مقاله ازمیکرو :
RFID
معرفی مختصرRFID:
RFID )(Radio Frequency Identification به معنی ابزار تشخیص امواج رادیویی است. RFID دستگاه الکترونیکی کوچکی است که شامل یک تراشه کوچک و یک آنتن میباشد. این تراشه قادر به حمل ۲۰۰۰ بایت اطلاعات یا کمتر میباشد. برای روشنتر شدن مطلب میتوان گفت دستگاه RFID کاربردی شبیه بارکد و نوارهای مغناطیسی نصب شده روی credit card ها یا کارتهای ATM دارد. RFID برای هر شیء یک مشخصه واحد ایجاد می کند که از دیگر اشیا قابل شناسایی خواهد شد. و همین طور که از روی بارکد یا نوار مغناطیسی میتوان اطلاعات را خواند RFIDهم میتواند خوانده شده واز آن طریق اطلاعات آن دریافت یا اصلاح شود.
میتوان گفت RFID یک تکنولوژی نسبتا جدید است که روش انجام تجارت در موسسات را تغییر داده است. RFID راهی برای پیگیری جریان مواد و محصولات از ابتدا تا انتهای زنجیره تامین میباشدو در حال حاضر در صنعت بیشتر برای جلوگیری از سرقت، افزایش کارایی در کنترل موجودی و کاهش هزینههای بازرسی و حمل به کار میرود.
RFIDبرای ردیابی محصولات، وسایل نقلیه، موجودات زنده و حتی انسانها کاربرد دارد و البته کاربرد آن محدود به اینها نمیشود. تکنولوژی RFID پتانسیل بسیار بالایی برای گسترش و استفادههای نو دارد که تحقق این امر بستگی به میزان موفقیت در کاهش هزینه و حل دیگر مشکلات آن که در این تحقیق اشاراتی به آنها خواهد شد، دارد.
تاریخچه RFID:
به این علت که فنآوری RFID اخیرا گسترش و رواج قابل ملاحظهای یافته است،بسیاری از افراد تصور میکنند که این تکنولوژی جدید و نوست در حالی که RFID از حدود سال ۱۹۷۰وجود داشته است اما به دلیل قیمت بالا این وسیله تا سالهای اخیر در مصارف تجاری کاربرد زیادی نداشته است. طبق بررسیهای انجام شده مفهوم RFID از زمان جنگ جهانی دوم با کشف فنآوری تقریبا مشابهی به نام IFF که معرف Identify Friend or Foe میباشد مطرح گردیده است. IFF روشی برای تشخیص هواپیماهای جنگی دوست یا دشمن بود که توسط انگلیسیها کشف و استفاده شد .IFF مکانیزمی شبیه به RFID دارد.
یک تکنولوژی مشابه دیگر در سال ۱۹۴۵ توسط “Leon Theremin “کشف شد که یک وسیله جاسوسی بود و اطلاعات صوتی را با استفاده از امواج رادیویی انتقال میداد.
اولین بار فنآوری RFIDبه شکل امروزی آن توسط “Mario Cardullo” کشف شد اما تا سال ۱۹۷۰ به علت گرانی استفاده تجاری نداشت.
اصول فن آوری :RFID
RFID از سه قسمت تشکیل شده است:
· A Scanning antenna :tagبرای برقراری ارتباط و ارسال امواج رادیویی به
· A Transceiver with a decoder:برای تفسیر دادهها
· A Transponder ( the RFID tag):که اطلاعات لازم در آن ذخیره شده است
RFID از نظرمحدوده فرکانس:
RFID در سه محدوده فرکانس مختلف کار میکند:
فرکانس پایین(LF): Low Frequency ←یعنی فرکانس بین ۱۲۰ تا ۱۳۴ کیلو هرتز
۲- فرکانس بالا(HF): High Frequency ← یعنی فرکانس ۱۳٫۵۶ مگاهرتز
۳- فرکانس بسیار بالا(UHF): Ultra High Frequency ← یعنی فرکانس بین ۹۰۲ تا ۹۱۵ مگا هرتز
ویژگی های این سه نوع RFID در جدول زیر مقایسه شده است:
انواع Tag های RFID:
به طور کلی سه نوع tag RFID وجود دارد که عبارتند از:
۱- tag های Passive: این نوع tag ها هیچ منبع تولید انرژی درونی ندارند و انرژی خود را از طریق
سیگنالهای RF که توسط دستگاه Reader ارسال و توسط آنتن موجود در tag دریافت میشود، تامین میکنند.
