RFID na liniach produkcyjnych

Inżynierowie wykorzystują w produkcji zdalną identyfikację radiową,  posiłkując się często bazami danych i specjalnym oprogramowaniem.  Oto kilka słów o tym: jak działa RFID i jakie tworzy realne możliwości, w jaki sposób umożliwia oszczędności, lepsze śledzenie produkcji i kontrolę jakości.
Łatwo się mówi, ale systemy i same etykiety do zdalnej identyfikacji radiowej wciąż pozostają stosunkowo drogie. Tym bardziej jeśli w praktyce sprowadza się do tego, że etykieta radiowa musi być na każdym wyrobie i jeśli etykiety pozostają jednorazowego użytku. Gdy największa amerykańska sieć hipermarketów Wal-Mart zażądała w czerwcu 2003 r. od 100 swoich największych dostawców, by etykiety radiowe były na wszystkich paletach i opakowaniach dostarczanych do jej ośrodków dystrybucyjnych najpóźniej począwszy od stycznia 2005 r., wielu z nich zaczęło gorączkowo szukać możliwości, jak zredukować koszty i zwiększyć zwrot z (koniecznych) inwestycji. 
Jednym z tych 100 dostawców była mleczarnia Wells Dairy, dostarczająca do sieci Wal-Mart lody Blue Bunny i świeży nabiał. To największa w USA mleczarnia stanowiąca własność rodzinną z największą na świecie wytwórnią lodów w LeMars, pracującą do 160 godzin tygodniowo.
O ile wielu dostawców próbowało spełnić nowe wymogi poprzez dodanie etykiety RFID tuż przed dostawą, Wells postanowił poszukiwać korzyści we wdrożeniu systemu identyfikacji radiowej począwszy od wczesnych stadiów produkcji. Brad Galles, szef działu automatyki w zakładach Wellsa rozpoczął w połowie 2004 r. współpracę z Rockwell Automation w ramach pilotażowego projektu. Opracowane własne rozwiązanie opierało się na modułach Allen-Bradley 1756 EWEB dla systemu ControlLogix, użytych do przetwarzania danych z czytników kodów RFID od Alien Technology. Użyto 96-bitowych etykiet radiowych Squiggly  915 MHz. 

Karoseria samochodu z osadzoną etykietą RFID na linii montażowej zakładów Toyota South Africa
Etykiety są programowane (zapisywane) za pośrednictwem wyposażonego w antenę czytnika kodów, a następnie doczepiane do pojemnika, zawierającego dwa wiaderka lodów, pakowanych 30 razy na minutę. Następnie raz zapisane etykiety są odczytywane do 4 razy w trakcie szybkiego zamrażania tych pojemników i ich załadunku. System RFID przekazuje odczytywane informacje z powrotem do systemu sterowania i udostępnia je w obrębie sieci w skali całego przedsiębiorstwa. Typowy, tradycyjny system metkowania RFID, nazywany żargonowo slap-and-ship (przyklej i wysyłaj) zmuszałby Wellsa do ręcznego przepakowania i ponownego kompletowania palet, co – zdaniem Gallesa – zwiększałoby koszty robocizny.

RFID w Watykanie

Biblioteka Watykańska, w której zbiorach znajduje się blisko 2 miliony książek i manuskryptów,  wprowadziła układy identyfikacji radiowej RFID.  Pomogą one w zarządzaniu częścią watykańskich zbiorów. 

Włoska firma Seret oznaczyła w ten sposób ponad  50 tys. spośród udostępnianych w czytelniach Biblioteki Watykańskiej 120 tys. książek. Inteligentne metki  umożliwiają sprawowanie lepszej kontroli nad zbiorami  i ochronę przed ewentualnymi podmianami cennych  pozycji na kopie. 

System wykorzystujący układy identyfikacji radiowej  to oczywiście także większa wygoda dla korzystających  ze zbiorów. Przed jego wprowadzeniem co roku biblioteka była zamykana na cały miesiąc, tyle czasu zabierało bowiem porównanie stanu półek z bazą danych. Teraz szacuje się, że pełna inwentaryzacja zbiorów czytelni zajmie nie więcej niż pół dnia.

Choć system dopiero rozpoczął swoje działanie, już teraz planowane jest rozszerzenie jego funkcjonalności i włączenie do projektu innych obszarów działalności biblioteki.

