NFC zur Integration in Industrie 4.0 - Kontaktloser Datentransfer zur Beschleunigung von enterprise Mobility - AIM-D eV
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46 NFC
NFC-Bezahlvorgang an der Kasse mit einer Wallet App im Smartphone (Quelle: GS1 Germany).
NFC zur Integration in Industrie 4.0
Kontaktloser Datentransfer zur Beschleunigung von Enterprise Mobility
Near Field Communication (NFC) ist technisch gesehen eine spezielle Ausprägung der Radiofrequenz-Identifikation
(RFID). Im Zuge der Digitalisierung der Konsumenten- wie der Industriewelt, die gegenwärtig weltweit mit hoher Inten-
sität betriebenen wird, gewinnt NFC sprunghaft an Bedeutung, denn die drahtlose Kommunikation ist ein wesentliches
Element der Digitalisierung. Das generelle Ziel ist dabei "Enterprise-Mobility", also die Beschleunigung industrieller Pro-
zesse und der an allen erforderlichen Orten spontane Zugriff auf prozessrelevante Daten, die auf mobilen Systemen, in
Datenbanken der Unternehmen oder in der Cloud gespeichert sein mögen. Der Einsatz von NFC steht hier im Wettbe-
werb oder auch in Kooperation mit anderen drahtlosen Technologien wie Matrixcodes, Bluetooth (Beacons) oder Wlan.
In diesem Artikel werden technische Grundlagen, Anwendungsszenarien und Standards im Kontext mit NFC diskutiert.
NFC ist eine Ausprägung der RFID- McDonalds stürmisch ausbreitet. An den Die NFC-Marktausbreitung hat die
Technologie und kommuniziert auf der Kassen muss sich der Konsument iden kritische Schwelle überschritten
RFID-Frequenz 13,56 MHz (HF: Hoch tifizieren, analog dazu identifizieren sich
frequenz). NFC ist zum Beispiel die Personen oder Objekte in logistischen Alle großen Smartphone-Anbieter lie
Schlüsseltechnik für das mobile und oder anderen Industrie-Prozessen. In fern NFC-fähige Geräte. Nach Aussage
berührungslose Bezahlen an den Kassen beiden Fällen spielen NFC-Smartphones von NXP und Winckel waren Ende 2015
des Handels, das sich bei Unternehmen eine Schlüsselrolle. Sie können neben mehr als eine Milliarde NFC-Smartpho
wie Aldi, Karstadt, Star-Tankstellen und der Identität von Personen und Objekten nes im Einsatz. Ende 2016 werden es
auch – wenn sie mit Sensoren kommuni ungefähr 1,8 Milliarden sein - ein jährli
Wolf-Rüdiger Hansen zieren - deren Zustand, Ort und andere ches Wachstum von ungefähr 80 Pro
Parameter erkennen und solche Daten zent. NFC ist keine proprietäre Technik,
Business Innovation Lab an übergeordnete IT-Systeme, wie sie für sondern sie beruht auf den RFID-Nor
Paul-Kornfeld-Weg 33 das "Internet der Dinge" oder "Industrie men ISO/IEC 14443 und 15693 und
60439 Frankfurt
4.0" eingesetzt werden, übertragen. kommuniziert mit 13,56 MHz, der welt
Tel.: +49 69 57610
weit verfügbaren RFID-Frequenz. Die
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kontaktlose Übertragung findet im Nah ckern zum Ausdruck, die NFC-Etiketten
bereich statt (bis maximal 10 cm). Das – auch NFC-Tag genannt – beschriften
geht mit einer hohen Sicherheit vor können. Demzufolge suchen Unterneh
unberechtigtem Abhören der Datenkom men aus der Automobil- und der Befes
munikation einher. tigungsindustrie sowie im öffentlichen
Personennahverkehr verstärkt nach sol
Ein maßgeblicher Treiber der NFC- chen Druckern.
Entwicklung ist das im Jahr 2004
gegründete NFC-Forum, eine Non-
Profit-Organisation, die von zahlreichen Der Durchbruch beim
Weltkonzernen getragen wird, so von mobilen Payment
Apple, Google, Intel, MasterCard, NEC,
Nokia, NXP Semiconductors, Qual Vorreiter beim mobilen Payment mit NFC
comm, Samsung Electronics, Sony, waren in 2015 Aldi Nord und Aldi Süd.
