Die zunehmende Standardisierung der Frequenzbereiche, die sich in den letzten Jahren im Bereich RFID vollzogen hat, vereinfacht zum einen die Anwendung und ermöglicht zum anderen den RFID-Einsatz entlang der Wertschöpfungskette. Gleichzeitig verschärft die Standardisierung aber auch den Wettbewerb – mit der Folge, dass sich die Preisspirale weiter nach unten dreht.

Volumen und Wachstum des RFID-Marktes in der Fertigung

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Grundlegend besteht ein RFID-System aus zwei Komponenten, einem Reader und einem Tag, wobei der Reader optional eine separate Antenne besitzt. Die Informationen auf dem Tag lassen sich lesen und verändern. Die Seriennummer des Tags ermöglicht die Identifizierung des zu bearbeitenden Werkstücks. Speziell in der Automatisierung sind auch Drei-Komponenten-Systeme beliebt, bei denen sich der Reader auf der Hutschiene befindet und eine Antenne nah am Objekt installiert wird. Hierbei ähnelt die Antenne in der Regel einem klassischen Näherungsschalter.

Die wichtigsten Kriterien beim Tag sind seine Haltbarkeit, seine Robust-heit und die Speichergröße. In der Fer­tigung haben sich passive Tags durch­gesetzt; aktive oder Battery Assisted Tags (BAT) spielen hier kaum eine ­Rolle. Ein Hauptgrund hierfür sind die Interferenzen bei BATs und aktiven Tags sowie die Tatsache, dass ­passive Tags mit UHF in der Regel eine ausreichend große Reichweite ­haben.

Die Frequenzen

Bei der Standardisierung gibt es zwar noch kleinere regionale Unterschiede, grundsätzlich lässt sich RFID bei den Frequenzen aber folgender­maßen clustern:

• Low Frequencies (LF) mit 125 kHz bis 134,2 kHz: Diese Frequenz betrifft nur eine kleine Nische in der Fertigung; sie ist eher im Logistikbereich zu Hause – unter anderem deshalb, weil die Preise der Tags sehr niedrig sind und ihre Reichweite nur gering ist.
• High Frequencies (HF) mit 13,56 MHz: Hier beträgt die Reichweite bis 20 cm. HF ist bei Maschinenbauern sehr beliebt, da Interferenzen fast ausgeschlossen sind und das System umgebungsunabhängig zuverlässig funktioniert.
• Ultra-high Frequencies (UHF) mit 860 MHz bis 960 MHz: Dies ist das am schnellsten wachsende Marktsegment mit Reichweiten bis zu 8 m. Allerdings ist die Technik nicht frei von Problemen; zudem ist kein Plug&Play realisierbar.
• BATs oder aktive Tags nutzen andere Frequenzen und kommen in der Fertigung kaum vor.

Auch andere Technologien ermöglichen eine Identifikation – im Wesentlichen sind dies QR-Codes und Barcodes. Diesen gegenüber bietet RFID allerdings entscheidende Vorteile: So lässt sich der korrekte Scan-Vorgang leichter garantieren, was Zeit spart. Da sich bei RFID die Information auch direkt auf dem Tag speichern lässt, ist nicht immer ein Netzwerk-Anschluss nötig. Zudem sind RFID-Tags wesentlich robuster und können sogar im Werkstück eingeschlossen sein. Aber: QR-Codes und Barcodes trumpfen beim Preis, dessen Niveau RFID auch künftig nicht wird erreichen können.

Für die fernere Zukunft ist zudem denkbar, dass Vision-Systeme Ident-Aufgaben übernehmen – derzeit sind sie aber noch zu starr und brauchen zu viel Rechenleistung vor Ort.

RFID-Anwendungsfelder

Die Performanz de Systeme unterscheidet sich je nach genutzter drahtloser Technik.

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ARC Advisory Group gliedert den RFID-Markt ebenso nach Applikationen. Dabei sind sämtliche reinen Logistik-Anwendungen ausgeschlossen, insofern als insbesondere RFID-Tags in der Lieferkette von Konsumgütern ein großer Markt sind, der sich von dem in der Fabrikautomatisierung stark unterscheidet: Die technischen Anforderungen sind geringer und der Preisdruck um ein Vielfaches höher. Viele der RFID-Anbieter für die Automatisierung machen um die Logistik einen weiten Bogen – was andersherum nicht der Fall ist.

Häufigste Anwendung für RFID in der Fertigung ist der Produkt- und Materialfluss. Hier fungiert RFID bereits als Link zwischen Fertigung und MES-Ebene. Speziell in Westeuropa und Japan sind diese Anwendungen weit verbreitet und etabliert, die USA und andere Regionen haben hier noch Aufholbedarf. Daher wird dieses Anwendungsfeld auch künftig ein Wachstumsmarkt bleiben.

