Digitalisierung 4.0 at Hochschule Ansbach

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Einsatz/Vorteile von Codierungssystemen in der Industrie

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Nennen Sie drei grundlegende Speicher- und Identifikationstechnologien

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Warum Barcodes ?

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Data Matrix Code

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Erkläre den Begriff und die prinzipielle Funktionsweise von RFID

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Detaillierte Funktionsweise RFID (1/3) - Aufbau mit Transponder

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Aktive vs. passive Transponder

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Detaillierte Funktionsweise RFID (3/3) Gleichzeitiges Lesen mehrerer Objekte (Pulk-Funktion)

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Anwendungen der RFID-Technologie

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RFID Einsatzgebiete in der Industrie

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Wo steht die Industrie in der deutschen Wirtschaft?

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Stufen der industriellen Revolution

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Digitalisierung 4.0

Einsatz/Vorteile von Codierungssystemen in der Industrie

  • zentrale Anforderung für moderne Fertigungsanlagen ist die maschinenlesbare Kennzeichnung (für Produkte/Produktteile)
  • Planung/Durchführung/Dokumentierung von Produktionsschritten erfolgt durch eindeutige Codierung
  • Aus Produkt sind alle notwendigen Informationen herauszulesen
  • Codierung ermöglicht Nachverfolgbarkeit von Produktionschargen über Produktionsanlage hinaus

Digitalisierung 4.0

Nennen Sie drei grundlegende Speicher- und Identifikationstechnologien

  • OCR - Optische Erkennung (optical character recognition)
  • Barcodes (2D/3D)
  • Radio Frquency Identification (RFID)


Digitalisierung 4.0

Warum Barcodes ?

  • Entwicklungsgrund: gestiegene Anforderungen an rechnergestützte Identifikation als Folge der industriellen Automatisierung
  • im Vergleich zur manuellen Erfassung
    • schnell (> 1000 Scans/s)
    • komfortabel (Eintippen von Informationen nicht mehr notwendig)
    • geringere Fehlerhäufigkeit
  • kostengünstige Informationsspeicher (Aufdruck erfolgt direkt auf Trägermedium z.B. Verpackung)
  • Codierung der Informationen erfolgt über parallel weiß/schwarze Streifen

Digitalisierung 4.0

Data Matrix Code

  • zweidimensionaler Barcode
  • Grundelement Quadrat statt vertikale Balken
  • Hauptnachteil: benötigt zum Auslesen kostenintensive Kameratechnik
  • Typ. Einsatzgebiet: Mikoelektronikbereich (große Datenmengen auf kleinem Raum z.B. Leiterplatten)
  • speicherbare Datenmenge: bis zu 3 KByte

Digitalisierung 4.0

Erkläre den Begriff und die prinzipielle Funktionsweise von RFID

  • RFID = Radio Frequency Identification
  • Technologie zum automatischen und berührungslosen Identifizieren/Lokalisieren von Objekten/Lebewesen mit Radiowellen
  • Basiert auf Sender-Empfänger-System
  • Transponder (Sender) befindet sich am Objekt/Lebewesen
  • Lesegerät (Empfänger) zum Auslesen der Kennung

Digitalisierung 4.0

Detaillierte Funktionsweise RFID (1/3) - Aufbau mit Transponder

  • RFID = Technologie zum Austausch von Informationen mittels Transponder und Empfangsantenne
  • Datenaustausch erfolgt durch Radiowellen (im Nieder-/Hochfrequenz oder Mikrowellenbereich)
  • Aufbau eines RFID-Transponders:
    • Antenne
    • analogen Schaltkreis (Transceiver)
    • digitaler Schaltkreis
    • permanenter Speicher
  • Transponder (Transmitter + Responder) erlaubt gegenüber analogem Barcode elektronische (digitale) Speicherung von Informationen
  • Transponder (verglichen mit Barcode) = wieder beschreibbares Speichermedium

Digitalisierung 4.0

Aktive vs. passive Transponder

Aktive Transponder:

  • besitzen Stützbatterie
  • per elektromagnetischer Kopplung Verbindung zu Leseantenne des Erfassungsgerätes

Passive Transponder:

  • keine eigene Energiequelle
  • Energieversorgung erfolgt über Luftschnittstelle per induktiver (magnetischer) Kopplung


passive Transponder besitzen wesentlich geringere Reichweite (max. 1m)

Ausführungen: Read-only oder Read-write

Digitalisierung 4.0

Detaillierte Funktionsweise RFID (3/3) Gleichzeitiges Lesen mehrerer Objekte (Pulk-Funktion)

  • kein erforderlicher Sichtkontakt zwischen Transponder und Erfassungsgerät aufgrund elektro-magnetischer Übertragung 
  • Gleichzeitige Erfassung mehrerer Transponder möglich (Pulk-Fähigkeit) 
    • vorteilhaft bei Anwendungen in der Logistik

Digitalisierung 4.0

Anwendungen der RFID-Technologie

  • Fahrzeugidentifikation
  • Banknoten
  • Bezahlkarten (EC-Karte)
  • Waren- und Bestandsmanagement
  • Zeiterfassung
  • etc.

Digitalisierung 4.0

RFID Einsatzgebiete in der Industrie

  • Produktions- und Materialflusssteuerung
    • Auftragsbezogene Produktionssteuerung
  • Asset Management
    • Information über Bestand und Status in Echtzeit
  • Track & Trace und Supply Chain Management
    • Durchgängige Transparenz über die gesamte Wertschöpfungskette

Digitalisierung 4.0

Wo steht die Industrie in der deutschen Wirtschaft?

  • Industrie wichtige Stütze in der deutschen Wirtschaft (23% der BWS)
  • Industrie, produz. Gewerbe und unternehmensnahe Dienstleistungen machen fast 40 % der Wertschöpfung in Deutschland aus
  • Industrie ist Motor der Produktivität

Digitalisierung 4.0

Stufen der industriellen Revolution

1. Rev: Mechanisierung Ende 18. Jhdt. (mech. Produktion mit Wasser und Dampf)

2. Rev: Elektrifizierung Beginn 20.Jhdt. (Einführung arbeitsteiliger Massenproduktion mithilfe elektr. Energie)

3. Rev: Automatisierung Beginn 1970er (Einführung Elektronik/IT zur weiteren Automatisierung der Produktion)

4. Rev: Digitalisierung heute (Einführung CPPS Systeme, IIOT, Business Modelle)

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