RFID in der Kommissionierung

Fast jeder ist damit schon in Kontakt gekommen. Sie ist an Stellen und Orten verborgen, wo wir sie nicht vermuten würden - die Radio Frequency Identification oder kurz RFID. Die Technologie wird z. B. zur Identifizierung von Haustieren angewendet. Dafür wird diesen ein fast reiskorngroßer passiver RFID-Transponder mit fest gespeicherter 15-stelliger Identifikationsnummer eingesetzt. Auch unser Personalauweis und Reisepass besitzt einen passiven RFID-Chip, auf dem persönliche Daten, Fingerabdrücke, ein biometrisches Passbild und dergleichen gespeichert sind. Logischerweise müssen diese Daten beispielsweise an der Grenze ausgelesen und überprüft werden. Weiterhin wird die RFID-Technologie bereits häufig in der Logistik im Wareneingang und -ausgang, bei der Warenrückverfolgung, beim Bestandsmanagement sowie in der Kommissionierung eingesetzt. Aber wie funktionieren RFID-Systeme eigentlich genau?

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Durch RFID können Menschen, Tiere oder Objekte mithilfe elektromagnetischer Wellen nicht nur automatisch berührungslos identifiziert, sondern sogar mithilfe von Transpondern geortet werden. Das RFID-System besteht also aus einem RFID-Transponder (mit Antennenspule, Schaltkreisen und Speicher) mit einer Identifikationsnummer bzw. einem Electronic Product Code (EPC), einem Lesegerät über das die Information ausgelesen werden kann sowie einer Sendeeinheit zur Datenübertragung. Dabei existieren zwei Varianten abhängig davon über welche Distanzen das Auslesen der Daten bzw. Informationen erfolgen soll. Die Kopplung geschieht bei der ersten Variante durch vom Lesegerät erzeugte magnetische Wechselfelder in geringer Reichweite oder bei der zweiten Variante durch hochfrequente Radiowellen. Damit werden nicht nur Informationen übertragen, sondern auch der Transponder mit Energie versorgt. Zur Erreichung größerer Reichweiten werden aktive Transponder mit eigener Stromversorgung eingesetzt, die allerdings teurer sind. Die Vorteile der RFID-Technik sind die schnelle Erfassung der Daten ohne Sichtkontakt (im Gegensatz zum Barcode), die nicht erforderliche Ausrichtung des Objekts, größere mögliche Datenmengen und die Möglichkeit mehrere Datenträger im Bruchteil einer Sekunde zu erfassen (Pulkerfassung).

Bei der klassischen Kommissionierung im Lager existieren viele kostenintensive manuelle Prozesse. Daher bietet die Anwendung von RFID Potenziale bei der Schnittstellengestaltung von Material- und Informationsflüssen in der Kommissionierung. Die Mitarbeiter sollen möglichst nur für wertschöpfende Abläufe eingesetzt werden. Treten bei der Kommissionierung im Lager Fehler bzw. unproduktive Tätigkeiten auf, kann das die Lieferqualität, aber auch die Wirtschaftlichkeit des Intralogistiksystems negativ beeinflussen. Bei beleglosen Kommissionier-Verfahren wie der RFID-Technologie können die Picklisten online aktualisiert werden. Auch existieren keine handschriftlich erfassten Angaben, die in das Lagerverwaltungssystem (LVS) übertragen werden müssen. Nicht vorhandene oder nicht in ausreichender Anzahl vorhandene Waren können auf Folgepicklisten übertragen werden und später nachgepickt werden. Grundsätzlich führt die beleglose Kommissionierung zu einer Kosteneinsparung, einer einfachen und vollständigen Dokumentation sämtlicher Waren- und Materialbewegungen, Leistungssteigerung, höheren Effizienz und einer Verbesserung der Lieferqualität und damit zu einer höheren Kundenzufriedenheit. Dies wirkt sich wiederum positiv auf Umsatz bzw. Gewinn eines Unternehmens aus. Häufig wird die RFID-Technologie noch zusammen mit anderen beleglosen Verfahren, wie z. B. „Pick-by-Voice“-Systemen, eingesetzt. Der RFID-Transponder gibt bereits während der Entnahme darüber Gewissheit, dass der geforderte Artikel kommissioniert wurde. Ein Beispiel angewandter RFID-Technologie in der Kommissionierung ist der RFID-Handschuh, bei dem ein Lesegerät in den Handschuh integriert wurde. Dieses kann bei der Entnahme eines Artikels den jeweiligen Transponder bzw. den Artikel automatisch identifizieren. Die gelesene Transponder-ID wird mit der Nummer des Soll-Lagerplatzes automatisch verglichen. Der Kommissionierer wird bei einem Fehlgriff (akustisch/optisch) bereits während des Greifvorgangs gewarnt. Weitere Beispiele sind Kommissionierwagen und Behälter, die mit RFID ausgerüstet wurden.

