Industrie 4.0

RFID & NFC - multifunktionale Helfer für Industrie und Gewerbe

Wie funktioniert RFID?

Als RFID "Radio Frequency Identificaion" (Deutsch: Funkerkennung) wird ein technisches System bezeichnet, mithilfe dessen Daten kontaktlos gelesen und gespeichert werden können. Die Übertragungsdistanz kann dabei bis zu 100 Metern betragen.
Ein RFID-System besteht aus zwei Komponenten: Einem Transponder (auch RFID-Tag oder RFID-Etikett ) und einem Lesegerät. Der Transponder besteht aus einem Mikrochip zum Speichern der Daten und einer Antenne zur Aufnahme der Funksignale. Hinzu kommt häufig ein Träger oder ein Gehäuse, das die Transponderelektronik schützt sowie im Fall von aktiven Transpondern eine Energiequelle. Passive Transponter erhalten die benötigte Energie über die Funkwellen im Moment des Kontakts mit dem Lesegerät.
Das Lesegerät erzeugt bei der Kommunikation mit dem Transponder ein elektromagnetisches Feld an die Antenne des Transponders. In dem Magnetfeld befindet sich ein bestimmter Befehl, z.B. zum Auslesen oder Überschreiben von Informationen auf dem Chip. Diese Informationen werden vom Lesegerät erfasst und verwertet.

Einsatzmöglichkeiten und Vorteile von RFID

Die Einsatzmöglichkeiten der RFID-Technologie sind äußerst vielfältig. Heute wird die Technologie u.a. schon in folgenden Bereichen verwendet:
  • Banknoten (als Sicherheitszertifikate)
  • Bezahlsysteme (Debit- und Kreditkarten)
  • Identifizierung von Personen und Tieren (Einlasssysteme, Identifizierung)
  • Echtheitszertifikate für Produkte (z.B. in der Medizintechnik)
  • Positionsbestimmung (Logistik)
  • Wegfahrsperren (Automobilbranche, Fahrzeugidentifikation)
  • Individualisierung von Produktionsabläufen (Industrie)
Der Vorteil der RFID-Technologie besteht darin, dass Funkwellen viele Arten von Materialien nahezu störungsfrei durchdringen können und eine Identifizierung von Waren oder Personen ohne direkten Kontakt und innerhalb von wenigen Sekundenbruchteilen möglich ist. Der Mikrochip ist in einer einfachen Version heute schon sehr klein und außerdem resistent gegenüber Umwelteinflüssen. Das heißt, er kann in einigen Fällen komplett in das Produkt integriert werden. Die Kosten der RFID-Technologie sind im laufenden Betrieb zudem relativ gering.

Anwendungsbeispiel aus Hamburg

Für die Zukunft der industriellen Produktion hat die RFID-Technologie noch einen besonderen Vorteil. Sie ermöglicht das Abweichen von der Serienproduktion hin zu einer effizienten individuellen Fertigung. Die Helmut-Schmidt-Universität Hamburg zeigt anhand eines Modells einer Fertigungsanalge, wie Pneumatik-Zylinder kundenindividuell mit RFID geplant, produziert, gelagert und kommissioniert werden. Das Besondere dabe: Die  Werkstückträger wissen durch den Transponder, wann welcher Bearbeitungsschritt durchzuführen ist, welche schon erfolgt sind und welche Spezifikationen dazu an die jeweilige Bearbeitungsstation übertragen werden müssen. Das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Hamburg bietet zu weiteren Industrie 4.0-Themen Veranstaltungen und Informationen an.

NFC-Technologie

Auch bei der NFC-Technologie (Near Field Communication, Dt.: Nah-Feld-Kopplung) handelt es sich um eine drahtlose Übertragungstechnologie per Kurzstreckenfunk. Der Unterschied zu RFID: die Reichweite!
In der Regel ist der Datenaustausch über diese Technologie nur über maximal zehn Zentimeter möglich. Die physische Nähe soll verhindern, dass die entsprechende Transaktion durch nicht genehmigte Nutzer möglich ist.
NFC arbeitet per Induktion bei einer Frequenz von 13,56 MHz. Die Kommunikation zwischen NFC-Endgeräten erfolg dabei ohne besondere Einrichtung allein durch die physische Nähe zweier Gegenstellen. Das heißt, auch ohne Aktion des Nutzers.
Infografik: 15% der Einzelhändler bieten kontaktloses Bezahlen an | Statista Statista
Diese Eigenschaften prädestinieren NFC für elektronische Bezahlvorgänge via Handy  (Mobile Wallet). Der Nutzer hält das Handy mit NFC-Chip oder die NFC-Karte an eine NFC-Kasse und schon startet der Zahlungsvorgang. Diese Anwendung "Tap & Pay, oder One-Touch-Pay" ist derzeit in Deutschland jedoch noch nicht weit verbreitet, hat aber durch die Corona-Pandemie stark an Relevanz hinzugewonnen. Kontaktloses Bezahlen ermöglicht es vor allem kleinere Beträge ohne die Eingabe einer PIN zu bezahlen. Auch die Datenübertragung zuwischen Handys oder das Koppeln von Geräten sind Anwendungsformen der NFC-Technologie.
Dieser Artikel wurde vom Team des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Hamburg erstellt.
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