رد کردن تا محتوای اصلی
یافتن

مهندسي شبكه و راهبري تحقيقات همكاران سيستم > News
كاربرد سيستمهاي رديابي مبتني بر RFID  در صنايع مختلف*

كاربرد سيستمهاي رديابي مبتني بر RFID در صنايع مختلف*

 

مسعود صادق پور، عضو هیئت مدیره شرکت مشورت همکاران سیستم

E-Mail: Masouds@systemgroup.net

 

 

چكيده

شناسايي از طريق فركانس راديويي (RFID) ، يك واژه متداول براي فناوري هايي است كه از امواج راديويي براي شناسايي خودكار اشيا فيزيكي استفاده مي كنند. داده شناسايي شده در يك تراشه كه به آنتني متصل است ، ذخيره مي گردد و اين دو با يكديگر تگ RFID را تشكيل مي دهند. تگ ، داده اش را هنگامي منتشر مي سازد كه به وسيله يك تگ خوان (متحرك / ثابت) ، جهت دريافت اطلاعات مورد بازخواني قرار بگيرد. RFID يكي از موثرترين ابزارها در رديابي اقلام در زنجيره تامين محسوب مي شود ، به ويژه در زمانيكه با شبكه جهاني EPC (سيستم كد الكترونيكي كالا) ارتباط پيدا مي كند. در صورتيكه RFID در مديريت دارايي فيزيكي نيز مورد استفاده واقع شود ، مي تواند جهت كنترل دسترسي و رديابي تجهيزات متحرك مورد استفاده قرار بگيرد. اطلاعات در تگ ذخيره مي شود و با سنسورهاي مناسب در تجهيزات و ماشين آلات با ارزش جا داده شود. از اين فناوري مي توان در پايش وضعيت (Condition Monitoring) و پيش بيني نقص و خطاي سيستم نيز استفاد نمود.

در اين مقاله تلاش خواهد شد ضمن معرفي اجمالي فناوريRFID ، كاربردهاي متنوع آن در صنايع مختلف معرفي گردد.

 

واژه گان كليدي

شناسايي از طريق فركانس راديويي (RFID) ، كد الكترونيكي كالا (EPC) ، مديريت داراييهاي فيزيكي

 

 

1. مقدمه

RFID ، فناوري استفاده از امواج راديويي جهت ارتباط بين يك تجهيز دريافت كننده و فرستنده سيگنال (تگ خوان) و يك گيرنده الكترونيكي كوچك (تگ) بدون دخالت انساني است. اين ارتباط هنگامي برقرار مي گردد كه تگها در محدوده شناسايي تگ خوان قرار بگيرند.

RFID براي بيشتر از نصف قرن است كه مورد استفاده قرار مي گيرد. به طور مثال در نيروي هوايي جهت تمايز بين هواپيماهاي خودي از دشمن مورد استفاده قرار ميگرفته است. لكن در سالهاي اخير RFID به عنوان يك فناوري توانمند ساز ، جهت شناسايي داراييهاي فيزيكي كاربرد فراواني داشته است. به عنوان مثال وال مارت ، بزرگترين خرده فروش جهان در ژوئن 2003 ، برنامه اش را جهت به كارگيري فناوري RFID به منظور اثر بخش نمودن فرايندهاي زنجيره تامين و لجستيك خود اعلام نمود. بسياري از سازمانهاي دولتي مثل موسسه مديريت دارو و غذاي ايالات متحده (FDA) نيز از RFID جهت رديابي داراييهايشان ، استفاده مي كنند.

