Г. Фролова

Технология радиочастотной идентификации (RFID) постепенно входит в нашу жизнь. Чипы уже активно используются в логистике, синтезу технологий RFID и глобального позиционирования в России пророчат большие перспективы, но пока рост рынка по-прежнему сдерживает цена вопроса, а точнее, радиометки

Радиометка, или транспондер (тег), является основным компонентом этой технологии и непосредственным носителем уникальной информации и идентификатором предметов и даже людей. Первые радиометки применялись еще во времена Второй мировой войны: тогда теги использовались в военной авиации и стоили несколько тысяч долларов, а информация о них была засекречена. Лишь в 1973 г. Марио Кардулло и соавторы опубликовали патент США № 3 713 148, описывающий первый пассивный транспондер RFID (радиометку). К 80-м годам метки подешевели до $1 и стали применяться для оплаты проезда в общественном транспорте. Развитие и широкое внедрение радиоидентификации долго сдерживалось отсутствием стандартов. Но в 90-x годах ХХ века Международная организация по стандартизации (ИСО) приняла ряд основополагающих стандартов в области RFID, которые были широко поддержаны производителями считывающей аппаратуры и радиометок. Этот факт наряду со снижением стоимости транспондеров, несомненно, подтолкнул предприятия к активному внедрению RFID.

Дальнейшая ценовая «эволюция» привела технологию в торговлю и на склады: после того, как стоимость тегов достигла $0,2, их начали использовать для учета товаров и контроля их движения. Еще тогда появились прогнозы, что в итоге теги вытеснят штрих-коды. Возможно, когда-нибудь такое и случится, но эксперты считают, что для этого только в России ежегодно понадобятся десятки миллиардов меток стоимостью не более $0,05. Кстати, недавно немецкими учеными сделан еще один шаг в направлении снижения себестоимости тегов, и вот какой.

Наночернила

Еще несколько лет назад громоздкие телевизионные приемники были обычными предметами в наших квартирах, а теперь экраны стали настолько легкими и плоскими, что без труда закрепляются на стене. Детальное же рассмотрение их устройства обнаружит весьма тонкие проводящие элементы и транзисторы, которые регулируют электрические сигналы, подаваемые на пиксели экранов.

Архитектура электронных устройств, о которой идет речь, создается слой за слоем, обычно с применением метода фотолитографии. На специально подготовленную поверхность (очищенную и выровненную) производится осаждение материалов – субстрата и фоторезиста (полимерного светочувствительного материала), которые затем подвергаются воздействию света в присутствии маски-фотошаблона с рисунком, позволяющим засвечивать лишь определенные участки подложки. В результате экспозиции «засвеченный» фоторезист изменяет свои свойства, например, становится растворимым, после чего его убирают, а затем методом травления удаляют с открытых участков и субстрат, оставляя на подложке лишь незасвеченный рисунок.

Однако у описанного процесса существует крупный недостаток: бо’льшая часть осаждаемых материалов, которая затем удаляется путем травления, не используется. Целью любого производства является сокращение стоимости и используемых в технологии ресурсов, поэтому актуальной задачей стала разработка метода, при котором материал наносится только на участки, непосредственно формирующие рисунок.

Технология «печатной электроники» уже разработана для задач нанесения полимерных проводящих материалов. Однако по электрическим свойствам они уступают неорганическим аналогам. В полимерах перенос заряда происходит более медленно, поэтому, например, напечатанные RFID-чипы имеют более короткую зону проводимости по сравнении с классическими электронными схемами. Кроме того, они более чувствительны к воздействию влаги и ультрафиолета.

Ученые из Фраунгоферовского института интегральных систем и технологии полупроводниковых приборов (Fraunhofer Institute of Integrated Systems and Device Technology, Эрланген) подготовили к запуску технологическую линию, с помощью которой можно печатать неорганические электронные компоненты, подавая материал для осаждения по такому же принципу, как работают офисные принтеры. «Мы разработали чернила, состоящие из наночастиц, с добавлением стабилизатора для улучшения качества обработки и предотвращения агрегирования», – рассказывает руководитель исследовательской группы Майкл Дженк (Michael Jank).

Наночернила уже прошли первые технологические испытания, и, по словам Дженка, могут появиться в составе устройств, выполняющих простые функции, уже в течение года. «Мы ожидаем, что стоимость продукции на основе нашей разработки станет ниже примерно в два раза по сравнению с продукцией, в которой для относительно простых целей используются кремниевые электронные аналоги», – комментирует Дженк. Печатаемые теги должны стать достаточно дешевыми для того, чтобы их можно было разместить на упаковке недорогих продуктов, например йогурта, где они помогли бы контролировать температуру и прочие данные о хранении и транспортировке товаров.

Рынок

Пока компании-производители тегов бьются над снижением их цены, рынок RFID продолжает расти. Как сообщает ABI Research, в 2009 г. его объем достигнет $5,6 млрд. (прогнозы на 2008 г. – $5,3 млрд.*) с учетом продаж RFID-транспондеров, приемников, программного обеспечения и услуг. «Бесспорно, кризис повлияет на рынок, – говорит аналитик ABI Research Майкл Лиард (Michael Liard). – Но, несмотря на это и некоторые другие факторы, динамика его развития будет положительной». Аналитики не думают, что из-за кризиса выручка будет сокращаться. Во всяком случае, сейчас она продолжит увеличиваться, хотя и не такими темпами, как ожидалось ранее. По мнению экспертов, поставщики RFID-решений должны делать акцент на их экономичности, невысокой стоимости внедрения и обслуживания. Это особенно важно в нынешних экономических условиях.

Несмотря на нерешенность технических проблем, ограничивающих использование радиочастотной идентификации, разговоры вокруг потенциальных и необыкновенных ее возможностей не утихают. Недавно журналисты программы PBS Nightly Business News вместе с Knowledge@Wharton составили список 30-ти лучших инноваций, сделанных за последние 30 лет. Издание PC World, в свою очередь, выбрало из этого списка семь технологий, которые в наибольшей степени изменили мир. Среди них оказалась и RFID, причем в очень достойном окружении таких уже перевернувших мир изобретений, как графические интерфейсы, Интернет, онлайновые социальные сети и электронная торговля, мобильные телефоны, ноутбуки и десктопы.