– Z zewnątrz postrzegamy to tak, że implementacja technologii RFID stała się jak gdyby katalizatorem stymulującym zmiany procesu zmierzające do poprawy wydajności – stwierdził Galles. – Skoro zakończyło się zbieranie danych, można je wykorzystać tak, by poprawić kontrolę przepływu materiałów i zautomatyzować wiele procesów w sferze: kontroli jakości, gospodarki materiałowej i magazynowej. Upraszcza to również sam proces zbierania danych. Dodatkowo u Wellsa system RFID odciążył personel, przyczyniając się do poprawy dokładności zliczania w stadium zamrażania, zmniejszając liczbę niewłaściwie załadowanych palet i minimalizując ręczne interwencje.
Mleczarnia Wellsa i Rockwell Automation dodali do systemu RFID wiele możliwości funkcjonalnych dzięki połączeniu systemu z rozbudowanym systemem informatycznym, choć przetwarzanie danych odbywa się poza sferą radiowej identyfikacji. Przykładowo, każda etykieta RFID w mleczarni jest połączona z bazą danych, w której przechowywane są parametry produkcyjne każdego opakowania lodów, łącznie z: czasem produkcji, numerem partii i specyfikacją linii produkcyjnej. Dzięki temu operatorzy Wellsa dokładnie wiedzą, kiedy użyto każdej z etykiet i z której partii pochodzi każda z palet.

Opakowanie dwu wiaderek lodów Blue Bunny z etykietą RFID zapisaną i przytwierdzoną podczas operacji formowania opakowania w mleczarni Wellsa przed zamrożeniem przed wysyłką do centrum dystrybucyjnego sieci Wal-Mart

W istocie stopień złożoności danych (96 bitów) zawartych w każdej z etykiet RFID pozwala na posiadanie w bazie danych użytkownika informacji o stanie fizycznym i parametrach środowiskowych; poświadczenie, że nastąpiły zmiany w procesie lub że zostały wykonane testy. Umożliwia to podjęcie decyzji i działań zmierzające do dalszej poprawy jakości. 
– Wartość RFID polega na tym, że może wnosić wartość dodaną: poprzez poprawę „widoczności” procesów produkcyjnych, poprzez zbieranie danych tak – by w sposób kompatybilny współpracować z tymi systemami, które już są i działają w przedsiębiorstwie – stwierdził Galles. – By uzyskać największą wartość i efektywność inwestycji ważne było w naszym przypadku takie zaprojektowanie systemu RFID, by wykorzystać istniejący już system ControlLogix, używany w zarządzaniu naszymi procesami.

Etykieta RFID monitoruje jakość i podawanie  środka dezynfekującego w salonie SPA

W zakładach Colder Products Co. dodanie bardzo małych etykiet RFID do zapisu i odczytu do złącza toreb z ich ciekłym środkiem dezynfekującym pozwoliło  na poprawne ich rozpoznawanie przez czytnik pracujący w paśmie 13,56 MHz. To uniwersalne przyłącze wypełniające (UDC) stanowi integralną część systemu sanitarnego w AmeriSpa Inc.  specjalnych foteli do pedicure połączonych z instalacją do mycia stóp. Rick Garber, menedżer z Colder Products Co. mówi, że skoro przyłącze jest trwale podłączone, informacja zostaje zaszyfrowana w etykiecie RFID, która raportuje i weryfikuje pozostające ilości  środka dezynfekującego.Gdy torebka staje się pusta, etykieta  przechodzi w stan „tylko do odczytu”. 

Etykiety stosowane przez Colder Products Co. zawierają układ  scalony I-Code 1 RFID chip firmy Phillips Semiconductor z 64-bajtami pamięci, z których 8 jest tylko do odczytu i zawiera numery seryjne,  48 bajtów to pamięć ogólnego przeznaczenia do zapisu i odczytu danych, a 8 bajtów służy do sterowania dostępem do poszczególnych elementów układu. 

Poza regulacją dozowania system UDC w myjkach do stóp firmy AmericanSpa dodatkowo  zapobiega użyciu niewłaściwych (nieautentycznych) środków myjących, co mogłoby  potencjalnie sprowadzać ryzyko zanieczyszczenia i/lub infekcji. Czytnik RFID może dodatkowo być połączony w przyszłości z siecią i oprogramowaniem wyższego poziomu, w tym  z raportowaniem i obsługą zamówień.

