RFID - Grundlegende Darstellung und Potenzial im Behältermanagement

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1. Einleitung

2. Grundlagen
2.1 Die RFID-Technologie
2.1.1 RFID-Systeminfrastruktur
2.1.1.1 Transponder
2.1.1.2 Lesegerät
2.1.1.3 Middleware und IT-System
2.1.2 Frequenzbereich und Reichweite
2.1.3 Barcode versus RFID
2.2 Das Behältermanagement
2.2.1 Kategorien von Behältern
2.2.2 Typen von Behälterkreisläufen
2.2.3 Logistische Funktionen der Behälter
2.2.4 Mehrwegbehälter in Abgrenzung zu Einwegbehältern
2.2.5 Ziele des Behältermanagements
2.2.6 Handlungsfelder des Behältermanagements

3. Status Quo: Anwendungsbereiche, Standardisierung und Sicherheit von RFID-Systemen
3.1 Allgemeine Anwendungsbereiche der RFID-Technologie
3.2 Standardisierung und Radio Frequency Identification
3.3 Sicherheit beim Einsatz von RFID-Systemen
3.3.1 Angriffsmethoden auf RFID-Systemkomponenten
3.3.2 Sicherheitsmaßnahmen gegen Angriffsarten
3.4 Konfliktthema Datenschutz

4. Anforderungen an die Identifikationstechnologie im Behältermanagement
4.1 Resistenz und Langlebigkeit
4.2 Einheitlicher Identifikationsstandard entlang der Supply Chain
4.3 Eindeutige Zuordnung der Behälter
4.4 Adäquates Lesen der Identifikation
4.5 Veränderbarkeit der Daten
4.6 Integrationsfähigkeit in die IT-Infrastruktur

5. Nutzenpotenziale durch RFID-Einsatz im Behältermanagement
5.1 Logistikprozess
5.1.1 Transparenz im Prozessablauf
5.1.2 Prozessautomatisierung
5.2 Behältersysteme
5.2.1 Bestandsoptimierung
5.2.2 Reduzierung von Schwund
5.2.3 Verlängerung des Behälterlebenszyklus
5.3 Behälterinhalt
5.3.1 Reduzierung von Out of Stock-Situationen
5.3.2 Monitoring: Informationen über den Zustand des Inhalts

6. Schlussbetrachtung

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Funktionen der Middleware

Abbildung 2: Frequenzbereiche von RFID-Systemen

Abbildung 3: Kosten von Behältersystemen

Abbildung 4: Der Aufbau des EPC

Abbildung 5: Grundlegende Angriffsmethoden auf RFID-Systeme

Abbildung 6: Sicherheitsmaßnahmen gegen RFID-Angriffe

Abbildung 7: Arten von Belastungen auf Behältersysteme

Abbildung 8: Der Anteil von Eigen- und Leihbehältern

Abbildung 9: Pulkerfassung von nestbaren Behältern

Abbildung 10: Wert der eingesetzten Transportbehälter

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einleitung

Radio Frequency Identification (RFID), kaum einer Technologie in der Logistik wurde in den letzten Jahren mehr Aufmerksamkeit gezeigt. Verlage publizieren neue Fachzeitschriften, das Jahrbuch Logistik widmet RFID ein eigenes Kapitel und Wirtschaftszeitungen berichten auf der Titelseite über die revolutionäre Technologie. Zudem setzen namhafte Unternehmen wie die METROGroup, Rewe, Karstadt und Wal-Mart Meilensteine durch zunehmend flächendeckende RFID-Rollouts. Diese Entwicklung und die steigende Zahl der öffentlichen Förderprogramme für Anwendung sowie Forschung und Entwicklung der Technologie verdeutlichen den wachsenden Zuspruch und das vorhandene Potenzial von RFID.

Dabei handelt es sich bei RFID um keine grundsätzlich neue Technologie, denn sie ist seit mehreren Jahrzehnten bekannt und wird bereits vielfach eingesetzt. Erste Einsätze dieser Funk-Technologie fanden schon Ende des Zweiten Weltkrieges zur Freund-Feind-Erkennung in Panzern und Flugzeugen statt. Einen weiteren Anwendungsschwerpunkt bildete die Identifikation von Nutztieren in der landwirtschaftlichen Viehzucht. Heutzutage erschließt die RFID-Technologie neue Anwendungsgebiete im Bereich Automation und Logistik. Nachdem die Logistik in den letzten Jahren maßgeblich durch das Führungskonzept des Supply Chain Managements geprägt wurde, ist es erforderlich, dieses Konzept möglichst praxisnah auszugestalten. In diesem Zusammenhang konzentrieren sich Unternehmen vermehrt auf logistische Kernthemen. Hierzu gehört u.a. auch das Behältermanagement.

