Применение RFID в цепи поставок

Применение RFID в цепи поставок
Роман Беспалов, метод-инженер Schneider Electric ©ЛОГИСТИК&система www.logistpro.ru

Учет складских запасов, контроль перемещения грузов как внутри складского комплекса, так и по звеньям логистической цепочки, изменение физического состояния товара при выполнении клиентского заказа – все это требует регистрации в ИС предприятия. До сих пор наиболее распространен ручной способ ввода данных в ИС. Однако сейчас все большую популярность приобретает технология радиочастотной идентификации (RFID). Правда, из-за недостатка информации о ней многие компании пока относятся к RFID настороженно

Одним из наиболее распространенных способов идентификации является сканирование штрихкодов. Однако по сравнению с этой технологией RFID имеет ряд преимуществ (см. врезку «Преимущества RFID»)

КАК УСТРОЕНА RFID-СИСТЕМА

Схематично принцип функционирования RFID-системы можно описать следующим образом. На объекте, который требуется отслеживать или регулярно регистрировать, закрепляется метка, несущая в себе уникальный код и другую необходимую для точной идентификации информацию. Считывание выполняется специальными приборами, которые в зависимости от объекта, а также процесса, требующего контроля, могут быть легкими и мобильными, предназначенными для ручного использования, либо стационарными, закрепленными в ключевых точках рабочего пространства. При попадании в область действия считывателя метка передает данные, сохраненные в ее памяти, обратно в считыватель, с которого информация, включая текущее время и дату, записывается в специальную базу данных. В тот же момент она становится доступна в используемой на предприятии информационной системе.

Системы RFID обычно состоят из трех основных компонентов: транспондера, считывателя и компьютерной системы обработки данных.

ТРАНСПОНДЕРЫ

Транспондеры (их еще называют метками, или тегами от английского tag) – это устройства для хранения и передачи данных. Основные компоненты тега – интегральная схема, управляющая связью со считывателем, и антенна. Существует много видов меток, различающихся техническими особенностями и принципами функционирования.

По типу питания метки делятся на активные (имеющие встроенный элемент питания) и пассивные (использующие энергию считывателя). Тип питания влияет на дальность передачи данных. Активные метки могут быть идентифицированы на расстоянии до 100 м, пассивные – на расстоянии 0,05–8 м (этот показатель зависит в первую очередь от мощности считывателя).

По принципу хранения информации метки делятся на:

• RO (Read Only). В метки данного типа в процессе изготовления записывается идентификационный номер. Ни стереть данную информацию, ни изменить ее невозможно, соответственно такие метки могут быть использованы только для идентификации. Преимуществом является то, что даже при большом желании их невозможно подделать;
• WORM (Write Once Read Many). В отличие от RO кроме уникального идентификатора такие метки содержат энергонезависимый блок однократно записываемой памяти, которую в дальнейшем можно многократно читать. Запись может быть выполнена не только производителем метки, но и покупателем самостоятельно в зависимости от потребностей. Если, например, необходимо регистрировать прибывающие на склад автомобили, такая метка будет содержать государственный идентификационный номер, марку автотранспорта, тип кузова, цвет и т. п.;
• RW (Read and Write). Метки содержат идентификатор и блок памяти, который может быть многократно перезаписан. Используются, например, для идентификации грузовых единиц на складе, когда на одной и той же паллете в течение срока ее службы может храниться несколько различных видов продукции.

В зависимости от частотного диапазона работы теги делятся на четыре категории: низкочастотные (125 и 134 кГц), высокочастотные (13,56 МГц), УКВ (800–900 МГц) и «микроволновые» (2,45 ГГц). Материал изготовления меток зависит от условий их последующей эксплуатации. Для использования в нормальных средах метки делают в виде бумажных или лавсановых наклеек, для агрессивных сред и частого использования – в виде пластмассовых пломб, брелоков, карточек, дисков (в том числе с центральным отверстием для закрепления на паллете) или любой другой требуемой формы. Размер меток зависит от их типа и функциональности. Простые пассивные метки имеют размер от 0,4 мм, что позволяет при необходимости незаметно встраивать их в любые, даже самые маленькие и тонкие предметы, например банковские купюры.

СЧИТЫВАТЕЛИ (РИДЕРЫ)

Это приборы, которые принимают информацию с транспондеров и конвертируют радиосигнал в цифровой для дальнейшей передачи в учетную систему. Считыватель имеет: 1) приемопередающее устройство и антенну (они посылают сигнал к тегу и принимают ответный сигнал); 2) микропроцессор (опознает, проверяет и декодирует полученные данные); 3) блок памяти (сохраняет данные для последующего импорта в учетную систему и возможности повторной передачи, запоминает последние настройки, чтобы не пришлось перепрограммировать аппарат после каждого выключения).