*См. статью «Новые шаги RFID-технологии», «СиТ» № 11 и 12, 2008 г.

Невероятно, но факт

Мы уже писали о разных областях, в которых может использоваться RFID. Недавно журнал Wired назвал десять самых неожиданных вариантов применения этой технологии: о некоторых из них «СиТ» уже рассказывал в предыдущих публикациях.

Аризонские кактусы. На черном рынке ландшафтных растений эти крупные кактусы стоят больше $1000. Национальный аризонский парк «Сагуаро» планирует использовать RFID-метки, чтобы контролировать сохранность этих редких гигантов.

Слоны. Департамент лесного хозяйства Нью-Дели требует, чтобы все эти животные, участвующие в национальных праздниках, были помечены радиометками. Так легче будет их идентифицировать и брать под контроль в случае внезапных приступов агрессии. Это предложение поступило в ответ на сообщение полиции о том, что за последние четыре месяца зафиксировано уже около 50 инцидентов в связи с участием слонов в парадах. Агрессивное поведение животных приводило к разрушениям и даже человеческим жертвам. Чипами планируется пометить около 1000 слонов. Для выполнения этой задачи властям необходимо содействие со стороны их владельцев. Метка размером меньше рисового зерна помещается под ухо слона, однако для ее установки необходимо, чтобы животное лежало.

Хирургические губки. По статистике, при хирургических операциях на брюшной полости в одном случае из тысячи в животе пациента остается хирургическая губка. Теперь с помощью системы SmartSponges врач сможет быстро обнаружить потерю, проведя считывателем вдоль тела оперируемого.

Мексиканцы. Служба безопасности Xega Company разработала чип размером с рисовое зерно, посредством инъекции вводимый в тело клиента. После этого с помощью GPS можно отслеживать его перемещения и определять местонахождение в случае похищения. Чип стоит $4000, еще $2200 составляет годовая абонентская плата. Но в стране, где в прошлом году было похищено 6,5 тыс. человек, такая мера вполне может оказаться востребованной.

Покрышки Pirelli. Чип в «кибер-покрышках» Pirelli передает информацию о состоянии дороги и коэффициенте трения бортовому компьютеру. Это позволяет оптимизировать работу электронных систем автомобиля: ESP, ABS, ASR.

Клабберы. В барселонском клубе «Баха Бич» перешли на новую систему работы с VIP-клиентами. Им вводят RFID-чип, связанный с их банковскими картами и таким образом позволяющий обходиться на вечеринках без кошелька. Радиометка дает право на проход в VIP-зону, а также используется для оплаты напитков в баре. Первым, кто имплантировал себе такой чип от VeriChip Corporation, стал сам хозяин заведения.

Токио. Японская столица как будто поставила задачу охватить микрочипами все элементы городской инфраструктуры – от автобусных остановок до ресторанов. Похоже, скоро туристы смогут получать карты, расписания и любую другую информацию, просто помахав телефонами.

Полицейские бейджи. Фирма Blackinton предложила систему безопасности для полицейских бейджей. Теперь в них будут встраивать идентификационные чипы, таким образом, риск мошенничества и подделок сократится. Да и приемы из «Терминатора-2» больше не пройдут.

Заключенные. В Британии тюрьмы переполнены, поэтому было решено часть заключенных выпустить на свободу. Однако уголовников продолжат контролировать, отслеживая их перемещения с помощью чипов, чтобы своевременно вмешаться, если понадобится.

Кошачьи двери. Перемещения питомцев можно контролировать лучше и в случае необходимости «запирать» кошачью дверку, не выпуская животное из дома. А котам нет больше необходимости носить ошейник.

Возможно, скоро к этому списку присоединится еще один неожиданный способ использования RFID. Недавно дизайнер Бен Грин (Ben Greene) выдвинул интересную идею относительно того, как могут найти друг друга два одиноких сердца. Он предлагает создать электронные браслеты, в которые будет закладываться информация о личностных предпочтениях, т. е. о том, что человек любит, а что ему не нравится. После того как вся необходимая информация занесена в устройство, браслет можно активировать одним из двух способов – в режиме «искатель» или «искомый». После активации браслет начинает передавать радиосигналы всем, кто в данный момент находится в клубе знакомств; на запястьях наиболее совместимых личностей в унисон начнут мигать огоньки. При сближении двух «половинок» огоньки на их браслетах начинают светиться ярче.

Но как ни любопытны эти экзотические способы использования RFID, давайте вернемся к более масштабным и практичным решениям, использующим данную технологию. Начнем с логистики.

RFID на упаковке

Компания Mondi Corrugated Packaging начала производство гофроящиков с RFID-чипами. Новшество сделает процессы сканирования, отслеживания и приемку груза намного более эффективными. Теперь «умная» тара будет оснащаться RFID-чипами на высокоскоростной производственной линии, и отпадет необходимость в ручном приклеивании ярлыков. Использование RFID вместо традиционных штрих-кодов позволит сканировать паллеты целиком, что значительно сэкономит время. «Умная» тара обеспечит круглосуточный доступ к информации о наличии и местонахождении товара. Это облегчит складскую работу и ускорит процесс инвентаризации.

Фирма Rexam представила на рынок новый вид фармацевтической упаковки – бутылочки, на которые нанесены пластинки с RFID-чипами, что обеспечивает полный контроль за перемещением продукта с момента упаковки. Чипы, произведенные для Rexam партнерской компанией Traxxec, обеспечивают чтение и запись необходимой информации. Их применение экономически более эффективно по сравнению с существующими аналогами.

Крупнейший японский производитель упаковки Toyo Seikan Kaisha разработал первую металлическую банку для напитков, оснащенную RFID-чипом (напомним, что в 2007 г. эта компания совместно с фирмой NEC изготовила пластиковую крышку со встроенным тегом). Как известно, обычные RFID-теги не функционируют на металлической поверхности, что связано с интерференцией и дифракцией радиосигнала. Специалисты из Toyo Seikan Kaisha прикрепили антенну к кольцу на банке и соединили ее с чипом, и таким образом удалось наладить коммуникацию. Как заявляет производитель, дизайн самой банки и крышки не изменился, и при ее заполнении и запайке можно использовать традиционное оборудование без каких-либо изменений. Новые RFID-чипы позволят содержать информацию об условиях хранения и целостности упаковки.