ادغام فناوريهاي RFID و استانداردهاي EPC ، "شبكه اي از اشيا" خلق نموده است كه دريافت خودكار اطلاعات و به اشتراك گذاري آن را در زنجيره تامين ميسر ساخته است. EPC مجموعه اي از استانداردهاي مرتبط براي سخت افزار ، نرم افزار و صفحات ورود اطلاعات است كه در فناوري RFID، يك شماره سريال استاندارد منحصر بفرد براي هر تگ فراهم مي‌نمايد. بنابراين در تئوري با شبكه اي از اشيا روبرو هستيم كه از طريق آن قادريم ، هر شيئي روي زمين كه به آن تگ اتصال داده شده را رديابي كنيم. هنگامي كه RFID در مديريت دارايي فيزيكي مورد استفاده واقع مي شود مي تواند جهت رديابي تجهيزات متحرك و يا داراييهايي كه انتقال پيدا مي كنند مثل پالتها ، وسائل نقليه ، بسته هاي متحرك ، انسان و حيوانات به كار گرفته شود.

در ادامه به معرفي مختصر فناوري RFID پرداخته خواهد شد.

 

2. معرفي فناوري RFID

فناوري RFID از پتانسيل لازم جهت جايگزيني باركد (فناوري سنتي جمع آوري داده اسكن شده ) برخوردار است و بهبود قابل ملاحظه اي را در رديابي و شناسايي كالا فراهم مي كند. هنگامي كه آنرا با باركد مقايسه مي كنيم ، RFID با سرعت بالايي داده ها را انتقال مي دهد ، ظرفيت ذخيره بالاتري را دارد و بازيافت خودكار داده ها بدون تماس فيزيكي را پشتيباني مي كند. لازم به ذكر است كه براي موفقيت در به كارگيري فناوري RFID ، چالشهايي مثل قيمت تگها ، هزينه هاي راه اندازي و رويه هاي توسعه آن وجود دارد كه مي بايست مد نظر قرار گيرد. جدول ذيل ، تفاوتهاي بين RFID و فناوري سنتي جمع آوري داده را بيان مي دارد .

 

موضوعات متفاوت

RFID

فناوري سنتي (مثل باركد)

عملكرد

شناسايي منحصر بفرد هر شي فيزيكي

شناسايي كالاهاي يك نوع با يك شناسه

تبادل داده ها

عدم نياز به ديد مستقيم تگ و تگ خوان

خط ديد مستقيم نياز دارد

نوع داده

داده پويا – قابليت خواندن / نوشتن

داده ايستا – فقط خواندني

مداخله انساني

Hands-free Data Collecting System

اسكنرهاي قابل حمل

سرعت

سريع – يك به چند ( قابليت شناسايي بيشتر از 300 تگ در ثانيه)

به اپراتور بستگي دارد – يك به يك

چرخه عمر

عمر طولاني تگها

با استفاده كهنه و فرسوده مي شوند

انبارش داده

زياد

محدود – فقط كدهاي عددي

امنيت

بالا

پايين

جدول 1 - مقايسه بين RFID و فناوري سنتي جمع آوري داده

 

 

1.2 اجزاء سيستم RFID

يك سيستم RFID ، سه بخش اصلي دارد : 1. تگها (گيرنده اي كه اطلاعات شناسايي منحصر بفرد شيئي كه به آن متصل شده است را ذخيره مي كند و به محض دريافت امواج راديويي به صورت خودكار به آن پاسخ مي دهد) ، 2. تگ خوانها كه تگها را شناسايي و با آنها ارتباط برقرار مي كنند تا اطلاع را از آنها استخراج نمايند و 3. آنتن ها كه داده را به عنوان سيگنالهاي راديويي انتقال مي دهند. پس از دريافت اطلاعات ، ممكن است ، پردازش داده ها رخ دهد. يك ميان افزار RFID ، كه يك نرم افزار براي فراهم كردن ارتباط بين كانالهاي مختلف است ، به كار برده مي شود تا فرايند انتقال اطلاعات بين تگ خوان و برنامه هاي ديگر مثل سيستم مديريت انبار و يا نگهداري و تعميرات را انجام دهد. (شكل 1 ) ضمن اينكه وجود يك شبكه كامپيوتري براي برقراري ارتباط بين اجزا ضروري است.

