Kettentransparenz: Barcodes, RFID, NFC, BLE-Beacons

Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Methoden eingesetzt, um die Sichtbarkeit jedes Pakets in seiner Lieferkette zu verstehen, während es von seinem Lagerort zu seinem Lieferziel transportiert wird. Mit dem Aufkommen digitaler Systeme entwickelten sich die „handgeschriebenen Schriften“ auf Paketen zu „Barcodes“, die an Versand- und Empfangsstellen mithilfe von Barcode-Lesegeräten verfolgt werden konnten. Dann kamen die Radiofrequenzidentifikation (RFID) und die Nahfeldkommunikation (NFC)-Technologie, die die Sichtverbindung (die für Barcodes erforderlich ist) überflüssig macht und eine effizientere Methode zum Scannen von Paketen bietet. RFID kann auch zur kontaktlosen Ortung von Paketen in Lagern oder während des Transports verwendet werden. Aber warum werden RFID jetzt durch Beacons ersetzt? Was kann RFID-basierte Technologie nicht mit Beacons erreichen?

Um diese Antworten zu finden, betrachten wir die Entwicklung von Lösungen zur Lieferkettentransparenz und vergleichen die einzelnen Technologien, nämlich Barcodes, RFID, BLE-Beacons sowie ihre Funktionen und Nachteile. Wir werden auch sehen, wie NFC, eine neue Technologie, die im Verbraucherbereich aufkommt, in Bezug auf Lieferketten- oder Logistiktransparenz abschneidet.

Ein Barcode ist ein Etikett, das auf einem Produkt oder einer Verpackung angebracht ist und eine optisch maschinenlesbare Darstellung von Daten enthält, die bestimmte Informationen über diese Verpackung oder dieses Produkt enthalten. Barcodes haben sich von eindimensional zu zweidimensional entwickelt und in jüngster Zeit zum beliebten QR-Code, der große Datenmengen speichern kann, um bestimmte Objekte zu identifizieren. Die Barcode-Technologie und ihre optischen Scanner ermöglichen es Supply-Chain-Managern erstmals, Pakete von jedem Hub aus zu scannen und Daten mit einem zentralen Repository wie ERP WMS oder TMS zu verknüpfen.

Nachteile des Strichcodes:

Zeit- und arbeitsintensiv: Der erste große Nachteil von Barcodes ist die Zeit, die zum Scannen jedes Pakets benötigt wird. Wenn Sie 5.000 Pakete pro Tag versenden und das Scannen jedes Pakets im Lager 3 Sekunden dauert, verbringen Sie fast 4 Mannstunden pro Tag mit dem „Scannen“. Wenn 50.000 Pakete verarbeitet würden, wären 40 Manntage oder fast 14.600 Manntage pro Jahr erforderlich.

Keine Möglichkeit, den Standort in Echtzeit anzugeben: Der zweite große Nachteil von Barcodes besteht darin, dass Sie ein Schlüsselpaket in einer Gruppe von Paketen nicht leicht finden können, ohne den gesamten Stapel erneut zu scannen. Darüber hinaus können Sie den Standort des Pakets nicht in Echtzeit über den Barcode ermitteln. Wenn Ihr Lager beispielsweise 5.000 Pakete enthält, müssen Sie jedes Paket einzeln scannen, um Ihren Bestand zu prüfen. Dasselbe gilt, wenn Ihr Paket unterwegs ist.

Mithilfe von Barcodes lassen sich Pakete digital identifizieren, allerdings ist dies aufgrund der erforderlichen Sichtverbindung arbeitsintensiv. Außerdem lässt sich das Paket nicht in Echtzeit orten. Dies führte zu Experimenten mit RFID-Technologie.

Bei der RFID-Technologie werden Tags verwendet, die winzige Schaltkreise enthalten, die durch Radiowellen identifiziert werden können. Das Etikett kann so dünn wie ein Papieretikett oder so dünn wie ein Schlüsselanhänger sein, je nachdem, wie viele Datenstrings es speichern kann und wie weit es gelesen werden kann. RFID-Tags werden grob in passive und aktive Tags unterteilt. Zum Lesen eines RFID-Tags ist keine „Sichtverbindung“ wie bei einem Strichcode erforderlich, aber die „Lesedistanz“ hängt davon ab, ob der RFID-Tag aktiv oder passiv ist. RFID-Lesegeräte können fest installiert oder mobil sein, aber Ihr Telefon kann nicht zum Lesen von RFID-Tags wie Strichcodes verwendet werden.