Чипы радиочастотной идентификации, которые позволят использовать эту технологию в любых условиях хранения, в том числе и на металлических поверхностях, также презентовала компания Ferroxcube. Изделия имеют вес 2,5 г, габариты 25 х 12,5 х 5 мм, прикрепляются к упаковке клеем, двусторонней клейкой лентой или болтами, действуют при температуре от -25 °С до +130 °С.

А вот группа немецких исследователей и компания Alcan Packaging недавно представили результаты научно-практического проекта на базе RFID по созданию системы дистанционного отслеживания и автоматической идентификации упакованных продуктов питания и медикаментов. Целью проекта Smart Pack, проводившегося при финансовой поддержке германского Федерального министерства науки и образования с 2005 г., было создание технологии, позволяющей обеспечить защиту товара от подделки, кражи, индивидуальную запись информации, отследить его путь в логистической сети. Оригинальность технологии состоит в первую очередь в том, что пассивные сенсоры, интегрированные в упаковку, могут не только служить носителями информации, но также сообщать о состоянии продукта, сигнализируя о нарушении температурного режима и параметров влажности. Таким образом, потребитель на конечной стадии дистрибуции сможет определить, соблюдался ли температурный режим хранения, а также судить о целостности упаковки.

Новый стандарт

Еще одной проблемой, ограничивающей широкомасштабное внедрение RFID, является отсутствие необходимых нормативов и стандартов. Чтобы устранить ее, Международная организация по стандартизации ISO ввела в действие новый радиочастотный стандарт ISO/TS 10891:2009, регламентирующий использование RFID-меток, употребляемых для идентификации грузовых контейнеров морским, железнодорожным и автомобильным транспортом.

Стандарт ISO/TS 10891:2009 регламентирует применение постоянно прикрепленных чипов, на которые записаны данные о контейнере, и оптимизирует эффективность применения контрольного оборудования. В частности, устанавливаются требования для RFID-тегов при передаче информации от чипа к обрабатывающим системам, требования к системам кодификации данных о контейнере, составу записанных данных. Этим стандартом также устанавливаются требования к месту расположения радиочастотной метки на контейнере и защите данных на ней от умышленного или непреднамеренного удаления.

«Контейнеризация сократила время и стоимость доставки товаров на рынки через океан, количество их краж в процессе доставки. Кроме того, она привела к повышению безопасности транспортировки. Стандарт ISO/TS 10891 поможет производителям контейнеров, судоходным компаниям, грузополучателям, операторам терминалов, железнодорожным операторам получать преимущества от использования RFID для обеспечения эффективности, скорости, безопасности перевозки и обработки контейнеров», – заявил Фрэнк Нечбер (Frank Nechber), руководитель комитета ISO, разработавшего этот стандарт.

Телевизор + RFID

Компания Sony анонсировала грядущий выпуск в Японии двух новых серий телевизоров Bravia с частотой обновления 240 Гц. Модели обладают функцией чтения RFID-меток, которая встроена в их пульты ДУ и позволяет пользователям платить за различные мультимедийные услуги (например «видео по запросу») с помощью мобильных телефонов. Серия W5 предлагается в 40-, 46- и 52-дюймовых вариантах, все они обладают FullHD-разрешением и частотой 240 Гц. Устройства из линейки F5 скромнее по размерам (доступны варианты на 32, 40 и 42 дюйма), но имеют такие же параметры панелей (за исключением младшей модели, которая поддерживает разрешение 1366 x 768 на 120 Гц). Новинки отличаются маленькой толщиной (всего 85 мм) и хорошей контрастностью (3800:1).

Мобильник вместо кредитки

Компания Visa сообщила о начале «полевых» испытаний инновационной платежной системы, в которой функцию пластиковой карты выполняет обыкновенный сотовый телефон. За организацию безопасного взаимодействия между платежным терминалом и мобильным устройством отвечает специальный чип, обеспечивающий возможность беспроводной связи ближнего радиуса действия. На данный момент таким чипом оснащаются телефоны Nokia 6212.

Для того чтобы воспользоваться услугой, пользователю достаточно приобрести телефон, оснащенный нужным электронным компонентом, и «привязать» устройство к собственному банковскому счету. После выполнения этой несложной процедуры он сможет оплачивать товары или услуги, просто поднося телефон к платежному терминалу на расстояние не более 4 см. В результате этих манипуляций нужная сумма будет автоматически снята со счета. При желании пользователь сможет ввести пароль, который предотвратит утечку средств с банковского счета в случае кражи телефона. Впрочем, если владелец устройства забыл о соблюдении мер предосторожности, банк самостоятельно отключит возможность совершения платежей с мобильника по заявлению клиента.

В настоящее время услуга предоставляется только на территории Малайзии, однако в течение нескольких последующих лет преимущества указанного сервиса смогут оценить и жители других стран. Для большего удобства клиентов новая технология предусматривает возможность перевода средств с нескольких счетов. К примеру, малайзийские пользователи могут завести отдельные счета для оплаты услуг парковки или проезда в общественном транспорте. В недалеком будущем телефон также сможет сочетать в себе функциональность кредитных или дебетовых карт, предоставляемых разными банками. Для быстрого переключения на различные счета на мобильник необходимо установить соответствующее программное обеспечение.

Аналогичные решения, созданные на базе RFID-технологий, уже успели приобрести популярность на территории США. Однако многим пользователям придется по душе возможность использования телефона вместо обычной карты, которую перед эксплуатацией необходимо извлечь из специального отделения в бумажнике.

Intel: питание от радиоволн

На конференции Rawcon в Сан-Диего (США) исследователи из лаборатории компании Intel (Сиэтл) продемонстрировали технологию WARP (Wireless Ambient Radio Power), которая позволяет по радиоканалу подать питание мощностью до 60 мВт на расстояние до 4,1 км. При испытаниях разработчикам удалось обеспечить работу датчика температуры и влажности с жидкокристаллическим экраном от радиосигнала с телевизионного передатчика.