Podstawy RFID
Oczywiście, etykiety RFID nie wymagają bezpośredniej widoczności, mogą obsługiwać więcej danych i są potężniejszym narzędziem, niż wszechobecne obecnie i tańsze kody paskowe, które to mają zostać zastąpione. RFID jest również tańsze, niż tradycyjne nadajniki radiowe oraz inne technologie bezprzewodowe. Poza tym, jak tu już pokazano, RFID jest najczęściej stosowane do: identyfikacji, śledzenia przepływu materiałów oraz innych form dokumentowania. Zapewne wystarczy to, by spełnić ostatnie wymagania sieci Wal-Mart i Dyrektywy Amerykańskiego Departamentu Obrony, które żądają zainstalowania systemów RFID, ale wywołało to ogromny wtórny „ferment intelektualny” wokół problemów implementacji RFID i wątpliwego zwrotu z takich inwestycji. 
Jak zwykle, po stronie użytkownika leży: ocena jego zastosowań, określenie potrzeb, analiza możliwości i kosztów RFID i wreszcie decyzja, czy w jego przypadku RFID to sensowny wybór, zmierzający do: poprawy efektywności procesów decyzyjnych, jakości sterowania i wydajności produkcji. Czy też dla użytkownika kody kreskowe, tradycyjne nadajniki radiowe, bądź sieć kablowa są bardziej odpowiednie? 
– O ile kody kreskowe są przesuwane przed „oczami” systemów zbierania danych, o tyle etykiety RFID są słyszane przez „uszy” takich systemów i ten ich „głos” to po prostu lepszy sposób, by uzyskać dobrą „widoczność” i kontrolę w obrębie łańcucha zaopatrzenia – powiedział Bill Arnold z Omron Electronics LLC. – O ile kod paskowy zawiera tylko 14-16 cyfr, etykieta RFID może zawierać kod składający się z 96- -256 cyfr. To tyle unikalnych kodów, że etykieta każdego produktu może zawierać informacje o: konkretnej zmianie, maszynie i operatorze, który wyprodukował ten konkretny wyrób.
Etykiety RFID mogą być tylko do odczytu (ang. read-only), raz zapisywane, czytane wielokrotnie (ang. Write-Once-Read-Many – WORM), do wielokrotnego zapisu i odczytu (ang. Read-Write – RW), odczytywane pasywnie poprzez czytnik antenowy lub aktywnie nadające sygnały radiowe, w tym ostatnim przypadku zazwyczaj zasilane są z baterii. 
– RFID to w istocie raczej element zbioru automatycznych technologii zbierania danych, niż element techniki sterowania, może jednak zostać zintegrowane tak, by stanowiło część systemu sterowania (zarządzania), ponieważ RFID pozwala na odczyt i zapis danych do/z takich systemów – dodaje Arnold. – Zatem o ile kody paskowe pozwalają na śledzenie przepływu towarów, to RFID pozwala na śledzenie i rejestrację zdarzeń, parametrów i pomiarów. Ta możliwość zapamiętywania i przechowywania danych, przetrwania w trudnych, niesprzyjających warunkach oraz zapisu danych powoduje, że RFID stają się narzędziem potężniejszym od kodów paskowych, ale jednocześnie tańszym od konwencjonalnej łączności radiowej. Pozwala to użytkownikom na podejmowanie decyzji i wprowadzanie modyfikacji szybciej, ponieważ szybciej można znaleźć ewentualny wyrób, który nie spełnia kryteriów testów.
Integrator SMS Group połączył niedawno etykiety 125-megahercowe RFID firmy Omron i ich czytnik V700 z systemem obsługi kodów paskowych Intermec na taśmie produkcyjnej foteli samochodowych w zakładach Total Interior Systems-America (TISA), zaopatrujących pobliską fabrykę miniwanów Toyoty. – W tym przypadku system RFID stał się uzupełnieniem istniejącego już systemu obsługi kodów paskowych; tu jeden nie mógł w pełni zastąpić drugiego – powiedział Mike Deal, menedżer TISA ds. automatyki i zbierania danych. – Etykiety RFID zapewniły możliwość pełnego śledzenia w naszych systemach JIT/JTS (Just-In-Time i Just-In-Sequence), w których każdy z foteli od początku otrzymuje specyfikację i docelowe przyporządkowanie. Taśmami produkcyjnymi TISA sterują sterowniki PLC, a integrator, SMS dostosował warstwę oprogramowania pośredniczącego (ang. middleware), która odwołuje się do etykiet RFID poprzez czytnik V700 Omrona. 
Oprogramowanie to jednocześnie pośredniczy w komunikacji PLC z systemem ERP przedsiębiorstwa. W związku z tym, że etykiety RFID są wykorzystywane wielokrotnie w, jak określa to integrator, „zamkniętej pętli”, system TISA umożliwia stałą weryfikację JIS (we „właściwej kolejności”), a realny zwrot z inwestycji (ROI) uzyskano już po sześciu miesiącach. 
Omron stwierdza, że nowo oferowany zestaw RFID z czytnikiem RFID, oprogramowaniem i drukarką kosztuje 12 do 15 tysięcy USD, a nie 200 tys. USD, jak kosztują obecnie typowe, tradycyjne systemy RFID. 

LABORATORIUM RFID

Softex Data jako jedna z pierwszych firm w Polsce stworzyła własne centrum RFID. Zostało ono zbudowane opierając się na urządzeniach marki Printronix, SAMSys oraz na oprogramowaniu firmy Teklynx. 

Drukarki inteligentnych etykiet (smart labels) Printronix dedykowane są do zastosowań w środowiskach przemysłowych, w których stopień  niezawodności działających tam urządzeń jest czynnikiem krytycznym i decydującym o ciągłości działania procesów biznesowych  i technologicznych. 