 

شكل 1 - شكل شماتيك از يك سيستم RFID

 

 

 

2.2 انواع تگهايRFID

تگها تنوع زيادي در كاركرد ، اندازه و قيمت دارند. تگها به سه دسته تقسيم بندي مي شوند : فعال (همراه باتري) ، نيمه فعال و غير فعال (بدون باتري) .

تگ فعال مي تواند داده اش را با انرژي كه از باتري تعبيه شده در آن مي گيرد ، منتشر سازد. باتريها عمر طولاني دارند و به طور معمول ده سال كار مي كنند. تگهاي نيمه فعال و غير فعال ، فرستنده اي دارند كه داده را فقط هنگامي كه پاسخي درخواست شود ، انتقال مي دهد. ضمن اينكه تگهاي نيمه فعال داراي باتري هستند كه در مواقع خاصي از آن استفاده مي كنند. طيف برد تگها بسيار متنوع است ، از چند ميليمتر تا چند صد متر. تگهاي غير فعال كه اخيرا مورد استفاده قرار مي گيرد ، كوتاهترين برد را دارد. تگهاي فعال بيشترين برد ارتباطي را دارند و باتريهايي كه در داخل خود جاي داده اند ، انرژي لازم را براي پايش پيوسته فراهم مي كنند.

 

3.2 استاندارد RFID – شبكه EPCglobal

EPCglobal ، سازماني براي ترويج استانداردسازي و به كار گيري سيستم كد الكترونيكي كالا در سرتاسر دنياست كه رويه و استاندارد كدينگ تگهاي RFID را مشخص مي كند. اين سازمان بر خلق يك استاندارد جهاني براي RFID تمركز دارد. EPCglobal ، كد EPC كه در تگهاي RFID ذخيره مي گردد را استاندارد نموده است. اين كد از يك سر گروه و سه مجموعه از داده ها تشكيل شده است. سر گروه ، شماره ورژن EPC را مشخص مي كند. دومين بخش از عدد مشخص كننده مدير EPC مثل شركت يا موجوديت شركت است. سومين بخش كلاس شي است كه جهت طبقه بندي نوع كالا مورد استفاده واقع مي شود. به عنوان مثال كالاهايي كه SKU يكساني دارند از يك خانواده هستند. بخش پاياني شماره سريال ناميده مي شود كه براي هر قلم منحصر به فرد است. در نتيجه ، كد EPC قادر است براي هر قلم يك كد شناسايي منحصر بفرد با طول 64 ، 96 و 256 بيت ايجاد كند. لازم به ذكر است كه ISO نيز تلاش فراواني در جهت استاندارد سازي در اين حوزه دارد. ISO به استانداردهاي عام و EPC به استانداردهاي خاص تر معروفند.

 

3. كاربردهاي RFID در صنايع مختلف

قابليت ويژه RFID در رديابي در صنايع مختلفي مي تواند مورد استفاده واقع شود. به طور مثال شناسايي دقيق و رديابي لحظه اي وسايل نقليه حمل بار و پرسنلي كه به آنها تگ وصل شده است ، كمك زيادي به بهينه سازي فرايندها در صنعت هواپيمايي خواهد كرد و كيفيت خدمات را نيز بهبود خواهد داد.

RFID همچنين مي تواند به عنوان وسيله كنترل دسترسي مورد استفاده واقع شود. بليط دهي براي سيستمهاي حمل و نقل عمومي نوع ديگري از كاربرد RFID است كه موفقيت آن قبلا اثبات شده است. در بخشهاي ذيل نمونه هايي از كاربرد اين فناوري آورده شده است.

 

1.3 مديريت داراييهاي فيزيكي

شناسايي و رديابي خودكار داراييهايي كه به آنها تگ اتصال يافته است ابزار توانمندي را براي مديريت داراييهاي متحرك فراهم

مي آورد.

