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Umstellung auf Funkchips kann sich nach zwei Jahren lohnen (Computerzeitung.de)

Computerzeitung, 25. September 2007

Die RFID-Funketiketten haben das Potenzial, um Produktion und Logistik in mittelständischen Unternehmen zu optimieren. Dieses positive Fazit eines Workshops auf der Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik (GI) dämpft eine nüchterne Erkenntnis: Die Tücken der Praxis identifizieren nur präzise Analysen und Tests. Und: die Kosten sind noch enorm.

„Viele Details bei den Tags und der Datenaufnahme sind noch unsicher, keinesfalls darf sich ein Anwender auf die Prospektunterlagen der Hersteller verlassen“, warnt Professor Armin Pätzold vom Fachbereich Produktion und Wirtschaft der FH Lippe und Höxter, uner dem Nicken der GI-Workshopteilnehmer. Und wo sich eine technische Lösung durch Testen und Probieren finde, werde man meist feststellen, „dass sie wirtschaftlich noch nicht sinnvoll ist“. Außerdem müsste auch noch die Organisation eines Unternehmens überarbeitet werden. „Hier ist eine systematische Vorgehensweise erforderlich, Pilotprojekte – und bei allem muss man sich die Wirtschaftlichkeit vor Augen halten.“

Welche Stolpersteine im Weg liegen, dokumentieren verschiedene RFID-Projekte aus Logistik und Produktion. Karoline Golabeck von Phoenix Contact berichtet beispielsweise von der Idee, ein Behältermanagement des Elektronikunternehmens mit seinen 40 weltweit verteilten Lägern auf die Schiene zu heben. „Vorteil einer RFID-Lösung ist, dass wir wissen, wo die 300 000 Behälter sind, sie sind rückverfolgbar und die Steuerung wird effektiv“, so Golabeck. Das Unternehmen verspricht sich eine automatische Datenerfassung, Qualitätssteigerung durch Fehlerreduzierung und eine Prozessoptimierung. „Die Datenbasis verbessert sich und auch das Marketing, denn wir haben jährlich über 100 Gäste, die durch das Unternehmen geführt werden.“

Dagegen stehen laut Golabeck die hohen Investitionen in Hardware und Software sowie die Leseungenauigkeit: „Die wird durch die metallenen Elektronikinhate der Behälter hervorgerufen.“ Der bisher verwendete Barcode dagegen ist leicht zerstörbar, die Erfassung ist zeitaufwändig und der Ansatz sei auch nicht durchgängig implementiert.

Die Kostenrechnung für eine RFID-Lösung hat eine Amortisierung innerhalb eines Jahres versprochen. Es stehen 518 000 Euro Investitionen den bisherigen Kosten für Irrläufer und natürlichen Schwund von 580 000 Euro gegenüber. Die Hauptkosten verursachen dabei Leser (156 000 Euro) und Transponder (337 200), wobei Aufwendungen für Beratung, Schulung und Installation ausgeblendet wurden.

Für den Praxistest hat Phoenix Contact nicht die Behälter mit RFID ausgestattet, sondern die die Kunststoffpaletten: „Die Erfassung der Behälter soll über eine Datenverknüpfung der jeweiligen Nummer auf den in die Palette eingegossenen Transpondern realisiert werden.“ Nicht nur der Einfluss von Metallen in den Behältern auf das Scannen wurde untersucht, sondern auch, wie schnell sich bei 100-prozentiger Lesegenauigkeit der Transport gestalten lässt. „Bei einem stationären Lesegerät mit einfacher Antenne haben wir bei einer Leseentfernung von 42 Zentimetern eine Lesegeschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde erreicht – beides keine sehr guten Werte“, so Golabeck. Die Lehre: eine Antenne reicht nicht. „Bei der Gate-Lösung mit zwei Antennen auf jeder Palettenseite betrug die Lesegeschwindigkeit bei einem fahrerlosen Transportsystem neun Kilometer pro Stunde – aber wir haben ein Leseloch festgestellt in der Höhe von 73 bis 100 Zentimetern.“, berichtet die Praktikerin. „Meine Empfehlung ist, unbedingt vor Ort und nicht nur im Labor zu testen – auch Stahlträger im Boden können zu unliebsamen Ergebnissen führen.“ Für Golabeck ist RFID eine interessante Technologie, „doch es wird weiterhin auch Barcode-Anwendungen geben, weil sie in vielen Fällen einfach effizienter sind“. Dennoch liegt nun bei Phoenix der Konzeptentwurf zur Integration der RFID-Lösung vor, der bei einem geplanten Neubau umgesetzt werden soll.

