Abkürzungsverzeichnis
1. Einleitung und Motivation
2. Heranführung an RFID
2.1 Geschichtlicher Hintergrund
2.2 Technischer Hintergrund
2.3 Einsatzmöglichkeiten in der Supply Chain
3. Wirtschaftlichkeit
3.1 Elemente Wirtschaftlichkeitsanalyse
3.1.1 Monetäre Elemente
3.1.2 Nicht-monetäre Elemente
3.2 Phasen bei der Einführung von RFID-Technologien
4. Chancen und Risiken der RFID-Technologie
4.1 Chancen
4.2 Risiken
5. Zukunft von RFID
6. Fazit
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Formelverzeichnis
Literaturverzeichnis
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Durch die zunehmende Globalisierung, den Wandel von Kundenanforderungen und Märkten, einem höheren Umweltbewusstsein und insbesondere durch den technischen Fortschritt sowie der Digitalisierung haben sich die Kernfunktionen der Logistik verändert. Die vermehrte Auslagerung von Wertschöpfungsprozessen an externe Partner führt zu weltweit vernetzten Lieferketten, was mit einem unübersichtlichen Geflecht an Beschaffungs-, Lager-, Liefer- und Produktionsabläufen einhergeht. Heute stellt dessen Koordination eine zentrale Rolle für Unternehmen dar. Die transparente Lieferkette gehört in erster Linie durch die Globalisierung zu den komplexesten Themen, die Unternehmen bewegen. Mittels der globalen Wertschöpfungskette ist zu erkennen, dass viele Stakeholder beteiligt sind, die physisch und digital für einen funktionierenden Betriebsablauf sorgen müssen. Komplex ist dies aus dem Grund, da es viele Schnittstellen zu überbrücken gibt und Systeme oft nicht zusammenpassen und kooperieren, aber auch die Beteiligten nicht immer alle Informationen miteinander austauschen.
Das Spektrum an Beschaffungskanälen erfordert in gleicher Weise die Abstimmung der Planungstatbestände bis hin zur „letzte Meile“, wenn die Leistung dem jeweiligen Abnehmer physisch zugeht. Die aus den erwähnten Entwicklungen resultierenden global fein verteilten Strukturen, mit verschiedenen Verantwortlichkeiten der eingebundenen Partner und einer komplizierten Schnittstellenstruktur, setzen deshalb den Einsatz innovativer und intelligenter Informations- und Kommunikationstechnologien voraus, um den umfangreichen Ansprüchen erfolgreich begegnen zu können. Unternehmen wollen zu jeder Zeit wissen, wo sich ihre Rohstoffe und Waren befinden, in welchem Zustand sie sind und wann sie am Bestimmungsort eintreffen werden (vgl. Meinhardt & Wortmann, 2021, S. 89, 142). Das Konzept der Radiofrequenz-Identifikation-Technologie (RFID) setzt an dieser Stelle an und bietet hierfür geeignete Lösungsansätze, Methoden sowie Gestaltungsempfehlungen an.
Heutzutage stellt für jedes Unternehmen Innovation sowie Fortschritt und damit das Einsetzen von intelligenten Technologien eine Notwendigkeit dar, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Mit der stetig wachsenden digitalen-globalen Vernetzung und die damit einhergehenden wertschöpfenden Tätigkeiten zu weltumspannenden Lieferketten führen zu der Frage, wie Unternehmen diese Wettbewerbsvorteile genau schaffen können (vgl. Pfohl, 2022, S. 171–173). Zunehmend werden Prozesse verknüpft und interagieren miteinander, sodass jederzeit unterstützend in Abläufe eingegriffen werden kann.
Die RFID-Technologie ist eine seit mehreren Jahren bekannte Technologie, welche durch Wissenschaftler mit hohem Potenzial und vielfältigen Einsatzmöglichkeiten angepriesen wurde (vgl. „RFID Refinement“, 2022, S. 13). Bei der notwendigen Optimierung von Prozessen durch Technologien sollte jedoch nicht der Aspekt des Aufwands in Form von Kosten und eingesetzter Mittel für die Implementierung und Einführung vergessen werden. Problem ist häufig, dass Kosteneinsparungen nicht vorhersehbar oder quantifizierbar sind und somit mögliche Umsatzsteigerungen zu unsicher scheinen. Heutzutage werden RFID-Systeme, anders als prognostiziert wurde, noch nicht flächendeckend eingesetzt (vgl. Meinhardt & Wortmann, 2021, S. 210; vgl. Statista Research Department, 2009a). Es stellt sich die Frage woran dies liegen könnte. Daher ist es von Bedeutung wirtschaftliche Beurteilungen, Chancen und Risiken über dessen Einführung treffen zu können, wobei diese Arbeit mithilfe einer theoretisch strukturierten Herangehensweise unterstützen soll. Welche monetären und nicht-monetären Elemente müssen bei einer wirtschaftlichen Bewertung von RFID-Implementierungen berücksichtigt werden, um eine Entscheidung eines Einsatzes zu treffen?
