Digitaler Produktpass: Neue Dynamik für Reader und Transponder

Thomas Brunner: Vorweg gesagt halte ich diese von der EU beschlossene Initiative, die im Grunde auf den europäischen Green Deal zurückgeht, für sehr sinnvoll. Nicht nur, weil ich als Vater von drei Kindern der Meinung bin, dass wir überall dort, wo es möglich ist, nachhaltiger planen und denken sollten – sondern auch, weil ich überzeugt bin, dass wir unsere technologischen Möglichkeiten nutzen müssen, um den Lebenszyklus von Produkten effizienter zu gestalten.

Es geht darum, Produkte von der Materialbeschaffung über Herstellung und Transport bis hin zum Endverbraucher und Recycling zu begleiten. Kennzeichnung, Sensorik, Identifikation und Datentransfer können diesen gesamten Lebenszyklus energieeffizienter und ressourcenschonender gestalten.

Die Grundlage dafür ist eine eindeutige Identifikation – das, was wir als Digital Product Passport bezeichnen. Dabei geht es nicht nur um die reine Identifikation, sondern vor allem um die Bereitstellung relevanter Informationen: Materialeigenschaften, Herkunft der verbauten Rohstoffe, der CO₂-Fußabdruck und letztlich auch die Recyclingfähigkeit. Das macht den Digital Product Passport zu einem echten Mehrwert für alle.

Thomas Brunner: Die meisten UHF-Reader sind durch ihre Lesereichweite, Multitagfähigkeit und hohe Integrationsdichte grundsätzlich sehr gut für den DPP geeignet. Sie müssen sich nahtlos in bestehende IT-Systeme integrieren lassen und offene Schnittstellen sowie Standardkompatibilität – etwa zu GS1-Standards oder branchenspezifischen Protokollen – bieten.

Zudem sollten sie aktuelle UHF-Standards wie Gen2v2 inklusive aller Sicherheitsfunktionen vollständig unterstützen, große Tag-Mengen parallel und zuverlässig erfassen können und bereits auf Reader-Ebene über eine Filterlogik verfügen, um Datenmengen zu reduzieren und die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Ebenso entscheidend ist die Zukunftsfähigkeit – etwa durch klare Update-Strategien und modulare Erweiterungsmöglichkeiten, um auf neue Anforderungen reagieren zu können, ohne die Hardware austauschen zu müssen. Unsere Gen-4-Reader erfüllen diese Anforderungen.

Thomas Brunner: Grundsätzlich gilt: Die Anbindung von RFID-Readern an übergeordnete Systeme erfolgt bereits heute über eine Vielzahl an Schnittstellen – je nach Anwendung, Systemarchitektur und Anforderungen des Kunden.

Reader stellen in der Regel eine herstellerspezifische Low-Level-API zur Verfügung. Es gibt auch vereinzelte übergreifende Protokolle wie das sogenannte „Low-Level Reader Protocol“ (LLRP), das jedoch sehr rudimentär ist und nur Basisfunktionen abbildet. In der Praxis werden diese APIs meist über Middleware oder kundenspezifische Softwarelösungen an moderne Schnittstellen wie REST oder MQTT angebunden.

REST wird dabei häufig als Programmierhilfe genutzt, um Reader einfach in bestehende Systeme zu integrieren, ohne sich direkt mit den herstellerspezifischen APIs auseinandersetzen zu müssen. REST-basierte Schnittstellen sind modular, flexibel und lassen sich gut in moderne Web- oder Cloud-Anwendungen integrieren.

MQTT wiederum ist ein etablierter Messaging-Standard für IoT-Anwendungen, insbesondere für die Übertragung von Telemetriedaten in Richtung Cloud oder Edge-Plattformen. Viele unserer Reader unterstützen MQTT bereits heute nativ oder über Softwaremodule.

LwM2M ist bei uns aktuell nicht standardmäßig integriert, lässt sich jedoch über Softwarelösungen von Partnern abbilden, die LwM2M in ihrer Middleware unterstützen und so als Vermittlungsschicht fungieren.

Die Anbindung an DPP-konforme Plattformen wird keine grundlegend neuen Anforderungen an die Reader stellen. Die heute bereits etablierten Schnittstellen – sei es REST, MQTT oder andere – decken die erwarteten Szenarien gut ab. Typischerweise werden die konkreten Anforderungen von der jeweiligen IT-Infrastruktur vorgegeben, und als Hersteller reagieren wir darauf mit modularen Softwarearchitekturen und Partnerschaften.

Kurz gesagt: Die Anbindung von Reader-Systemen an DPP-Plattformen ist für uns kein Neuland, sondern „Daily Business“. Die technologische Basis ist vorhanden – entscheidend ist die jeweilige Implementierung und der konkrete Use Case.