SAMSys jest producentem wieloprotokolarnych czytników RFID.  Tym samym czytniki SAMSys-a są dedykowane do współpracy  z etykietami radiowymi różnych producentów. Umożliwia to  użytkownikowi na elastyczność w doborze etykiet radiowych,  specjalnie do swoich wymagań. 

Działający system RFID był prezentowany na stoisku Softex Data podczas wrześniowych targów Taropak

Aspekt projektowania etykiet i obsługi danych odczytywanych i/lub zapisywanych w pamięci etykiety radiowej przez drukarki Printoronix są realizowane za pomocą oprogramowania Codesoft marki Teklyx.  W laboratorium RFID wszystkie wymienione elementy współdziałają ze sobą, co pozwala klientom „na żywo” zapoznawać się z tą technologią i poszukiwać odpowiedzi na pytania o zakres jej zastosowania w ich środowiskach biznesowych.

Od zamkniętej pętli  do otwartej
Podobnie jak tradycyjne nadajniki radiowe etykiety RFID były na początku swej historii urządzeniami o rozmiarach cegły i cenie rzędu 100 dolarów. Początkowo były zazwyczaj stosowane do monitorowania produkcji w toku w trudnych warunkach przemysłowych i miały większe możliwości, np. szersze zakresy. – Historycznie rzecz biorąc, odczyt i zapis danych przechowywanych w dawnych etykietach RFID pozwalał użytkownikom na budowanie maszyn pracujących w izolacji, jak wyspy, ponieważ takie etykiety radiowe mogły przechowywać receptury oraz inne dane procesowe – stwierdziła Helge Hornis, menedżer inteligentnych systemów w firmie Pepperl+Fuchs. – Gdy zaczęły wyrastać sieci – Internet i Ethernet – użytkownicy zaczęli tworzyć aplikacje z etykietami radiowymi o mniejszejpamięci, które łączono za to z centralnymi bazami danych i z informatycznymi systemami przedsiębiorstwa.
Dlatego w miarę upływu czasu etykiety radiowe kurczyły się do wielkości herbatnika i mniejszej, a ich koszt spadł do, a później nawet poniżej, kilku dolarów. Takie etykiety radiowe są nadal używane, wielokrotnie, często setki razy w zastosowaniach o zamkniętej pętli, co znacznie obniża i rozkłada koszty w porównaniu z kosztami początkowymi. Zazwyczaj służą one do śledzenia dużych zespołów, jak karoserie czy komponenty samochodów. Ich recykling i zestawienie z komponentami o znacznej wartości powoduje, że wydają się tym bardziej ekonomiczne. 
– Tradycyjne etykiety RFID działają prawie tak, jak przenośny dysk komputera. Użytkownicy mogą zapisywać i odczytywać wszystkie potrzebne dane, dotyczące pomiarów jakości – mówi Alec Stuebler, menedżer ds. czujników w systemach automatyzacji produkcji z Siemens Energy & Automation. – Przykładowo, taka etykieta RFID umożliwia potwierdzenie, że przyrządy mierzące moment obrotowy podczas montażu samochodu uzyskały zadane wcześniej wartości wskazań. Dzięki temu montowane komponenty mogą przejść do kolejnej operacji montażowej. Inny przykład. Wytrzymała na wysokie temperatury etykieta RFID umożliwia rozpoczęcie procesu malowania, a następnie pomaga w weryfikacji jakości powłoki lakierniczej, gdy karoseria wychodzi z gorącej suszarki o temperaturze 250°C.

Polska firma SKK członkiem EPC

 

Czytniki i etykiety RFID dostępne w Polsce i oferowane polskim przedsiębiorstwom przez SKK najłatwiej obejrzeć na stronicy internetowej firmy

SKK przystąpiło do organizacji EPC Global (globalny komitet  Electronic Product Code) propagującej rozwój technologii RFID.

EPCglobal, Inc. to organizacja non profit utworzona przez GS1 (poprzednia nazwa:  EAN International). Organizacja ma na celu komercjalizację  i adaptację w skali globalnej  technologii opartej  na Elektronicznym Kodzie  Produktu

EPC. Sieć EPCglobal to połączenie dwóch technologii: identyfikacji  poprzez częstotliwość radiową

 

Na stronicy RFID Journal znajduje się wyszukiwarka (Find RFID Vendors) oraz gotowy szablon zapytania o kalkulację (Requesta Quote)

RFID oraz Internetu, które  umożliwiają „widoczność”  jednostki zaopatrzonej  w tag EPC w całym łańcuchu  dostaw w czasie rzeczywistym. 