۲- tag های Semi-passive: بسیار شبیه tag های Passive است ؛ با این تفاوت که باتری کوچکی
در آنها وجود دارد و انرژی لازم برای فعال شدن مدار داخل آنها را فراهم میسازد.
۳- tag های Active: این tag ها دارای یک منبع انرژی داخلی میباشند که توانایی انتقال اطلاعات در فواصل دورتر را فراهم میکند.
این سه نوع tag از جهات دیگری چون سایز، دامنه پاسخگویی، سرعت پاسخگویی و… نیزبا هم تفاوت هایی دارند .
این خواص با حرکت از tag های Passive به سوی Active به صورت زیر تغییر میکنند:
اندازه : افزایش
*اندازه کوچکترین tag Passive ←۰٫۱۵mm× ۰٫۱۵mm
*اندازه کوچکترین Active tag ←به اندازه یک سکه
دامنه(Range) پاسخگویی : افزایش
قیمت : افزایش
سرعت پاسخگویی : افزایش
قابلیت اطمینان : افزایش
عمر این برچسبها به صورت زیر تغییر میکند:
Passive > Active > Semi-passive
*دلایل تفاوت عمرtag ها:
۱- tag هایی که منبع انرژی داخلی دارند به علت محدودیت منبع عمر محدود دارند.
۲- باتری کوچک موجود در برچسب Semi-passive عمر کوتاه تری از منبع انرژی برچسب Active دارد.
مقایسه RFID با بارکدو مزایای عمده RFID:
در این مقاله، به بررسی جزئیات طرحی برای میانافزار RFID ساده، بصرفه از نظر اقتصادی و مقیاسپذیر پرداخته میشود که یکپارچگی دوطرفه مابین یک نرمافزار کاربردی RFID و هر برنامه تجاری دیگر را فراهم خواهد کرد.
تکنولوژی RFID با هدف توسعهدهی و فشردهسازی تجارت و عملیات متقابل بین تولیدکننده، توزیعکننده و خردهفروش، پدید آمد. بسیاری از این موسسات، در زنجیره تامین تجارت خود را با تکنولوژی RFID در حال تجربه یا پیادهسازی هستند. ضمنا تمامی طرحهای تعامل، نرمافزارهای تجاری مختلفی در سازمان خود دارند. RFID یک داوطلب جدید است که میخواهد این برنامههای کاربردی جدید را با لایههایی از IT یکپارچه کند که از قبل در سازمانها وجود داشتهاند.
این مقاله، درواقع مقدمهای برآمیختگی خروجی تکنولوژی RFID با نرمافزارهای SCM، ERP، CRM، WMS و مدیریت مالی است. راه حل میان افزار ارائه شده، آن قدر قابلیت گسترش، قیاسپذیری و تطبیق دارد که بتواند با نرمافزارهای تجاری موجود در پلتفرمهای مختلف، یکپارچه شود. همچنین، میتوان آن را برای تهیه گزارشهای تحلیلی تجاری، تقویت کرد.
اجازه بدهید در ابتدا بفهمیم که الزامات RFID چیست. گرچه تجارت و تکنولوژی به حد کامل رشد نرسیدهاند، اما براساس گزارش «فارستر» برای ارزیابی میانافزار RFID، راهحل باید شامل ترکیب متوازنی از هفت توانایی اصلی زیر باشد:
1-برچسبخوان و مدیریت ابزار2-مدیریت داده
3-یکپارچهسازی نرمافزاری
4-یکپارچهسازی شرکا
5-مدیریت پردازش و توسعه نرمافزار
6-محتوای RFID پکیج شده
7-مدیریت و مقیاسپذیری معماری
راه حل ارائه شده در این مقاله، راه حل کاملی است که یکپارچگی کامل بین نرمافزار کاربردی RFID و هر نرمافزار تجاری دیگر را با جزئیات تشریح میکند.