В настоящее время используются три естественных (бесплатных) источника питания – вибрация, солнечный свет и тепло. Технология WARP дополняет этот список возможностью питания от телевизионного сигнала. По словам Джошуа Смита (Joshua Smith), одного из соавторов WARP, их технология не является результатом масштабных открытий в области конструирования микросхем или радиофизики. По сути, реализация технологии WARP стала возможной лишь благодаря эволюции традиционной электроники и является развитием платформы беспроводного считывания информации WISP (Wireless Identification and Sensing Platform) на базе серийных считывающих устройств для RFID-меток, работающих в СВЧ-диапазоне (в большинстве телевизоров этот диапазон обозначается как UHF). Каждый модуль WISP содержит радиотег со встроенным микроконтроллером – сейчас это чип Texas Instruments MSP430.

Каждый WISP-модуль включает в себя логопериодическую антенну, компоненты для согласования электрических сопротивлений, улавливатель энергии радиосигнала, демодулятор для информации, поступающей из считывающего устройства в WISP-модуль, и модулятор для передачи данных в считывающее устройство. Также в состав модуля входит регулятор напряжения, программируемый микроконтроллер (пресловутый MSP430) и дополнительные внешние датчики. Улавливатель энергии представляет собой 4-ступенчатый генератор подкачки заряда. Потребляемая мощность стандартного WISP-модуля составляет в среднем от 2 мкВт до 2 мВт.

Авторы технологии WARP практически повторили конструкцию модулей WISP, только изменили входной контур улавливателя энергии, настроив его на один из телевизионных каналов. В результате доработанный серийный WISP-модуль стал получать энергию не от RFID-ридера, а от телевышки!

RFID в России

С недавнего времени RFID-технологии начали применять и в России. Правда, первый широкомасштабный опыт – использование тегов в билетах для прохода в московское метро – нельзя назвать очень удачным. Во-первых, их покупатели не получили ровно никакой выгоды, поскольку стоят они столько же, сколько и билеты старого образца, и покупать их надо в тех же кассах. Время ни на покупку, ни на проход через турникеты не сократилось. Кроме того, как выяснилось, их не так сложно подделать, чем не замедлили воспользоваться мошенники. Долгое время они действовали совершенно безнаказанно, открыто продавая фальшивки на станциях метро, в частности «ВДНХ», где в час пик в кассы выстраиваются огромные очереди. Лишь в начале марта сотрудниками ГУВД Москвы было задержано около 100 членов преступной группы.

Официальным поставщиком проездных билетов с чипами на базе RFID-технологий является зеленоградский завод «Микрон». За 2008 г. «Микрон» поставил более 250 млн. бесконтактных карт столичной подземке и другим российским предприятиям. Несмотря на кризисные явления, у ОАО «НИИМЭ и Микрон» остаются грандиозные планы по развитию. Так, у «Микрона» есть все шансы уже в этом году совместно с госкорпорацией «Роснано» начать финансирование проекта по подготовке к освоению технологии производства микросхем с топологическим размером 90 нм. Об этом на торжественном приеме, посвященном 45-летию предприятия, заявил его гендиректор Геннадий Красников. Технологическим партнером по этому проекту является французская компания ST Microelectronics, которая готова поставить «Микрону» новую технологию.

«Помимо поставок транспортных карт, где мы уже выходим в регионы, открываются и другие направления с точки зрения использования RFID – в первую очередь в розничной торговле, где нужны миллиарды RFID-меток, – рассказал Красников. – Сейчас глава «Роснано» Анатолий Чубайс взял под личный контроль проект внедрения RFID-технологий в торговле. Это открывает для нас колоссальный рынок».

Результатами этого внедрения решил воспользоваться банковский сектор. Некоторые банки уже предоставляют своим клиентам возможность оплачивать проезд в метрополитене с помощью банковских карт с внедренным в них RFID-чипом. Вслед за столичными Citibank, «Банком Москвы» и «Мастер-Банком» проект был реализован в С.-Петербурге. ГУП «Санкт-Петербургский метрополитен» совместно с Банком «Санкт-Петербург» выпускает для пассажиров Петербургского метрополитена карту «Единая», совмещенную с международной банковской картой VISA Electron. Держатель карты «Единая–VISA Electron» может использовать ее для оплаты проезда в Петербургском метрополитене, для расчетов за товары и услуги в оборудованных POS-терминалами торгово-сервисных предприятиях, для получения наличных денежных средств в банкоматах и пунктах выдачи наличных.

Другим масштабным RFID-проектом стал обмен старых загранпаспортов на новые, так называемые биометрические. Несмотря на финансовые трудности, москвичи собираются на отдых за рубеж, и к весне число выданных загранпаспортов возросло вдвое, причем 80% из них – биометрические. Отметим, что ценовая разница между старым (400 руб. госпошлины) и новым (1000 руб.) паспортами довольно существенна, однако никаких особых преимуществ «дорогой» паспорт не дает. Новый документ отличается от старого специальным знаком на лицевой стороне, говорящим о том, что паспорт содержит биометрические данные, но ни отпечатков пальцев, ни сетчатку глаза у его владельца пока не снимают. Разница в том, что страница с фотографией в новом паспорте находится не в конце, а в начале, а привычную печать заменила голограмма. Однако зачастую сотрудники паспортных столов настоятельно рекомендуют москвичам оформлять именно биометрические паспорта, утверждая, что старые паспорта изготавливаются гораздо дольше, нежели биометрические, хотя по закону процедура не должна занимать более 30 дней, а в Москве было решено сократить этот срок до 20 дней.

В ФМС утверждают, что в документе имеется электронная начинка: в одну из страничек встроен RFID-чип, на который записана информация, отраженная на первой странице паспорта. Считается, что чип невозможно подделать, а его сведения поддаются прочтению только с помощью специального устройства. Информация на чипе также защищена электронной подписью.

Недавно в СМИ появилось сообщение о еще одном масштабном и весьма перспективном проекте. Наблюдательный совет Российской корпорации нанотехнологий одобрил участие корпорации в организациии высокотехнологичного предприятия по выпуску RFID-меток, которое будет являться как собственником производственных мощностей в России, Италии и Сербии, так и технологий и ноу-хау. Оно будет создано совместно с итальянской компанией Galileo Vacuum Systems S.p.a. Общая стоимость проекта составит 43 млн. евро, из которых 21 млн вложит российская сторона.