Der zentrale Betrachtungshorizont des Behältermanagements sind Behälterkreis- läufe. In diesen logistischen Kreisläufen sind nicht nur viele, sondern auch viele unterschiedliche, mehrwegfähige Behälter im Einsatz. Von der unternehmensinternen Verwendung zur Bereitstellung von C-Teilen^[1] für die Produktion bis hin zum unternehmensübergreifenden Transport von hochwertigen Spezialteilen. Transportbehälter befinden sich kontinuierlich im Umlauf. Die Verfügbarkeit von Behältern ist entscheidend für einen funktionierenden und reibungslosen Materialfluss, „denn diese transportieren gewissermaßen die Wertschöpfung“.^[2] Dennoch unterliegen die Behälter in den meisten Unternehmen keiner systematischen und ausführlichen Steuerung. Als daraus resultierendes Kernproblem und Hauptverursacher von Nichtverfügbarkeit oder zu hohen Beständen an Transportbehältern im Behältermanagement ist eine unzureichende Transparenz in den Kreisläufen anzusehen.

Die Experten sehen insbesondere in RFID eine erfolgversprechende Identifikationstechnologie im Behältermanagement. Gerade in diesem Bereich, der bisher von manuellen Prozessschritten dominiert wird, besitzt RFID durch die automatische Erfassung von Behälterbewegungen die Leistungsfähigkeit, mehr Transparenz entlang der gesamten Supply Chain zu realisieren.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, aufzuzeigen, welches Potenzial und welche weiteren Vorteile aus dem RFID-Einsatz im Behältermanagement zu generieren sind.

Einführend werden im zweiten Kapitel die Grundlagenkenntnisse der beiden Hauptgebiete RFID und Behältermanagement vermittelt, die für eine weitere übergreifende Betrachtung unerlässlich sind. Um die Grundprinzipien eines RFID-Systems verstehen zu können, ist jedoch nicht die Kenntnis jedes technischen Details notwendig. Hierauf wird im Rahmen dieser Arbeit verzichtet.^[3] Trotzdem ist die Vorstellung einiger Grundlagen notwendig, um betriebswirtschaftliche Fähigkeiten und Herausforderungen dieser innovativen Technologie genau einschätzen zu können.^[4]

Im Anschluss daran wird im dritten Kapitel, nach der Darstellung von RFID-Anwendungsbereichen, ein Überblick über aktuelle Kernthemen rund um die RFID-Technologie vermittelt. Angefangen von der Standardisierung und Sicherheit bis hin zum derzeitigen Konfliktthema Datenschutz.

Kapitel vier beschäftigt sich mit der Fragestellung, welche Anforderungen sich an die Identifikationstechnologie beim Einsatz im Behältermanagement ergeben.

Darauf aufbauend werden im fünften Kapitel die betriebswirtschaftlichen Potenziale aufgezeigt, die sich durch die Verwendung der RFID-Technologie realisieren lassen.

Abschließend stellt das sechste Kapitel eine Zusammenfassung der in der vorliegenden Arbeit gewonnenen Erkenntnisse dar und gibt einen Ausblick auf die zukünftige Entwicklung von RFID im Behältermanagement.

2. Grundlagen

2.1 Die RFID-Technologie

RFID steht für den englischsprachigen Begriff „Radio Frequency Identification“ und bedeutet der Übersetzung nach so viel wie „Identifizierung per Funk“ oder „Funk-Erkennung“. Diese Technologie ermöglicht es, Daten von Gegenständenberührungslos und ohne Sichtkontakt zu lesen und nach der Übertragung zu speichern.^[5]

Die RFID-Technologie gehört zur Gruppe der Automatischen-Identifikationssysteme (Auto-ID), die zur Identifikation und Datenerfassung eingesetzt werden. Neben den kontaktlosen RFID-Systemen existieren noch folgende weitere Auto-ID-Verfahren:^[6]

- Biometrische Verfahren;
- Chipkarte;
- Optical Character Recognition (OCR);
- Barcode-Systeme.

Nachfolgend werden die Grundlagen der RFID-Technologie erläutert. Zunächst erfolgt in Abschnitt 2.1.1 eine detaillierte Darstellung der einzelnen RFID-Systemkomponenten. Im Anschluss daran wird auf die verwendeten Frequenzbereiche und deren Reichweite eingegangen (Abschnitt 2.1.2). Danach wird ein Vergleich zum Barcode, einem bereits erwähnten Auto-ID-System, vorgenommen (Abschnitt2.1.3).

2.1.1 RFID-Systeminfrastruktur

Im grundsätzlichen Aufbau besteht ein RFID-System immer aus zwei Komponenten:^[7]

- einem Transponder (auch RFID-Tag, Chip, RFID-Label oder Datenträger genannt);
- sowie einem Lesegerät^[8].

Betrachtet man eine komplexere RFID-Systeminfrastruktur, so wird diese durch die Middleware^[9] und ein im Hintergrund wirkendes IT-System als weitere Komponente ergänzt.^[10]

Auf die RFID-Systemkomponenten soll im Folgenden eingegangen werden.