 

رديابي پالت

به كارگيري سيستم RFID كه با نرم افزار انبار در ارتباط است جهت رديابي و پيگيري اقلام در سطح پالت (و يا در سطح كارتن به وسيله فناوري باركد) ، ضمن حذف دخالتهاي انساني و كاهش زمان عمليات ، پردازش موجودي در عمليات انبار را نيز تسهيل مي كند.

 

رديابي تجهيزات

با نصب تگ خوانها در محل گيتهاي ورود و خروج در وروديهاي سالن توليد ، سالنهاي انبار و مركز نگهداري و تعميرات ، امكان رديابي هرگونه تجهيز و ابزاري كه به آن تگ اتصال يافته است ، به آساني فراهم مي گردد.

 

رديابي ابزارهاي فلزي

اتصال تگهاي RFID به سطوح فلزي يكي از چالشهايي است كه مانع استفاده از RFID به طور موثري مي گردد. چرا كه شناسايي تگها به دليل پديده انعكاس دچار اختلال خواهد شد. لذا مطالعات زيادي جهت استفاده از از تكنولوژي RFID جهت رديابي خودكار تجهيزات و ابزارآلات فلزي و تحليل تاريخچه تعميرات و كارايي آنها انجام شده است. نصب تگ خوانها در مدخل ورودي مركز نگهداري و تعميرات ، انبار فني و محيط توليد ، امكان شناسايي مكان تجهيزات و ابزار آلات را به صورت لحظه اي فراهم مي كند.

 

مديريت انبار و موجودي

انبار هوشمند ، واژه اي است كه اشاره به استفاده از فناوريهاي نوين مثل RFID در عمليات انبارداري دارد.

به كمك اين فناوري مي توان از سيستم FIFO به طور موثري استفاده نمود. بدين صورت كه با قرار گرفتن تگ خوانها در محل ورودي مركز انبارش شركت ، سيستم به صورت اتوماتيك زمان ورود و خروج كالاهاي داراي تگ را ثبت مينمايد. در نتيجه مي توان كالاهايي كه زودتر وارد انبار شده اند را در ليست كالاهايي قرار داد كه زودتر از آن خارج مي شوند. همچنين اطلاع از سطح موجودي دقيق كالا در كمترين زمان قابل دستيابي است و در مدت كمي اپراتور با استفاده از يك تگ خوان دستي مي تواند با حركت در راهروهاي انبار ، موجودي كل انبار را شمارش و ثبت نمايد كه عمليات انبارگرداني را در پايان دوره مالي تسهيل مي بخشد.

برخي از مهمترين مزيتهاي انبارداري به كمك فناوري RFID به شرح ذيل است :

  • امكان نظارت دقيق بر ورود و خروج كالا ها
  • امكان انبارگرداني بر اساس تگ هاي RFID
  • افزايش امنيت انبار : با پياده سازي سيستم مديريت انبار مبتني بر فناوري RFID شرايط لازم براي افزايش امنيت و كنترل دسترسي ورود و خروج كالا به راحتي مهيا مي گردد . بدين ترتيب :
    • هر كالا داراي برچسب مي باشد و در صورت خروج ( يا حتي ورود ) غير مجاز به محوطه هاي تعيين شده انبار ، اخطارها و پيامهاي لازم براي مسئولين ارسال خواهد شد.
    • از دسترسي افراد غيرمجاز به بخش هاي تعيين شده مي توان جلوگيري نمود.
    • كليه ورود و خروج ها در سيستم ثبت شده و امكان پيگيري و بررسي سوابق در هر زمان خواهد بود.
    • از خطا و اشتباه در بسته بندي و ارسال نادرست كالا جلوگيري خواهد شد .( در حال حاضر بيشتر سيستمهاي ردگيري از بارکدهاي دو بعدي که مي بايست در فاصلهي کم و با ديد مستقيم قرار گيرند تا خوانده شوند، استفاده ميکنند. اين امر نياز به اسکن دستي و پيدا كردن مکان بارکد در شيء دارد. علاوه بر اين بارکدها ممکن است در اثر تغييرات محيطي يا در حين انتقال مرطوب يا خراشيده شوند که اين امر اغلب سبب کاهش دقت خواندن توسط بارکدخوان خواهد شد. بدين ترتيب رسيدگي دستي وقت‌‌گير، هزينهبر و با احتمال خطاي بالا همراه است. همچنين اسکنهاي زمانبندي شده يا روشهاي دستي، به علت اشتباهات سهوي و خطاها نميتواند تضميني ايجاد کند که انبارداري باز هم به روز باشد. )