По расчетам крупнейших российских ретейлеров (Х5 Retail Group, Auchan), в результате внедрения RFID-систем произойдет снижение складских затрат, а также сокращение потерь от воровства на 40%. В проекте используется инновационная нанотехнология компании Galileo Vacuum Systems, позволяющая металлизировать любую гибкую поверхность, в том числе выборочно (по заданному рисунку), с высокой производительностью и низкой себестоимостью производства. Еще одним продуктом нового предприятия станет металлизированная упаковка (из пленки и бумаги). Производство таких материалов в РФ является очень перспективным, поскольку около 80% металлизированной пленки и почти 100% бумаги импортируется в РФ из других стран.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СКЛАДОМ RFID (RADIO-FREQUENCY-INDENTIFICATION)

Технология RFID Radio-frequency identification предлагает оригинальное и современное решение для учета и контроля товара на складе.

Традиционные штрих-коды на каком-то этапе неплохо справлялись с задачей учета и контроля потока товаров, но сейчас, когда склады содержат огромное количество товаров, этот процесс отнимает все больше времени и становится трудоемким, кроме того, проблема безопасности и предотвращения воровства решается на недостаточно высоком уровне.

Современный рынок диктует жесткие условия - скорость и точность контроля движения товаров крайне важны для эффективной работы склада. RFID технология способна решить практически все вопросы, стоящие перед складами любого класса.

Радиочастотная идентификация наделяет товар интеллектом и позволяет товару "общаться" с компьютером без всякого контакта и прямой видимости. Необходимо лишь, чтобы на товар была прикреплена электронная метка, и он находился в поле действия специального считывающего устройства. В RFID метку может заноситься информация о типе товара, поставщике, дате и времени поступления и.т.п. Современные RFID технологии позволяют производить одновременный учет и контроль перемещения нескольких десятков единиц товара. Таким образом, процесс учета и контроля товаров сильно упрощается и становится возможным абсолютно в любой момент времени. Сегодня в современном складском хозяйстве и логистике необходим контроль и прозрачные схемы управления, позволяющие в режиме реального времени видеть, знать и координировать все действия, связанные с применением товара. В результате внедрения технологии RFID удается достичь гармоничного функционирования склада, как единого организма, что невозможно без наличия полной и точной информации о процессах, происходящих на его территории в любой момент времени.

Мы выделили основные преимущества и недостатки системы RFID и для наглядности объединили их в таблицу:

Технология RFID (Radio Frequency Identification) пока остается довольно дорогой для отечественного рынка и работает только на крупных складах. Но руководители компаний, уже внедривших методику, успели по достоинству оценить преимущества радиочастотной идентификации товаров. Технология позволила решить целый ряд проблем, связанных с хранением и учетом продукции.

Как работает RFID?

Система RFID Reader довольно проста в использовании. На каждую единицу товара наносится специальная метка, в которой зашифрованы все данные: вес, объем, дата погрузки или разгрузки, основные параметры хранения. На выходе из складского помещения монтируется металлический каркас с чувствительными RFID датчиками. Они сканируют метки на каждой упаковке, которую проносят через ворота, и отправляют информацию в общую базу данных.

Программу можно настроить на идентификацию личных карточек сотрудников или объединить с системой видеонаблюдения. Это позволит не только упростить учет и отслеживание перемещений товаров, но и сократит число нарушений на складах.

Примеры использования

В мире существует практика использования систем на основе RFID технологии. Радиометки используются в различных областях:

На одном из заводов Toyota , расположенном в США, радиочастотная идентификация помогает контролировать заполненность трейлеров при погрузке. Аналогичные технологии внедрены на предприятиях Shevrolet и в крупных азиатских портах. Метки наносят на крупнотоннажные контейнеры, а погрузочную технику оснащают считывателями. Это позволило повысить товарооборот, так как пропала необходимость пересчитывать и сверять большие объемы товара вручную. При такой системе отслеживания снижается количество ошибок, произошедших по вине человека.

На заводах Sony Electronics используют перезаписываемые RFID метки. Их наносят на кинескопы на поточных линиях завершающих этапов производства. Сканируя метку, система передает данные в центральную базу, а оператор получает информацию о тестировании и местонахождении конкретной единицы продукции.

В ряде европейских стран радиочастотные метки избавили автовладельцев от необходимости пользования кассой каждый раз при заправке автомобиля. Электронные считыватели монтируют непосредственно на топливные насосы. Система запускает подачу топлива после получения соответствующего сигнала от сканера.

Транспортные компании также взяли технологию на вооружение . Метки ставят в нижней части лобового стекла грузовиков. В каждой контрольной точке и в конечном пункте располагают радиочастотные сканеры. Считывается не только дата и номер транспортного средства, но и вся информация по товару: накладные, путевые листы и т. д. В процессе движения автомобиля полностью исключается бумажная работа, передача данных осуществляется через центральный сервер.

В нашей стране RFID технологии появились около десяти лет назад и применяются в основном на складах. Но производители радиочастотного оборудования уже наладили серийный выпуск, так как уверены в его активном внедрении.

Применение RFID на складах

Использование RFID технологии для склада оправдано с экономической и практической точек зрения, особенно, если речь идет о терминалах с большим товарооборотом. Приобретение оборудования для крупных компаний окупается довольно быстро.

Преимущества системы радиочастотных меток:

Специалистам, которые занимаются устройством RFID на предприятии, особое внимание стоит уделить тем задачам, которые будут поставлены перед системой. Необходимо определить оптимальную дальность считывания, настроить антенны соответствующим образом, изучить специфику технологических процессов на складе. Важно понять принцип перемещения товарных позиций. Например, упаковка, пронесенная через RFID -считыватель , не обязательно должна покинуть пределы склада. Она может транспортироваться на другой участок, поэтому система не должна отмечать ее, как отгруженную.

