Области применения RFID-системы
К основным применениям технологии радиочастотной идентификации относятся:
· складское материально-техническое обеспечение;
· логистика и управление цепочками поставок от производителя к потребителю в режиме реального времени;
· идентификация движущихся объектов в реальном масштабе времени (учет автотранспорта, вагонов в движущихся железнодорожных составах);
· идентификация автотранспортных средств на стоянках, парковках, автовокзалах;
· автоматизация сборочных процессов в промышленном производстве;
· системы контроля доступа в помещения и сооружения;
· обеспечение пассажиров электронными билетами;
· экспресс доставка посылок;
· обработка и доставка багажа на авиалиниях;
· автомобильные охранные системы;
· проверка транзакции платежных систем на достоверность;
· предотвращение подделки различных категорий товаров;
· маркировка (идентификация) имущества, документов, библиотечных материалов и т.п.
Сферы применения системы RFID представлены на рис. 4.3 и 4.4.
Технология радиочастотной идентификации существенным образом изменяет не только механизм распределения, но и процесс производства товаров. Радиочастотную технологию применяют в следующих областях.
Использование технологии радиочастотной идентификации для маркировки деталей и продуктов производства, позволяет отслеживать в режиме реального времени все технологические стадии формирования товара в процессе его изготовления. Более того, одновременно с избирательным, осуществляемым в соответствии с требованиями конкретного заказчика формированием конечного продукта производства – конкретного товара, формируется его технологический паспорт, который дает полное представление о всех технологических деталях процесса изготовления этого конкретного образца товара.
Не секрет, что при массовом производстве товаров малейшее отклонение от заданного режима на любой стадии технологического цикла изготовления товара приводит к непредсказуемому изменению его потребительских свойств. Устраняя такие технологические погрешности, фирмы-изготовители вынуждены отзывать с рынка для устранения дефектов огромные массы уже поступившего в эксплуатацию товара просто потому, что они не имеют достоверной информации о том, при изготовлении какой конкретно партии комплектующих было допущено отклонение от установленной технологии. Это незнание характеристик технологической карты каждой детали конечного продукта ведет к огромным потерям времени, труда и денег для устранения, возможно, крошечного дефекта, вызванного отступлением от заданного технологического режима.
Рис. 4.3 Сферы применения RFID
Радиочастотная идентификация, как технология формирования технологического паспорта конкретного товара, является гарантией качества его производства, особенно при современных огромных объемах производства товаров на предприятии в условиях использования комплектующих деталей от разных производителей.
Итак, формирование конкретного изделия по требованию конкретного штучного заказчика с гарантией качества в условиях массового товарного производства при снижении издержек – вот поразительный результат внедрения технологии радиочастотной идентификации на современных предприятиях.
Рис. 4.4. Сферы применения RFID. Защита от контрафакта
Другой, не менее важной областью внедрения радиочастотной идентификации является планирование загрузки производственных мощностей при работе на конкретного заказчика, а не на склад.
Сегодня радиочастотная идентификация применяется для маркировки транспортных средств, возвратной тары (транспортные контейнеры, паллеты, емкости для перевозки жидкостей), контейнеров для сбора мусора и отходов, маркировки редких вин, предметов проката, например, велосипедов, книг и других бумажных носителей важной информации (в медицине это – истории болезни), инструментов и животных.
RFID используется во всех областях автоматического получения данных (ADC); эта технология позволяет осуществлять бесконтактную идентификацию объектов с использованием радиочастоты (RF). RFID-системы применяются в разнообразных случаях, когда требуется оперативный и точный контроль, отслеживание и учет многочисленных перемещений различных объектов.
Область применения системы определяется ее частотой. Высокочастотные используются там, где требуются большое расстояние и высокая скорость чтения, например контроль железнодорожных вагонов, автомобилей, системы сбора отходов. Например, ридеры устанавливают на воротах или шлагбаумах, а транспондер закрепляется на ветровом или боковом стекле автомобиля. Большая дальность действия делает возможной безопасную установку ридеров вне пределов досягаемости людей.
Промежуточной частоты – там, где должны быть переданы большие количества данных. Низкочастотные используются там, где допустимо небольшое расстояние между объектом и ридером. Обычное расстояние считывания составляет 0,5 метра, а для тагов, встроенных в маленькие “кнопочки”, дальность чтения, как правило, еще меньше - около 0,1 метра. Большая антенна ридера может в какой-то мере компенсировать такую дальность действия небольшого тега, но излучение высоковольтных линий, моторов, компьютеров, ламп и т.п., мешает ее работе. Большинство систем управления доступом, бесконтактные карты, управления складами и производством использует низкую частоту.