فرض بر این است که درک اولیهای از تکنولوژی RFID وجود دارد. بحثهای عمیق در مورد لایههای زیرین این تکنولوژی، خارج از محدوده این مقاله است. همچنین، فرض شده که آشنایی مختصر و درک کلی از برنامههای کاربردی و مفاهیمی حول SOA، BPM و یکپارچهسازی نرمافزارهای کاربردی نیز وجود دارد. این مقاله حاوی مباحث و هزینههای بهکارگیری میانافزار RFID نمیباشد. گرچه این تکنولوژی بر شتاب پیشرفت در حوزههای امنیت و تعیین هویت میافزاید، اما در این مقاله اشارهای به آنها نشده است.
درک زنجیره تامین RFID
باتوجه به نیاز مبرم به یکپارچهسازی داده RFID و این واقعیت که به خدمت گرفتن تکنولوژی یادشده مستلزم سرمایهگذاری زیادی است،اقدام به این کار هنگامی توجیهپذیر است که یکپارچهسازی در مقیاس بزرگ صورت پذیرد. اهمیت فوقالعاده این تکنولوژی، ناشی از این واقعیت است که اطلاعات برچسب نصب شده بر روی داراییها، قابلیت هوش متنی را فراهم میکند که زنجیره تامین را قادر به صرفهجویی و بهینهسازی شگرفی میسازد.
داستان RFID، میتواند از نصب برچسب بر روی مواد خام در سایت تامینکننده آغاز شود. وقتی جنس به انبار رسید، میتواند به فرایند تولید رفته و یا اگر کالای خریدی باشد، آماده حمل براساس سفارش فروش شود. بعد از حمل کالا به سایت مشتری، سرویس و نگهداری کالا ممکن است در همان سایت یا تعمیرگاه صورت پذیرد.
در این چرخه کامل، تراکنشهای زیر جای میگیرند:
ASN1- از تامینکننده2-رسید در بارانداز3-کنترل کیفیت4-حمل تا انبار5-انتقال داخل انبار6-انتقال بین انبار
7-محموله در حال انتقال8-ارسال قطعات به WIP9-برگرداندن مجموعهها به WIP10-برگرداندن قطعات از WIP
11-تکمیل مونتاژ WIP12-برداشتن تائیدیه13بستهبندی14-محموله سفارش فروش15-برگرداندن مواد واگذاری شده
تولید سفارش کار تعمیرات16-ایجاد درخواست سرویس
برچسبها و برچسبخوانهای RFID، میتوانند در کنار این زنجیره تامین و در تمامی تراکنشهای فوقالذکر، مورد استفاده قرار گیرند. در هر حال، نرمافزارهای تجاری متفاوتی در سازمانها وجود دارد که تراکنشهای فوق را تولید، کنترل و اجرا میکنند.
موارد چالشبرانگیز:
نگهداری کانال ارتباطی بین نرمافزار تجاری و نرمافزار RFID.این کار میتواند بنابر درخواست خواندن برچسب یا تصدیق عمل خواندن و یا توقف خواندن برچسب باشد.
انتقال دادههای تولیدشده توسط نرمافزار RFID به مدلی که میان افزار با استفاده از این مدل داده را پردازش کرده و ضمنا برای پردازشهای بعدی، به نرمافزار تجاری ارائه خواهد کرد.
فیلتری جامع که اطلاعات اضافی و تکراری را از جریان دادهها حذف خواهد کرد.
نگاشت دادههای دستهبندی شده، ابتدا به نرمافزار تجاری که باید با آن کار کند، سپس به فضای تراکنشهای واقعی که باید در آن قرار بگیرد.
واسط داده به نرمافزار تجاری با ساختاری که برای آن نرمافزار قابل قبول باشد.
در حین انجام پردازشهای فوق، میبایستی پلت فرمی برای تراکنشهای داخلی و خارجی وجود داشته باشد تا بتواند با چندین نرمافزار کاربردی صحبت کند.
