Fleisch / Mattern Das Internet der Dinge

Ubiquitous Computing und RFID in der Praxis: Visionen, Technologien, Anwendungen, Handlungsanleitungen
1. Auflage 2005
ISBN: 978-3-540-28299-0
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 374 Seiten, eBook

Mit dem "Internet der Dinge" zeichnet sich ein fundamentaler Technik-Trend ab, dessen betriebswirtschaftliche Konsequenzen und Chancen hier erstmals erläutert werden. Das Buch stellt dabei nicht nur eine klare technologisch wie ökonomisch begründete Vision des Ubiquitous Computing dar, sondern beschreibt darüber hinaus in mehreren Fallstudien auch deren Umsetzung in die Unternehmenspraxis unterschiedlichster Branchen, skizziert die wichtigsten Technologien und leitet unmittelbar anwendbare Handlungsanleitungen ab. Es liefert eine fundierte, in sich geschlossene und übersichtlich dargestellte Analyse für Praktiker, Forscher und Studierende, die sich mit Gestaltung, Chancen und Risiken von RFID-Anwendungen und Ubiquitous-Computing-Szenarien auseinandersetzen.

Zielgruppe

Professional/practitioner

Autoren/Hrsg.

Fleisch, Elgar

Mattern, Friedemann

Inhaltsverzeichnis

Visionen.- Die betriebswirtschaftliche Vision des Internets der Dinge.- Die technische Basis für das Internet der Dinge.- Technologien.- Einführung in die RFID-Technologie.- EPC-Technologie — vom Auto-ID Center zu EPCglobal.- Architektur und Integration von RFID-Systemen.- Middleware für Ubiquitous-Computing-Anwendungen.- Anwendungen.- Einsatz von RFID in der Bekleidungsindustrie — Ergebnisse eines Pilotprojekts von Kaufhof und Gerry Weber.- Nutzen von RFID zur Sicherung der Supply Chain der Pharmaindustrie.- Potenziale der RFID-Technologie für das Supply Chain Management in der Automobilindustrie.- RFID-Anwendungen bei der Volkswagen AG — Herausforderungen einer modernen Ersatzteillogistik.- Tracking von Ladungsträgern in der Logistik — Pilotinstallation bei einem Güterverladeterminal.- Automatische Produktidentifikation in der Supply Chain des Einzelhandels.- Nutzenpotenziale smarter Maschinen am Beispiel von Verkaufsautomaten.- Werkzeugmanagement in der Flugzeugwartung — Entwicklung eines Demonstrators mit ERP-Anbindung.- Zahlungsverfahren mit Ubiquitous Computing.- Das smarte Buch.- Handlungsanleitungen.- RFID-Systemeinführung — Ein Leitfaden für Projektleiter.- Finanzielle Bewertung von Ubiquitous-Computing-Anwendungen.- Die Privatsphäre im Ubiquitous Computing — Datenschutzaspekte der RFID-Technologie.- Die Wahrnehmung von RFID als Risiko für die informationelle Selbstbestimmung.

Leseproben

Architektur und Integration von RFID-Systemen (S. 101-102)

Frédéric Thiesse
Institut für Technologiemanagement, Universität St. Gallen

Kurzfassung. RFID-Systeme erweitern die bestehende IT-Landschaft um eine Reihe zusätzlicher Soft- und Hardwarekomponenten. RFID-Daten finden in verschiedensten Applikationen Verwendung und machen daher häufig einen hohen Integrationsaufwand erforderlich. Die gewählte Informationssystem-Architektur spielt aus diesem Grund eine entscheidende Rolle für den Erfolg einer RFIDEinführung und bedarf einer sorgfältigen Planung in frühen Projektphasen. Der vorliegende Beitrag stellt zu diesem Zweck eine RFID-Referenzarchitektur und ihre wesentlichen Komponenten vor, die in der Analyse- und Designphase eines Einführungsprojekts als Hilfsmittel für einen strukturierten Informationssystem- Entwurf Verwendung finden kann. Darüber hinaus werden die wichtigsten, für die Implementierung notwendigen Softwaretechnologien vorgestellt. Abschließend wird das Zusammenspiel der einzelnen Bausteine anhand mehrerer Anwendungsbeispiele illustriert.

1 Einführung

In der Vergangenheit waren RFID-Systeme weitgehend Individualentwicklungen, was vor allem in der Vielzahl verschiedener Anbieter, Technologien und Anwendungsfelder begründet lag. Mit der zunehmenden Reife bzw. Standardisierung der Technologie und der damit einhergehenden Größe der zu realisierenden Systeme verlieren diese aber nach und nach ihren Prototypencharakter und es verschiebt sich der Fokus weg von den Eigenschaften der Hardware hin zum Aufbau komplexer Gesamtsysteme. Zentraler Aspekt ist dabei die Gestaltung der Softwarearchitektur zur Steuerung der eingesetzten Hardware, zur Einbindung weiterer Informationssysteme (IS) sowie zur ganzen oder teilweisen Abbildung der betroffenen Geschäftsprozesse [Kub03].

Die Anforderungen an eine derartige RFID-Softwarearchitektur lassen sich dabei wie folgt zusammenfassen:

Integration. RFID-Systeme sind in den allermeisten Fällen keine isolierten Anwendungen, sondern dienen als Schnittstelle zwischen physischen Vorgängen in der realen Welt einerseits und den Informationssystemen zur Planung, Steuerung und Kontrolle dieser Vorgänge andererseits. Die Möglichkeiten zur flexiblen Integration in eine bestehende Systemlandschaft sind daher für den Nutzen von RFID-Systemen entscheidend.