Управление производством.Сборочный завод Toyota в Джорджтауне, Штат Кентукки, использует радиочастотные метки 13,56 MHz для контролирования заполнения трейлеров и доставки грузов. Эта система связана с общим планированием производства.
Chevrolet использует радиочастотные метки для идентификации упаковки оборудования при перевозке. Эта система заменила ручной учет, где была большая вероятность ошибки оператора.
Главные Азиатские порта используют радиочастотную систему для отслеживания и погрузки грузовых многотонных контейнеров. Тысячи меток были установлены на днища контейнеров для сканирования считывателями, установленными на подъемных кранах. Эта система обеспечивает информацию в реальном времени о нахождении, размере каждого контейнера и его грузе.
Рис. 4.5. Сферы применения радиочастотных меток по частотам
Радиочастотные метки также могут использоваться для хранения информации и обработки данных о продукте. Производственный центр Sony Electronics в Сан-Диего использует перезаписываемые метки, которые хранят 2 килобайта данных о кинескопах, на поточных производственных линиях. Эта система уменьшила время на выяснение необходимого тестирования продукции.
Подобные системы применяются на конвейерных линиях производства печатных плат. В течение всего производственного процесса радиочастотные метки используются для определения нахождения продукции и хранения данных тестирований.
Существуют даже после производственное применение радиочастотных меток для идентификации печатных плат в сервисных центрах. Хранимая информация содержит данные кода продукта, процесса его производства.
Простые платежные системы.Радиочастотные системы используются множеством автозаправочных станций. Считыватели устанавливаются на топливных насосах бензоколонки для идентификации клиентов, их счетов. Отпуск топлива и его оплата происходит автоматически, клиенту больше не нужно идти в кассу, что экономит его время и удобно. Компании, и многие другие пользуются этими системами.
Охранные системы.Другой областью применения радиочастотных меток являются защитные, охранные системы. Метка внедряется в объект и при его вскрытии или повреждении данные вмешательства записываются в базу данных.
Учет и контроль.Эти задачи предполагают получение информации о прохождении объектов через определенные контрольные точки. Это может быть пункт погрузки/разгрузки на складе или начало/конец определенного технологического процесса на производстве. В дальнейшем, эта информация сохраняется в базе данных, автоматизированной системе управления технологическими процессами (АСУТП) или любой другой информационной системе. Для этого, как правило, используются: RFID метки установленные на подконтрольных изделиях, антенны, контроллеры RFID , способные одновременно работать с несколькими антеннами, средства коммуникации контроллеров с информационными системами, например Ethernet адаптер, GSM / GPRS терминал и т.п.
В территориально распределенных системах имеет смысл использовать общедоступные каналы связи для передачи информации. Например, в настоящее время довольно часто используются сотовые сети GSM, которые имеют значительный охват и не требуют больших затрат. Обмен информацией между центральным офисом и удаленным складом происходит посредством SMS/ MMS сообщений или GPRS соединения. Для этого на рынке существует большое количество как специализированных терминалов, так и обычных телефонов. В свою очередь, к телефону или терминалу подключается контроллер RFID , который сообщает о прохождении изделий в зоне действия подключенных к нему антенн. Интересные возможности появляются при использовании комплекса из карманного компьютера ( PDA) iPAQ со встроенным адаптером Bluetooth, RFID сканера, выполненного в виде CompactFlash- карты, которая вставляется в iPAQ , например OMRON V 720 и обычного сотового телефона Nokia 6310 или любого другого поддерживающего Bluetooth. Причем телефон может находиться на расстоянии порядка 10 метров от PDA обеспечивая при этом постоянную связь и возможность передачи информации между удаленным складом и центральным офисом в режиме реального времени. Использование PDA дает возможность получать всю ассоциированную информацию об изделии, а не только ту, что записана в радиометке. Очень удобен такой комплекс при проверке комплектности партий товаров, что практически исключает ошибки при их приемке или отправке. Не говоря уже о том, что для проверки не надо физически перемещать сами товары.