معماری فنی فوق میتواند به دو روش ممکن مدل شود:
1.اکثر بنگاههای اقتصادی از قبل دارای نرمافزار کاربردی EAI هستند که به عنوان میانافزار بین نرمافزارهای دیگر، عمل میکند. این نرمافزار، میتواند به راه حل بالا نفوذ داده شود. از مزایای این روش، عدم نیاز به سرمایهگذاری بیشتر برای تهیه نرمافزاری مشابه و همچنین، انعطافپذیری بیشتر آن است (این مقاله بر همین روش تاکید دارد).
2.روش دوم تهیه نرمافزاری است که تمامی کارکردهای فوق را فراهم کند. البته تا زمانی که این نرمافزار تمامی کارکردهای فوق را اجرا کند، مطمئنا از انعطافپذیری و قیاسپذیری کمتری نسبت به راهحلهای مبتنی بر EAI برخورداراست.
راه حل میانافزار RFID:
راهحل میانافزار RFID مبتنی بر EAI مستلزم روشی کامل است که تمامی نیازمندیهای یک میانافزار را پوشش دهد.
ارتباط با نرمافزار RFID
از نوعی نرمافزار EAI برای ارتباط با نرمافزار RFID استفاده میشود. نرمافزارهای EAI قادر به آمادهسازی «اسکریپت»های سطح سیستم عامل هستند که وظایفی را برای اجرا توسط نرمافزار RFID تولید میکند. اسکریپت سیستم عامل، برای اجرا به روشهای زیر فراخوانی خواهد شد:
1.مجموعهای از تراکنشها که بعد از آخرین اجرای موفقیتآمیز، جمعآوری شدهاند به صورت متناوب و دستهای اجرا شود.
2.هر وظیفه خاص، با فراخوانی میانافزار انجام شود که میتواند شامل خواندن یک برچسب یا ارزیابی داده موجود باشد.
مدیریت داده
برنامه، تمام دادههای تراکنشها را متناوب و به صورت دستهای، از نرمافزار RFID گرفته و به جدول موقتی میانافزار میریزد. پردازشگر نیز به ازای هر تراکنش جدید، جدولی موقتی را متناوباً اسکن خواهد کرد. این پردازشگر، هر رکورد موجود در جدول موقتی را با جدول اصلی مقایسه میکند. هدف این تطابق، حذف تراکنشهای تکراری است. کلید اطلاعاتی، قادر به شناسایی رکوردهای تکراری است. این خاصیت میتواند از ترکیب منحصر به فردی از 3 عامل ذیل به دست آید:
1.شناسه برچسب
2.شناسه برچسبخوان
3.محل برچسبخوان
پردازشگر،از دادههای جمعآوری شده توسط برچسبخوانها، استفاده کرده و اطلاعات غلط را حذف میکند. این کار براساس قوانین موتورهای جستوجو انجام خواهد شد.
مثال: گاهی، برچسبخوان مستقر در محوطه فشردهسازی زباله، برچسب اقلامی را میخواند که توسط لیفتراک از نزدیکی آن عبور میکنند. در این موارد، تراکنشهایی را خواهیم داشت که وارد فیلتر خواهند شد (مثلا انتقال از مکان نگهداری به محل فشردهسازی زباله و از آنجا به محل جدیدی که در نهایت توسط لیفتراک حمل خواهد شد). در چنین مواردی، با تعیین یک قاعده در محل فشردهسازی زباله مبنی بر تعیین دوره زمانی برای دو تراکنش متفاوت در این محل، امکان حذف تراکنشهای ناصحیح به وجود میآید. مثلا، اقلامی که کمتر از 15 ثانیه در محل فشردهسازی زباله بودهاند، حذف خواهند شد.
رکورد تراکنشهای فیلتر شده، وارد جداول اصلی خواهند شد. این رکوردها، مأخذی برای فیلترهای دستهای بعدی تشکیل خواهند داد. رکوردهایی که با موفقیت پردازش شدهاند، از جدول موقتی حذف خواهند شد.