Получив и конвертировав информацию, считыватель должен передать ее в учетную систему. В зависимости от типа считывателя эта операция может выполняться в режиме реального времени (если имеется постоянное подключение к сети) либо через определенные промежутки времени (при этом для ее временного хранения используется встроенная память устройства).

Считыватели могут быть стационарными, неподвижно крепящимися на ворота, стены, конвейеры, столы и специальные порталы, либо мобильными – для ручного использования. Стационарные устройства значительно мощней переносных, имеют постоянную связь с учетной системой и способны обрабатывать данные с большого количества меток одновременно.

УЧЕТНАЯ СИСТЕМА

Это программно-аппаратный комплекс, который накапливает и анализирует полученную с меток информацию. Поставщики RFID-решений в комплекте с оборудованием, как правило, предлагают специальные программы для интеграции с наиболее распространенными системами автоматизированного управления бизнес-процессами. Никакой конвертации данных из одного формата в другой либо доработки используемого программного обеспечения не требуется. Однако может возникнуть необходимость создать новые аналитические и статистические отчеты, построенные на основе новой информации.

ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ RFID-СИСТЕМЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ

Физические условия, в которых будут использоваться метки (температура, влажность, наличие посторонних электромагнитных полей) влияет на выбор типа RFID-системы. Следует учесть, что радиочастотные метки подвержены влиянию металла и при размещении их на металлических поверхностях возможно возникновение эффекта экранирования. Так, на металлических контейнерах и ряде потребительских товаров, в упаковке которых присутствует фольга, требуется применение более дорогих меток, разработанных специально для установки на металлических поверхностях или с нестандартным способом закрепления на объекте.

Помехи от работающего рядом оборудования определяют выбор частотности оборудования. В случае обнаружения источника такого рода помех, который невозможно устранить (излучение высоковольтных линий, моторов, компьютеров, ламп и т. п.), чтобы сделать правильный выбор, может потребоваться консультация специалиста. Каждому из частотных диапазонов присущи свои особенности: разные скорости передачи данных, методы кодирования сигналов и алгоритмы разрешения сложных ситуаций сигналов. Их следует учитывать при выборе частотного диапазона для решения конкретной процессной задачи (см. врезку «Частотные диапазоны»).

ВАРИАНТЫ ПРИМЕНЕНИЯ RFID-ТЕХНОЛОГИЙ

RFID-системы могут быть применены практически в любом процессе фирмы во всех случаях, когда требуются оперативный и точный контроль, отслеживание и регистрация перемещений объектов, их учет в реальном времени. На основании полученной информации осуществляется планирование производственных и логистических ресурсов, расчет нормативов, контроль выполнения заданий и планов. Таким образом, радиочастотная идентификация является одним из важнейших элементов систем комплексной автоматизации, соответствующих ERP-стандарту и выше. Опишем подробнее сферы и принципы применения RFID.

МНОГОГРАННЫЙ SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

Популярность RFID во многом обусловлена возможностями, которые открывает данная технология для управления логистическими процессами. Прежде всего это сокращение издержек контроля грузопотоков и более эффективное управление бизнес-процессами в рамках цепочек поставок.

Безусловно, основой эффективного взаимодействия фирм, составляющих цепь поставок, является отнюдь не RFID-технологии, а интеграция комплексных систем автоматизации. Но после построения надежных информационных связей следующим важным этапом становится обеспечение стабильного, полноценного потока данных. И в достижении этой задачи радиочастотная идентификация не имеет себе равных по эффективности. Схематично процесс обмена информацией в рамках цепи поставок описан на рисунке.

Рисунок. Схема взаимодействия предприятий в рамках цепи поставок с использованием RFID

Товар отслеживается RFID-системами на каждом из этапов: на производстве, при перевозке, в момент складской обработки и в момент продажи. Аналогично, под радиочастотным контролем находятся вся техника и персонал, обеспечивающий процесс товародвижения. Полученная информация сохраняется в информационной системе текущего звена цепи распределения. К отдельным отчетам, строящимся на основе данной информации, открывается доступ для авторизированных пользователей, в том числе и внешних (для предприятий-партнеров). Их анализ позволяет каждому участнику процесса принимать свои управленческие решения.