Автотранспорт.С помощью RFID системы можно осуществлять контроль за движением маршрутного и прочего автотранспорта. Для этого в контрольных точках устанавливаются радиочастотные сканеры, которые по меткам размещенным под лобовыми стеклами автомобилей фиксируют время прохождения точки. Такими контрольными точками могут быть конечные остановки автобусных, троллейбусных или трамвайных маршрутов, пропускной пункт на выезде из предприятия, склада, магазина. Радиочастотные метки позволяют фиксировать не только номер автомобиля, но и большое количество сопутствующей информации, например номера накладных, путевых листов, дату следующего технического обслуживания и т.д.
Благодаря использованию подобной системы отпадает необходимость в ведении бумажного учета движения автотранспортных средств. Отсутствие этапа перевода бумажных документов в цифровую форму позволяет избавиться от влияния человеческого фактора и исключить ошибки, сократить затраты труда и времени персонала. Все данные в реальном масштабе времени могут быть переданы в систему логистики, учета рабочего времени, технического состояния автопарка и т.п. Что дает, в итоге, полную картину жизнедеятельности предприятия. На основе этой информации можно провести анализ, который покажет какие шаги необходимо предпринять для достижения большей эффективности перевозок.
Защита автомобильных прицепов от угонов.В Великобритании широко распространены автомобильные прицепные домики-фургоны типа " caravan ". Ежегодно их продается до 24 000 штук по цене от 6 до 25 тысяч фунтов стерлингов. Их сохранностью в первую очередь озабочены страховые компании, поэтому описанная ниже защитная схема для автовладельцев реализована бесплатно. При изготовлении каждому домику-фургону присваивается уникальный идентификационный код VIN, состоящий из 17 буквенно-цифровых знаков. Этот код регистрируется при продаже вместе с данными о владельце домика в специальной ассоциации, состоящей из 35 фирм-производителей фургонов, 100 дилерских компаний и 550 автостоянок.
С 1998 года внедрена схема маркировки домиков. Идентификационный код VIN методом химического травления наносится на все стекла с одновременным дублированием этой информации в памяти радиочастотной метки. Пассивная радиочастотная метка типа WORM разработки компаним TIRIS Texas Instruments Northamptron , UK) имеет размеры кредитной карты и обладает программируемой памятью емкостью 1360 бит (около 170 буквенно-цифровых знаков).
Метка устанавливается внутри фургона при сборке на заводе. Данные о владельце однократно записываются в память WORM в момент продажи, и после этого уже не могут быть изменены. Если даже угонщик фургона заменит все стекла на другие с собственной графировкой, он не сможет изменить код транспортного средства VIN и данные о владельце в памяти радиочастотной метки. В свою очередь эта информация считывается с метки дистанционно при движении фургона мимо поста дорожной полиции. Если данные об угоне имеются в полицейском компьютере, тревожный сигнал будет выдан автоматически. Опять же, если код VIN на стекле фургона не соответствует данным считанным с радиочастотной метки, автовладелец возбудит внимание полиции.
Контроль движения общественного транспорта.Итальянская компания, осуществляющая перевозки пассажиров общественным траспортом в г. Турине (Италия), ввела в действие систему контроля за движением принадлежащих ей 900 автобусов и 300 трамваев. В ней используются устройства RFID разработки Confident , TAGMASTER и Kista< (Швеция). Турин стал третьим итальянским городом, который приобрел указанную систему.
Небольшая радиочастотная метка устанавливается на каждом автобусе и трамвае. При возвращении автобуса с маршрута центральный компьютер (обыкновенная "персоналка") по сигналу, считанному с метки, автоматически регистрирует дату и время прибытия.
При выходе на маршрут регистрация повторяется, при этом водитель видит свой идентификационный номер, номера автобуса (трамвая) и маршрута, отображаемые на большом экране около ворот парка. Водителю не требуется останавливаться или проезжать в непосредственной близости от считывателя: метки, работающие в частотном диапазоне 2,45 ГГц, позволяют считывать с них информацию на расстоянии до 6 метров. Система позволяет оптимально планировать загрузку водителей автобусов и трамваев и контролировать своевременность выхода на маршрут и возвращения с маршрута.