2.1.1.1 Transponder

Der Transponder wird an dem zu identifizierenden Objekt angebracht und stellt den eigentlichen Datenträger, das Herzstück des RFID-Systems, dar. Ein RFID-Transponder setzt sich hauptsächlich aus dem elektronischen Mikrochip und einem Koppelelement^[11] zusammen. Weitere Elemente des Transponders sind der zur dauerhaften Stromversorgung benötigte Kondensator^[12] bei passiven Transpondern und das sogenannte Substrat, welches als Trägermaterial für alle Komponenten dient.^[13]

RFID-Transponder sind mittlerweile in den unterschiedlichsten Bauformen^[14] und Gehäuse-Ausführungen erhältlich. Wird ein Transponder auf einem festen Trägermaterial angebracht, bezeichnet man ihn als RFID-Tag. Bei der Installation des Transponders zwischen einem Klebestreifen und einer Papierschicht handelt es sich um ein RFID-Label.^[15]

Die Art der Stromversorgung von Transpondern ist ein bedeutendes Differenzierungsmerkmal bei RFID-Systemen. Generell wird dabei, wie oben bereits angesprochen, zwischen aktiven und passiven Transpondern unterschieden. Passive RFID-Transponder verfügen über keine eigenständige Stromversorgung, sondern beziehen die gesamte betriebsnotwendige Energie über das Koppelelement aus dem magnetischen oder elektromagnetischen Feld des Lesegerätes. Erst wenn der Transponder durch das Lesegerät angesprochen wird, d.h. mit Energie versorgt wird, können gespeicherte Informationen abgegeben werden.^[16] Befindet sich der Transponder außerhalb des Ansprechbereichs eines Lesegerätes, verhält sich dieser hingegen vollkommen passiv.^[17] Aufgrund der nicht vorhandenen, eigenen Energieversorgung weisen passive RFID-Transponder eine wesentlich geringere Speicherkapazität und eine kürzere Reichweite als aktive Transponder auf.^[18] Dafür sind passive Modelle kostengünstiger und langlebiger, da die Haltbarkeit des Transponders nicht an die Lebensdauer einer Batterie geknüpft ist.^[19] Deshalb liegt der Hauptverwendungszweck passiver Transponder auch in der Markierung von Gegenständen und der Identifikation von Tieren.

Die aktiven Transponder verfügen im Gegensatz zu ihren passiven Pendants über eine eigene Stromversorgung. Diese Energiequelle wird meist in Form einer integrierten Batterie vorgefunden. Möglich ist auch die Verwendung einer alternativen Stromquelle, wie die einer Solarzelle. Die Energieversorgung wird in einem aktiven RFID-Transponder-System zur Spannungsversorgung des Mikrochips eingesetzt. Folglich wird das durch das Lesegerät erzeugte magnetische bzw. elektromagnetische Feld nicht mehr zur Stromversorgung des Mikrochips benötigt.^[20] Diese Tatsache führt zu einer deutlich höheren Kommunikationsreichweite und einer wesentlich größeren Speicherkapazität als bei passiven Transpondern. Da hierdurch die Möglichkeit besteht Objekte über große Entfernung zu orten bzw. zu verfolgen, finden aktive RFID-Transponder ihre Verwendung hauptsächlich in der Markierung größerer Güter, wie z.B. Containern und Behältern.^[21]

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal in einem RFID-System ist die Art der Datenspeicherung. Abhängig von der Applikation und vom Einsatzbereich kann die Sicherung der Informationen über gekennzeichnete Objekte entweder direkt auf dem Transponder (Data-on-Tag) oder auf einer externen Datenbank (Data-on-Network) erfolgen.^[22]

2.1.1.2 Lesegerät

Das Lese- oder Erfassungsgerät ist abhängig von der eingesetzten Technologie in der einfachsten Ausführung als reine Leseeinheit oder aber als umfangreichere Schreib/Lese-Einheit erhältlich.^[23] Das Lesegerät^[24] ist, wie auch der RFID-Transponder, mit einem Koppelelement ausgestattet. Die Koppelelemente des Lesegerätes und des RFID-Transponders bilden zusammen die sog. Koppeleinheit, wodurch der eigentliche Energie- und Datentransfer zwischen Reader und Transponder überhaupt erst ermöglicht wird.^[25] Das Auslesen oder Senden der Daten erfolgt durch kodierte Radiowellen, die über die Luftschnittstelle zwischen Lesegerät und Transponder ausgetauscht werden.^[26] Als weitere Komponenten beinhaltet ein RFID-Lesegerät üblicherweise eine Kontrolleinheit und ein Hochfrequenzmodul, die den Sender und Empfänger des Readers darstellen. Zudem verfügen einige Reader über eine zusätzliche Schnittstelle, um die empfangenen Daten mit einem anderen System auszutauschen.^[27]

Allgemein wird bei RFID-Lesegeräten zwischen Handlesegeräten und fest installierten, bzw. mobiler und stationärer Ausführung unterschieden. Entscheidungskriterium für die Wahl einer dieser beiden Varianten ist das Einsatzgebiet. Während mobile Lesegeräte durch ein deutlich geringeres Gewicht und kleinere Abmessungen überzeugen, verfügen stationäre Lesegeräte über ein wesentlich höheres Leistungsniveau, was sich insbesondere in der Identifikationsreichweite widerspiegelt.^[28] Stationäre Lesegeräte sind heutzutage zudem nicht mehr größer als Schuhkartons und vor äußeren Einflüssen meist durch ein vollständig abgedichtetes Gehäuse geschützt. Die Antennen von Lesegeräten sind entweder im Gehäuse integriert oder können, je nach Anwendungsfall, extern an ein Gehäuse angeschlossen werden.^[29] Vom Lesegerät werden in einem RFID-System zwei Aufgaben durchgeführt: zum einen aktiviert es den Transponder in seinem Ansprechbereich, empfängt von diesem Daten, und zum anderen dient der Reader zur Weiterleitung der Daten an die Middleware, auf die im folgenden Abschnitt eingegangen wird.