Die Ausarbeitung wird sich zuerst mit RFID-Systemen in Hinblick auf den geschichtlichen sowie technischen Hintergrund auseinandersetzen. Darüber hinaus werden die Einsatzmöglichkeiten entlang der Wertschöpfungskette beleuchtet. Folgend wird sich genauer mit der Problemstellung der Wirtschaftlichkeit auseinandergesetzt. Dadurch ist es im nächsten Schritt der Ausarbeitung möglich eine mögliche Vorgehensweise bzw. die Phasen der Einführung auszuarbeiten und zusätzlich die Chancen und Risiken der RFID-Technologie darzustellen. Ein Ausblick in die Zukunft folgt bevor ein Fazit die Arbeit abrundet.
Cyber-physische Systeme (CPS) sind Systeme mit mechanischen Grundstrukturen, welche die Möglichkeit besitzen über das Internet zu kommunizieren und damit kontinuierlich Informationen auszutauschen. Um dies zu ermöglichen setzten sich CPS aus verschiedenen Informationstechnologien wie Sensoren, Aktoren oder Computern zusammen. Diese Sensoren erfassen zunächst die Prozesse und liefern hier Messdaten aus der realen Welt. Über die vorausgesetzten Internet-Netzwerke werden diese Daten an eine Software übermittelt, die diese verarbeitet. Die hieraus entstehenden Steuerdaten werden wiederum über das Netzwerk an die Aktoren übertragen. CPS haben daher eine besonders hohe Komplexität wofür verschiedene Schnittstellen vorausgesetzt werden, welche die physische und digitale Welt miteinander verknüpfen (vgl. Neugebauer, 2018, S. 198-200). Ein für die Umsetzung benötigtes System ist die RFID-Technologie, welche als Grundvoraussetzung zur Objektidentifikation dient und den Datenaustausch zwischen den Systemen ermöglicht. Schließlich sind so die Steuerung sowie Kontrolle von Systemen, Prozessen und Infrastrukturen durch die über Netzwerke und moderner Informationstechnik miteinander verbundenen Komponenten möglich. Die Sammlung der Komponenten bzw. die gesamte Infrastruktur der Informationstechnik wird meistens in einer Cloud verknüpft und demnach auch bezeichnet. Die Cloud besteht aus Speicherplätzen, Leistungen und der Software. Letztlich ermöglichen CPS die Weiterentwicklung der Realität mit digitalen Abbildern. Insbesondere für die allgegenwärtige Industrie 4.0 haben CPS eine entscheidende Rolle eingenommen (vgl. Czichos, 2019, S. 333–335).
CPS haben verschiedene Besonderheiten und Merkmale. Eins davon ist die besondere Vernetzung der Komponenten, wodurch die Aktionen aufeinander abgestimmt sind. Sie können zwar autonom agieren, tauschen aber alle Daten miteinander aus. CPS sind in der Lage das Umfeld zu registrieren und darauf basierend folgende Prozesse durch die Aktoren über die Software und das Netz zu verändern bzw. zu beeinflussen. Personen können mit CPS arbeiten und diese über die Oberfläche einer Cloud verändern, planen, konfigurieren, optimieren oder kontrollieren. Gleichzeitig wird über diese Benutzeroberflächen eine übergreifende Kommunikation ermöglicht. CPS gewinnen zunehmend an Bedeutung, da sie immer mehr in der Industrie implementiert werden und damit vielfältige Geschäftsmodelle und eine Steigerung von Effizienz ermöglichen. Zugleich ermöglichen sie die Kontrolle der komplexen Strukturen und Daten eines Unternehmens (vgl. Neugebauer, 2018, S. 203–207).
RFID steht für Radio Frequency Identification (deutsch für Radiofrequenz-Identifikation) und zählt zu den CPS-Technologien bzw. ist eine der Grundvoraussetzungen. Es ist ein Sender-Empfänger-System sowie zugleich eine automatische Identifizierungstechnologie, bei der Ziele durch berührungslose bidirektionale Datenkommunikation über Funkfrequenzen identifiziert werden (vgl. „RFID Refinement“, 2022, S. 13). Die Radiofrequenz-Identifikation ist eine weltweit verbreitete Technologie, die zur Verfolgung und Rückverfolgung von Waren, Gütern und Warenströmen entlang einer Logistikkette dient. Damit unterstützt sie bei der intelligenten Identifizierung und findet Anwendung in verschiedensten Branchen z.B. im Einzelhandel, im Transport, im Bauwesen, Textil und Gesundheitswesen (vgl. Casella et al., 2022, S. 1383).