Электронная маркировка товаров в торговле.Компания Sainsbury Supermarkets (Великобритания), обладающая сетью из 381 супермаркетов, приняла решение об электронной маркировке товаров. Используется технология радиочастотной идентификации CHECKPOINT SYSTEMS (Harlow UK ). Малоразмерные метки RFID толщиной с лист бумаги запрессовываются в упаковку товаров еще на этапе их производства. В магазинах установлены детекторы защиты от краж на входах и выходах торгового зала. Детекторы обнаруживают присутствие радиочастотной метки и издают сигнал тревоги. Дезактиваторы меток расположены у кассира. Стандартные сканеры штрихового кода 2010 серии (Голландия) специальным образом доработаны и позволяют вместо традиционных двух последовательных операций считывания кода товара с последующим снятием защиты выполнять одну, объединяющую обе указанные функции. Система доказала свою эффективность. В первую очередь маркируются товары из группы риска (наиболее подверженные кражам), а также товары в дорогих секциях. Маркированные и немаркированные товары не отличаются по внешнему виду (виден только штриховой код, но неизвестно, запрессована ли метка в упаковку и в каком месте). Применение указанной схемы сокращает время работы кассира и общее количество контрольного оборудования в торговом зале. Планируется перевести все 100% товаров на маркировку радиочастотными метками.
Похожая система под наименованием "Альбатрос" разрабатывается для торговой компании El Corte Ingles (Испания) по технологии фирмы PHILIPS . Работы начаты осенью 1996 года и планируется в течение 5 лет достичь положения, при котором 30% всех товаров будут снабжены метками RFID. Используются метки типа R / W с внутренней памятью 512 бит, в которой размещается уникальный номер метки (64 бита) и место для информации пользователя (384 бита). Данные гарантированно сохраняются в памяти в течение 10 лет. Размеры метки - 5х5 см, эффективная дальность до считывателя - 1,2 м, рабочая частота 13,56 МГц, скорость работы считывателя - 20 меток в секунду. Реализована функция антиколлизии: метки однотипных товаров селектируются и не смешиваются в учетной системе. Для борьбы с кражами с двух сторон прохода в зал устанавливаются антенны считывателя (всего 2), при этом ширина прохода достигает 1,5 метра.
Контроль доступа.По данным журнала Reseller от общего количества проданных в Европе систем 16% составляют системы контроля доступа. Схемы работы достаточно просты: радиочастотная метка с данными сотрудника является по сути электронным пропуском, изготовленным в виде брелока для ключей, фирменного значка, браслета или даже циферблата для наручных часов ('STId FRANCE ). Считыватели радиочастотных меток устанавливаются на турникетах при входе в здание компании, а также на дверях помещений с ограниченным доступом сотрудников. Достаточно только иметь при себе электронный пропуск, чтобы код был считан, проверен компьютером, сличен со списком сотрудников, которым разрешен допуск и одновременно с автоматическим открытием дверей отмечен в памяти компьютера с указанием должности, фамилии и инициалов сотрудника, а также даты и времени прохода. Недостатком системы может быть проход группы по одному пропуску, который устраняется установкой турникетов и визуальным контролем со стороны службы наблюдения.
Необычное применение.RFID часто используется в обстоятельствах, которые можно назвать необычными: например, еще недавно новшеством была установка тегов на ошейниках домашних животных. И традиция таких “странных” применений продолжает развиваться.
В Лас-Вегасе (США) проводились испытания по электронному управлению и распознаванию значений в играх Blackjack . Усиление безопасности и защиты от мошенничества, а также сбор статистических данных заставили целый ряд владельцев казино проявить интерес к этой системе. В настоящее время ведутся разработки, которые позволят выяснить, насколько выгодной станет новая технология для других настольных игр.
Идентификация мусорных контейнеров.Радиочастотные метки устанавливаются на мусорных контейнерах для определения типа отходов и владельцев контейнеров, а считыватель располагают на кузове грузовика. В течение сбора мусора, метки идентифицируются и регистрируются владельцы контейнеров. Эта система значительно уменьшила выброс мусора и поощряет жителей за сбор вторичного сырья.
Сельскохозяйственный производитель Cyanamid использует перезаписываемые метки для транспортировки пестицидных контейнеров и контроля срока их службы. После истечения определенного времени контейнер автоматически изымается. Радиочастотные метки заменили штрих код, потому что они способны выдержать трудные условия среды сельского хозяйства.
Исходя из представленных областей применения, можно сделать вывод о том, что радиочастотная технология находит все новое и новое оригинальное применение. Перечисленные примеры являются лишь небольшой частью использования этой новой технологии, которая упрощает и автоматизирует процессы идентификации во всех сферах деятельности.