سیستم RFID چگونه کار می­ کند؟

فایل متن کامل این پایان نامه در سایت abisho.ir موجود است.

ابتدا یک نشانگر یکتا مانند EPC در میکرو چیپ موجود در برچسب قرار داده می­شود. البته میکرو چیپ می ­تواند کاربردهای دیگری مانند رمزنگاری، کنترل دسترسی، یکپارچه سازی حسگرها و نگهداری داده­های خواندنی / نوشتنی نیز داشته باشد.
برچسب بر روی آیتم مورد نظر، جعبه و یا پالت آن قرار می­گیرد و هنگامی که شیء مورد نظر در فضای  تحت پوشش قرائت­گر[۱] حرکت می­ کند امواج الکترومغناطیسی که از قرائت­گر ساطع می­شود توسط آنتن موجود در برچسب دریافت می­شود. برچسب انرژی موجود در امواج الکترومغناطیس را گرفته و از آن برای راه اندازی مدارات میکرو چیپ استفاده می­ کند سپس امواج دریافتی را مطابق کد شناسه خود و یا کدی که با آن برنامه ریزی شده است، تغییر داده  و سیگنال فرکانس رادیویی را منعکس و یا انتقال می­دهد. در بازگشت سیگنال تغییر یافته توسط قرائت­گر دریافت می­شود و مطابق با نوع تغییر در سیگنال دریافتی اطلاعات توسط قرائت­گر دریافت می شود و بر اساس اطلاعات، عملی صورت می­گیرد و یا اطلاعات توسط یک پورت ارتباطی به کامپیوتر میزبان ارسال می­شود.       (جونز[۲]، ۲۰۰۴)

۲-۲-۵) کاربردهای RFID:

۲-۲-۵-۱) خرده فروشی:

شرکت Wal-Mart  به منظور کاهش کمبود کالا از سیستم ردیابی RFID  استفاده می­ کند. Reader برچسب­ها در سکوی تحویل کالا و درمحل عرضه کالا به مشتری و محل جمع آوری جعبه و پالت­های خالی کالا قرار دارند. هنگامی که جعبه کالاها به شرکت می­رسد قبل از ورود کالا به انبار اطلاعات برچسب­های RFID  توسط قرائت­گرها دریافت می­شود و نیز اطلاعات جعبه­هایی از کالا که فروخته شده ­اند توسط قرائت­گرها دریافت می­شود و مقدار موجودی به راحتی در هر لحظه و به صورت اتوماتیک تعیین  می­شود و از کمبود جلوگیری می­شود. کارکنان Wal-Mart دستگاه قرائت­گر قابل حمل خاصی دارند که در هنگام عبور از کنار کالایی که مقدار موجودی آن در محل عرضه از حد مجاز کمتر شده است به آن­ها هشدار می دهد و اطلاعات مربوط به هر سه قرائت­گر که وضعیت موجودی هر کالا در هر مرحله از فروش را مشخص می­ کند در اختیار زنجیره تامین قرار می­گیرد.(رابرت[۳]، ۲۰۰۵)

بخش غذایی شرکت خرده فروشی  M&S برای ردیابی ۵/۳ میلیون سینی  پلاستیکی خود که  برای حمل محصول مورد استفاده قرار  می­گرفت بارکدهای خود را با برچسب­های RFID  تعویض کرد  این سینی­ها در سال کلا ۸۵ میلیون بار مورد استفاده قرار می­گرفتند و ۷۰ درصد محصول خط تولید فاسد شدنی بودند با این کار زمان خواندن اطلاعات مربوط به سینی­ها ۸۵ درصد و مقدار گم شدن سینی­ها ۱۵ درصد کاهش یافت و نیز زمان دریافت سفارش نیز کاهش یافت و منجر به بهبود مدیریت محصول و ردیابی محصول به صورت تقریبا لحظه­ای گردید. (وایلدینگ[۴]، ۲۰۰۴)

 

۲-۲-۵-۲) تولید:

شرکت موتورسیکلت سازی سفارشی Viper برای ردیابی مجموعه­های زیر مونتاژ در فرایند تولید خود از برچسب­های RFID استفاده می­ کند. برچسب­های RFID  کاربردهای ضد سرقت نیز دارند برای مثال شرکت Viper بر روی قطعاتی که بیش از ۷۵ دلار ارزش داشتند برچسب RFID  نصب کرد و پس از اجرای یک ممیزی موجودی تصادفی مدیریت توانست محل قطعات مفقوده با ارزشی معادل ۲۴۰۰ دلار را مشخص کند. (سالیوان[۵]، ۲۰۰۴)

۲-۲-۵-۳) صنعت دارو / مراقبتهای بهداشتی

استفاده از RFID  در صنایع مراقبت­های بهداشتی و سلامت به شکل گسترده و جدی وارد نشده است و تعداد محدودی به عنوان پیشرو از این تکنولوژی استفاده کرده­اند. St Luke’s Health System در امریکا در بیمارستان جدید خود که در ابتدای سال ۲۰۰۶ تاسیس شده است از تکنولوژی RFID  برای ردیابی و پیگیری بیماران خود استفاده می­ کند این شیوه برای کاهش خطاهای پزشکی موثر است و برای بیمارستان استفاده از RFID  بهتر از استفاده بارکد می­باشد زیرا رطوبت ناشی از شستشوی دست به مرور زمان باعث کاهش میزان خوانایی بارکد می­شود از طرفی بارکدها برای ردیابی وضعیت بیماران سیار در بیمارستان مناسب نیست.(بکر[۶]، ۲۰۰۴) شرکت Cardinal Health که شرکتی پیشرو در زمینه ارائه وسایل و تجهیزات بهداشتی می­باشد از برچسب­های RFID  در محصولات مربوط به جراحی پزشکی استفاده کرد تا بعد از عمل جراحی پزشکان بتوانند مطمئن شوند که وسایل جراحی را در بدن بیمار جا نگذاشته­اند. (مک گی[۷]، ۲۰۰۴) در نوامبر سال ۲۰۰۴ شرکت داروسازی امریکایی Purdue Pharma بر روی هر جعبه ۱۰۰ تایی از قرص اکسی کانتین که به فروشگاه­های Wall-Mart و HD Smith می­فرستاد یک برچسبRFID  متصل می­کرد اگر چه این کار بخشی از الزام شرکت Wal-Mart برای زنجیره تامین خود بود ولی شرکت داروساز از برچسب­های RFID  برای جلوگیری از بازار رو به گسترش داروهای تقلبی و سرقت دارو استفاده کرد. (کالین[۸]، ۲۰۰۴)

۲-۲-۵-۴) سایر کاربردها:

برچسب­های RFID  در حوزه­های متفاوت دیگری می­توانند مورد استفاده قرار گیرند از اتصال به حیوان و انسان گرفته تا اتصال به لباس و توشه همراه.

مسولین پارک Legoland دانمارک به والدین توصیه می­ کند که برای جلوگیری از گم شدن فرزندان خود از دستبند مجهز به RFID  استفاده کنند این دستنبند قادر به شناسایی و مکانیابی فرزند گم شده در فاصله ۵ فوتی از محل وی می­باشد .(استکپول[۹]، ۲۰۰۳)

خطوط هوایی دلتا برای جانمایی اثاثیه گمشده مسافران که سالانه ۱۰۰ میلیون دلار امریکا برای شرکت مخارج در بردارد قصد دارد از نوعی از برچسب­های یکبار مصرف RFID  استفاده کند. (سوارتز[۱۰]،۲۰۰۴)

۲-۲-۶) چالش­های تکنیکی و استراتژی­ها:

در به­کارگیری تکنولوژی RFID  مشکلات زیادی وجود دارد. در یک مطالعه پیمایشی که از بیش از ۳۵۰ مجری IT در آوریل ۲۰۰۴ نظرخواهی شد سه ریسک عمده استفاده از RFID  در کسب و کار عبارتند از:

۱-  استانداردهای تکنیکی هنوز نهایی نشده­اند.