دستهبندی داده به تراکنشهای صحیح
این مرحله و پردازشکننده فیلتر قلب میانافزار را تشکیل میدهند. توضیحات زیر بیانگر جزئیات چهار تراکنش مشترک در زنجیره تامین بوده و نشان میدهند که میانافزار چگونه میتواند به درستی آنها را دستهبندی کند.
شکل 1، نشاندهنده فرایند رسید سفارش خریدی است که به سازمانی که از ASN استفاده میکند، رسیده است.
زنجیره تامین RFID، با نصب برچسب بر روی کالا یا پالتها برای خریدار، آغاز خواهد شد. پالتها در انبار رسید میشوند. در این بین، ASN علاوه بر اطلاعات لازم برای خریدار، میتواند شامل اطلاعات برچسب نیز باشد.
تامینکننده، برچسب را در زمان حمل محموله از سایت خود، نصب خواهد کرد. این برچسب، الزاما شامل اطلاعات زیر خواهد بود:
1-شماره محموله2-نام فروشنده3-سایت فروشنده4-بارنامه5-مشخصات محموله6-تعداد صندوق7-شماره بارنامه حمل هوایی8-تاریخ تراکنش9-تعداد10واحد اندازهگیری11-شرح کالا12-شماره سند13ردیف سند
همین اطلاعات، از طریق ASN نیز برای دریافتکننده ارسال خواهد شد.
هنگام رسیدن مواد به بارانداز، برچسبخوان مستقر در بارانداز، برچسب را خوانده و ضمن اضافه کردن اطلاعات فوق، اطلاعات زیر را نیز تولید میکند:
کد محل (ردیف / قفسه / سبد)
شناسه برچسبخوان
تاریخ تراکنش
داده ترکیبی، توسط میان افزاری که آن را فیلتر میکند، منتقل خواهد شد. تراکنش فیلترشده، بعد از این میتواند مانند تراکنش رسید سفارش خرید، بستهبندی شود. این امر میتواند با ترکیبی از شناسه برچسب، شناسه برچسبخوان، محل در بارانداز و شماره سفارش خرید انجام شود. این فیلد، به طور منحصر به فردی مشخص میکند که تراکنش موجود، تراکنش رسید سفارش خرید است.
انتقال داخل انبار
در داخل انبار، ممکن است تراکنشهای متعددی رخ دهند. این امر شامل انتقال از جایی به جای دیگر در همان انبار، انتقال به محل ساخت و یا به بستهبندی و یا استقرار موقت برای ارسال براساس سفارش فروش خواهد بود.
شکل 1، شمایی از تراکنشهایی را نشان میدهد که در داخل انبار رخ میدهند.
در مورد انتقال مواد از جایی به جای دیگر، فیلدهای زیر قادر به شناساندن تراکنش خواهند بود:
1-نوع تراکنش2-شماره محموله3-کد محل4-بارنامه5-مشخصات محموله6-تعداد صندوق7-شماره بارنامه هوایی8-تاریخ تراکنش9-تعداد10-واحد اندازهگیری11-شرح کالا12-شماره سند13-دیف14-تراکنش سیار15-شناسه برچسب16-انبار17-انبار فرعی
18-مکان فیزیکی19-انتقال دهنده به انبار فرعی20-واحد انتقال دهنده21-اجازهدهنده انتقال22-منبع درخواست23-ردیف عملیات24-مشتری25-شماره سری26-شماره سریال27-حملکننده محموله
28-شماره LPN29-شماره تحویل30-جزئیات حمل و نقل
ترکیب مجرد این فیلدها با شناسه برچسب و شناسه برچسبخوان، قادر به شناسایی و دستهبندی نوع تراکنش خواهد بود. برچسب محمولههای مبتنی بر سفارش خرید، میتواند حاوی اطلاعاتی مرتبط با سفارش فروش، LNP و شماره تحویل باشد.
خدمات مشتری
پس از رسیدن محموله به سایت و استقرار آن، برچسبخوانهای مستقر در سایت میتوانند برای تولید پیام درخصوص فعالیتهای نگهداری، مورد استفاده قرار بگیرند.