A: Passive Funkfrequenzidentifikation

Passives RFID verwendet ein Etikett (keine Batterie), das Energie aus den vom Lesegerät ausgesendeten Funkwellen aufnimmt und sie zum Lesegerät zurückstrahlt. Sobald die reflektierte Welle vom Lesegerät erfasst wird, werden das Etikett und seine Parameter identifiziert. Da die Funkwelle wie ein Bumerang reflektiert wird, nimmt ihre Intensität beim Lesen durch das Lesegerät schnell ab, wodurch die Lesereichweite normalerweise weniger als 20 Fuß beträgt.

Passive RFID-Tags werden häufig verwendet, um kostengünstige Artikel an Lagereingängen und Kontrollpunkten zu verfolgen, wo die erforderliche Lesereichweite geringer ist.

Nachteile von passivem RFID im Hinblick auf die Transparenz der Lieferkette:

Das Lager kann nicht abgedeckt werden: Da die Lesereichweite sehr gering ist, müssen Sie auf dem Boden herumlaufen und alle Ecken mit einem mobilen RFID-Lesegerät abdecken. Wenn Sie das gesamte Lager mit fest installierten Lesegeräten abdecken, benötigen Sie eine große Anzahl von Lesegeräten und es entstehen hohe Service- und Wartungskosten.

Komplizierte Einrichtung: Da Ihr Telefon nicht gleichzeitig als RFID-Lesegerät, müssen Sie eine teure Infrastruktur auf dem LKW einrichten, um die Tags während des Transports zu lesen. Die Lesereichweite bleibt ein Problem bei der Sicherung aller Pakete im Container. Selbst in einem Lagerhaus ist die Installation mit viel Aufwand verbunden. Sie benötigen ein spezielles Lesegerät, eine Netzwerkverbindung, einen Router usw.

Echtzeit-Standort kann nicht bereitgestellt werden: Das Lesegerät verfügt standardmäßig nicht über GPS- und GSM-Triangulationsfunktionen.

b. Aktive Funkfrequenzidentifikation

Aktives RFID verwendet einen Tag mit eingebauter Batterie, der seine Informationen an ein Lesegerät wie ein Mobiltelefon sendet und so die Lesereichweite auf etwa 30 Meter erweitert. Aktive RFID-Technologie wird zur Überwachung hochwertiger Pakete oder Geräte in Lagerhäusern, Güterbahnhöfen und Eisenbahnen eingesetzt.

Die hohe Lesereichweite ermöglicht es dem Lesegerät, die Nachteile passiver RFID-Lösungen zu überwinden, indem es eine begrenzte Anzahl von Lesegeräten verwendet, um Pakete und Geräte im gesamten Hof oder Lager zu erfassen. Allerdings stehen andere Nachteile einer Ausweitung im Weg. Sehen wir uns diese an!

Nachteile von aktivem RFID im Hinblick auf die Transparenz der Lieferkette:

Aufgrund seines proprietären Charakters ist es nicht skalierbar: Aufgrund des proprietären Protokolls kommuniziert das Tag nur mit seinem zugewiesenen RFID-Lesegerät. Ihre Anwendung erfordert bestimmte Lesegeräte und Tags und kann diese nicht als Open Source bereitstellen.

Im Notfall kann ein Telefon nicht gleichzeitig als Kartenleser dienen: Ihre LKWs und Lagerhäuser müssen mit permanenten Lesegeräten ausgestattet sein oder die Fahrer müssen diese mit sich führen und verantwortungsbewusst zurückgeben.

Hohe Kosten: Aufgrund der begrenzten Anzahl hergestellter Etiketten (aufgrund der proprietären Natur des Protokolls) konnten noch keine Skaleneffekte erzielt werden. Dadurch kostet jeder aktive RFID-Tag einen Dollar oder mehr, was für viele Anwendungsfälle möglicherweise nicht machbar ist, z. B. für Lieferungen auf der letzten Meile, für die Einweg-Tags erforderlich sind.

Aufgrund des Stromverbrauchs ist keine Echtzeitortung möglich: Das Lesegerät benötigt eine Mobilfunkverbindung und einen GPS-Chipsatz, um ein Paket während des Transports in Echtzeit zu orten. Dies bedeutet, dass die Lösung sehr stromhungrig wird, wenn Sie Echtzeit-Überwachungsfunktionen für den Transport einrichten möchten.

Komplexität der Einrichtung: Die Installation des Lesegeräts, die Netzwerkerstellung und die Verkabelung bedeuten, dass Einrichtung und Wartung viele Arbeitsstunden in Anspruch nehmen können.

Dies hat zur Folge, dass RBI-basierte Lösungen zwar den Sichtlinien-Scan- und Lesebereich von Barcodes abdecken, aber dennoch keine skalierbare, integrierte Sichtbarkeit der innerhalb von Lagern und auf dem Transportweg bewegten Pakete bieten.