Bezüglich ‚Industrie 4.0‘ ist insbesondere die Produktionskontrolle ein interessanter Wachstumsmarkt. Hier dient RFID dazu, Produktionsschritte zu triggern beziehungsweise zu überwachen, ob ein Schritt schon vollzogen wurde. Die Produktionskontrolle ist in erster Linie eine UHF-Anwendung, da größere Reichweiten benötigt werden. Im Idealfall wird hier ausgehend vom MES-System eine ID kreiert, die mit einem Endprodukt verknüpft ist. Durch die Vernetzung und Intelligenz in der Fabrik erfolgt dann quasi die Fertigung eines Produktes um den RFID Tag he­rum. – Diese Ausprägung ist zwar momentan noch Zukunftsmusik, in Ansätzen wird die Fertigung allerdings durchaus schon so realisiert. Diese Vi­sion ist mit der One-Tag-Strategie verknüpft, die besagt, dass ein einziger RFID-Tag ein Produkt von Anfang (Planung) bis zum fertigen Endprodukt begleitet. Idealerweise verbleibt dieser Tag auch nach der Auslieferung am Produkt, so dass er es bis zum Ende des Produktlebenszyklusses (Recycling) begleitet. Dies würde für viele Produ­zenten bedeuten, dass sie auch neue Geschäftsmodelle wie Dienstleitungen und Leasing leichter verwirklichen könnten.

Eine Möglichkeit, wie RFID ebenfalls den Weg in die Prozessindustrien findet, ist das Asset Management. Hier lässt sich RFID dazu verwenden, Produkte zu identifizieren sowie Wartung und Instandhaltung zu optimieren und zu gewährleisten. Gerade in entlegenen Gegenden und weitläufigen Anlagen hilft RFID, Geld und Zeit einzusparen. Geht es um Fernwartung und Support, garantiert RFID eine fachmännische Durchführung selbst bei weniger gut ausgebildetem Personal.

Maschinenbauer setzen zudem dann auf RFID, wenn es um Gewährleistung und Garantien geht. Insbesondere zur Sicherstellung der Verwendung von Original-Ersatzteilen kann RFID als digitaler Fingerabdruck dienen.

ARC Advisory Group prognostiziert dem RFID-Markt ein gesundes Wachstum mit über 5 % über die nächsten Jahre. Damit ist der RFID-Markt einer der am schnellsten wachsenden Märkte in der Fabrikautomatisierung. Dies gilt insbesondere, wird der immer noch starke Preisverfall mit eingerechnet – so ist das Stückzahlwachstum schon fast zweistellig. Im Jahr 2015 beeinflussten vor allem Währungskapriolen das Wachstum negativ, da insbesondere der Euro gegenüber dem US-Dollar rapide an Wert verlor.

Wachstumstreiber am Markt

Zu den Wachstumstreibern zählen ­kleinere Chargen sowie eine Verbesserung der Wartung und Instandhaltung, eine engere Integration der Produktion in die IT-Landschaft, steigende Komplexität der Fertigungsabläufe und flachere Wertschöpfungsketten. Da viele Endkunden inzwischen die Infrastruktur installiert haben, sind die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass der Tag-Markt künftig weiter wächst und auch angegliederte Endkunden anfangen, RFID verstärkt einzusetzen.

Allerdings gibt es daneben negative Aspekte: So wird RFID preislich nie mit Bar- und QR-Codes konkurrieren können, so dass es immer Applikationen geben wird, bei denen RFID aus Kostengründen nicht eingesetzt wird.

Für die Automatisierer gibt es darüber hinaus eine ‚Bedrohung‘ durch die Logistik. Mit zunehmend flacheren Wertschöpfungsketten drängen immer mehr Logis­tikanbieter mit ihrer Technologie und ihren Technologie-Anbietern in die Fabrikhallen. Gerade bei RFID herrscht hier ein deutliches Preisgefälle. Mit den Logistikanbietern gibt es die Konkurrenz quasi frei Haus. Auf kurze Sicht hält hier sicherlich der technologische Vorsprung der Fertigungsautomatisierer noch ein wenig – auf lange Sicht hilft allerdings nur verstärktes Anwendung-Know-how sowie eine enge Zusammenarbeit mit den Kunden. Bei allen positiven Wachstums-aussichten ist der RFID-Markt folglich dabei, sich von einem Wachstums- zu einem gesättigten Markt zu wandeln.

Autor:
Florian Güldner ist Director of Research bei der ARC Advisory Group in Düsseldorf.