In einer Fallstudie aus der Airbag-Industrie hat Lenka Ivantysynova vom Institut für Wirtschaftsinformatik der Humboldt-Uni Berlin ebenfalls auf die Kosten geschaut. „Ziel war es, durch RFID die Produktion effiziener zu gestalten, die Prozesssicherheit zu erhöhen und die Kundenzufriedenheit zu erhöhen – der Einsatz verleiht das Image eines innovativen Unternehmens.“ Die sieben Schritte der Produktion eines Airbags sind extrem überwacht: Es muss nämlich später der Nachweis der Funktionsfähigkeit bei Nichtauslösung erbracht werden können. Auf jedem Bestandteil – Kunststoffkappe, Gasgenerator und Luftsack – klebt ein Barcode, ein weiterer benennt die Kundenspezifik. „Vor jedem Schritt wird der Barcode gescannt – auch manuell, weil er beispielsweise in der Kappe steckt“, berichtet Ivantysynova vom ersten Ansatzpunkt einer RFID-Lösung. „Durch ein automatisches Scannen enes Tags lassen sich 40 000 Arbeitsstunden pro Jahr einsparen.“ Auch das Problem von Strafzahlungen entfällt: Der OEM, der den Airbag nachher einbaut, darf Strafen erheben, wenn Barcode beschädigt ist, weil dadurch die Produktion zum erliegen kommen kann.

„Insgesamt lassen sich im Prozess 16 bis 24 Sekunden durch RFID einsparen“, so die Wissenschaftlerin. „Eine Sekunde menschliche Arbeit kostet 0,007 Euro – das Sparpotenzial beläuft sich also auf 0,168 Euro 8 Cent.“ Das Problem sei, dass momentan ein Tag 20 Cent koste. „Wenn sich der OEM an der Lösung beteiligt und nicht nur an großen Teilen RFID einsetzt, würde sich die Lösung lohnen – die vertragliche Regelung lässt sich mit der Spieltheorie entwickeln.“ Vergebens war die Studie aber nicht: „Das Unternehmen ist vorbereitet, wenn der OEM mit einer entsprechenden Idee kommt.“

Außerdem hat das Unternehmen die Auswirkungen auf die Backend-Systeme – eine SAP-Lösung und ein Manufacturing Execution System – überprüft. „Der Flaschenhals beim Barcode ist die Backend-Kommunikation, an der auch die schnelle Datenbank nichts ändert“, so Ivantysynova. „Durch die RFID-Lösung können Daten auf dem Tag gespeichert werden, was eine Dezentralisierung der Logik mit sich bringt – in den Device-Controllern findet zudem eine Vorverarbeitung statt.“

Natürlich hat auch die Praxis wieder Überraschungen zu Tage gefördert. So waren in einem Montageschritt zwei Reader installiert, die wegen der Metallmaschinenumgebung in Konflikt gerieten: „Der falsche Reader erfasste den Tag – das konnten wir aber durch einfache Logik herausfiltern.“ Außerdem haben sich wegen der erforderlichen Lesedistanz von einem Meter nur UHF-Tags einsetzen lassen. „Und die sind in der Plasma-Beschichtungsanlage kaputt gegangen“, berichtet Ivantysynova. Der Grund war aber nicht die Temperatur von 80 Grad: „Die Inlays müssen vor den Spannungen in der Anlage geschützt werden.“

Das Fazit der Wissenschatlerin: „RFID bringt Vorteile, weil sich der Automatisierungsgrad erhöht, die Backend-Kommunikation reduziert sich und die Verwaltung der Etiketten ist einfach.“ Allerdings besteche der Barcode durch seine Einfachheit und er koste eben nur 0,01 Cent im Gegensatz zum 0,2 Cent teuren Tag.

Ebenfalls eine Machbarkeitsstudie hat der Fenster- und Fassadenelement-Hersteller Schüco International erstellt, der pro Jahr 50 000 Tonnen Material mit 12 000 Partnerbetrieben umschlägt. Laut Raphael Thielscher von Schüco war zunächst das Ziel „eine Null-Fehlerquote im Export nach Russland zu erreichen“. In entlegene Gebiete werden die Waren über Moskau transportiert – und weil das wegen der Witterung nur über vier Monate im Jahr möglich ist, darf bei einer Lieferung kein Teil fehlen. „Wir haben eine Reklamationsquote von 0,372 Prozent – das erzeugt Kosten durch Nachlieferungen und Imageschäden“, so Thielscher, der die Tests mit einem RFID-System aufgesetzt hat.

„Jedes Profil der bis zu sechs Meter langen Aluteile muss in Pulkerfassung bei einer Menge von 200 Stück erfasst werden“, schildert er die Aufgabenstellung. Die Frequenz von 868 Megahertz hat bei der Reichweite die besten Ergebnisse erzielt, bei der Datenerfassung wird das schnelle Einlesen durch einen Reader und vier Antennen gewährleistet. Zwei Tricks hat Thielscher angewandt: „Für ein 100-prozentig sicheres Auslesen haben wir das Etikett auf ein Papierband befestigt, das an der Stirnseite der Lagerpalette sechs Zentimeter heraussteht – so haben die Transponder kein Kontakt mit dem Metall.“ Und es ist eine mobile Leseeinheit entstanden, die an der Palette vorbeigeführt wird. „Durch ein Luftstrom werden die sich überlagernden Etiketten aufgewirbelt und wir können sie zu 100 Prozent lesen“, so der Schüco-Mann, der mehr zur Leseeinheit nicht sagen kann: „Sie steht gerade zur Patentierung an.“ Die Lesegeschwindigkeit für die Palette liegt bei 20 bis 30 Sekunden.