2.1.1.3 Middleware und IT-System

Durch den RFID-Einsatz im Unternehmen fallen sehr viel mehr Daten an, als von den nachgelagerten heterogenen IT-Systemen überhaupt benötigt werden. Grund dafür ist die ereignisorientierte Datenerfassung, womit gemeint ist, dass ein RFID-Transponder anfängt seine gespeicherten Daten komplett zu senden, sobald er sich im Ansprechbereich des Lesegerätes befindet. Im Ergebnis führt dies zur Übermittlung einer wenig qualitativen, aber dafür zu hohen Datenmenge.^[30] Deshalb können RFID-Reader auch nicht einfach an bestehende IT-Systeme, zu denen z.B. ERP-oderSCM-Systeme gehören, angeschlossen werden.^[31] Dieser Problematik wirkt die sogenannte Middleware^[32] entgegen.

Die empfangenen Transponderdaten werden durch die Middleware aufbereitet, gegebenenfalls gefiltert und anschließend an IT-Systeme in einem passenden Format zur Verarbeitung weitergegeben.^[33]

Die Abbildung1 auf der folgenden Seite veranschaulicht die Rolle der Middleware-Software in einem RFID-System. Anhand der Darstellung ist zu erkennen, dass die Middleware neben der Aufbereitung von Daten noch eine weitere Funktion besitzt. Sie steuert alle angeschlossenen Reader und koordiniert die unternehmensspezifischen IT-Systeme.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Funktionen der Middleware^[34]

2.1.2 Frequenzbereich und Reichweite

Der Frequenzbereich ist ein bedeutender Parameter von RFID-Systemen, da von der Frequenz^[35] die Reichweite und Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems abhängt. Im Normalfall benutzen Transponder und Reader dieselbe Frequenz, was jedoch nicht zwangsläufig sein muss. Verwendet der RFID-Transponder aber eine abweichende Frequenz, führt dies zu einem erhöhten technischen Aufwand.^[36] Heutzutage existieren fünf Frequenzen, die sich gemäß Abbildung2 in folgende Frequenzbereiche einordnen lassen:^[37]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Frequenzbereiche von RFID-Systemen^[38]

RFID-Systeme nutzen Funkwellen als Transportmedium von Energie und Informa-tion. Diese Funkwellen in ihren verschiedenen Frequenzen weisen auch unterschiedliche Eigenschaften auf. Deshalb ist es notwendig, für die geplante RFID-Anwendung die entsprechende Frequenz auszuwählen.^[39] So lassen sich beispielsweise in höheren Frequenzbereichen größere Datenmengen als bei der Verwendung kleinerer Frequenzbereiche übertragen. Auch die Lesegeschwindigkeit nimmt mit steigender Frequenz zu. Außerdem bestehen bei den Frequenzen Unterschiede hinsichtlich der Reflektion, d.h. beim Verhalten der Funkwellen während des Auftreffens auf ein Objekt. Bei hohen Frequenzen verhalten sich die Funkwellen wie Licht und können deshalb Materialien nicht gut durchdringen.^[40]

In Bezug auf die Reichweite lassen sich die heutigen RFID-Systeme unterteilen in Close-Coupling, Remote-Coupling und Long-Range-Systeme.^[41] Die erzielbaren Reichweiten variieren dabei von wenigen Millimetern bis hin zu mehreren Metern.

Die Close-Coupling-Systeme verfügen mit typischerweise 1cm über die geringste Reichweite. Zum Datentransfer werden die RFID-Transponder entweder in das Lesegerät eingesteckt oder auf einer dafür vorgesehenen Oberfläche positioniert. Eingesetzt wird dieses System bei Anwendungen mit hohen Sicherheitsanforderungen, die mit geringen Reichweiten auskommen. Dazu gehören u.a. elektronische Schließanlagen oder kontaktlose Chipkartensysteme mit integrierter Zahlungs-funktion. Remote-Coupling-Systeme liegen bei Schreib- und Lesereichweiten von bis zu einem Meter und finden deshalb vermehrt Anwendung in der Tieridentifikation und Industrieautomation. Reichweiten deutlich über einen Meter erzielen die sog. Long-Range-Systeme, die durchgängig alle im UHF-undMikrowellenbereich operieren. Die meisten dieser Long-Range-Systeme werden nach ihrem Funktionsprinzip als Backscatter-Systeme^[42] bezeichnet. Je nach Art der Stromversorgung des RFID-Transponders, d.h. passiv oder aktiv, können Reichweiten von mehr als 15m erreicht werden.^[43]

2.1.3 Barcode versus RFID

Die RFID-Technologie ähnelt von den zu Beginn dieses Kapitels genannten Auto-ID-Verfahren insbesondere den vielseitigen Barcode-Systemen.^[44] Aufgrund dieser Ähnlichkeit und der heutzutage flächendeckenden Verbreitung der Barcode-Technologie wird sich RFID in erster Linie an dem Potenzial des bewährten Barcodes messen müssen.^[45] Für den Barcode sprechen besonders die schnelle und günstige Herstellung sowie die ausgereifte Technik.^[46] RFID-Systeme bieten gegenüber der Barcode-Technologie die folgenden Vorteile:^[47]