Перспективы RFID

Подобные технологии чипирования уже используются в России, например, в новых паспортах. Но система работает пока не так активно, как в развитых странах. Эксперты прогнозируют RFID большое будущее, вплоть до полного замещения современных компьютеров. Конечно, это случится не скоро. Пока технологии дорабатываются с целью расширения функциональности и повышения эффективности. Одно из самых перспективных направлений развития – это работа во всевозможных интернет-магазинах. Учитывая ежедневный оборот, их склады нуждаются в особо строгом учете товаров, отслеживании перемещений.

Положительный опыт применения RFID в этом качестве представила компания Paxar. Ее специалистами была создана программа Magicmirror, основанная на радиочастотных технологиях. Это некое электронное зеркало. Посетитель фирменного магазина одежды Paxar может выбрать в коллекции любую модель с RFID меткой и поднести ее к зеркалу. На дисплей выйдет подробная информация о составе ткани, доступных цветах и размерах. Программа на основании данных сканера предложит также аксессуары, подходящие к этому предмету одежды. С помощью радиочастотного считывателя покупатель сможет вызвать продавца-консультанта, находясь в примерочной кабинке.

Технология хороша, особенно в применении к товарным складам. Однако, на сегодняшний день разработчики систем сталкиваются с некоторыми сложностями. Пути решения проблем со временем должны быть найдены, но пока технология внушает пользователям некоторые опасения.

Сложности использовании RFID-технологии для склада

Итак, чего же опасаются разработчики и конечные пользователи радиочастотных сканеров:

1. Цена . Первое оборудование, работающее по RFID технологии, было довольно громоздким и дорогостоящим. Оно неудобное в применении и требовало финансовых вложений, непосильных для мелких фирм. Инженерам удалось постепенно сделать установки более компактными. Ведь небольшие и легкие сканеры стоят дешевле, да и в использовании более просты. Стоимость же самих радиочастотных меток снижается не так быстро, как хотелось бы. Позволить себе оснастить весь склад микрочипами стоимостью в 10 евроцентов может далеко не каждая компания. Специалисты уверены, что как только стоимость меток упадет до 1 евроцента, спрос на них возрастет в разы.
2. Компьютерные угрозы – вирусы. Средний объем памяти микрочипа всего 2 кб. Изначально считалось, что метку просто невозможно заразить вирусом, но амстердамские ученые доказали противоположное. Они не только заразили микрочип, но и проанализировали возможные последствия этой ситуации. Неисправная метка выдает недостоверную информацию или вовсе перестает работать. Радиочастотная передача данных заражает и сканеры, через которые проходит чип. Это нарушает работу центральной базы данных и может полностью остановить работу склада, что означает колоссальные убытки для фирмы. Что еще опаснее – вирус может распространяться по радиоканалам и на другие метки, вызывая хаос. В применении к гипермаркетам и другим крупным объектам последствия совершенно непредсказуемы.
3. Возможность взлома . Собственно о взломе речь не идет, ведь чипы не защищены. Сканер способен считать информацию с большого расстояния, что дает большое поле для деятельности преступников. Любой человек, получивший товар с меткой, может воспользоваться считывателем и получить доступ к базе данных. Сюда относятся и сведения о кредитных картах покупателей, и другая конфиденциальная информация.
4. Кража данных из электронных документов . Например, при считывании паспортов, сканер автоматически отправляет данные в центральный компьютер. В Германии, Англии и США RFID технологии давно используются в оборонном секторе и в сфере здравоохранения. Но недавнее исследования показали, что данные с чипов можно скопировать с расстояния 100 метров, имея специальный сканер. То есть преступник может получить доступ к самым важным сведениям, распространение которых совершенно недопустимо.

Все эти опасения имеют место и при использовании RFID на складах. Специалисты активно ищут методы «поломки» чипа после того, как вещь передана покупателю, но пока все они малоэффективны. Программы деактивации метки вызывают лишь ее усыпление, а не выведение из строя.

Вот несколько способов, которые изобрели сами потребители, желающие сохранить тайну личной жизни:

• срезание антенны. В ряде случаев это сделать невозможно. Например, при удалении метки с одежды придется испортить ткань;
• обработка вещи в микроволновой печи. Излучение вызывает взрыв чипа, что тоже не проходит бесследно для купленного товара.

Немецкие инженеры много лет трудились над созданием прибора, способного вызвать необратимую деактивацию RFID метки. Технология основана на сильном воздействии электромагнитного импульса. Но пока аппарат тестируется и в свободном доступе его не найти.

Системы защиты данных

При невозможности вывести из строя метку, ученые решили разработать способы ее защиты. На сегодняшний день их несколько:

1. Защита данных паролем. Чип отправляет сканеру верные сведения только после введения секретного кода. Другой код может запустить программу самоуничтожения чипа, например, после покупки вещи. Технология оказалась уязвимой для хакеров, поэтому не нашла широкого распространения.
2. Аппаратно-сетевая защита. Система блокирует все метки на складе и открывает нужную только по запросу. Программа постоянно сканирует эфир, предоставляя сведения о попытке несанкционированно считывания. Данная технология применима к чипам любой сложности и объема. Она достаточно эффективна и защищена от атак хакеров.
3. Слом антенны. При покупке товара покупатель просто обламывает кончик антенны, ответственный за передачу данных на расстоянии. При возврате товара продавец может идентифицировать вещь, поднеся сканер вплотную к метке.
4. Установка «глушилок». Устройство работает по принципу самих RFID-меток, копируя алгоритмы микросхем. Разница в том, что «глушилка» на запросы сканера выдает недостоверную информацию – цифровой мусор. Создание такого мешающего чипа осложняется тем, что он должен распознавать различные считывающие устройства и выдавать поток ненужной информации незарегистрированным приборам.

В перспективе, использование RFID-технологий в организации работы склада должно повысить скорость товарооборота и эффективность всей складской системы. Если есть серьезная программа защиты данных, или информация на чипах не представляет особой ценности для третьих лиц, то радиочастотные метки – отличное решение для любого бизнеса.