RFID wird in der wissenschaftlichen Welt als zukunftsgerichtet angesehen, aber sie bringt dabei auch Veränderungen in entferntere Bereiche. Erstens verfügt die Technologie über neue Leistungsmerkmale wie einem einfachen Zugriff auf Informationen und einer umfangreichen Speicherfähigkeit. Übertragen werden in der Regel Datenmengen von 1 Bit bis circa 30 Kilobyte. Zudem kann RFID aufgrund der Art und Größe an jedem beliebigen Objekt angebracht werden, wodurch dieses identifizierbar wird. Dies ermöglicht die Verbindung fast aller Waren mit dem Internet und realisiert folglich dessen Kommunikation. Zum zweiten ist RFID eine disruptive Technologie, da sie neue Geschäftsmodelle ermöglicht. Beispielsweise erlaubt sie Prozessinnovationen in der Lieferkette und viele Unternehmen, die die RFID in den vergangenen Jahren einführten, konnten ihre Kosten erheblich senken (vgl. Lui et al., 2016, S. 345–354). Als dritten Aspekt ersetzt RFID das bestehende Barcode-System und verändert damit grundlegend die Art und Weise, wie Unternehmen entlang von Lieferketten arbeiten (vgl. Bose et al., 2011, S. 268-294). Barcodes gibt es in verschiedenen Ausführungen beispielsweise Strichcode, Balkencode, Streifencode, wobei zwischen 1D-, 2D oder 3D-Barcodes unterschieden wird. Unterschiedlichste Waren-, Produktions- oder Lagerinformationen können hinterlegt werden. Dabei enthalten Barcodes lediglich feste Informationen, können aber um variable Daten aus einer Datenbank ergänzt werden (z.B. saisonale Preise).
Im Gegensatz zu der RFID-Technologie ist bei Barcodes visueller Kontakt notwendig, um diese auszulesen (vgl Pfohl, 2022, S. 80, 81). Bei der RFID-Technologie können jederzeit, auch während Prozesse laufen, Daten ergänzt, verändert oder aktualisiert werden (vgl. Jansen, 2022, S. 53). RFID stellt daher eine innovative Alternative zum herkömmlichen Barcode dar.
In 2018 erhob eine Expertenumfrage von deutschen Logistikunternehmen die Relevanz des RFID-Technologie-Einsatzes zur Objektverfolgung. Einige Unternehmen bzw. 28 Prozent der Befragten, bewerteten den RFID-Einsatz mit mittelmäßiger Relevanz. Währenddessen beurteilten 36 Prozent den Einsatz in der Praxis der Logistik mit großer und sehr großer Relevanz (vgl. Statista Research Department, 2018).
In diesem Abschnitt der Arbeit werden kurz die Hintergründe in Hinblick auf Geschichte, Technik bzw. Funktionalität der Transponder-Arten und Einsatzmöglichkeiten in der Supply Chain von RFID-Systemen beschrieben und erklärt.
Abbildung 1: Vorgeschichte der RFID-Technologie (eigene Darstellung)
Die Abbildung 1 stellt die Geschichte der RFID-Technologie dar. Betrachtet man auch Vorgänger von der RFID-Technologie, dann reicht die Geschichte bis in die 1940er Jahre zurück. Während des Zweiten Weltkrieges verwendeten die Briten Transponder in ihren Kampfflugzeugen, um mit Stationen am Boden zu kommunizieren. Unterschied zu den heutigen Transpondern ist, dass sie damals wesentlich größer und schwerer waren. Es wurden weitere Vorläufer in den 1960er Jahren im Zivilbereich eingesetzt. Hier dienten sie beispielsweise als Warensicherung. Durch den Einsatz der RFID-Technologie in den 1970er Jahren zur Tierkennzeichnung in der Landwirtschaft, stieg das Interesse und die Nutzungsmöglichkeiten. In den 1980er Jahren wurde deutlich mehr erforscht, sodass Länder wie die Vereinigten Staaten RFID-Systeme als Mautsysteme einführten. Es folgte die die Ausbreitung der Nutzung in Skipässen oder bei Zugangskontrollen in den 1990er. Da die Verwendung unterschiedlicher Standards in den verschiedenen Ländern für Verwirrung sorgte, wurde schließlich der Electronic Product Code (EPC) eingeführt, der für die Vereinheitlichung einer einzigen Kennung sorgte (vgl. Witschnig und Merlin, 2006, S. 62).
Für ein RFID-System werden im Wesentlichen zwei Geräte benötigt. Ein Transponder und ein Lesegerät, wobei der Transponder direkt an dem zu identifizierenden Objekt angebracht ist und als Kennzeichnung charakterisiert ist, während das Lesegerät Informationen an die verschiedenen Transponder sendet und deren Informationen empfängt. Lesegeräte können hierbei an verschiedenen Orten lokalisiert sein.
[...]