در این نقطه، فیلدهای منحصر به فرد شناسه برچسب، شناسه برچسب خوان، محل و تاریخ رسید در سایت به دستهبندی تراکنشها کمک خواهند کرد.
دستهبندی و فیلترسازی مبتنی بر نرمافزارهای کاربردی
پس از دستهبندی تمامی رکوردها بر مبنای تراکنش، مرحله بعدی شناسایی نرمافزاری است که باید رکورد دادهها را به فیلدهای نرمافزار مرتبط کند. بنابراین، هنگامی که داده منتشر شد، باید مستقیما در جداول همان سیستمها بنشیند. این دستهبندی توسط ترکیبی از شناسه برچسب، شناسه برچسبخوان و مکان استقرار برچسبخوان که از سیستم RFID و دستهبندی میان افزار گرفته شده، ساخته خواهد شد. دستهبندی تراکنش همراه با داده RFID، در مورد شناسایی فضای دادهای که قرار است در آن مستقر شود،استفاده خواهد شد.
نمونه مرتبط با موضوع
اگر برچسبخوان، در بارانداز مستقر بوده و دستهبندی تراکنش از نوع رسید سفارش خرید باشد، نرمافزارهای تجاری که رکوردها باید به آنها ارتباط داده شوند، ERP و WMS خواهند بود.
اگر برچسبخوان، در انبار مستقر بوده و دستهبندی تراکنش از نوع جابجایی داخل انبار باشد، نرمافزارهای کاربردی که رکوردها باید به آنها ارتباط داده شوند، ERP و WMS خواهند بود.
اگر برچسبخوان، در سایت تامینکننده مستقر بوده و دستهبندی تراکنش از نوع خدمات مشتری باشد، نرمافزارهای کاربردی که باید رکوردها به آنها ارتباط داده شوند، CRM و مدیریت مالی خواهند بود.
بعد از کامل شدن دستهبندی اطلاعات، داده به ازای هر نیازمندی، در نرمافزار هدف نگاشته خواهد شد.
نرمافزار EAI، داده را به نرمافزار هدف داده و یک اسکریپت سطح سیستم عامل را برای پردازش رکوردها در سیستم هدف، اجرا میکند.
نتیجهگیری
RFID توسعه بیشتر حول وضعیت جاری تامین محصول را پیشنهاد داده و هزینه تبادل را از طریق جمعآوری بلادرنگ، دقیق و صحیح دادهها، به طوری چشمگیر کاهش میدهد. پذیرش استانداردهای RFID و به اشتراک گذاشتن اطلاعات بین شرکای تجاری، میتواند دادههای اختصاصی، متناقض و ناقص را که براساس درخواست طراحان استفاده شدهاند، با اطلاعات بروز، کامل و درست جایگزین کند.
میانافزار RFID:
1.با نرمافزار RFID و داده استخراج شده، ارتباط برقرار میکند.
2.دادههای استخراج شده را فیلتر میکند.
3.داده استخراج شده را به انواع تراکنشهای مناسب دستهبندی میکند.
4.تراکنشها را به نرمافزارهای تجاری مناسب، دستهبندی میکند.
5.برای تطبیق نیازمندی واسط نرمافزار هدف، ارتباط تراکنشها را تشریح میکند.
6.تراکنشها را به نرمافزار هدف وصل میکند.
7.دارای پلت فرم مستقل است.
8.گرچه پکیج است، ولی برای پاسخگویی به نیازهای هر برنامه کاربردی دیگر، به راحتی پیکرهبندی میشود.
9.میتواند برای اجرای برنامهریزی زنجیره تامین انتخاب شود.
شکل 3، جمعبندی گزارش فارستر از راه حل میانافزار RFID تشریح شده را نشان میدهد.
حروف اختصاری:
RFID: Radio Frequency Identification.
ERP: Enterprise Resource Planning.
CRM: Customer Relationship Management.
ASN: Advanced Shipment Notifications.
EAI: Enterprise Application Integration.
WIP: Work In progress.
WMS: Warehouse Management System.
IEEE: Institute of Electronical and Electronics Engineers.
OAUG: Oracle Applications User Group.
GE: General Electric