STMicroelectronics und Visa. Ziel des Nach Angaben der Initiative "NFC City
Forums ist es, den Einsatz von NFC zu Berlin", die von GS1 Germany geführt
fördern, indem die Märkte umfassend wurde, steht die Bezahlung mit NFC-
informiert und Spezifikationen entwickelt Smartphones in über 1000 Geschäften
werden, die die Interoperabilität von in Berlin zur Verfügung, so bei Gale
NFC-Geräten und Diensten erleichtern, ria Kaufhof, Kaiser´s, OBI, Real, Rewe,
zum Beispiel NDEF. Penny, Temma und Oh Angie. Weitere
Handelsunternehmen sowie die Mobil
funkanbieter Deutsche Telekom, Tele
Stürmische NFC-Ausbreitung fonica und Vodafone O2 sind Mitglieder
in Handel und Industrie dieser Initiative. Es ist davon auszuge
hen, dass die Zahl der Unternehmen,
Das kontaktlose Bezahlen mit NFC die NFC an den Kassen einführen,
breitet sich an den Kassen des Ein dynamisch steigt. Der Konsument lädt
zelhandels weltweit aus. Neben NFC- für das berührungslose Bezahlen eine
Mobiltelefonen werden dazu kompatibel sogenannte Wallet-App von Telekom,
auch kontaktlose Kredit- und Geldkar Google oder anderen Providern auf sein Rolle mit NFC-Klebeetiketten
ten verwendet. Weiterhin werden NFC- Smartphone. Wenn ein Handy noch (Quelle: Waldemar Winckel GmbH).
Smartphones bereits erfolgreich in der keine integrierte NFC-Funktion besitzt,
Industrie eingesetzt, so in Logistik, Ser dann bieten die meisten Mobilfunkan onsumenten bald über NFC-fähige
K
vice und Wartung sowie für die Zutritts bieter alternativ einen NFC-Sticker mit Geräte verfügen wird. Auch elektroni
kontrolle zu Räumen oder Schränken. NFC-Tag an, der auf die Rückseite des schen Pässe und Personalausweise
Auch Sensoren für Temperatur, Feuch Smartphones geklebt wird. Dann ist das werden mit NFC-Chips ausgeliefert.
tigkeit, Schock usw. werden zunehmend Smartphone auf die Funktion einer NFC- Ende 2016 sollen nach Aussage der
mit NFC-Transpondern gekoppelt. Smartcard begrenzt, die bereits viele deutschen Bundesdruckerei weltweit
Debit- und Kreditkarten besitzen. Beim über 700 Millionen Reisepässe und in
Chip-Hersteller wie NXP bieten Apps für Einsatz von Barcodes hat Aldi seinerzeit Deutschland über 30 Millionen Personal
die NFC-Nutzung an. Zahlreiche Label- lange gezögert, beim mobilen Bezahlen ausweise mit NFC im Umlauf sein.
Hersteller bieten NFC-Transponder mit mit NFC hingegen ist Aldi vorgeprescht.
breit gefächerten Formfaktoren an, die Das lässt auf einen aussichtsreichen Das Interesse des Handels am berüh
aus der RFID-Welt bekannt sind. Exper Business-Case schließen. rungslosen Bezahlen ist, den Bezahl
ten des Industrieverbandes AIM haben vorgang an der Kasse signifikant zu
dafür gesorgt, dass NFC zusammen mit Einen deutlichen Push erfuhr das beschleunigen. Eine Verkürzung um
RFID in den europäischen Standard für mobile Bezahlen, als im Sommer 2015 Sekunden oder nur Bruchteile von
das elektronische Typenschild basierend das Apple iPhone 6 erstmals mit der Sekunden führt an den Kassen dazu,
auf DIN 66277 aufgenommen wurde. NFC-Funktion kam – allerdings bis dass entweder der Umsatz je Laden
Das ist für die Nutzung von NFC in War her nur im sogenannten Card Emula kasse signifikant gesteigert oder die
tungsanwendungen sehr hilfreich. Dass tion Mode (s.u.). Damit bieten die zehn Zahl der notwendigen Kassen redu
diese Technologie auch in die Industrie weltweit größten Smartphone-Herstel ziert wird. Das verbessert die Marge.
anwendungen eindringt, kommt in dem ler NFC in ihren Geräten an und es ist Natürlich setzt die Ausbreitung der
Statement eines Lieferanten von Dru absehbar, dass die große Mehrheit der NFC-Technologie die Ausbreitung der
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Akzeptanzstellen voraus. Da ist noch Elektronische Schlösser für Hotel- man einen Blick auf ihre verschiedenen
erheblicher Raum für Wachstum. Aller zimmer: Viele Hotels setzen bereits Betriebsarten werfen:
dings verlangt Mastercard schon heute Zimmerschlösser mit NFC ein. So kann
von seinen Kunden, dass neue Master der Hotelgast über sein NFC-Smart Card Emulation Mode: Hier funktioniert
card-Reader immer mit NFC-Einrich phone einchecken, ohne sich in die das Smartphone wie ein NFC Tag, der
tung installiert werden. Warteschlange vor der Rezeption stel von einem NFC Reader gelesen wird -
len zu müssen. Die Zimmernummer zum Beispiel an der Kasse.