- Berührungslose Datenerfassung ohne Sichtkontakt: Durch die Kommunikation mittels Funkwellen ist kein direkter Sichtkontakt zwischen Transponder und Reader notwendig. Während der Barcode immer an der Außenseite des zu identifizierenden Objektes angebracht sein muss, kann sich ein RFID-Transponder im Inneren eines Objektes bzw. dessen Verpackung befinden.
- Unempfindlichkeit: Durch die Außenbefestigung des Barcodes kann dieser schnell verschmutzt, beschädigt oder sogar zerstört werden. Neben der Möglichkeit den RFID-Transponder innen zu befestigen sorgt zudem seine Robustheit für Resistenz gegenüber Schmutz und etwaigen Beschädigungen.
- Pulkerfassung: RFID-Reader können mehrere Transponder gleichzeitig erfassen, was technisch bei Barcodes nicht zu realisieren ist. Beim Barcode erfolgt die Datenerfassung rein sequenziell.
- Erweiterte Datenspeicherung: RFID-Transponder verfügen über die notwendige Speicherkapazität, um mehr als nur eine Seriennummer wie bei Barcodes, zu speichern. Außerdem ermöglich der Speicher des Transponders eine nachträgliche Veränderung (Wiederbeschreibbarkeit) der erfassten Daten.

Trotz der zahlreichen Vorteile durch den Einsatz der innovativen RFID-Technologie ist nicht davon auszugehen, dass RFID- die ausgereiften, standardisierten Barcode-Systeme verdrängen. Erwartet wird ein paralleler Betrieb beider Technologien über einen längeren Zeitraum.^[48]

2.2 Das Behältermanagement

Unter Behältermanagement versteht man die gezielte Planung, Steuerungund Kontrolle der Bestände an Mehrwegbehältern.^[49] Durch das professionelle Management der Behälter wird ein wesentlicher Beitrag für eine wirtschaftlichere und effektivere Logistik geleistet.^[50] Allgemein wird das Behältermanagement als eine zentrale Aufgabe des Supply Chain Managements angesehen.

Um zu einem einheitlichen Begriffsverständnis im Rahmen dieser Arbeit zu gelangen, wird zunächst in Abschnitt 2.2.1 auf die Kategorien von Behältern eingegangen und der Behälterbegriff konkretisiert. Daran anschließend werden in Abschnitt 2.2.2 die möglichen Behälterkreisläufe dargestellt. Abschnitt 2.2.3 widmet sich den Funktionen der Behälter. Danach erfolgt eine kurze Gegenüberstellung von Einweg- und Mehrwegbehältern (Abschnitt 2.2.4). Abschließend werden in Abschnitt 2.2.5 die Ziele des Behältermanagements vorgestellt und auf die Handlungsfelder des Behältermanagements eingegangen (Abschnitt 2.2.6).

2.2.1 Kategorien von Behältern

Behälter gibt es in der Logistik heutzutage in den unterschiedlichsten Ausführungen. Diese Tatsache ist wenig überraschend, wirft man einen Blick auf die umfangreichen Einsatzbereiche von modernen Transportbehältern. Neben der traditionellen Verwendung in Prozessen der Intralogistik werden Behälter zunehmend für unternehmens-übergreifende Warentransporte und Auslieferungen eingesetzt. Es lassen sich grundsätzlich folgende Kategorien von Transportbehältern unterscheiden:^[51]

- Spezialbehälter werden entsprechend dem Anforderungsprofil nach Herstellervorgaben für ein genau spezifiziertes Produkt entwickelt, z.B. Flüssigkeitsbehälter für Gefahrstoffe. Die Lebensdauer eines solchen Spezialbehälters ist abhängig von der Einsatzdauer der zu verpackenden Komponente.
- Zu den industrieweit standardisierten Behältern gehören im Wesentlichen Europaletten, Getränkekästen, Eurofix-Behälter und die modular aufgebauten VDA-Kleinladungsträger (VDA-KLT). Diese Behälter entwickelten sich im Laufe der Zeit zu einem Industriestandard und lassen sich teilweise mit den Spezialbehältern (z.B. als Einsatz) kombinieren.
- Bei unternehmensspezifischen Behältern handelt es sich um entwickelte Standardbehälter, die für zahlreiche Teile im Unternehmen Verwendung finden. Diese Art von Behälter werden entweder für den internen Lager-, Transport- oder Umschlag-prozess verwendet oder unternehmensübergreifend Kunden sowie verschiedenen Lieferanten zur Verfügung gestellt.

