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Qualitätssicherung von RFID-Medienetiketten

Die Münchner Stadtbibliothek hat am 14.6.2010 zum dritten Mal im Auftrag der AG „RFID in Bibliotheken“ im Kompetenznetzwerk für Bibliotheken (knb) zu einem Round Table eingeladen, an dem Vertreter der Industrie vom Chiphersteller über Etikettenproduzenten bis zu Anbietern von RFID-Systemen für Bibliotheken teilnahmen.

Das erste Treffen fand am 14. September 2009 in der Münchner Stadtbibliothek statt. Die Transpondertests, die am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS gemacht worden waren, zeigten eindrucksvoll die Qualitätsunterschiede, und die Vertreter der 15 Firmen waren sich schnell einig, dass eine Qualitätsdefinition und -standardisierung sowohl den Lieferanten wie den Bibliotheken nützen würde. Qualitätsangaben seitens einzelner Hersteller können bis dato von den Bibliotheken mangels standardisierter, nachvollziehbarer Kriterien nicht berücksichtigt werden, so dass sich die Vergabe zum Bedauern der Bibliotheken ausschließlich am Preis orientieren muss.

Generell führen mehr KO-Kriterien dazu, dass für die Vergabestellen nur noch der Preis für den Zuschlag ausschlaggebend ist. Um eine Entscheidung nach Qualitätskriterien herbeiführen zu können, sollten daher in den Ausschreibungen mehr B-Kriterien genannt werden, zu denen die Lieferanten Stellung nehmen, bzw. auch eigene Testergebnisse nennen können.

Lesereichweite der Transponder

Hauptthema der Treffen war die Lesereichweite der Transponder für Print-Medien. Seitens der Bibliotheken wird eine Lesereichweite von mindestens 35 cm gefordert.

Für die Überprüfung, ob dieser Mindestwert von 35 cm in der Praxis eingehalten werden kann, wurden Referenzmedien mit Transpondern von der Stadtbibliothek München versandt. Die beteiligten Firmen waren aufgefordert, diese Einhaltung zu überprüfen, bzw. der Forderung zuzustimmen oder sie abzulehnen. Der Mindestwert von 35 cm Lesereichweite wurde von allen Beteiligten angenommen.

Vorgehen in der Bibliothek
  1. Bei einer Lieferung von RFID-Etiketten werden Stichproben genommen.
    Vorgeschlagene Stichprobengrösse:
    Bei 10'000: 10 Etiketten
    Bei 100'000: 100 Etiketten
    Bei 1 Mio.: 500 Etiketten

  2. Bei Abweichungen (Mindestwert nicht erreicht) wird dies dem Lieferanten mitgeteilt. Lassen sich keine Fehler im Messaufbau feststellen, sendet die Bibliothek die gemessenen Etiketten an den Lieferanten (keine neue Stichprobe). Der Lieferant vermisst diese im Labor.

  3. Wenn sich die beiden Parteien nicht einigen können und die Auffassung über die ermittelten Messwerte stark differieren, können die Etiketten an eine unabhängige Institution gesandt werden. Diese kann Labortests nach ISO 10373-7 durchführen und die Einhaltung der Grenzwerte bestätigen oder ablehnen. Erst hierauf erfolgt eine definitive Zurückweisung der gesamten Lieferung auf Kosten des Lieferanten. Es können beliebige andere Lesegeräte (nicht nur wie unten genannt Feig MR 101 mit Padantenne) genutzt werden.

Geprüft wird: der Abstand zwischen Leserantenne und Etikett unter praktischen Bedingungen in der Bibliothek. Geprüft wird die Lesbarkeit des RFID-Etiketts, nicht die Alarmauslösung.

Messobjekt: Referenzmedium ist der „Duden Wirtschaft A-Z“ (ISBN 978-3-411-70964-9) mit eingelegtem Blatt, auf welches der Prüftransponder geklebt wurde. Das Buch ist foliert. Es weist Abmessungen auf, welche als Durchschnitt vieler Bücher angenommen werden können. Das RFID-Etikett wird in aufgeklebtem Zustand gemessen. Das Buch ist bei der Messung geschlossen.