Auf der Kostenseite stehen die Beschaffung von 70 000 Etiketten, die wegen der Spezialkonstruktion 25 bis 80 Cent kosten. „Zudem wird der Kommissionerprozess durch as Anbringen der Tags teurer, wir brauchen ein Auslesen für den Ist-Soll-Vergleich und eine Anbindung an die Middleware“, so Thielscher. Dennoch wird Schüco ein Pilotprojekt starten und eventuell die Tag-Lösung auch auf andere Unternehmensbereiche ausdehnen.

Kai Schmidt-Eisenlohr, Berater von Freudenberg IT Consulting, rät generell zu produktiven Piloten, weil sich hier Fehlerquellen identifizieren lassen,die Kosten und schließlich die Anforderungen an die Tags. „Mittelständler hören vom Einsparpotenzial, aber im Endeffekt kann das niemand nachweisen“, so der Consulter in seinem Erfahrungsbereicht über Piloten. „Die Haupttriebfeder ist aber der externe Druck durch die Zulieferer, wenn ein Hersteller vom Barcode auf RFID umsteigt – und nächstes Jahr dürften dieser Herausforderung viele Mttelständler ausgesetzt sein.“

Schmidt-Eisenlohr rät zu einem Workshop, der im Unternehmen einen einheitlichen Wissensstand führt und ein realistisches Bild der Technik zeichnet. „Der Nutzen der RFID-Technik über die ganze Wertschöpfungskette wird dann in Szenaren erarbeitet, schließlich werden die physikalischen Rahmenbedingungen, Anforderungen an die Tags und Lesegeräte beleuchtet.“ Eine entsprechende Systematik für die Auswahl eines Testszenarios sei nicht aufwendig, helfe aber bei der Auswahl von Technik. „Die wird von Spezialisten zugekauft, die ist inzwischen so gut, da muss sich eine Beratung inzwischen nicht mehr einmischen.“ Und der Pilot muss vier Monate aktiv sein – am besten rückbaubar. „Der Mittelstand sollte sich auf jeden Fall jetzt mit dem Thema beschäftigen“, so der Freudenberg-IT-Consulter. „Auch wenn der Nutzen von RFID noch nicht feststeht.“

Zwei Nutzenpotenziale in der Logistik der Bekleidungsbranche hat Harald Kolbe vom Institut für Information System Engineering der Uni Frankfurt in seiner Wirtschaftlichkeitsanalyse ausgemacht: „Der direkte Nutzen bezieht sich auf die Teilautomation der Logstikschrte und der Informationsprozesse, als indirekter Nutzen zählen die Reduktion von Fehlsendungen, die Prozessüberwachung, Rückverfolgbarkeit und der bessere Güterfluss.“

In der Analysephase werden zunächst alle Prozesse erfasst und dokumentiert – hier lässt sich identifizieren, welches Potenzial RFID-Tags besitzen. „Hier wird auch ein Soll-Prozess-Modell entwickelt zum Vergleich mit dem Ist-Stand“, so Kolbe. Es schließt sich der Entwurf für eine Kosten-Nutzen-Bewertung an. Bei einem Unternehmen mit 14 Filialen und zwei Zentrallägern konnten so nebenbei diverse Schwachstellen aufgedeckt werden. „Die Wareneingangskontrolle fand nur bei eine Teil der Lieferungen statt, die Warenausgangskontrolle gar nicht und n den Filialen gab es gar keineErfassung“, berichtet Kolbe. „Durch RFID werden hier Prozesse schneller, es reduzieren sich Fehllieferungen und in den Filialen können Out-of-Stock-Situationen vermieden werden.“ Der Wissenschafter hat aber auch genau gerechnet. „Die RFID-Einführung in Zentralen und Filialen führt zu einem Nutzen von 2,76 Millionen Euro, die Kosten-Nutzen-Rechnung beläuft sich schließlich auf 189 720 Euro.“

Dennoch warnt Kolbe: „Wirtschaftlichkeitsanalysen basieren auf Annahmen und Einschätzungen.“ Dazu zählt er den aktuellen Tag-Preis, die Einsparungen in logistischen Prozessen sowie die Kosten bei der Einführung mit Software- und Organisationsumstellung. Aber: „Im Ergebnis kann sich die Umstellung auf RFID-Technologie unter Berücksichtigung sämtlicher Annahmen sowie in die Kalkulation eingeflossenen Schätzungen bereits nach zwei Jahren amortisieren.“

Von: Julia Gusman