Причем на предприятии, инвестирующем средства в RFID-системы, должны понимать, что усилия по совершенствованию своей собственной информационной системы и обеспечению полноты данных на уровне цепи поставок не ведут напрямую к сокращению издержек. Речь может идти лишь о предоставлении дополнительных информационных услуг своим партнерам (в крайнем случае их также можно рассматривать как создание добавленной стоимости). Однако поскольку такие услуги взаимны, достигается синергетический эффект, результатом которого становится увеличение эффективности деятельности всех взаимодействующих сторон.

Так, сотрудники распределительного центра, получая от поставщиков информацию о точном моменте выхода транспортного средства с товаром на маршрут и имея возможность отлеживать его продвижение, способны четко рассчитать ресурсы для оперативного приема и размещения товара на складе. В свою очередь, предоставляя доступ производителям и поставщикам к данным по остаткам товара на своих собственных складах, дистрибьютор может рассчитывать, что они грамотно спланируют свои производственные и закупочные процессы, что поможет избежать дефицита даже в самые напряженные дни работы.

Поставщики, имея с конечного этапа дистрибуции (из розничной торговой сети) информацию о динамике спроса и товарных остатках, могут эффективно планировать маркетинговую деятельность, закупочную политику и график поставок. Производители, получая оперативные данные от сбытовых подразделений, способны отслеживать текущие тенденции и принимать обоснованные решения по ассортименту той или иной продукции, запуску нового продукта или снятию с производства старого. Тем самым повышается адаптивность процесса, увеличивается вероятность успешного сбыта и сокращаются издержки по обработке неликвидов на всех этапах товародвижения.

Розничная сеть, являясь конечным (и наиболее важным) звеном в данной цепочке, генерирует параметры для работы всех остальных участков процесса товародвижения. Чем лучше производители и посредники анализируют данную информацию и следуют сделанным выводам, тем лучше предприятия розничной торговли реагируют на рыночные изменения и тем больше объемы сбыта, что соответственно повышает прибыльность всех участников процесса.

УПРАВЛЕНИЕ СКЛАДИРОВАНИЕМ

На любом складском комплексе ежеминутно выполняются сотни операций, в которых можно задействовать RFID-технологии. Так, все знают, что работники склада не всегда работают «на совесть». Поэтому необходим постоянный контроль всех складских операций. Один из вариантов – поставить в каждой складской зоне по контролеру, который будет круглые сутки висеть «над душой» у складского персонала, другой – установить видеокамеры и посадить за мониторы отряд охранников. Но наиболее эффективным вариантом станет внедрение системы контроля с использованием радиочастотной идентификации. Основными ее элементами являются индивидуальные удостоверения личности со встроенной радиометкой и ридеры на входах и выходах складских помещений. Данный комплекс, во-первых, обеспечивает доступ сотрудников только в те зоны, в которых они имеют право находиться, а во-вторых, фиксируют в базе данных историю их перемещений по складу и длительность нахождения в той или иной зоне. Это позволяет, например, легко отследить, сколько времени человек посвятил выполнению непосредственных обязанностей и как долго обедал и курил. Действенность метода подтверждает тот факт, что 16% общего объема продаж RFID в Европе приходится на системы контроля доступа.

Прикрепив метку к погрузчику или штабелеру, в скором времени вы получите точную статистику по эффективности их использования, что позволит принимать своевременные и взвешенные решения о приобретении дополнительных единиц складской техники. Кроме того, в любой момент времени доступна точная информация о местонахождении каждого погрузчика и о том, что именно он делает (стоит или движется). Наибольшей оптимальности можно достичь, выдавая задания на выполнение погрузочно-разгрузочных задач близко находящейся технике. Для обеспечения безопасности движения используется сигнализация реального времени, которая предупреждает об опасном сближении с другой техникой или складским персоналом, сигнализирует о прохождении мимо датчика хрупких изделий, не дает водителям погрузочной техники ошибаться при перемещении грузов.

Противокражные системы безопасности со встроенными считывателями меток, расположенные на входах/выходах, а также отгрузочных воротах обеспечат надежную защиту товару. При попытке несанкционированного выноса или вывоза товара включится световая и звуковая сигнализации. Санкция на вынос получается либо гашением пассивных меток, либо записью соответствующей информации на активную метку. Другие наиболее ценные функции RFID-систем на складе перечислены во врезке «RFID-системы на складе».