Performance. Insofern RFID nicht nur zur Offline-Analyse, sondern zur Prozesssteuerung in Echtzeit verwendet wird, entstehen u. U. hohe Anforderungen, die das System auch unter Volllast zuverlässig erfüllen muss. Dies betrifft sowohl die Fähigkeit, große Mengen an ankommenden Daten zu verarbeiten, als auch die Geschwindigkeit, mit der dies geschieht.

Skalierbarkeit. Eine mit steigenden Leistungsanforderungen ebenfalls wichtiger werdende Fähigkeit ist die Skalierbarkeit, d.h. die Möglichkeit zur Erweiterung des Systems durch Verteilung auf mehrere Rechner bzw. Standorte. Entscheidend ist hierbei jeweils, inwiefern die Systemleistung von der zusätzlichen Rechenkapazität profitiert bzw. durch die evtl. redundante Datenhaltung und Notwendigkeit zum Datenaustausch zwischen mehreren Installationen negativ beeinflusst wird.

Robustheit. Die Steuerung und Kontrolle physischer Vorgänge bringt eine Vielzahl möglicher Fehlerquellen mit sich, je nachdem, inwieweit es sich jeweils um geführte oder chaotische Prozesse handelt. Da unmittelbare Benutzereingriffe zumeist nicht möglich sind, muss das RFID-System jederzeit in der Lage sein, auftretende Fehler zu behandeln bzw. an übergeordnete Systeme weiterzuleiten, ohne dass die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems beeinträchtigt wird.

Sicherheit. Nicht zuletzt ist für RFID-Systeme wie auch bei anderen Informationssystemen der Sicherheitsaspekt zu berücksichtigen, sei es zum Schutz einzelner Systemkomponenten vor Manipulation von außen oder zur Sicherung der bei Kommunikationsvorgängen übertragenen Daten. Dies gilt insbesondere bei Anwendungen, die nicht an den Grenzen einer Organisation enden, z.B. in der Lieferkette eines Industrieunternehmens.

Vor diesem Hintergrund entsteht ein wachsender Bedarf nach wieder verwendbaren Lösungsbausteinen, die schneller und zuverlässiger zum Erfolg führen, als es mit dem „Grüne Wiese"-Ansatz möglich wäre. Existierende Vorschläge für Architekturen zu Ubiquitous-Computing-Anwendungen wiederum konzentrieren sich zumeist nur auf einzelne isolierte Szenarien, um technische oder funktionale Prinzipien zu demonstrieren. Im Gegensatz dazu adressiert RFID vor allem große integrierte, häufig organisationsübergreifende Anwendungen und die wesentliche Herausforderung bei deren Implementierung besteht in der Einbettung von Technologie und Systemen in eine bereits bestehende Infrastruktur, sodass sich der Schwerpunkt mehr und mehr von der Basistechnologie in Richtung der oben genannten Punkte bewegt.

Über Autor(innen)

Prof. Dr. Elgar Fleisch ist Professor für Technologiemanagement und Direktor am Institut für Technologiemanagement an der Universität St. Gallen (HSG) sowie Professor für Informationsmanagement am Departement für Management, Technologie und Ökonomie an der ETH Zürich. Er forscht im Bereich Operationsmanagement und betriebswirtschaftlichen Auswirkungen des Ubiquitous Computing. Elgar Fleisch ist Co-Chair der Auto-ID Labs mit Standorten am MIT, in Adelaide, Cambridge, Shanghai, St. Gallen/Zürich und Tokyo und leitet zusammen mit Prof. Friedemann Mattern das M-Lab, eine gemeinsame Initiative von ETH Zürich und HSG. Er ist weiters Mitgründer der Intellion AG und Mitglied mehrerer Steuerungsausschüsse in Forschung, Praxis und Lehre. Prof. Dr. Friedemann Mattern ist seit 1999 an der ETH Zürich als Leiter des Fachgebiets "Verteilte Systeme" tätig; im Oktober 2002 gründete er dort das Institut für Pervasive Computing. Mattern studierte Informatik in Bonn und promovierte an der Universität Kaiserslautern. Zwischen 1991 und 1999 hatte er Professuren an der Universität des Saarlandes und an der Technischen Universität Darmstadt inne. Er ist an mehreren Industriekooperationen und Forschungsprojekten zum Thema Ubiquitous und Pervasive Computing beteiligt und ist Mitbegründer des von der ETH Zürich und der Universität St. Gallen gemeinsam getragenen M-Lab-Kompetenzzentrums, das die betriebswirtschaftlichen Auswirkungen des Ubiquitous Computing erforscht. Ferner koordiniert er das Ladenburger Kolleg "Leben in einer smarten Umgebung", an dem Forschungsgruppen von sieben Universitäten beteiligt sind. Mattern ist im Technologiebeirat namhafter Konzerne vertreten, Mitglied verschiedener wissenschaftlicher Akademien, Mitherausgeber mehrerer Fachzeitschriften und Buchreihen und initiierte eine Reihe internationaler Fachkonferenzen, darunter "Pervasive 200x". Seine derzeitige Lehrtätigkeit umfasst die Gebiete verteilte Systeme undAlgorithmen, Rechnernetze sowie Ubiquitous Computing.