 

Sieć EPCglobal zapewnia  firmom dostęp do otwartych,  globalnych standardów  poprzez wykorzystanie  standardowych identyfikatorów GS1 zapisanych w tagu  EPC i uzyskiwanie zapisanych w nich informacji poprzez sieć  internetową.

Zakres odczytu (zasięg) etykiet RFID waha się od 2 mm dla nadrukowanych etykiet obrabiarkowych do 300 m w przypadku etykiet 2,4-gigahercowych. Wielkość pamięci może wahać się do 96-112 bitów do 64 KB. Większa pamięć może wymagać dodatkowo zasilania etykiety, np. w postaci lokalnej baterii, dla podtrzymania i dostępności pamięci. 
Systemy RFID zazwyczaj pracują w jednym z trzech pasm radiowych: niskiej częstotliwości – poniżej 1 MHz, wysokiej częstotliwości – 13,56 MHz (uniwersalne pasmo stosowane na całym świecie dla aparatury naukowej) i ultrawysokiej częstotliwości (UHF), tj. powyżej 800 MHz. Pasmo UHF jest szersze i tańsze, choć ewidentnie w pewnym stopniu grozi interferencją sygnałów radiowych. 
Siemens zamierza wprowadzić na rynek jeszcze w 2005 r. swoje produkty serii Simatic RF 600 i Simatic RF 300 o zasięgu 3-5 m. Systemy te, pracujące na częstotliwości 900 MHz, będą obejmować: etykiety, czytniki, anteny i oprogramowanie. 
Niedawny postęp techniczny spowodował, że rozmiary etykiet RFID zmniejszono niemal do wielkości układów scalonych. Na tyle małe etykiety można wstawiać w kody paskowe, w inne etykiety lub bezpośrednio do produktów. Etykiety są doczepiane stopniowo do coraz mniejszych opakowań, mogą być wysyłane razem z tymi opakowaniami, co należy rozumieć jako jednorazowego użytku, czyli w otwartej pętli. 
Mimo tych oczywistych zalet pasywne etykiety RFID kosztują zazwyczaj 35-45 centów w dużych ilościach, 75-80 centów w niewielkich ilościach, a aktywne etykiety RFID z większą pamięcią do odczytu, możliwością zapisu, większą pamięcią do przechowywania danych, większym zasięgiem oraz innymi, większymi możliwościami kosztują 85 centów i więcej. Niestety pozostaje to powyżej progu 5-10 centów, spadek, poniżej którego ewidentnie pozwoliłby w praktyce na ekonomiczne, masowe stosowanie ich w większości zastosowań z otwartą pętlą obiegu etykiet (czyli jednorazowego użytku). 
Pasywne etykiety są zasilane przez niewielką porcję energii elektromagnetycznej, wzbudzającą je, gdy wkraczają w pole elektromagnetyczne, otaczające antenę systemu lub czytnika RFID. Przykładowo, etykiety  13,56 MHz pozwalają na odczyt na odległość do 1 metra. Gdy etykieta zostanie wzbudzona, czytnik może się z nią połączyć, odczytać i przesłać dane z etykiety do: podłączonego kontrolera, sterownika PLC, komputera PC lub do systemu informatycznego przedsiębiorstwa, tj. systemu wysokiego poziomu.

Podstawowa terminologia dotycząca RFID

Wiele podstawowych pojęć z zakresu RFID zostało opisanych przez brytyjską firmę Pelican Control Systems Ltd. na jej stronie internetowej  www.pelicansystems.co.uk pod hasłem „General RFID  System Definition”. Oto kilka spośród najbardziej  przydatnych definicji Pelikana: 

Etykiety, metki, przekaźniki RFID

(ang. RFID tags/labels/transponders)

to identyfikatory przymocowane do przedmiotów, które mają być monitorowane lub przetwarzane.  Różnią się rozmiarami, wielkością pamięci, fizyczną  konstrukcją oraz zakresami.  

Czytniki/skanery

(ang. Readers/Scanners)
Działają jako interfejs do monitorowania/przetwarzania  pomiędzy etykietą a otoczeniem (środowiskiem)  informatycznym. Zarządzają procesem łączności i wymiany danych z etykietami, a następnie tymczasowo przechowują informacje lub transmitują je do otoczenia informatycznego.  

Częstotliwość (pasmo radiowe) 

(ang. operating frequency) 
Zazwyczaj częstotliwość poniżej 1 MHz, 13,56 MHz  lub ponad 800 MHz określa charakterystyki systemu RFID, takie jak: przenikalność materiałów, prędkości transmisji danych, wymagana energia oraz zasięg.  

Pasywne RFID

(ang. passive RFID)
Systemy pasywne RFID stosują etykiety zasilane energią pochodzącą z zewnętrznego źródła, jak antena lub czytnik. Pasywne etykiety RFID są zazwyczaj tańsze niż aktywne, ale ich zasięg oraz zdolność transferu danych  są ograniczone.  