Thomas Brunner: Die DPP-Umsetzung selbst ändert nichts an der grundsätzlichen Leistungsfähigkeit oder Logik eines RFID-Systems. Wenn heute beispielsweise 50 Kaffeemaschinen auf einer Palette automatisiert erfasst werden sollen, funktioniert das mit DPP genauso wie ohne – vorausgesetzt, die Datenformate und Schnittstellen sind entsprechend angepasst.

Nehmen wir das Beispiel Batteriesysteme – etwa in Elektrofahrzeugen: Diese bestehen oft aus robusten, geschlossenen Edelstahlgehäusen. Das bedeutet, dass der eingesetzte Transponder nicht nur „on-metal“-fähig sein muss, sondern auch eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Temperatur, Vibration, Feuchtigkeit und chemischer Belastung aufweisen sollte.

Gleiches gilt für Anwendungen im Baustoffbereich, etwa bei Stahl, Zement oder Isolierung, wo Transponder direkt in raue industrielle Prozesse oder logistische Umgebungen integriert werden.

Hier kommt es auf die richtige Kombination aus mechanischer Robustheit und digitaler Standardkonformität an. RFID-Tags müssen an die jeweilige Produktumgebung angepasst sein. Das bedeutet: On-Metal-Fähigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, entsprechende IP-Schutzklassen sowie eine Langlebigkeit, die der Lebensdauer des Produkts entspricht.

Ebenso wichtig sind zuverlässige Haftung auf schwierigen Oberflächen oder die Möglichkeit, Tags direkt in Materialien zu integrieren.

Auf der digitalen Ebene bleibt das Interface hingegen weitgehend identisch. Ein UHF-Reader arbeitet auch bei DPP-Anwendungen standardkonform – etwa mit ISO/IEC 18000-63 oder EPC Gen2v2.

Die neuen Anforderungen durch den DPP betreffen vor allem die Datentiefe und -struktur, also wie Informationen aus dem Transponder ausgelesen, interpretiert und an übergeordnete Systeme übergeben werden – beispielsweise als digitaler Zwilling.

Thomas Brunner: Meiner Einschätzung nach ist Sensorik im engeren Sinne kein direkter Bestandteil des DPP-Konzepts. Ein QR-Code beispielsweise – häufig als Kennzeichnungsmethode genannt – ist keine Sensorik, sondern eine optisch lesbare digitale Identifikationsmethode.

Allerdings gibt es zunehmend Anwendungen, in denen der DPP mit sensorischer Datenerfassung kombiniert wird – insbesondere dann, wenn Hersteller zusätzliche Informationen über den Zustand eines Produkts oder Materials erfassen und weitergeben möchten. Dazu gehören beispielsweise Messwerte wie Feuchtigkeit, Temperatur oder Druck.

Technisch lassen sich sensorgestützte RFID-Lösungen in zwei Grundtypen unterscheiden:

• Zum einen gibt es passive, also batterielose Sensortransponder. Sie arbeiten nur dann, wenn sie sich im Lesefeld eines RFID-Readers befinden. Die dafür benötigte Energie wird vom Lesegerät induktiv bereitgestellt. Sobald der Transponder das Lesefeld verlässt, endet auch die Messung.

• Zum anderen kommen batterieunterstützte, also semi-passive Sensortransponder zum Einsatz, die über eine eigene Energiequelle verfügen – etwa in Form einer Knopfzelle. Dadurch können sie Sensordaten kontinuierlich erfassen, zwischenspeichern und übertragen, sobald sie in Reichweite eines Readers gelangen.

Solche Technologien sind keineswegs neu – sie sind bereits seit mehr als zehn Jahren verfügbar. Deutlich weiterentwickelt hat sich jedoch ihre Leistungsfähigkeit, insbesondere im Hinblick auf Reichweite und Energieeffizienz.

Früher lagen die Reichweiten bei etwa 0,5 bis 1,5 Metern. Heute sind – je nach Anwendung und Sensor – Reichweiten von drei bis fünf Metern, teilweise sogar über 10 Meter möglich, beispielsweise bei optimierten Feuchtigkeitssensoren.

Thomas Brunner: Eigentlich zunächst nichts, denn der Digital Product Passport schreibt aktuell keine Sensorikfunktionen vor. Die Standardisierung konzentriert sich auf eindeutige Identifikation, Datenstruktur und Rückverfolgbarkeit.

Wenn ein Hersteller jedoch ohnehin eine DPP-konforme Kennzeichnung implementiert, liegt es nahe, diese mit zusätzlichen Funktionen zu kombinieren – beispielsweise mit Zustandsüberwachung in Logistik oder Nutzung. In diesem Sinne kann sich Sensorik als sinnvolle Ergänzung etablieren.

Das bedeutet, dass ein digitales Typenschild, das sowohl die Anforderungen des DPP erfüllt als auch produktspezifische Sensordaten liefert, in vielen Fällen einen zusätzlichen Mehrwert bieten kann. Technisch läuft dies parallel zum DPP, kann jedoch strategisch gemeinsam gedacht und umgesetzt werden.