Genutzte Software bei der Messung: Es kann ein installiertes Selbstverbuchungsprogramm eines Systemlieferanten genutzt werden.

Umgebungsfaktoren: Freistehender Tisch aus Holz oder Kunststoff. Es sollen keine metallischen Rahmen, Stützen, Streben oder Tischbeine vorhanden sein (Metallschrauben sind nicht problematisch). Es dürfen keine RFID-Geräte in der Nähe (3m) befinden. Weitere umliegende Geräte sollten ausgeschaltet sein. Leuchtstoffröhren sollten ausgeschaltet sein (mögliche Störungen durch die Netzteile). Die Messungen sollen bei Raumtemperatur durchgeführt werden.

Anmerkung: Der Messaufbau sollte stets mit einem Foto dokumentiert werden.

Stichprobengrösse: mindestens 10 Etiketten.

Lesegerät: Feig Midrange-Leser MR 101 mit ab Werk eingestellter Sendeleistung (1 W).

Dieser Reader ist am meisten in den Bibliotheken in Europa verbreitet. Es können gleichwertige Reader bzw. Antennen verwendet werden.

Messmittel: herkömmlicher Gliedermessstab aus Holz oder Kunststoff, Skala in cm.

Messaufbau: Die Messung der maximalen Lesereichweite erfolgt auf der Höhe des eingelegten Etiketts (Abb. 2), also zum unteren Buchdeckel. Die Position ist etwa in der Mitte des unteren Buchdeckels, 1,5 – 2 cm vom Falz entfernt. Dies entspricht der üblichen und sinnvollen Position von RFID-Etiketten in Büchern. Es ist bei der Messung darauf zu achten, dass die Achse des Etiketts und der der Leserantenne deckungsgleich ist (d.h. nicht seitlich zueinander versetzt). Anderenfalls kann der Lesebereich um ein einige cm geringer sein.

Anforderungen der wissenschaftlichen Bibliotheken

Seitens der Bayerischen Staatsbibliothek (BSB) wurden die Anforderungen der wissenschaftlichen Bibliotheken vorgestellt. Derzeit wird in der BSB erwogen, ob RFID-Etiketten im Archivbereich eingeführt werden sollen oder nicht. Wissenschaftliche Bibliotheken mit relativ geringen Ausleihzahlen verbinden zwei Hauptinteressen mit dem Einsatz von RFID: die Sicherungsfunktion und die Inventur. Ersteres kann jedoch auch mit anderen (chiplosen) Sicherungsetiketten erreicht werden, und die Inventur mit RFID ist derzeit technisch nicht ausgereift.

Generelle Anforderungen: keine Gefährdung des Mediums. Dies bedeutet:

  • Das Etikett muss säurefrei sein.
  • Auf Bleichung sollte verzichtet werden.
  • Es sollte sich auch nach mehreren Jahren noch rückstandsfrei entfernen lassen,
  • keine Phenole enthalten und
  • einen pH-neutralen Kleber aufweisen (pH 7 aufwärts).

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Ergebnisse des Runden Tisches vom 15. November 2010

Alterungsbeständigkeit

Für den Nachweis der Alterungsbeständigkeit wurde ein Testverfahren ausgewählt, bei dem das Papier „künstlich“ gealtert wird. Wenn der Kleber gealtert ist, löst sich dieser bzw. die Etiketten vom Substrat (= Medium). Dabei müssen keine Ablösekräfte gemessen werden. Für den Test wurde die sowohl in der Etikettenbranche als auch der Elektronikbranche übliche Haltbarkeit der Produkte über 10 Jahre ausgewählt. Über diesen Zeitraum soll die volle Funktionalität erhalten bleiben.

Der Test ist an DIN ISO 56430-3 angelehnt, Alterung von Papier und Pappe. Darüber hinaus ist eine Behandlung bei 80°C und 75% Luftfeuchte über 500 Stunden gefordert (siehe Pos. 14 des Leistungsverzeichnisses für RFID-Etiketten).

Der Test soll zeigen, dass die Etiketten den Belastungen grundsätzlich standhalten. Es soll allerdings kein A- sondern ein B-Kriterium in den Ausschreibungen definiert werden, damit der Lieferant Zertifikate vorlegen kann und Vergleiche zwischen diesen möglich sind. Bei einem A-Kriterium wäre nur das Kriterium „erfüllt“ oder „nicht erfüllt“ möglich.