Aktywne RFID

(ang. active RFID)
Systemy aktywne RFID przekraczają ograniczenia istniejące dla systemów pasywnych dzięki własnemu zasilaniu  z lokalnej baterii lub kabla.  

Indukcja, zakłócenia pola elektromagnetycznego

(ang. induction, e-field disturbance)
Określane także nazwami „backscatter”, „field disturbance modulation” lub „radio data communication” to nazwy trzech sposobów pozwalających etykietom RFID  na nawiązanie łączności radiowej z czytnikiem. Systemy  indukcyjne pracują zazwyczaj w paśmie niskich częstotliwości (ok. 125 kHz) przy niewielkich wymaganiach przepisów  formalnych lub w paśmie 13,56 MHz, gdzie mają  zastosowanie normalne przepisy dotyczące zezwolenia i przydziału częstotliwości radiowych. Pole  elektromagnetyczne powstaje dzięki energii  elektromagnetycznej emitowanej przez czytnik. Ta energia jest pobierana i ponownie oddawana przez etykietę  (jako nadajnik). Połączenie radiowe następuje, gdy  i czytnik, i etykieta komunikują się poprzez emisję  sygnałów radiowych.  

Bezkonfliktowy protokół komunikacji

(ang. anti-contention communications protocol)
Jeśli system RFID nie stosuje bezkonfliktowego protokółu komunikacji, to w danej chwili czytnik może komunikować się tylko z jedną etykietą. Oznacza to w praktyce,  że etykiety muszą być odseparowane o obsługiwane  kolejno, pojedynczo. To w praktyce może okazać się  pracochłonne i czasochłonne. Bezkonfliktowe protokóły łączności mogą różnić się między sobą zdolnością obsługi tylko niepowtarzalnych lub także dublujących się  identyfikatorów, różnymi wielkościami dopuszczalnego zbioru etykiet i stałą lub zmienną liczebnością  obsługiwanych etykiet.  

Etykiety tylko do odczytu

(ang. read-only memory transponders)
Mają unikalny kod zaprogramowany przez producenta.  Ten kod nie może zostać zmodyfikowany. Taka etykieta może zostać powiązana z produktem za pośrednictwem  tablicy do deszyfrowania kodów. Daje te wysoki stopień bezpieczeństwa danych, lecz przy niskiej elastyczności.  

Etykiety do jednokrotnego zapisu i wielokrotnego odczytu

(ang. write-once, read-many »WORM« transponders)
Mogą być zaprogramowane według specyfikacji  użytkownika, zgodnie ze specyfiką poszczególnych  składowych procesu. Po jednokrotnym wpisie zawartość etykiety (dane) nie może zostać zmodyfikowana. Daje to wysoki stopień bezpieczeństwa danych, przy wyższej  elastyczności niż etykiety tylko do odczytu.  

Etykiety do zapisu i odczytu

(ang. read-write transponders)
Zawierają pamięć, której zawartość może być  modyfikowana w trakcie normalnego użytkowania.  Są często używane w zastosowaniach wymagających  dynamicznej współpracy z bazami danych.

 Zakłócenia, bezpieczeństwo,  siła RFID
Podobnie do innych technologii bezprzewodowych RFID podlega zakłóceniom typu interferencyjnego, zazwyczaj przy zbliżeniu do metalu lub cieczy. Trudne warunki fizyczne zazwyczaj wymagają „zapasu mocy” w postaci silniejszych i droższych etykiet, czytników lub innych indywidualnych zabiegów. 
O ile sama odległość i fizyczne ograniczniki zapisu/odczytu stanowią zazwyczaj wystarczającą ochronę przed nieupoważnionym dostępem do danych zawartych w etykiecie, o tyle, jak się oczekuje, nowy standard RFID Gen 2, opracowany przez organizację EPCglobal (EPC – Electronic Product Code), ma dodatkowo wyjść na przeciw pewnym zagadnieniom z tego zakresu. Gen 1 to opublikowany przez EPCglobal standard, który już jest stosowany przez wielu projektantów RFID. 

Inteligentne RFID Cisco

Cisco Systems poinformowało o wprowadzeniu na rynek  inteligentnej technologii stanowiącej podstawę  do wdrażania technologii identyfikacji radiowej RFID.  Nowa technologia Cisco Systems ma pomóc  przedsiębiorstwom wdrażać rozwiązania RFID w ramach  łańcucha dostaw, dając możliwość łatwiejszego odczytywania  informacji o produktach i zasobach. 

Rozwiązanie RFID firmy Cisco obejmuje: Cisco Application  Oriented Network (AON) dla RFID – aplikacja przetwarza  w inteligentny sposób informacje generowane przez aplikacje  sieciowe; Cisco Services for RFID – dedykowane usługi  Cisco Systems dla technologii RFID oraz Cisco Wireless  Location Service – mechanizm monitorowania urządzeń  w czasie rzeczywistym.