УПРАВЛЕНИЕ ТРАНСПОРТИРОВКОЙ

В сфере управления поставками и транспортировкой возможности технологии радиочастотной идентификации раскрываются наиболее полно. Контроль может осуществляться несколькими способами. Во-первых, если маршрут постоянен и заранее известен, считыватели устанавливаются в начальной и конечной точке и по пути следования автомашины в определенных контрольных пунктах (либо, используя метки типа RW, можно осуществлять запись на них информации при пересечении данных пунктов). Такого рода контроль актуален для регистрации перемещений грузов автомобильным транспортом внутри складских комплексов и регулярных перевозок между несколькими складскими комплексами или магазинами. При этом возможен анализ времени, затраченного на перемещение между отдельными маршрутными точками, времени простоя под погрузкой/разгрузкой, общего времени маршрута. При прибытии в пункт назначения информация автоматически регистрируется информационной системой, определяется место на пандусе, дается сигнал ответственным лицам (товароведу, механизатору, грузчику) о необходимости приемки товара с автомобиля, стоящего на таком то месте.

Во-вторых, существует возможность совмещения RFID-технологий с GPS (системами глобального позиционирования). В таком случае кроме уже перечисленных эффектов достигается возможность круглосуточного контроля над транспортным средством с определением не только точного местоположения в каждый конкретный момент времени, но и полного списка параметров транспортного средства и его груза. При этом осуществляется запись таких параметров, как маршрут следования, скорость передвижения, расход топлива за рейс, простои вне мест погрузки/разгрузки, срабатывание датчиков открывания дверей или удара, срабатывание сигнала тревоги, поданного водителем. Тем самым гарантируются невозможность использования транспорта не в интересах компании и дополнительная безопасность груза и самого водителя.

ЗАБОТА О БЕЗОПАСНОСТИ

При внедрении нельзя упускать из виду вопрос безопасности, так как информация, поступающая от RFID-систем, весьма критична для бизнеса. Возможны подделки меток, а также диверсии конкурентов с использованием всевозможных «глушилок», «стирателей меток», шпионских ридеров. Уже существует большой выбор устройств и методов защиты от такого рода атак. Подлинность триггеров устанавливается с помощью специальных процедур аутентификации. К ним относятся сверка полученной информации с записями, которые были сделаны ранее, защищенные процедуры обмена данными с использованием паролей для генерации ключа к шифру канала передачи. Использование индивидуальных алгоритмов шифрования радиоканала либо регулярного изменения частот, на которых происходит обмен данными с радиометкой, позволит надежно нейтрализовать действие внешних устройств и посторонних ридеров.

Единственный вопрос, который остается до сих пор открытым, – какова вероятность заражения RFID-системы компьютерным вирусом? Существует мнение, даже подтвержденное лабораторными экспериментами, что потенциально считывание информации с зараженной вирусом метки может привести к поражению информационной системы и распространению вируса на другие метки. Однако практического подтверждения такого рода экспериментов до сих пор не было. И практики склоняются к тому, что существующие меры защиты радиочастотных сетей в комплексе с физическими особенностями технологии, отличающимися простотой и надежностью, гарантируют 100-процентную защиту.

СТОИТ ЛИ ИГРА СВЕЧ?

Очевидно, что технология радиочастотной идентификации только в начале пути своего развития, но, судя по достигнутым успехам, имеет хороший потенциал. Существует ряд логистических процессов, в которых альтернатив данной технологии нет, например: текущий контроль над персоналом, управление автопарками или отслеживание транспортировки грузов. На первый взгляд надежная и дешевая система штрихового кодирования по сочетанию параметров цена/качество выглядит привлекательней, однако она не способна предложить оптимальное решение перечисленных задач. Комплексный контроль над всеми логистическими операциями с помощью RFID при больших первоначальных инвестициях позволит впоследствии достичь значительно больших стратегических преимуществ.

Даже если рассматривать преимущества, получаемые только на уровне одного предприятия, их список вдохновит любого начальника логистического подразделения: сокращение ручного труда, уменьшение количества ошибок (всех видов), сокращение бумажного документооборота, повышение уровня контроля всех процессов, совершенствование системы учета и т. д. Однако современная экономика все быстрее стремится к глобализации и интеграции. Таким образом, для успешного функционирования предприятия наиболее важным становится эффективное информационное взаимодействие с партнерами по цепи поставок. И на этом уровне возможности радиочастотной идентификации раскрываются максимально полно. Использование единых стандартов формирования информационных массивов позволяет построить гармоничную систему взаимовыгодного обмена данными и успешно интегрироваться в бизнес-сообщество наравне с крупнейшими транснациональными корпорациями.