۲-  بازگشت سرمایه گذاری و مزایای تجاری آن هنوز روشن نیست.

۳-  هنوز در حوزه وسیعی از صنایع گوناگون مورد توافق قرار نگرفته است.

(امرجی[۱۱]، ۲۰۰۴)

بر اساس گزارش مطالعه دیگری فقدان استانداردهای جهانی، فرکانس­های کاری متفاوت، مشخصات برچسب­ها، سازگاری قرائت­گرها با شرکای زنجیره تامین و مسایل امنیتی موانع اصلی مقبولیت RFID  می­باشد.(اوما[۱۲]، ۲۰۰۴)

در مطالعه پیمایشی دیگری که در مورد ۵۰ شرکت انجام شد عدم اطمینان از بازگشت سرمایه، عدم قطعیت در مورد استانداردهای تکنولوژیکیRFID  ، هزینه­ های مربوط به برچسب­ها/فرستنده ها و تغییرات پی در پی تکنولوژیکی از عوامل عدم مقبولیت RFID  بیان شده ­اند. (کالین[۱۳]، ۲۰۰۴) همانطور که مشاهده می­شود مسایل و مشکلات زیادی پیش روی اجرای RFID می­باشد که در جدول ۲-۱ می­توان به صورت خلاصه این مشکلات و استراتژی­های مناسب را مشاهده کرد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول ۲-۱ چالش­ها و استراتژی­ها

چالش تکنیکیاستراتژی مربوطه
هزینههزینه هر برچسب غیر فعال از ۲۰ سنت تا ۱ دلار

سرمایه گذاری ۴۰۰۰۰۰ دلاری برای هر مرکز توزیع خرده فروشان اصلی

سرمایه گذاری ۱۰۰۰۰۰ دلاری برای هر مرکز فروش برای مدیریت داده­ ها و هزینه ۳۵ تا ۴۰ میلیون دلاری برای یکپارچه سازی سیستم RFID  با سایر سیستم­های اطلاعاتی موجود

این هزینه مدام در حال کاهش می باشد

ملاحظات سود / هزینه و نرخ بازگشت سرمایه در اجرا و پیاده­سازی

استانداردنبود استاندارد عمومی قابل قبول

ISO 11785 برای ۱۲۵KHz،ISO 15693 برای ۱۳٫۵۶MHz،   ISO 18000-6 برای ۸۶۰-۹۳۰MHz

ISO 15693 برای برچسب­های غیر فعال، خواندنی / نوشتنی با فرکانس کاری ۱۳٫۵۶Mhz

استاندارد انستیتو استاندارد امریکا برای ۹۱۵MHz UHF

UHF به عنوان استاندارد در زنجیره تامین خرده فروشی
انتخاب برچسب و Readerفرکانس کاری برچسب

شکل آنتن Reader

طراحی آنتن برچسب

نرخ خواندن داده

اعتبار داده­های خوانده شده

استفاده از انتن مدور قطبی شده برای Reader اگر جهت برچسب در فضای کاری مشخص نیست. استفاده از انتن خطی قطبی شده برای نفود بیشتر و افزایش فضای تحت پوشش.

آنتن چند جهته در برچسب بهتر از آنتن یک جهته کار می­ کند. برچسب­ها باید دور از حضور مایعات و یا فلزات قرار گرفته و یا در حفاظ­های تفلونی قرار بگیرند.