Kluczowym elementem rozwiązań RFID firmy Cisco ma być  rozszerzenie technologii Cisco AON o wbudowane w sieć  – w przełączniki Cisco dla centrów przetwarzania danych i routery  dla oddziałów – funkcje RFID warstwy pośredniej. Dzięki temu  wzrasta skalowalność, obniżane są koszty wdrożenia,  a infrastruktura zostaje uproszczona. 

Moduły Cisco AON z obsługą technologii RFID można  instalować w dowolnym miejscu sieci przedsiębiorstwa;  na jej obrzeżach do rejestrowania i filtrowania zdarzeń RFID  oraz w centrum przetwarzania danych w celu uwierzytelniania  danych, ich dodatkowego filtrowania i agregacji  oraz mostkowania protokołu aplikacji. Podczas wymiany danych z zewnętrznymi partnerami biznesowymi moduły AON mogą  ponadto wykonywać takie zadania, jak: szyfrowanie danych  wychodzących, obsługa podpisów cyfrowych i routing oparty  na treści. 

Technologia Cisco AON dla RFID umożliwia reagowanie  na zlokalizowane zdarzenia, dzięki czemu klienci mogą w pełni  zoptymalizować wydajność aplikacji biznesowych, a także  zwiększyć wartość i znaczenie sieci w miarę jak wdrażane są obecne i przyszłe aplikacje RFID. 

Cena katalogowa rozwiązania AON dla RFID obowiązująca  w USA wynosi 16 250 USD. Wprowadzenie rozwiązania na rynki  Ameryki Północnej oraz regionu EMEA zaplanowano  na październik 2005 r. Na terenie Azji iJaponii oraz na rynkach  rozwijających się rozwiązanie będzie dostępne w połowie  2006 roku.

www.cisco.com

Impinj ogłosił, że oferuje już od niedawna w pełni zintegrowany system RFID zgodny ze standardem Gen 2, obejmujący zgodne z Gen 2: układy scalone, etykiety, metki, wkładki i czytniki. 
– Kody kreskowe to najtańszy sposób, by stwierdzić, jaka to część i dokąd zmierza, ale jest wiele środowisk produkcyjnych, jak: gorące suszarki lakiernicze, produkcja chemiczna, pakowanie wyrobów mięsnych, gdzie kody kreskowe po prostu nie sprawdzają się – powiedział Bradley Todd, menedżer marketingu Escort Memory Systems (EMS). – Zastosowanie etykiet RFID może również w trakcie produkcji wspomóc poziom podejmowania decyzji, obsługiwany przez system ERP przedsiębiorstwa poprzez przenoszenie danych do następnych etykiet RFID, wchodzących do określonych stadiów produkcji w toku. Przykładowo, etykiety użyte do śledzenia trzody w doświadczalnym projekcie w Argentynie mogą dodać informacje do zakładowego systemu ERP i zapisać informacje do innych etykiet stosowanych w obiegu zamkniętym lub do systemu obsługi kodów paskowych w pakowalni. 
Toyota South Africa niedawno wdrożyła drugą fazę radiowego systemu śledzenia pojazdów (ang. RFID Vehicle Tracking System – VTS) poprzez dodanie etykiet oraz anteny systemu RFID z możliwością zapisu i odczytu.
Integrator, EMS, wdrożył system RFID śledzący komponenty samochodów w wielu stadiach produkcji, aż do końcowego montażu i, jak twierdzi, było to znaczące wdrożenie z racji połączenia w jednym systemie etykiet jednorazowych i etykiet wielokrotnego użytku. W pierwszej fazie wdrożono system posługujący się wytrzymałymi na wysokie temperatury etykietami wielokrotnego użytku typu HMS150. W drugiej fazie zastosowano tańsze, papierowe etykiety jednorazowego użytku LRP-L4982 o wielkości karty kredytowej, które dodatkowo mają wysokie parametry wbudowanej pamięci. 
– Skoro po każdym kroku etykiety RFID mogą być odczytywane i zapisywane, wszelkie problemy w trakcie procesu mogą być wcześnie wychwycone, co pozwala zaoszczędzić wiele czasu i wiele pieniędzy później – dodał Todd.

Rozwiązanie firmy Symbol pozwala  zwiększyć wydajność pracy personelu  w zakładach koncernu DaimlerChrysler
Koncern DaimlerChrysler wdrożył na terenie zakładu w Kassel (Niemcy) system łączności bezprzewodowej dla przedsiębiorstw firmy Symbol. Jego zadaniem jest obniżenie kosztów i zwiększenie wydajności pracy personelu. DaimlerChrysler wykorzystuje komputery mobilne Symbol MC9000 oraz platformę Mobility Services Platform (MSP) do rejestrowania i przesyłania danych gromadzonych na różnych etapach cyklu produkcyjnego oraz do zarządzania tymi danymi. Dotyczą one między innymi dostaw  materiałów oraz magazynowania i wysyłki osi do samochodów dostawczych.

