinander kommunizieren können. Jedes dieser intelligenten Objekte ist über eine einzigartige Adresse identifizierbar. Für den Menschen ist es daher möglich, jedes Objekt über das Internet gezielt anzusprechen. Zwar ist der Mensch demnach grundsätzlich für Steuerung und Kontrolle der IoT-Objekte zuständig, ein hohes Maß an Einfluss ist jedoch nicht das Ziel. „Es geht vielmehr darum, die Gegenstände mithilfe einer Internetverbindung in die Lage zu versetzen, selbstständig zu agieren, situative Entscheidungen selbst zu treffen oder sich an bestimmte Szenarien anzupassen“, erklärt Klaus Dargahi, Geschäftsführer bei Smart-TEC. Dies sei gleichzeitig der entscheidende Vorteil: Inputs von Benutzern werden obsolet, weil die IoT-Objekte die Eingabe von Aufgaben selbstständig übernehmen.

Vollständige Vernetzung der realen und virtuellen Welt

Zudem: Erklärtes Ziel des IoT ist eine Auflösung der Grenzen zwischen realer und virtueller Welt. In der Endausbaustufe soll jeder Gegenstand in der Lage sein, Daten zu seinem aktuellen Zustand fortlaufend via Internet zur Verfügung zu stellen. In der Industrie betrifft das Internet of Things, anders als im Verbrauchersegment, Produkte, Waren, Produktionseinrichtungen und ganze Prozesse in der Fertigung. „Grundvoraussetzung ist der Einsatz intelligenter Industrietransponder, welche es Gegenständen und Maschinen ermöglichen, ständig im Internet präsent zu sein“, so Dargahi weiter. Dem zufolge bezeichnet er RFID- und NFC-Technologien, wie sie Smart-TEC anbietet, als wesentlicher Bestandteil des IoT. Mithilfe der Transponder sei es beispielsweise möglich, Produktionsprozesse besser zu planen und zu steuern oder die Maschinenwartung zu verbessern. Die Abläufe werden hierdurch effizienter. Kosten und Zeitaufwände sinken, wobei sich Sicherheit und Qualität gleichzeitig erhöhen lassen.

RFID und NFC als zentrale Technologien im Internet of Things

Bereits lange vor dem Beginn der Digitalisierung existierten Transponder zur Vernetzung von Gegenständen. RFID- und NFC-Lösungen werden von Smart-TEC bereits seit über einem Jahrzehnt erfolgreiche entwickelt, hergestellt und vertrieben. Im Kontext des IoT rücken diese Technologien nun noch stärker in den Fokus, als jemals zuvor. Gegenüber anderen Ansätzen haben RFID und NFC mehrere Vorteile. Die Transponder sind sehr klein, wodurch sie annähernd überall einsetzbar sind. Bereits passive RFID-Systeme, also Transponder ohne eigene Energieversorgung, erreichen Reichweiten von 5 bis über 10 m. Bei aktiven Transpondern, die größer und auch kostspieliger sind, sind Lesereichweiten bis 100 m möglich.

Transponderinformationen sind in mehrerlei Hinsicht die Basis des IoT und damit auch der Industrie 4.0. Zu den Kernelementen gehören Informationsübergabe, Ortserkennung und die eindeutige Identifikation von Gegenständen wie Maschinen, Geräten, Lager- und Transportbehältern, (Zwischen-)Erzeugnissen und Werkzeugen. All diese Objekte müssen nicht nur aktuelle Informationen über sich preisgeben können, sie müssen auch untereinander vernetzbar sein, um zu kommunizieren.

Mithilfe von RFID und NFC lassen sich außerdem Maschinendaten auslesen, welche in Form automatischer Statusinformationen an einem definierten Empfängerkreis gesendet werden. „Auf diese Weise fallen etwa Störungen weit weniger ins Gewicht, als bisher“, sagt Klaus Dargahi. Der Grund: Dank IoT sind Produktionseinrichtungen in der Lage, Werkstücke auf andere Anlagen umzuleiten, sodass keine Unterbrechung entsteht. In der Zwischenzeit fordert die defekte Maschine autonom eine Wartung an. Außerdem sind Transponder-Technologien auch allgemein die Basis für eine funktionierende Maschinen-Maschinen-Kommunikation (M2M).

RFID- und NFC-Transponder können darüber hinaus an einem Produkt verbleiben, wodurch sich zahlreiche Vorteile in puncto Rückverfolgbarkeit ergeben. Klaus Dargahi: „Es ist demnach möglich, den kompletten Lebenszyklus eines Erzeugnisses nachzuvollziehen. Herstellung, Lagerung, Transport, Anwendung beim Kunden und Entsorgung oder Recycling – alle Schritte werden transparent und sind nachverfolgbar. Hieraus ergeben sich Vorteile für alle Prozessbeteiligten, wobei neben dem Hersteller etwa Logistikunternehmen, Händler, Wartungs- und Reparaturdienstleister und Entsorger zu nennen wären.“

Produktion steuert sich selbst

Informationen auf RFID-/NFC-Transpondern lassen sich – anders als beispielsweise beim Barcode – nicht nur lesen, sondern auch verändern. Erreicht wird dies durch eine bidirektionale Kommunikation mit einem Reader. Hieraus entstehen zahlreiche Vorteile für den Produktionsprozess. Im industriellen Internet of Things trägt jedes Material einen Transponder, der sämtliche Informationen enthält, die für Abläufe in der Fertigung notwendig sind. Dies können einerseits Ordnungsmerkmale wie Materialnummer, Werkstoff oder Abmessungen sein. Noch wichtiger sind jedoch die aktuellen Zustandsinformationen, welche der Transponder dank bidirektionaler Kommunikation jederzeit in aktueller Form in trägt. Produktionseinrichtungen können diesen Daten beispielsweise entnehmen, in welchem Verarbeitungsstatus sich ein bestimmtes Werkstück befindet. Fertigungseinrichtungen sind hierdurch wiederum in der Lage, autonom über weitere Prozessschritte in der Produktion zu entscheiden und auf ungeplante Veränderungen flexibel zu reagieren.

Ergänzendes zum Thema
 
Klaus Dargahi: „Unzählige weitere Anwendungsgebiete vorstellbar“

„Die Fabrik der Zukunft steuert ihren Material- und Warenfluss mithilfe smarter Objekte, die mit RFID- oder NFC-Transpondern ausgestattet sind, komplett selbst“ fasst Klaus Dargahi zusammen.

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