Unter Behältern im Rahmen dieser Arbeit werden sämtliche Behälter der vorangegangenen Kategorien verstanden. Dabei liegt der Fokus der vorliegenden Arbeit auf Mehrwegbehältern.^[52]

2.2.2 Typen von Behälterkreisläufen

In Mehrwegbehältern werden Güter von der Quelle bis zur Senke transportiert und entweder leer zurückgeführt oder, sofern möglich, mit einem anderen Transportgut gefüllt. Behälter befinden sich deshalb in einem ständigen Kreislauf, der aus Voll- und Leertransporten sowie Instandhaltungsmaßnahmen besteht.^[53]

Transportbehälter werden vorwiegend in geschlossenen Systemen, d.h. für den eigenen Unternehmenskreislauf oder als Transportmittel zwischen Zulieferbetrieb und Hersteller eingesetzt. Intern sind Mehrwegbehältersysteme in der Produktionslogistik, bei internen Transport- und Umschlagprozessen sowie über die ganze Produktion hinweg vorzufinden.

In den wesentlich komplexeren, unternehmensübergreifenden offenen Behälterkreisläufen durchlaufen Behälter alle Wertschöpfungsstufen der gesamten logistischen Kette.^[54] Als idealtypisch werden die Wertschöpfungsstufen „Rohstofflieferant – Vorlieferant – Lieferant – Hersteller – Großhandel – Einzelhandel – Endverbraucher“ angesehen. Bei diesen Kreisläufen besteht für Behälter keine Flussbegrenzung. Sie fließen nicht nur zwischen den einzelnen Organisationseinheiten einer Logistikkette^[55], sondern auch darüber hinaus. Ermöglicht wird dies durch universell einsetzbare und standardisierte Behälter, wie z.B. Europaletten oder handelsübliche Getränkekisten.^[56]

Durch die zunehmende Auslagerung von Wertschöpfungsstufen durch Unternehmen, die sich infolge des verstärkten Konkurrenzdruckes auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren, nimmt die Abbildung von unternehmensübergreifenden Behälterbewegungen an Bedeutung zu.

2.2.3 Logistische Funktionen der Behälter

Mit Behältern werden unterschiedliche Materialien oder Produkte, wie bereits bekannt auch zunehmend unternehmensübergreifend, transportiert. Dieses vermehrte Transportaufkommen führt zu einer Erhöhung der Gefahr von Beschädigung und Verschmutzung des zu transportierenden Inhalts. Aus diesem Grund besteht die wichtigste Aufgabe von Transportbehältern darin, die Qualität des Transportgutes beizubehalten. Diese Qualitätssicherungsfunktion ist von der Herstellung der Materialien bis zu deren Verbrauch oder Weiterverarbeitung sicherzustellen. Die verwendete Verpackung, und somit der Behälter, muss den Inhalt bei Lagerung, Umschlag und Transport gegenüber mechanischen, biologischen und klimatischen Beanspruchungen schützen.^[57]

Die Schutzfunktion der Verpackung bezieht sich, neben dem Schutz der Umwelt vor Schäden, die auf ein unsachgemäß verpacktes Produkt zurückzuführen sind, hauptsächlich auf den Schutz des Anwenders, den Menschen. Dies trifft besonders beim Handling von Gefahrengütern zu. Des Weiteren dürfen technische Hilfsmittel beim Umschlag der Ware nicht beschädigt werden. Somit schafft die Schutzfunktion der Verpackung die notwendigen Bedingungen, um Produkte überhaupt zu versenden und in extremen Situationen dessen Funktionsfähigkeit zu gewährleisten.^[58]

Der Lagerungs- und Bereitstellungsfunktion wird ein Behälter gerecht, wenn er den Lagerplatz in Raum und Fläche optimal ausnutzt. Eine optimale, platzsparende Raumausnutzung wird entweder durch zusammenklappbare oder nestbare^[59] Transportbehälter erreicht.^[60] Form, Abmessung und Stabilität der Behälter müssen für das Aufeinandersetzen einzelner Behälter geeignet sein und zugleich den Ansprüchen der vorhandenen Lagersysteme entsprechen. Wichtig ist das insbesondere beim Einsatz von automatischen Lager- und Kommissioniersystemen. Die Erfüllung der Kommissionierfunktion durch Transportbehälter , die vorwiegend in Vor- und Endmontagebereichen Anwendung findet , unterstützt moderne Just-In-Time-Konzepte auf mehrfache Weise. Es werden alle erforderlichen Teile für ein Produkt in einem einzigen Behälter untergebracht. Außerdem gewährleistet die transparente Gestaltung der Transportbehälter, dass nur vollständige Kommissionen in die Montagebereiche kommen und somit aufwendige Such- und Nachbestellvorgänge entfallen.^[61]

Die Erfüllung der Transportfunktion erleichtert den Transport eines Produktes bzw. macht es überhaupt erst transportfähig. Abmessung und Form der Behälter müssen bei möglichst geringem Eigengewicht eine optimale Flächen- und Raumausnutzung des gewählten Transportmittels ermöglichen. Die Transportfunktion weist Parallelen zur Lagerungsfunktion auf, ergänzt diese aber um den Schutz des Transportgutes vor Erschütterungen und sich verändernden Umweltbedingungen.^[62] Erfüllt der Behälter die Anforderungen einer optimalen Transportfunktion, lassen sich Rationalisierungspotenziale bei allen Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette erzielen.