       

 

2.3 مراقبتهاي پزشكي    

از فناوري RFID مي توان جهت رديابي حركت بيماران در بيمارستانها استفاده نمود. پرسنل كلينيكها مشكلات زيادي در كنترل و مديريت حركت بيماراني كه از نظر ذهني دچار عقب ماندگي هستند تجربه كرده اند . فقدان يك سيستم مراقبت اثربخش براي اين گونه از بيماران ، آنها را با موقعيتهاي پر خطري روبرو كرده و احتمال صدمات جبران ناپذيري را براي آنها فراهم مي كند. به وسيله يك سيستم كنترل مبتني بر RFID ، اطلاعات لحظه اي مكان بيماران ، قابل دستيابي گرديده ، پرسنل كلينيك مي توانند از چنين اطلاعاتي جهت جلوگيري از صدمات احتمالي بيماران سود ببرند. علاوه بر اين ، مدير بيمارستان مي تواند از اطلاعات دريافت شده جهت كنترل آمد و شد افراد ، به مكانهاي محدود شده استفاده نمايد.

همچنين تگهايي كه در بدن حيوانات كاشته مي شوند ، ضمن فراهم آوردن كارتهاي شناسايي منحصر بفرد ، كمك شاياني به مطالعه زندگي و رشد حيوانان خواهد نمود. بنابراين دامپزشكان مي توانند از تگ خوان دستي جهت بازيابي و به روز رساني اطلاعات تاريخ پزشكي حيوانات استفاده كنند.

 

 

3.3 جلوگيري از عرضه كالاي تقلبي

افزايش مقدار بدليات در بازارهاي باز نياز به توسعه مكانيزمي جهت تعيين اعتبار كالا و تصديق آن در هر لحظه و مكان را ملزم مي كند. سيستمهاي ضد جعل مبتني بر RFID ، براي پاسخگويي به اين نياز توسعه پيدا كرده اند. يكي از اين سيستمها شناسايي و تصديق آفلاين كالا و ديگري شبكه رديابي ضد جعل است. هم اكنون اين راهكارها به وسيله توليد كنندگان و خرده فروشها جهت جلوگيري از جعل كالاهاي غذايي و دارويي استفاده مي شوند.

سيستم تصديق كالا مبتني بر RFID ، با بررسي اطلاعات منحصربفردي كه در تگ RFID كالا ذخيره شده است كالا را به صورت آفلاين تصديق مي كند.

شبكه رديابي ضد جعل مبتني بر RFID ، جهت رديابي چرخه عمر كالا در زنجيره تامين امكان اتصال به اينترنت را فراهم مي آورد. از اين راهكار جهت شناسايي كالاهايي كه تاريخ انقضا آنها گذشته است ، استفاده مي گردد.

 

 

4.3 سيستم بليط دهي وسايل نقليه عمومي

يكي از متداول ترين كاربردهاي RFID در سر تا سر دنيا سيستم بليط دهي وسايل نقليه عمومي است. در اين بخش ، افراد با در دست داشتن كارت هوشمند ( كه از نوع RFID غير فعال است) ، كرايه خود را پرداخت كرده و از وسايل نقليه عمومي استفاده مي كنند.

