Pobierz najnowszy numer

Newsletter

Zapisz się do naszego Newslettera, aby otrzymywać informacje o nowościach z branży!

Jesteś tutaj

Identyfikacja za pomocą fal radiowych. Spełnione oczekiwania dotyczące RFID

Printer Friendly and PDF

Zdalne identyfikowanie produktów za pomocą fal radiowych znane jest na świecie od kilkudziesięciu lat, jednakże boom na RFID (Radio Frequency Identification) pojawił się po 2005 roku, gdy dwie główne organizacje standaryzacyjne – ISO i EPCglobal – ujednoliciły protokoły komunikacyjne, tworząc ISO 18000-6c (EPC Class 1 Gen 2). Powstało wtedy wiele firm, które skoncentrowały się na rozwoju technologii RFID.

Niestety koszty elementów wykorzystywanych do znakowania produktów były wysokie, co powodowało, że czas, w którym inwestycja miała się zwrócić, był długi. Przełom nastąpił w ostatnich latach, gdy producentom znaczników RFID udało się wyprodukować znaczniki (inaczej tagi) kosztujące kilka centów. Od tego momentu wiele firm zaczęło umieszczać tagi w swoich produktach już na etapie produkcji. Obecnie trwają prace nad umożliwieniem nadruku znaczników RFID bezpośrednio na opakowania, dzięki czemu doprowadzenie do ich masowego wykorzystywania byłoby znacznie szybsze.

W Polsce rynek RFID jest we wczesnej fazie rozwoju. Pojawiło się sporo instalacji testowych i jest już kilkadziesiąt wdrożeń, dzięki którym znaczniki mają zastosowanie w zarządzaniu majątkiem trwałym, optymalizacji produkcji, wspomaganiu procesów magazynowych, kierowaniu ruchem pojazdów dostawczych, inwentaryzacji dokumentów.

fot1

Fot. 1. Ręczny czytnik mobilny

Elementy systemu RFID

Każdy system RFID składa się ze znaczników umieszczonych na produktach, anten, czytników oraz kontrolera. Dość często stosowane są również bramki RFID, które integrują w jednej obudowie anteny, czytnik i kontroler.

Znaczniki RFID mają postać etykiet, metek, przywieszek, guzików, kart, breloków, tagów przemysłowych, których obudowa jest odporna na kurz, wodę i uderzenia. Mogą być też fabrycznie wbudowane w dowolne urządzenie jako ukryty element identyfikacyjny. W znacznikach zapisana jest informacja dotycząca oznakowanych przedmiotów. Informacja ta jest zapisana w miniaturowym układzie scalonym, do którego podłączona jest równie mała antena.

Do zapisu oraz odczytu danych ze znacznika służą czytniki RFID. Składają się one z nadajnika, odbiornika oraz dekodera informacji przenoszonych za pomocą fal elektromagnetycznych. Do czytnika może być podłączona jedna antena nadawczo-odbiorcza lub kilka osobnych anten nadawczych i odbiorczych.
W celu odczytu informacji czytnik wysyła falę radiową do znacznika. W przypadku pasywnych znaczników energia tej fali jest wykorzystywana do zasilenia układu scalonego. Uaktywnienie tego układu owocuje odesłaniem zakodowanej informacji do czytnika. Odpowiedź znacznika jest dekodowana w czytniku i następnie przekazywana do współpracujących urządzeń poprzez kontroler.

Zaletą radiowej identyfikacji jest możliwość odczytu nawet kilkuset znaczników jednocześnie z odległości kilku metrów. Odległość, z jakiej możliwe jest dokonanie odczytu, zależy od rodzaju znacznika, zastosowanych anten, czułości czytnika, a także od częstotliwości pracy. Najbardziej elastyczne pod tym względem i najczęściej stosowane są urządzenia RFID pracujące w paśmie UHF.

Kontroler RFID pełni w systemie rolę nadzorczą i umożliwia komunikację z urządzeniem nadrzędnym. Pozwala także na zapis danych w znaczniku RFID. Dodatkowo kontroler nadzoruje działanie sprzętu i wysyła do systemu nadrzędnego informacje o statusie poszczególnych elementów systemu RFID.

fot2

Fot. 2. Przykładowe tagi RFID

ROI – główny powód stosowania RFID

Głównym powodem stosowania systemów RFID jest potrzeba usprawnienia przebiegu procesów technologicznych lub logistycznych w celu osiągnięcia wymiernych korzyści i szybkiego zwrotu z inwestycji (tzw. ROI). Systemy identyfikacji radiowej są w stanie usprawnić procesy magazynowe i logistyczne w każdej firmie dzięki uzyskaniu w czasie rzeczywistym wiarygodnej informacji o lokalizacji oznakowanych produktów.