Sehen wir uns an, wie Beacons helfen können, diese Mängel zu beheben! Wir werden auch kurz BLE und RFID mit Near Field Communication (NFC) vergleichen, einer Technologie, deren Einsatz in Logistik- oder Lieferkettentransparenzanwendungen im Verbraucherbereich viel Aufmerksamkeit erregt hat.

Beacons, Bluetooth-Tags oder BLE-Tags ähneln aktiven RFID-Tags. Sie verfügen über eine eingebaute Batterie, die eine große Lesereichweite bietet. Der größte Unterschied zwischen BLE und RFID besteht darin, dass die Beacons die energieeffiziente Bluetooth Low Power (BLE)-Technologie verwenden. BLE ist ein universell verfügbares Protokoll, das zufällig auch auf den meisten GSM-Chipsätzen (z. B. Ihrem Telefon) vorhanden ist, was BLE-Beacons einen strategischen Vorteil in Bezug auf Kosteneffizienz und Skalierbarkeit verschafft.

Sie können den Beacon mit einem Mobiltelefon oder jedem Hotspot-Gerät lesen, das einen GSM-Chipsatz mit BLE verwendet. Da das GSM-Gerät bereits mit dem Netzwerk verbunden ist, müssen Sie kein Netzwerk erstellen, keinen Router oder eine WiFi-Zone installieren.

Mithilfe von GPS-Chips in GSM-Geräten oder durch Mobilfunktriangulation können Sie Ihren Standort in Echtzeit ermitteln. So wissen Sie nicht nur, ob sich Ihr Paket im LKW befindet, sondern auch, wo sich der LKW befindet.

Hohe Lesereichweite: Beacons haben aufgrund der energiesparenden Eigenschaften der BLE-Technologie eine höhere Lesereichweite als aktives RFID. Sie können mit einem einzigen Telefon mehrere Hotspots in einem großen Lager abdecken oder die gesamte Länge und Breite eines LKWs abdecken, der Pakete belädt.

Geringerer Stromverbrauch: Beacons können große Mengen an Informationen (Sensordaten wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht usw.) effizient übertragen, ohne zu viel Strom zu verbrauchen – dies liegt auch an der Art des BLE-Protokolls. Dadurch können BLE-Tags oder Beacons bis zu 3 Jahre halten, ohne aufgeladen werden zu müssen.

Kosteneffizient: Dank der Allgegenwärtigkeit des Bluetooth-Protokolls auf Mobiltelefonen werden Tags in Massenproduktion hergestellt und sind kurz davor, Skaleneffekte zu erzielen. Beacons kosten bereits so wenig, dass man sie nach jedem Gebrauch wegwerfen kann.

Near Field Communication (NFC) ist eine relativ neue Technologie. Sie ist eng mit RFID verwandt, da sie mit der gleichen Bandbreite wie Hochfrequenz- oder HF-RFID arbeitet, also 13,56 MHz. NFC funktioniert ähnlich wie aktives oder passives RFID, wobei das Etikett die ausgesendeten Radiowellen einfach reflektieren oder mithilfe einer kleinen Batterie aktiv Radiowellen an ein NFC-Lesegerät aussenden kann.

NFC-Kartenleser sind auf heutigen Smartphones weit verbreitet, die meisten Android- und Windows-Telefone sind mit NFC-Kartenlesern ausgestattet, der größte Nachteil dieser Technologie ist jedoch ihre extrem geringe Lesereichweite (nur wenige Zentimeter).

Tatsächlich wurde die Technologie entwickelt, um Anwendungen zum genauen Lesen zu ermöglichen, wie etwa den Informationsaustausch zwischen Smartphones, die Kreditkartenauthentifizierung und Smartphone-basierte Zahlungen, bei denen sich die Kreditkarte oder das Smartphone eines Benutzers in der Nähe eines aktiven oder passiven Tags befinden muss. Point of Sale (POS).

Ist NFC ein wirksamer Ansatz zur Verbesserung der Lieferkettentransparenz?

Das ist nicht der Fall, wenn Sie ohne großen Zeit- oder Arbeitsaufwand ein großes Lager mit vielen Paketen aufbauen möchten. Ebenso wenig kann es zur Überwachung von in Containern versandten Paketen oder zur Überwachung der Zustellung auf der letzten Meile verwendet werden.

Da das Lesen von Paketen oder Waren eine große Nähe erfordert, ist es fast identisch mit passivem RFID, außer dass Lesefehler (oder das Lesen von Streugütern in einer Zone) im Vergleich zu passivem RFID aufgrund der Anforderungen des Güters manchmal minimiert werden. Gehen Sie ganz nah an Ihre Lesegeräte heran.