– Wybraliśmy komputery mobilne firmy Symbol ze względu na ich  niezawodność, łatwość obsługi oraz elastyczność w zakresie instalowania własnych aplikacji; urządzenia Symbol MC9000 przyczyniły się do znacznego zwiększenia efektywności pracy personelu koncernu DaimlerChrysler  – powiedział Karsten Götze, jeden z kierowników projektu wdrożenia  infrastruktury bezprzewodowej sieci lokalnej (WLAN) w ramach realizacji  systemu SAP Automotive w zakładach DaimlerChrysler w Kassel.  – Po raz pierwszy w zakładach naszej firmy został zastosowany jeden system łączności bezprzewodowej obejmujący cały cykl produkcyjny.

W zakładach produkujących osie do pojazdów dostawczych gromadzone są ogromne ilości danych dotyczących produkcji i przechowywania wyrobów, wysyłki oraz odbioru i dostaw wyrobów gotowych. Ręczne liczenie  i oznakowywanie pojedynczych wkrętów, pierścieni i osi było dla koncernu DaimlerChrysler kosztowne i czasochłonne. Komputery mobilne firmy Symbol przyczyniły się do przyspieszenia tego procesu, umożliwiając gromadzenie danych i przesyłanie ich bezpieczną bezprzewodową siecią lokalną  do drukarek. – Urządzenia mobilne MC9000 zapewniają niezawodność  wymaganą w zakładach produkcyjnych, ponieważ mogą wytrzymać upadek na betonową posadzkę i są odporne na działanie innych czynników  zewnętrznych, takich jak unoszące się w powietrzu drobiny pyłu  – dodał Götze.

Komputery mobilne Symbol MC9000 oferują też centrom dystrybucji inne korzyści – wszystkie zainstalowane na nich aplikacje są bezpośrednio  połączone z działającym w koncernie DaimlerChrysler systemem  SAP Automotive. W tym celu wykorzystano moduł Mobisys Solution Builder – certyfikowane przez firmę SAP narzędzie dodatkowe opracowane  specjalnie dla komputerów mobilnych firmy Symbol.

Komputery są wyposażone we wbudowanego agenta platformy MSP, który ułatwia wdrażanie i serwisowanie systemów mobilnych  w przedsiębiorstwach oraz zarządzanie nimi. Dzięki temu DaimlerChrysler może automatycznie wdrażać oraz instalować nowe aplikacje na wszystkich  komputerach mobilnych firmy Symbol oraz zarządzać nimi, a także zdalnie testować urządzenia. W porównaniu z testowaniem ręcznym rozwiązanie  to zapewnia znaczną oszczędność czasu i obniżenie kosztów eksploatacji. 

***

Firma Symbol Technologies, Inc., działająca pod hasłem „The Enterprise Mobility Company”, jest znanym na całym świecie dostawcą rozwiązań w dziedzinie systemów łączności bezprzewodowej dla przedsiębiorstw.  

www.symbol.com

Wymiana danych z etykiet RFID i połączenie do sterownika

źródło: Control Engineering z danymi Turck Inc.
Typowy scenariusz łączności RFID. Pole magnetyczne z nadajnika/czytnika wzbudza obwód elektryczny etykiety zasilający etykietę mocą wystarczającą do nawiązania łączności z czytnikiem. Następnie odczytane dane mogą być przekazane poprzez kontroler do: PLC, PC i baz danych – w razie potrzeby
Przyszła ewolucja
Jak się wydaje, technika RFID sama z siebie ma i będzie mieć niewiele wspólnego z tradycyjną automatyką i sterowaniem. Jednakże przy wspomaganiu ze strony baz danych oraz innych istniejących źródeł informacji RFID może w istotny sposób wspomagać automatykę i sterowanie, choćby pośrednio, w niejawny sposób. W istocie nadchodzący postęp techniczny i nowinki, takie jak zwracające energię aktywne etykiety RFID, prawdopodobnie zdezaktualizują obecne argumenty (i ograniczenia), gdyż takie etykiety staną się bezprzewodowymi przekaźnikami danych analogowych, cyfrowych, zgodnych z sygnałami Ethernetu i/lub Internetu. 
– W ciągu najbliższych dwóch – trzech lat etykiety RFID prawdopodobnie zostaną połączone z czujnikami temperatury, umożliwiając im ciągły zapis do etykiety w celu udostępnienia ciągłych wskazań temperatury – stwierdził Arnold.  ce

Artykuł pod redakcją Adama Majczaka