Автоматизация склада готовой продукции промышленного предприятия

При поступлении готовой продукции на склад предполагается:
1. Наличие интерфейса с системами автоматического управления (АСУТП) производством для автоматического ввода данных о типе и количестве продукции поступающей на склад. Ввод такой информации обычно базируется на использовании стационарных сканеров штрих-кодов. Возможен также полуавтоматический ручной ввод данных с радио-терминалов на этапе приемки и ОТК в производстве работниками указанных служб.
2. Использование средств нанесения этикеток со штрих-кодами или средств радиочастотной идентификации (радиометок).
3. Система управления складом на основе данных, поступающих от АСУ ТП или радио-терминалов ОТК, должна выдавать команды на печать этикеток с данными о принимаемой продукции и управлять средствами для нанесения маркировки.
4. Процедура поступления готовой продукции на склад может быть как полностью автоматизирована (при наличии конвейерных линий), так и требовать вмешательства персонала склада (прием кладовщиками поступающей из производства промаркированной продукции).
5. Автоматическая передача данных о принятой на склад продукции в систему ERP.
6. Наличие развитого процесса контроля качества, обеспечивающего управление процессом отбора проб.

При размещении продукции на складе необходимы:
1. Обязательная поддержка работы радиотерминального оборудования.
2. Динамическое управление размещением продукции на складе с серийным и партионным ее учетом (в случае использования такого учета).
3. Способность системы работать с местами хранения различной вместимости продукции.
4. Размещение продукции с учетом необходимости ее ускоренной отгрузки покупателю.

При сборе заказов на продукцию нужно обеспечить:
1. Возможность автоматического приема заказов на отгрузку в работу (система управления должна самостоятельно рассчитывать время на подборку конкретного заказа и своевременно выдавать задание на начало этой подборки).
2. «Умение» системы управления работать с ячейками различных типов и местами напольного хранения продукции на принципах отбора FIFO или LIFO; подборку заказов, как по срокам годности продукции, так и по партиям и сериям в зависимости от намеченного времени ее вывоза со склада.
3. Поддержку работы с различными средствами автоматизации сбора заказов (конвейерами, каруселями, лифтами и др.).
4. При вывозе продукции со склада целесообразно поддерживать возможность ее прямой отгрузки непосредственно с финишных производственных линий без временного размещения на складе.
5. Возможность переупаковки продукции и сборки комплектов (пример - мебельное производство)

Интеграция с корпоративной системой управления предприятием достигается благодаря:
1. Наличию интерфейса для связи с другими информационными системами на базе различных протоколов (база-база, текстовые файлы XML).
2. Развитой системе создания и передачи отчетов.

Таким образом, система управления складом готовой продукции отличается высокой степенью интеграции с корпоративной системой управления предприятием, возможностью поддержки большого спектра дополнительного оборудования, а также значительной автономностью для возможности вмешательства персонала склада в работу системы управления.

В этом отношении такие системы приближаются по своим параметрам к производственным автоматизированным системам, что в прочем и не удивительно, поскольку на многих предприятиях склад называют цехом готовой продукции и рассматривают как часть производства.

Итак, для комплексной автоматизации склада готовой продукции на основе технологии штрихкодирования, онлайн контроля за складскими операциями и адресного хранения товаров компания BS предлагает проект, состоящий из:
1.
2. для поддержки автоматической идентификации: радио-терминалы сбора данных, беспроводные сети, принтеры для печати этикеток, расходные материалы в виде самоклеящихся этикеток или навесных ярлыков
3. Услуг по внедрению: обследование, разработка ТЗ, консалтинг, установка системы, обучение персонала, монтаж оборудования, запуск в эксплуатацию.

Наш конек - использование оптимальной методологии внедрения и опыт работы. Благодаря этому, мы достигаем результата в короткие сроки и с минимальными рисками по проекту, что позволит предприятию как можно быстрее окупить инвестированные средства

Концепция системы

Эффективность и рентабельность работы склада зависит от многих факторов, и в значительной степени от скорости и безошибочности приема и отгрузки товаров. Чем меньше задержек и простоев, тем выше качество обслуживания клиентов и больше прибыль.

Система RFID-Control ускоряет основные процессы складской логистики при обработке товаров, увеличивает надежность и прозрачность операций, ускоряет оформление документов и сводит количество ошибок до минимума, благодаря снижению влияния человеческого фактора.

Принцип работы системы

Специальная радиочастотная метка закрепляется на каждой единице хранения (изделие, паллета, контейнер), таким образом, она получает уникальный электронный идентификатор. Идентификатор используется при операциях контроля состава отгрузки, оформлении документов, инвентаризации, сортировке, во внутренней логистике склада и т. д. Любая операция на складе (перемещение товаров, формирование заказов, отгрузка и прием товара) автоматически фиксируется в учетной системе. Таким образом, достигается полная прозрачность всех операций на складе.

Состав системы

Система RFID-Control состоит из трех компонентов: меток, считывателей и программного обеспечения .

RFID-метки – миниатюрные устройства, чаще всего выполненные в виде наклеек, способные хранить и передавать информацию. Каждая метка имеет уникальный идентификационный код. Код метки соотносится в базе данных с конкретным товаром.

Большинство меток имеют перезаписываемую память. В эту память можно записать дополнительную информацию о товаре: его серийный номер, номер партии, код, назначенное место в хранилище и прочие данные по желанию заказчика. Перезаписываемые метки очень удобно использовать для маркировки возвратной тары (паллет, контейнеров и т. п.). Закрепив метку один раз, ее можно использовать много лет, по необходимости дополняя и обновляя данные в ней.

Информация в метках также может быть зашифрована. Это позволяет обеспечить надежную защиту от несанкционированного доступа к данным.

Места хранения также маркируются метками. При всех операциях перемещения товара эти метки автоматически или вручную считываются, наряду с метками размещаемого товара. Таким образом, при перемещении товара в базе данных учетной системы автоматически фиксируется его точное местоположение. Размещение товаров внутри склада отображается на его мнемосхеме в реальном времени.

RFID-считыватели – приборы, осуществляющие чтение и запись информации в метках.

Стационарные (неподвижные) считыватели чаще всего выполнены в виде ворот и расположены на выходах из помещений склада, в зонах формирования паллет и на участках приема и выдачи товара. Эти считыватели постоянно подключены к учетной системе. Система автоматически регистрирует каждый помеченный объект, попадающий в зону считывания. Полученные данные используются, например, для составления накладных на груз или для оперативного отслеживания перемещения товара внутри склада.