Das Zusammenfassen von Packstücken und leichteres Handling beim Umschlag^[63] ermöglicht die sog. Handlings- und Manipulationsfunktion. Die Behälter sollten hinsichtlich der Manipulationsfunktion so beschaffen sein, dass durch die Verwendung von Transporttechnik, wie z.B. Gabelstapler oder Kräne, die Manipulationsvorgänge, zu denen das Heben, Tragen und Stapeln der verpackten Güter gehören, signifikant erleichtert werden.^[64]

Die Informationsfunktion ist für den Auftragsabwicklungsprozess von elementarer Bedeutung. Der Behälter stellt hierbei einen Informationsträger dar, der kontinuierlich Signale während Transport-, Umschlag- und Lagervorgängen an bestimmte Empfänger sendet. Eine Automatisierung dieser Logistikprozesse durch Identifikation des Produktes können geeignete Informationsträger auf dem Behälter (z.B. Barcode oder RFID) ermöglichen.^[65]

Eine weitere Funktion ist die Integrationsfunktion. Sie bezieht sich auf die Modularität und Mehrfachverwendbarkeit von Verpackungen in unternehmensübergreifenden Transportketten.^[66]

2.2.4 Mehrwegbehälter in Abgrenzung zu Einwegbehältern

In den bekannten Behälterkreisläufen werden mehrwegfähige Transportbehälter zum Transport zwischen Quelle und Senke verwendet. Aus betriebswirtschaftlicher Sicht kann ein Mehrwegsystem aber nicht in jedem Fall einer Einwegverpackung vorgezogen werden. Die Wahl für eine dieser beiden Applikationen hängt vom Ergebnis der im Vorfeld sorgfältig durchgeführten unternehmens- und produktspezifischen Analysen ab.

Der Gebrauch von Einwegtransportbehältern ist meist kostenintensiver als der von Mehrwegbehältern. Dies liegt zum einen an den höheren Materialkosten (z.B. bei Holz), die entstehen, wenn ein Produkt in Einwegverpackung sich in erhöhtem Umlauf befindet, und zum anderen an den bei einmaliger Verwendung anfallenden Handlings- und Entsorgungskosten. Mehrwegbehälter verursachen demgegenüber Kosten für den Hin- und Rücktransport, die Reinigung sowie Kosten für die Lagerhaltung der Behälter. Auch bei der Anschaffung entsteht höherer finanzieller Aufwand, bedingt durch die vorherige Entwicklung und Herstellung der Behälter.^[67]

Mehrwegfähige Behälter sind im Einsatz rentabler, wenn der Wert einer Einweg- Transportverpackung und die späteren Entsorgungskosten verhältnismäßig hoch sind. Aber auch sobald die anfallenden Kosten für Hin- und Rücktransport sowie Reinigung der Behälter relativ gering sind. Aufgrund der zunehmenden Unternehmenskooperationen im Bereich der Logistik und den geforderten einheitlichen Standards, wird es mehr und mehr an Bedeutung gewinnen, seine Behältersysteme entsprechend den Anforderungen der Partner in der Logistikkette anzupassen.

Die Wirtschaftlichkeit von Mehrwegverpackungen nimmt mit steigendem Umlauf der Verpackungen im Behälterkreislauf zwischen den Kooperationspartnern zu.^[68]

[...]

^[1] Unter C-Teile versteht man Produkte mit geringem Wert aber einem hohen Mengenanteil.

^[2] Weixelbaumer, C. (RFID 2004), S. 3.

^[3] Der technisch interessierte Leser sei an dieser Stelle auf die Publikation von Finkenzeller, K.
(RFID 2006) verwiesen.

^[4] Vgl. Melski, A. (RFID 2006), S. 7ff.

^[5] Vgl. Glasmacher, A. (Technologien 2005), S. 23.

^[6] Vgl. Finkenzeller, K. (RFID 2006), S. 2ff.; Strassner, M. (RFID 2005), S. 54ff.

^[7] Vgl. Finkenzeller, K. (RFID 2006), S. 7; Glasmacher, A. (Technologien 2005), S. 24;
Weigert, S. (RFID 2006), S. 22.

^[8] Die englischsprachige Bezeichnung Reader wird in dieser Arbeit ebenfalls verwendet.

^[9] Die Middleware wird in Abschnitt 2.1.1.3 näher erläutert.

^[10] Vgl. Informationsforum RFID (Basiswissen 2007), S. 2.

^[11] Das Koppelelement des Transponders kann eine großflächige Spule oder Antenne sein.

^[12] Aktive Transponder verfügen stattdessen über eine integrierte Batterie.

^[13] Vgl. Melski, A. (RFID 2006), S. 9.

^[14] Unterschiedliche Bauformen von Transponder sind ausführlich in Finkenzeller, K. (RFID 2006),
S. 14ff. aufgeführt.

^[15] Vgl. Weigert, S. (RFID 2006), S. 22.

^[16] Vgl. Finkenzeller, K. (RFID 2006), S. 23.

^[17] Vgl. Finkenzeller, K. (RFID 2006), S. 8.

^[18] Vgl. Weigert, S. (RFID 2006), S. 26.

^[19] Vgl. Melski, A. (RFID 2006), S. 10.

^[20] Vgl. Finkenzeller, K. (RFID 2006), S. 23f.

^[21] Vgl. Weigert, S. (RFID 2006), S. 26.

^[22] Vgl. Weigert, S. (RFID 2006), S. 27.

^[23] Vgl. Finkenzeller, K. (RFID 2006), S. 7.