Technika RFID znajduje zastosowanie w firmach dystrybucyjnych i kurierskich, gdyż może dostarczać informacji na temat przebiegu realizowanych dostaw. Pozwala usprawnić wysyłkę, zoptymalizować ruch środków transportu, przyśpieszyć produkcję i usprawnić zarządzanie majątkiem trwałym. Urządzenia RFID wykorzystywane w magazynach umożliwiają śledzenie stanów magazynowych w czasie rzeczywistym, skrócenie czasu przyjmowania oraz załadunku towarów, optymalizację kompletowania zestawów towarów, eliminację pomyłek przy załadunku czy też zmniejszenie nakładów na działania antykradzieżowe.

Urządzenia RFID wykorzystywane w zakładach produkcyjnych udostępniają informacje na temat aktualnego stanu realizacji każdego zlecenia. Dzięki identyfikacji radiowej można szybciej uzyskać informację o wąskich gardłach, zmniejszyć koszty zamrożenia zapasów poprzez lepsze zarządzanie rezerwami, usprawnić zarządzanie zwrotami poprzez szybką i niezawodną identyfikację zwracanych produktów, wyeliminować błędy wysyłkowe oraz zautomatyzować rozliczenia pomiędzy dostawcą a odbiorcą.

W zarządzaniu środkami trwałymi korzystanie z urządzeń RFID usprawnia i skraca proces inwentaryzacji, pozwala na szybką aktualizację informacji o przesunięciu sprzętu, umożliwia automatyczne śledzenie przemieszczania środków trwałych. Zwłaszcza ta ostatnia opcja zabezpiecza wyposażenie przed jego nieuprawnionym wynoszeniem.

rys1

Rys. 1. Łańcuch dostaw

Centra handlowe oraz centra dystrybucyjne wykorzystują urządzenia RFID do bezobsługowego zarządzania ruchem pojazdów dostawczych. System umożliwia sprawne zarządzanie parkingiem, awizowanie dostaw, kierowanie pojazdów do przypisanych ramp załadunkowych, automatyzację kontroli ciężaru produktów podczas ich załadunku i rozładunku, przyśpieszenie wydawania dokumentów, eliminację błędów przy załadunku i rozładunku.

Gdzie można spotkać rozwiązania RFID?

Systemy RFID są już stałym elementem naszego otoczenia. Znacznikami bardzo często zabezpiecza się sprzedawane ubrania, kosmetyki i książki. Znakowane są przesyłki  transportowane kolejowo i lotniczo. RFID ma także wiele innych zastosowań, o których wielu ludzi nie wie.

Przykład zastosowania techniki RFID w branży odzieżowej

Branża odzieżowa jest dobrym przykładem obrazującym wpływ stosowania urządzeń RFID na optymalizację całego procesu produkcyjnego i dostawczego. Wykorzystanie tej metody identyfikacji ubrań zaczyna się od wszycia metki ze znacznikiem RFID jeszcze na etapie produkcji. Od tego momentu każdy z produktów jest identyfikowany na podstawie unikatowego numeru zapisanego w znaczniku RFID. Producenci wykorzystują znaczniki RFID do śledzenia produkcji w toku, jak również do usprawnienia procesów kompletacji i wysyłki. Odczyty RFID pozwalają śledzić stan realizacji zlecenia produkcyjnego, a następnie potwierdzać poprawność kompletacji. Wydanie towaru z magazynu producenta jest automatycznie rejestrowane, a informacja o wysyłce przekazywana odbiorcy. Znacznik RFID stanowi także zabezpieczenie przed podrabianiem produktów.

Oznakowanie za pomocą znaczników RFID pozwala zautomatyzować proces przyjmowania towarów w magazynach i centrach dystrybucyjnych. Dotyczy to zarówno dostaw nowych towarów od producentów, jak i zwrotów starych kolekcji. Technika RFID może być dodatkowo wykorzystana do zarządzania magazynem i określania lokalizacji towarów. Na podstawie odczytów znaczników RFID odbywa się kompletacja towarów zamówionych przez sklepy. Kontrola wysyłki do sklepu polega na automatycznym sprawdzeniu zawartości skompletowanego kartonu w tunelu wyposażonym w czytniki RFID i porównaniu tej zawartości z zamówieniem, co eliminuje zbędne czynności kontrolne i nieporozumienia na linii dostawca – sklep.

Znaczniki RFID umieszczone w towarach przyjmowanych do sklepów są odczytywane za pomocą automatycznych bramek RFID, a w małych placówkach za pomocą czytników ręcznych. Wykorzystanie znaczników RFID umożliwia uzyskiwanie bieżących informacji o stanie zapasów na półkach sklepowych i na zapleczu, dokładne lokalizowanie odzieży na terenie sklepu i uzyskiwanie dzięki temu informacji o ewentualnej konieczności przemieszczenia towaru na właściwe miejsce, a także gromadzenie informacji statystycznych pozwalających zwiększyć sprzedaż. Istotnym usprawnieniem procesu obsługi klientów jest zastosowanie czytników RFID w przymierzalniach. Z jednej strony jest to nieinwazyjny sposób kontroli liczby ubiorów znajdujących się w przymierzalni. Z drugiej strony personel ma szybki dostęp do informacji o przymierzanych ubraniach, co pozwala na lepszą oraz szybszą obsługę klientów. Możliwość szybkiego odczytu wielu znaczników RFID przyspiesza obsługę w kasie, co jest istotne w godzinach szczytowego ruchu i pozwala zwiększyć sprzedaż. Korzyści wynikają też z wykorzystania techniki RFID w bramkach antykradzieżowych. Zyskuje się na czasie, gdyż dzięki znacznikom nie zachodzi potrzeba znakowania towarów za pomocą przypinanych klipsów i usuwania tych klipsów ze sprzedanych ubiorów. Dodatkową korzyścią jest umożliwienie częstszej i znacznie szybszej inwentaryzacji sklepu z wykorzystaniem mobilnych czytników RFID.