Переносные (мобильные) считыватели используются для поиска нужных товаров на складе, записи служебной информации в метки и контроля подлинности товаров во время перевозок. Мобильные считыватели также помогают быстро осуществить контроль погрузки: убедиться, что товар в полном объеме был отправлен по назначению.

Программное обеспечение – пакет программ для интеграции системы в складскую программу заказчика. Внедрение RFID не требует замены существующей программы склада. Все преимущества технологии бесконтактной идентификации доступны в привычной программной оболочке.

Возможности системы RFID - Control

Мнемосхема склада в реальном времени. Любое перемещение товара внутри склада, любая отгрузка или прием товара в реальном времени фиксируется в базе данных. Система не просто постоянно знает, сколько товара на складе, она располагает данными о точном месте хранения каждой единицы товара. Любое изменение в расположении товара на стеллажах отражается на мнемосхеме. Благодаря этому товар не нужно искать. Система точно укажет, где конкретно он находится. Автоматизация процесса оформления документов . Использование данных с меток при оформлении сопроводительных документов на товар позволит избавиться от ошибок и неточностей. Так же за счет того, что одновременно можно производить регистрацию нескольких единиц хранения, значительно сокращается время оформления. Эффективная борьба с подделками и подменами. Уникальный неизменяемый идентификатор, присваиваемый метке при производстве, гарантирует высокую степень защиты от подделки. Также данные на метке могут быть зашифрованы. Это является для получателя дополнительной гарантией подлинности доставленного ему товара и обеспечивает защиту от несанкционированного доступа к данным. Также поставщик может проверить подлинность товара на складе своего дистрибьютора . Управление цепочками поставок. Возможность проследить перемещение паллет по цепи поставки в реальном времени позволит контролировать процесс доставки товара по назначению и в полном объеме. Таким образом, возможно идентифицировать и предотвращать ошибки еще на ранних этапах. Это позволить высвободить значительное количество временных ресурсов и избавиться от ошибок. Гарантийное и пост гарантийное обслуживание. Изделия, маркированные метками, можно прослеживать на всем протяжении их жизненного цикла. Информация об изделии, например, дата изготовления, номер партии, существенно облегчит работу контролеров качества и поможет в выявлении причин поломки при возникновении гарантийного случая.

Общее описание и сценарии работы системы

Программно-аппаратная архитектура системы (предварительное описание):

Сценарии работы системы

Прием товара на склад

При приеме все единицы хранения маркируются RFID-метками. Метки прикрепляют с помощью рулонного маркера, закрепляют вручную или просто вкладывают в упаковку или контейнер.

С помощью ручного считывателя все товары регистрируются в базе данных. Автоматическая регистрация товаров также возможна при проезде погрузчика через зону действия стационарного считывателя – метки можно считывать прямо по ходу движения.

Размещение товара на местах хранения

В учетную систему склада поступает информация о том, что поступившие товары оклеены метками и готовы к размещению. Ответственный работник формирует задание на их размещение и отправляет его на терминал погрузчика.

На терминал погрузчика приходит задание забрать товар из зоны формирования паллет. Если по ошибке был взят не тот товар, терминал немедленно выдаст предупреждение. Затем погрузчик едет к указанному в задании месту хранения. При размещении товара производится чтение и метки товара, и метки места хранения. Если эти данные совпадают с данными задания, размещение товара разрешается, а факт установки фиксируется в базе данных.

Перемещение товара внутри склада

При необходимости переместить товар из одной зоны склада в другую ответственный работник формирует задание на перемещение и отправляет его на терминал погрузчика.

На терминал погрузчика приходит задание переместить товар на новое место хранения. Аналогично предыдущему случаю, он на месте убеждается, что забрал то, что надо. В базе данных старое место хранения помечается как свободное. Затем погрузчик перемещается к указанному в задании новому месту хранения. При размещении товара производится чтение и метки товара, и метки места хранения. Если эти данные совпадают с данными задания, размещение товара разрешается, а факт установки фиксируется в базе данных.

Выдача товара со склада

При запросе на выдачу определенного товара ответственный работник формирует и отправляет на терминал погрузчика список товаров, которые необходимо выдать, с указанием их расположения и требуемого количества.

По аналогии с предыдущими операциями, погрузчик считывает метки товара и места хранения перед тем, как забрать необходимый товар.

На выходе со склада стационарные считыватели фиксируют факт того, что товар покинул склад.

Инвентаризация

Для проведения инвентаризации используются мобильные считыватели, которые могут быть подключены к базе данных при помощи Wi-Fi или накапливать информацию во внутренней памяти для последующей синхронизации.

Этапы внедрения

Каждый склад уникален, поэтому система автоматизации должна разрабатываться с учетом его особенностей и специфики, чтобы сделать его работу максимально эффективной.

Разработка концепции

Компания Интервеб исследует потребности и нужды конкретного склада и разработает концепцию его модернизации, составит список изменений, которые коснутся его работы с внедрением RFID, и предложит поэтапный план внедрения системы.

Проведение пилотного проекта

Перед тем, как внедрить систему RFID-Control в полном объеме, рекомендуется запустить пилотный проект на ограниченном участке для тестирования системы в условиях конкретного склада.

При проведении пилотного проекта компания Интервеб

Проведет предварительное исследование условий работы и технического оснащения; Определит тип оборудования и меток, наиболее подходящих для конкретного склада, подберет поставщиков компонентов, сформулирует техническое задание ; Выяснит, есть ли необходимость в создании нового или модернизации имеющегося программного обеспечения склада, проведет его предварительное тестирование и сопряжение с существующим оборудованием для эффективной интеграции технологии RFID; Разработает новые сценарии работы склада с учетом возможностей, предоставляемых технологией RFID, а также определит возможные расширения системы; Проведет анализ работы пилотной системы и разработает техническое задание на более масштабный проект автоматизации.

Проекты автоматизации крупных складов могут включать в себя множество этапов. Необходимая коррекция системы будет производиться на основе анализа отзывов сотрудников, непосредственно работающих с системой, а также на основе ее постоянного мониторинга.

Сопровождение

Интервеб поддерживает установленные системы, расширяет и модернизирует их функции и, при необходимости, интегрирует с новыми или обновленными складскими системами клиента. Мы гарантируем поддержку на всех этапах внедрения и эксплуатации наших систем.