^[24] Im Rahmen dieser Arbeit wird das Erfassungsgerät immer als Lesegerät oder Reader bezeichnet,
unabhängig davon, ob die Daten nur gelesen oder auch geschrieben werden.

^[25] Vgl. Weigert, S. (RFID 2006), S. 23.

^[26] Vgl. Melski, A. (RFID 2006), S. 8.

^[27] Vgl. Finkenzeller, K. (RFID 2006), S. 7.

^[28] Vgl. Glasmacher, A. (Technologien 2005), S. 25.

^[29] Vgl. Weigert, S. (RFID 2006), S. 23.

^[30] Vgl. Melski, A. (RFID 2006), S. 14.

^[31] Vgl. Weigert, S. (RFID 2006), S. 24.

^[32] Der Begriff Middleware bezeichnet allgemein eine zwischen IT-System und Anwendungsebene
geschaltete Funktionsschicht.

^[33] Vgl. Glasmacher, A. (Technologien 2005), S. 26; Weigert, S. (RFID 2006), S. 24.

^[34] Quelle: Eigene Darstellung, in Anlehnung an Melski, A. (RFID 2006), S. 15.

^[35] Als Frequenz oder auch Betriebsfrequenz eines RFID-Systems ist die Frequenz gemeint,
auf der das Lesegerät sendet und empfängt.

^[36] Vgl. Franke, W.; Dangelmaier, W. (RFID 2006), S. 23, ähnlich Kummer/Einbock/Westerheide
(RFID 2005), S. 15f.

^[37] Vgl. Kummer/Einbock/Westerheide (RFID 2005), S. 16.

^[38] Quelle: Eigene Darstellung, in Anlehnung an Kummer/Einbock/Westerheide (RFID 2005), S. 16.

^[39] Vgl. Weigert, S. (RFID 2006), S. 28.

^[40] Vgl. Weigert, S. (RFID 2006), S. 28.

^[41] Vgl. Finkenzeller, K. (RFID 2006), S. 22f.; Kummer/Einbock/Westerheide (RFID 2005), S. 17.

^[42] Backscatter (Engl. = Rückstreuung). Kommunikationsform zwischen Reader und Transponder,
bei der dieser die Funkwellen des Readers reflektiert und verändert seine Daten in diese reflektierten
Wellen.

^[43] Vgl. Finkenzeller, K. (RFID 2006), S. 22f.; Kummer/Einbock/Westerheide (RFID 2005), S. 17ff.

^[44] Vgl. Melski, A. (RFID 2006), S. 20.

^[45] Vgl. Pflaum, A. (SCM 2001), S. 94.

^[46] Vgl. Weigert, S. (RFID 2006), S. 29.

^[47] Vgl. Informationsforum RFID (Basiswissen 2007), S. 7.

^[48] Vgl. Informationsforum RFID (Basiswissen 2007), S. 7.

^[49] Vgl. Lackner, E.; Zsifkovits, H. (Supply Chain 2006), S. 244.

^[50] Vgl. Leclerc, M. (Behälterlogistik 2002), S. 3.

^[51] Vgl. Leclerc, M. (Behälterlogistik 2002), S. 3.

^[52] Neben dem Behälterbegriff sind ebenfalls die Bezeichnungen Lademittel oder Ladungsträger
gebräuchlich.

^[53] Vgl. Hofmann, E.; Bachmann, H. (Behältermanagement 2006b), S. 19.

^[54] Vgl. Wildemann, H. (Behältersysteme 1995), S. 36.

^[55] Bedingt durch die Tatsache, dass Unternehmen zu mehreren Lieferanten und Kunden intensive
Geschäftsbeziehungen pflegen, ist das Bild der Kette durch das eines Netzwerkes zu ersetzten.
Bei Verwendung der Begriffe Supply Chain, Logistikkette oder Lieferkette im Rahmen dieser Arbeit, wird immer das Netzwerk verstanden.

^[56] Vgl. Hofmann, E.; Bachmann, H. (Behältermanagement 2006b), S. 19.

^[57] Vgl. Wildemann, H. (Behältersysteme 1995), S. 6.

^[58] Vgl. Wildemann, H. (Behältersysteme 1995), S. 6.

^[59] Der Begriff nestbar steht in der Logistik für stapelfähig.

^[60] Vgl. Schmidt, J. (Behältermanagement 2007), S. 19.

^[61] Vgl. Wildemann, H. (Behältersysteme 1995), S. 8f.

^[62] Vgl. Wildemann, H. (Behältersysteme 1995), S. 7.

^[63] Gesamtheit der Förder- und Lagervorgänge, die notwendig sind beim Übergang von Gütern auf ein Transportmittel, beim Abgang der Güter und beim Wechsel von Transportmitteln.

^[64] Vgl. Wildemann, H. (Behältersysteme 1995), S. 7f.

^[65] Vgl. Wildemann, H. (Behältersysteme 1995), S. 8.

^[66] Vgl. Wildemann, H. (Behältersysteme 1995), S. 8.

^[67] Vgl. Leclerc, M. (Behälterlogistik 2002), S. 3.

^[68] Vgl. Wildemann, H. (Behältersysteme 1995), S. 47.