 

5.3 مديريت بار مسافرين در فرودگاهها

عموما در فرودگاهها براي رديابي چمدانها، آنها را از اسكنرها عبور داده و در واقع از سيستم باركد استفاده مي كنند. وليكن معمولا 10 تا 15 درصد كيفها توسط اسكنرها به غلط خوانده مي شوند. وليكن امروزه با استفاده از يك سيستم شناسايي اتوماتيك مبتني بر RFID ، ضمن افزايش كارايي و امنيت مديريت بار مسافرين در فرودگاهها ، شناسايي غلط چمدانها به طور چشمگيري كاهش پيدا كرده است.

 

6.3 ثبت وقايع ورزشي

فناوري RFID همچنين مي تواند جهت تعيين دقيق زمان نقاطي از مسير مسابقه دهنده كه مورد نظر است و نمايش خودكار آن مورد استفاده قرار گيرد. اين نوع از كاربرد براي نزديك به ده سال در مسابقات ماراتن استفاده ميشده است. با قرار دادن تگ در كفش مسابقه دهندگان و تنظيم تگ خوانها در خط شروع ، خطوط زماني ميانه و خط پاياني ، مقادير دقيقي براي ارزيابي عملكرد هريك از دونده ها در نقاط مشخصي در مسابقه مي تواند به آساني انجام شود.

 

7.3 كتابخانه هوشمند

يك سيستم هوشمند كتابخانه مبتني بر RFID مي تواند به كاربران در امانت و برگشت كتاب سرويس دهد. علاوه بر اين كتابخانه ها مي توانند از تگ خوانهاي دستي RFID جهت شناسايي كتابهايي كه در قفسه خود قرار نگرفته اند استفاده كنند. همچنين استفاده از RFID در كتابخانه ، زمان مورد نياز براي انبارگرداني را كاهش خواهد داد .

 

 

4. نتيجه گيري

RFID يك فناوري رو به رشد است كه استفاده از آن در صنايع مختلف به شدت رو به افزايش است. كاربردهاي صنعتي آن شامل شناسايي ، رديابي و پايش وضعيت اشيا متحرك و ثابت و نيز كنترل دسترسي در محدوده هاي مشخص است. وقتي كه آنرا با ساير فناوريهاي جمع آوري داده مقايسه مي كنيم ، RFID عملكرد بالايي را در موارد مربوط به دقت ، قابليت اطمينان و برگشت سرمايه پيشنهاد مي كند.

لكن اين موضوع مي بايست مورد توجه قرار بگيرد كه اگر ابزارهاي توسعه RFID به طور نامناسبي به كار گرفته شوند ، هزينه نصب و راه اندازي دو برابر خواهد شد. بنابراين ابزارهاي موثر و بررسي نمونه هاي موفق توسعه جهت تسهيل فرايند راه اندازي اين فناوري ضروري است.

 

 

* اين متن ترجمه و تلخيصي است از مقاله "RFID Enabled Asset Tracking Systems" تاليف:

Albert H.C. Tsang, Jacky S.L. Ting, and S.K. K wok از دانشكده مهندسي صنايع و سيستمهاي دانشگاه پلي تكنيك هنگ كنگ كه در سومين كنفرانس بين المللي مديريت دارايي فيزيكي ارائه شده است.

نظرات

نظری برای این یادداشت وجود ندارد.
اگر عدد داخل تصوير بالا قابل نمايش نمي باشد، صفحه را Refresh كنيد.
كد بالا را در اين قسمت وارد كنيد : *

(توجه : اگركد بالا به درستي نمايش داده نمي شود، صفحه را براي دريافت كد جديد مجدداً لود كنيد.)
برای محتوای موارد این لیست تاییدیه لازم است. تا زمانی که آنها توسط کاربرانی که مجوز های لازم را دارند تایید نشوند داده های ارسال شده توسط شما در نمای عمومی نشان داده نخواهند شد. اطلاعات جانبی درباره تایید محتوا.

عنوان


متن اصلی *


پیوست ها

 آخرين خبرها

صفحه اصلي درباره ما تماس باما
کليه حقوق اين سايت براي شرکت مهندسي شبكه و راهبري تحقيقات همكاران سيستم محفوظ است. ©