Cool-RFID

"Energieautarke RFID-Sensorsysteme für die Industrie 4.0"

Der Cool Silicon e. V. hat sich erfolgreich für eine KMU-NetC („Förderung von KMU-zentrierten, strategischen FuE-Verbünden in Netzwerken und Clustern“)  - Förderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung beworben. Das Projekt "Cool-RFID" startet am 1. Januar 2018.

Hintergrund

Um neue Marktpotenziale zu erschließen, sind KMU besonders herausgefordert, ihre Prozesse, Produkte und Dienstleistungen und auch ihre Geschäftsmodelle zu erneuern. Solche Innovationsstärke erreichen KMU vor allem im Verbund, zum Beispiel in Netzwerken und Clustern. In der Fördermaßnahme „KMU-NetC“ werden anspruchsvolle Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsverbünde im Rahmen von Netzwerken und Clustern mit maßgeblicher Beteiligung kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) gefördert. Die Kooperationen sind an den Bedarfen der KMU und den Innovationsstrategien oder Technologie-Roadmaps der Netzwerke und Cluster ausgerichtet. „KMU-NetC“ ist Teil des Konzepts „Vorfahrt für den Mittelstand – Das Zehn-Punkte-Programm des BMBF für mehr Innovation in KMU“. Mit diesem in die „neue Hightech-Strategie der Bundesregierung – Innovationen für Deutschland“ eingebetteten Konzept fördert das BMBF neue Ideen, neue Anwendungsmöglichkeiten sowie neue Geschäftsmodelle und setzt sich für eine weite Verbreitung und Nutzung von Forschungsergebnissen und Modelllösungen unter den KMU ein.

Ziele und Vorgehen

Im Zuge von „Industrie 4.0“ entsteht ein wachsender Bedarf an Sensoren, die verschiedenste Messgrößen (Temperatur, Beschleunigung, Feuchtigkeit etc.) energiesparend und berührungslos während der Produktion und bei der Übergabe von Produkten verfügbar machen.

Das Projekt Cool-RFID zielt auf die Entwicklung einer ganzheitlichen Systemlösung, die es gestattet, mit passiven, d.h. ohne zusätzliche Batterie auskommenden, RFID-Komponenten neben Produktkennungen auch Zustände zu erfassen. Hierzu werden speziell zu entwickelnde RFID Transponder mit Sensoren gekoppelt (RFID-Sensor-Tags), so dass der Zustand der Sensoren kabellos mit RFID-Lesegeräten ausgelesen werden kann. Sensoren können hierbei beispielsweise Temperatursensoren sein, so dass Temperaturen während eines Produktionsprozesses verfolgt werden können, oder Grenzwertsensoren, die ihren Zustand bei einer einmaligen Grenzwertüberschreitung ändern, so dass bei einem Wareneingang automatisiert kontrolliert werden kann, ob im Lebenszyklus der Ware eine Grenzwertüberschreitung eingetreten ist (z.B. Unterbrechung der Kühlkette bei Lebensmitteltransporten oder Feuchteexposition bei Elektronikartikeln).

Die Arbeiten im Projekt umfassen hierbei die Entwicklung der entsprechenden Sensoren (TU Dresden), die Entwicklung der speziellen Transponder (Fraunhofer IPMS), die Fertigung der kompletten RFID-Sensor-TAGs (GERA-IDENT), die Entwicklung bzw. Anpassung von RFID-Lesegeräte zur Erfassung und Verarbeitung der Sensordaten (metraTec) und die Schaffung einer Systemlösung auf Softwarebasis, mit der die erhaltenen Daten in eine automatische Prozess- und Lagerhaltungslösung eingebunden werden können (Dresden Informatik). 

Zusammenwirken der Partner im Vorhaben Cool-RFID

Cluster- bzw. Netzwerkeinbindung

Der umfassende Ansatz des Projekts verbindet Mitglieder aus dem Netzwerk RFID des Clusters Silicon Saxony  mit dem Spitzencluster Cool Silicon. Der Cluster Cool Silicon wurde 2009 im Rahmen des Spitzenclusterwettbewerbs des BMBF ins Leben gerufen und hat sich zum Ziel gesetzt, die Energieeffizienz in der Informations- und Kommunikationstechnik wesentlich zu steigern. Der Fokus des Verbundprojekts auf passive RFID-Technologie beinhaltet originär bereits den Anspruch des Cool Silicon e.V., hocheffiziente Technologien zu fördern und deren Entwicklung zu unterstützen. 

Innovationsperspektive

Die zu entwickelnden RFID-Komponenten stellen eine neuartige Lösung zur Überwachung des Produktionsprozesses und der Logistikkette dar. Die kombinierten RFID-Sensor-TAGs sind dabei von vornherein so konzipiert, dass sie durch kostengünstige Industrieprozesse gefertigt werden können, so dass perspektivisch eine preiswerte Massenfertigung für einen großen Markt ermöglicht wird.

Hierfür sind grundlegende wissenschaftliche Arbeiten zur Entwicklung der Sensorkomponenten und auf dem Gebiet der passiven RFID-Tags, die mit der Strahlungsenergie des Auslesegeräts auch die Sensorelektronik mit Energie versorgen müssen. Diese hierbei gewonnen Erkenntnisse und erarbeiteten Lösungsansätze können auch in weiteren energieeffizienten Anwendungen zur Anwendung kommen.

Ein wesentlicher Bestandteil des Vorhabens wird die Entwicklung eines Standardisierungsvorschlages sein, damit zukünftig der Einsatz anderer Sensoren und RFID-Reader ohne weitreichende Anpassungen möglich ist. Die zu erarbeitenden Systemlösungen zur Einbindung der Messdaten in automatisierte Prozess- und Lagerhaltungsverwaltung werden über den Projektrahmen hinaus zu Event Driven Architecture (EDA) Konzepten führen, mit der Informationsverarbeitung und Alarmerzeugung während der Produktion und Lagerhaltung in Echtzeit bewältigt werden können.

Gefördert durch