500h-Tests sind im Halbleiterbereich üblich und entsprechen ca. 10 Jahren Haltbarkeit.

Für öffentliche Bibliotheken sind 10 Jahre garantierte Haltbarkeit in der Regel ausreichend. Wissenschaftliche Bibliotheken benötigen hingegen 50 – 100 Jahre. In welchem Bereich der Einsatz in einer wissenschaftlichen Bibliothek sinnvoll ist, muss individuell entschieden werden.

Die neue Version der Musterausschreibung ist auf der knb-Seite veröffentlicht.

Lagerungsfähigkeit

Eine Herstellerangabe auf jedem individuellen Etikett wird nicht als nötig erachtet, da anhand der UID im Chip die Spur zum Inlay- bzw. Etikettenhersteller nachvollzogen werden kann (die UIDs werden registriert). Allerdings soll auf der Rolle innen ein Aufkleber angebracht sein, welcher das Herstellungsdatum angibt. Es muss ab Lieferdatum eine Mindesthaltbarkeit von zwei Jahren garantiert werden. Ein Verfallsdatum „Best before“ muss nicht aufgedruckt werden.

Wenn Verschlüsselungen verwendet werden, muss der Code für die Entschlüsselung angegeben werden.

Siehe Pos. 11 des Leistungsverzeichnisses für RFID-Etiketten.

Oberfläche und Trägermaterial

Da nur wenige Bibliotheken die Etiketten selbst bedrucken, sind die nachstehenden Probleme bzw. Hinweise nur für diese von Bedeutung:

Geschilderte Probleme:

Etiketten stehen im Drucker auf, werden steif, was wiederum Probleme beim Einzug verursacht.

Bei mehrteiligen Medien können keine RFID-Drucker eingesetzt werden, da hierfür keine SW vorhanden ist.

Unterschiedliche Oberflächen können Druckprobleme verursachen.

Markierbalken sollen je nach Bedarf mit ausgeschrieben werden. Ebenfalls die Oberfläche.

Manche Drucker brauchen Balken zum Justieren, manche nicht. Farbband muss spezifiziert werden. Angabe ob Harz, Wachs oder Hybridband eingesetzt werden soll.

Ringetiketten für CDs und DVDs

Die physikalischen Grenzen bleiben, auch Chips mit verbesserter Leistung machen wegen der kleinen Antenne auf dem Etikett kaum einen Unterschied. Vor allem die Detektion in den Gates bleibt daher mehr als unbefriedigend. Aus diesem Grund können die Ringetiketten sinnvoll nur für die Verbuchung eingesetzt werden, was jedoch bei mehrteiligen CD-Paketen ebenfalls die bekannten Probleme aufwirft. Auch Booster-Etiketten sind keine wirkliche Lösung: Man kann zwar bis zu 50% mehr Reichweite mit einem einzelnen Boosteretikett herausholen, was sich in vielen Grenzfällen als positiv erweist (auch beim Verbuchen, nicht nur im Gate). Aber die Streuung der Lesereichweiten ist immens, da sich die unterschiedliche Bauweise der Scheiben sehr stark auswirkt.

Probleme mit den Laufwerken können nicht ausgeschlossen werden. Keinesfalls dürfen Boosteretiketten auf bereits vorhandene CD-Etiketten geklebt werden und es dürfen keine Lufteinschlüsse (Blasen) beim Verkleben entstehen.

Die Volletikettierung von Medienpaketen würde zwar wegen der Arbeitsersparnis (keine Kontrolle auf Vollständigkeit nötig) Sinn machen, bei der Erstausstattung der Medien ist der Aufwand (Umpacken, Kontrolle auf Funktionsfähigkeit an allen Endgeräten) jedoch sehr hoch. Stapelverbuchung ist meist nicht möglich.

DIN oder VDI

Es wird noch geprüft werden, ob eher eine VDI- oder eine DIN-Norm für Qualitätsetiketten angestrebt werden soll. DIN kann eine Spezifikation erstellen, und die Erweiterung auf eine ISO-Norm wäre möglich.

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