wird auf sein Smartphone übertragen
Typische NFC-Anwendungs und das Türschloss öffnet sich, wenn Reader/Writer Mode: Das Smart
szenarien in der Industrie er das Smartphone davorhält. Anfangs phone liest über seine NFC-Antenne
ging das nur mit einer kostenintensi einen NFC Tag oder überträgt Daten
Zahlreiche vorhandene oder abseh ven Stromversorgung der Türschlösser, auf ihn. So funktioniert zum Beispiel die
bare Anwendungsmöglichkeiten in inzwischen sind auch batterielose NFC- Touch&Travel-Anwendung der deut
der Industrie sind in dem White Paper Schlösser verfügbar. Das könnte ein schen Bahn. Auf den Bahnhöfen hän
"NFC für industrielle Anwendungen" entscheidender Anstoß für Industrieun gen kleine blaue Tafeln mit unsichtbaren
des Industrieverbandes AIM beschrie ternehmen werden, NFC in umfassende NFC Tags, an die der Bahnkunde sein
ben. Daraus und aus anderen Quellen Sicherheitskonzepte einzubeziehen. Smartphone hält.
hier einige Beispiele:
Mobile Öffnung von Fahrzeugschlös- Peer-to-Peer Mode: Zwei Geräte kom
Periodische Betriebsmittelprüfung: sern: Kraftfahrzeuge sind auch rollende munizieren über NFC direkt miteinan
Wasserzähler, Lüftungsklappen von Computer. Deswegen ist es naheliegend, der, um elektronische Visitenkarten oder
Brandschutzsystemen und andere eine Verbindung zwischen dem Bord andere Informationen auszutauschen.
technische Geräte müssen regelmäßig computern und dem Smartphone des
überprüft werden. Klebt an diesen Gerä Fahrers herzustellen. Auf dem Mobile NFC kommuniziert Daten auf der welt
ten ein NFC Tag, dann kann der War World Congress 2016 in Barcelona weit verfügbaren RFID-Frequenz
tungstechniker diesen Tag mit seinem wurde an einem Konzeptfahrzeug von 13,56 MHz und basiert unter anderen auf
NFC-Smartphone lesen und so die Voll Tesla gezeigt, wie Türen und Kofferraum diesen Normen: Reader/Writer-Modus:
ständigkeit und den Umfang der War mit dem NFC-Smartphone geöffnet wer ISO 14443 (Proximity Cards), ISO 15693
tungsvorgänge revisionssicher und ohne den. Damit sind Anwendungen im Flot (Vincinity Cards), JIS 6319-4 (Felica
manuellen Aufwand dokumentieren. tenmanagement, für Paketdienste oder Cards) sowie Peer-to-Peer-Modus:
Car Sharing denkbar. Gelieferte Pakete ISO 18092 (NFCIP-1) und Wahlmodus:
Parametrisierung von Verkaufsauto- könnten direkt im geparkten PKW des ISO 21481 (NFCIP-2). Das Software
maten: Getränkeautomaten, Kopierer, Empfängers abgelegt werden. Interface NDEF steht für "NFC Data
Waschmaschinen und andere Geräte Exchange Format". Es wurde vom NFC
werden mit einer NFC-Schnittstelle Lesen von Typenschildern: Herstel Forum definiert, um NFC-Anwendungen
versehen. Wartungstechniker sowie ler oder Instandhaltungsunternehmen über die verschiedenen NFC Chips hin
Konsumenten können dann über ihre kennzeichnen Objekte mit Typenschil weg portabel zu machen.
Smartphones mit dem Automaten Ser dern, die die Identifikationsnummer und
viceinformationen austauschen. Auch weitere Daten enthalten. Die Norm DIN
die passende Benutzeranleitung kann 66277, die vom Industrieverband AIM Fazit
auf dem Handy eingesehen werden. ausgearbeitet wurde, legt fest, wie ein
Typenschild mit RFID-Transpondern und Die ausgereifte NFC-Technik kombiniert
Unterstützung der ärztlichen Tätig- gegebenenfalls mit einem Datamatrix- mit dem hohen Verbreitungsgrad von
keit: Krankenakten werden zunehmend Code zu ergänzen ist, um die Daten NFC-fähigen Smartphones wird dazu
elektronisch geführt. Ärzte und Pflege maschinenlesbar zu machen. Gegen führen, dass die NFC-Technik große
personal in den Krankenhäusern werden wärtig ist das europäische Normungs Marktbereiche erfolgreich durchdringt.
mit NFC-Tablets ausgestattet, die Pati institut CEN damit befasst, daraus eine Die Akzeptanz der NFC-Technologie
enten mit NFC-Armbändern. So können europäische Norm zu entwickeln. seitens der Konsumenten wird auch die
die Ärzte bei der Visite oder die Kran Phantasie der Unternehmensexperten
kenschwestern bei der Medikamenten beim industriellen Einsatz beflügeln, vor
vergabe sicherstellen, dass sie exakte NFC-Betriebsarten, allem wenn sie sehen, dass damit das
Information über den Patienten erhalten. Normen und Interfaces strategische Ziel "Enterprise Mobility"
Verwechslungen werden ausgeschlos wirksam unterstützt wird.
sen. Die ärztliche Dokumentation wird Um die NFC-Technik und ihr Anwen
automatisch unterstützt. dungspotential zu verstehen, sollte ident
ident 2/17i n ser en t en v er zeic hn is 83
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