rys2

Rys. 2. Zalety stosowania RFID – magazyn

Przykład zastosowania techniki RFID w lotnictwie

W portach lotniczych technika RFID znalazła wiele zastosowań przy znakowaniu i śledzeniu ruchu bagaży należących do pasażerów. Bagaże są znakowane typowymi etykietami wyposażonymi dodatkowo w znacznik RFID, programowany zgodnie z zaleceniami IATA podczas nadrukowywania etykiety. Od momentu przymocowania etykiety do bagażu jest on automatycznie śledzony na całej drodze do samolotu. Czytniki umieszczone przy taśmociągach i sorterach bezbłędnie rozpoznają bagaże i kierują je w odpowiednie miejsca, nawet gdy etykieta jest niewidoczna. Umieszczenie czytników RFID przy skanerach bezpieczeństwa i w bramach wyjazdowych magazynu zapewnia śledzenie w czasie rzeczywistym całej drogi pokonywanej przez każdy bagaż. Na końcu następuje jego sprawdzenie przez czytnik RFID umieszczony na końcu transportera podającego bagaż do luku bagażowego samolotu. Dodatkową korzyścią jest możliwość błyskawicznego odszukania bagażu pasażera, który nie pojawił się w samolocie. System podaje aktualne położenie tego bagażu, a jeśli został on już załadowany do samolotu, to odnalezienie go za pomocą ręcznego czytnika RFID zajmuje nie więcej niż trzy minuty. Oszczędności wynikające z wyeliminowania opóźnień odlotów z takich powodów są znaczące.

Zastosowanie techniki RFID w celu znakowania, śledzenia i lokalizowania bagaży przynosi duże oszczędności w portach lotniczych. Przykładowo – w terminalu pasażerskim w Hongkongu, gdzie rocznie odprawia się ponad 25 milionów pasażerów, po pełnym wprowadzeniu znakowania RFID, które nastąpiło w roku 2008, koszt obsługi jednej sztuki bagażu zmalał z siedmiu dolarów do czterech dolarów, dzięki czemu rocznie można zaoszczędzić 75 milionów dolarów.

rys3

Rys. 3. Zalety stosowania RFID – plac manewrowy

Przykład zastosowania techniki RFID na autostradach

W wielu krajach technika RFID jest wykorzystywana do automatycznego poboru opłat na autostradach. Samochody są znakowane za pomocą pasywnych etykiet RFID naklejanych na przedniej szybie. W punktach poboru opłat umieszczone są czytniki RFID zintegrowane z systemem zarządzającym opłatami oraz układami sterowania. Czytniki są instalowane w taki sposób, by samochody mogły przejeżdżać przez punkty kontrolne bez konieczności zmniejszania prędkości. Taki system jest już stosowany na wielu autostradach w USA. Samochody uprawnione (z ważną etykietą RFID) jadą bez ograniczeń, a opłaty są automatycznie pobierane z konta przypisanego do pojazdu (często bezpośrednio z karty kredytowej). Kierowcy nie posiadający uprawnień muszą zjechać na boczne pasy i opłacić dalszy przejazd gotówką w bramkach autostradowych. Przed sygnalizacją świetlną lub szlabanem konieczne jest zredukowanie prędkości do ok. 20 km/h, lecz nie jest wymagane zatrzymanie samochodu.

Podsumowanie

rys4

Rys. 4. Zalety stosowania RFID – zarządzanie majątkiem

Znaczniki RFID są coraz częściej umieszczane w przedmiotach codziennego użytku. Można się spodziewać, że w niedalekiej przyszłości identyfikacja radiowa będzie wykorzystywana masowo i stanie się standardem znakowania przedmiotów i osób. Milowym krokiem przybliżającym nas do tego etapu jest znakowanie produktów już na etapie ich wytwarzania. Przykładowymi firmami, które stosują tę metodę, są Decathlon, Gerry Weber, Inditex, Whirlpool i wiele innych. W najbliższym czasie należy spodziewać się masowego wykorzystania takich produktów jak „inteligentna” broń, „inteligentny” wózek na zakupy itp., w których technika RFID będzie zastosowana w celu optymalizacji procesów logistycznych, a także zwiększenia bezpieczeństwa oraz wygody konsumentów.

Daniel Kamiński

 

Zabezpieczenia 6/2014

Wszelkie prawa zastrzeżone. Kopiowanie tekstów bez zgody redakcji zabronione / Zasady użytkowania strony