استفاده از سیستم­های ضد خطاسازی برای اعتبار بخشی به داده­ ها

مدیریت دادهکیفیت و همزمانی داده­های استخراج شده از RFID

داده­های اشتباه و یا خواندن داده­های متفاوت از برچسب

نویز و داده­های غلط

استفاده کارآمد از حجم انبوه داده­های ایجاد شده

استفاده از ابزارها و نرم افزارهای میانی برای پردازش اطلاعات و حذف داده های اضافی و غیر ضرور
یکپارچه سازی سیستمیکپارچه­سازی داده­ ها با سایر نرم افزارها و پایگاه­های دادهایجاد همزمانی و تقارن در داده­ ها

تمرکز ارائه دهندگان سیستم­های ERP مانند SAP و Oracle بر یکپارچه سازی سیستم RFID  با سایر سیستم­های اطلاعاتی

امنیتاستراق سمع داده­ ها

نفوذ به اطلاعات مربوط به ردیابی

 

استفاده از روش­ها و الگوریتم­های ویژه

استفاده از Blocking tag

استفاده از Reader های ویژه

 

 

۲-۲-۷) هزینه RFID  :

هزینه یا بازگشت سرمایه یکی از چالش­های اصلی در اجرای تکنولوژی RFID  می­باشد.

هزینه­ های سیستم RFID   تهیه برچسب­ها، قرائتگرها، سخت­افزار و نگهداری سیستم می­باشد. سایر هزینه­ های برچسب­ها عبارتند از هزینه اتصال برچسب به پالت/ جعبه /آیتم برای ردیابی و برنامه ­ریزی برچسب. به علاوه ممکن است سازمان مجبور شود از سیستم بارکد و RFID  به طور همزمان استفاده کند تا بتواند نیازهای مشتریانی را که دارای تکنولوژیRFID نیستند را برآورده کند.                (لجستیک[۱۵]، ۲۰۰۴) از طرف دیگر مزایای پیاده سازی سیستم RFID  در دو بخش کاهش هزینه (مانند کاهش هزینه­ های موجودی، کاهش هزینه­ های نیروی کار و… ) و ایجاد ارزش (مانند افزایش رضایت مشتری، مبارزه با کالاهای جعلی، افزایش درآمد و…) می­باشد و به خاطر نوظهور بودن این تکنولوژی میزان بازگشت سرمایه و میزان دقیق مزایای پیاده سازی این تکنولوژی فعلا مشخص نیست. (وو[۱۶]، ۲۰۰۶)

شرکت مشاوره A.T Kearney تخمین زده است که خرده فروشان بزرگ در هر مرکز توزیع خود به ۴۰۰۰۰۰ دلار و در هر شعبه  ۱۰۰۰۰۰ دلار سرمایه گذاری برای مدیریت اطلاعات از طریق RFID نیاز دارند و از طرفی یکپارچه­سازی سیستم­های اطلاعاتی موجود با سیستم RFID  به ۴۰-۳۵ میلیون دلار سرمایه گذاری نیازمند است. (فدر[۱۷]، ۲۰۰۳) و این در حالی است که  هزینه برچسب­های غیرفعال از حدود یک دلار برای هر برچسب در سال ۲۰۰۰ به حدود ۲۰ سنت تا پایان سال ۲۰۰۴ کاهش یافته است و نیز هزینه قرائتگرها و سایر تجهیزات مرتبط با آن به­طور قابل ملاحظه­ای در حال کاهش می­باشد. یک کارت امتیازی تهیه کرده­اند که شرکت DELL برای تصمیم گیری در مورد سرمایه گذاری در مورد اجرا و پیاده­سازی سیستم RFID  ازآن استفاده کرد. این کارت امتیازی برای تعیین پتانسیل­های پروژه­ های RFID  و آنالیزهای مالی شامل سود، هزینه­ های اولیه و هزینه­ های دوره­ای استفاده می­شود.

[۱] Reader

[۲] Jones

[۳] Roberti

[۴] Wilding and Delgado

[۵] Sullivan

[۶] Becker

[۷] McGee

[۸] Collins

[۹] Stackpole

[۱۰] Swartz

[۱۱] Emery

[۱۲] IOMA

[۱۳] Collins

[۱۴] Source: Li. S et all 2006

 

[۱۵] Logistics

[۱۶] Wu

[۱۷] Feder