Grundsätzlich kann man sagen, dass die Planung und Umsetzung eines RFID-Projekts in der Regel um ein Vielfaches teurer ist, als bei einem Barcodeprojekt. RFID-Chips sind zudem teurer als Barcodeetiketten. Ob man nun 1Dimensional Code, 2Dimensional Code (z. B. QR-Code) oder RFID einsetzt, hängt von den Gegebenheiten des zu kennzeichnenden Objektes, wie z. B. der Größe und Form, aber auch von der Umgebung und Art der Identifikation ab. Barcodes sind einfach und kostengünstig am Computer zu erzeugen. Die Datenträger sind günstig und Lesegeräte sind fast in jedem Unternehmen vorhanden. Barcodes können auch im Hochregal gut gescannt werden. RFID-Tags kommen dann zum Einsatz, wenn die Einsatzmöglichkeiten des Barcodes erschöpft sind oder darüber hinaus eine Optimierung notwendig ist. Besonders für die Rückverfolgung hochwertiger Güter entscheidet man sich eher für RFID-Transponder. Wie schon erwähnt, hat der RFID-Chip einige Vorteile. Dies sind die genutzte Funktechnologie (kein Sichtkontakt erforderlich), die Pulkerfassung von Artikeln und die Wiederbeschreibbarkeit der Datenträger. Behälter können so z. B. je nach Einsatz mit einer neuen Auftragsnummer gekennzeichnet werden, ohne das ein neues Etikett gedruckt werden muss. Völlig neue Einsatzbereiche können mit RFID abgedeckt werden. Bauteile z. B. in der Automobilindustrie können über die ganze Lebensdauer identifiziert und zudem jeder Bearbeitungsschritt auf dem Transponder dokumentiert werden. Aber auch diese Technologie hat seine Grenzen: Flüssigkeiten und Metalle können beispielsweise die Lesbarkeit von RFID-Transpondern beeinträchtigen.

In zahlreichen Kommissioniersystemen werden Kommissionierwagen
eingesetzt, die der jeweilige Mitarbeiter zur Zusammenstellung von Aufträgen mit einer hohen Anzahl an Positionen bzw. Artikeln mitführt. Dabei wird die sogenannte Pulkfähigkeit von RFID-Systemen genutzt, bei der viele Transponder zur gleichen Zeit ausgelesen werden können. Der Kommissionierwagen wird mit RFID-Lesegeräten bestückt, wobei es möglich ist, die entnommenen Artikel hinsichtlich Typ und Menge zu identifizieren und mit dem Auftrag abzugleichen. Das Antennenfeld des Kommissionierwagens ist natürlich derart zu gestaltet, dass keine Artikel erfasst werden, die nicht auf dem Kommissionierwagen liegen. Mit RFID ist es zudem möglich, ein permanentes Bestandsmanagement bzw. eine Inventur durchzuführen, da die Art und Menge der Artikel ständig via RFID-Transponder an das LVS übermittelt werden.

Darüber hinaus können auch Behälter mit RFID-Chips bzw. RFID-Tags ausgestattet werden. Wenn die Anzahl der jeweiligen Artikel erschöpft ist, wird der Bestellprozess für neue Artikel durch das Entnehmen des RFID-Tags am hinteren Ende des Kastens oder Behälters ausgelöst. BITO bietet eine Vielzahl von Behältern wie Systembehälter, Kleinladungsträger, Mehrwegbehälter, C-Teile-Behälter, etc. an, die alle auf Wunsch mit RFID oder Barcodes ausgestattet werden können. Mit Transpondern getagte Behälter können an allen wichtigen Durchgangspunkten automatisch erfasst werden. Dadurch werden die Transportwege und Standorte nachvollziehbar. Ein geeignetes RFID-gestütztes System kann den Behälterschwund reduzieren, die Kosten für die Behältersuche auf ein Minimum reduzieren, Irrläufer vermeiden und Produktionsstillstände auf ein Minimum beschränken.

Neben der Erfassung getaggter Behälter an Durchgangspunkten, beispielsweise an Tordurchfahrten mittels RFID-Gates, können mit RFID ausgestattete Regale eingesetzt werden. Insbesondere an Durchlaufregalen kann so jede Ein- und Auslagerung erfasst werden und beispielsweise Nachlieferprozesse bei Erreichen eines Mindestbestandes angestoßen werden. Hierbei kommt eine Kombination aus RFID und Zusatzsensorik (Lichtschranken, Lichttaster, Näherungsschalter etc.) zum Einsatz, um neben der Identifizierung des entnommenen Behälters auch den eindeutigen Entnahmeort zu erfassen. Das Regal erfasst somit selbst den Bestand und die Verbräuche und kann somit zu einer schlanken und effizienten Logistikkette beitragen. Analog lässt sich das Prinzip auch auf andere Regaltypen und Schränke übertragen. Je nach Ausführung kann neben der Erfassung der Lagerbewegungen auch eine Inventur erfolgen, indem der gesamte Inhalt und die dazugehörigen Lagerplätze parallel erfasst werden. Eine Erweiterung mit Zusatzeinrichtungen wie Pick-by Light oder Put-to-Light ist möglich und erhöht nachhaltig die Produktivität.
Allen genannten Anwendungen gemein ist die Kombination aus verschiedener Sensorik und ggf. unterstützenden Systemen. Die Qbing Industrial Solutions GmbH, an der BITO über den BITO Campus beteiligt ist, entwickelt in Kooperation mit BITO ein Gesamtsystem, welches alle genannten Funktionalitäten abbildet. Es kann durch den Anwender selbst konfiguriert werden (bspw. das Layout des Regals) und bietet eine einheitliche Softwareschnittstelle in Richtung IT. Das System wird sowohl als Nachrüstlösung, als auch als Gesamtsystem beim Erwerb neuer Regale verfügbar sein.

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