فناوریهای شناسایی و ردیابی

بارکد ، RFID ، شناسایی با امواج رادیویی ، ردیابی ، ردگیری، ردیابی ماهواره ای ، GPS ، بینایی ماشین ، بیومتریک ، کارت هوشمند، سنسور

فناوریهای شناسایی و ردیابی

لیبل RFID چیست و چرا اهمیت دارد؟

شناسایی با استفاده از فرکانس رادیویی Radio Frequency Identification که به اختصار آن را RFID می‌‌گویند یک عبارت کلی است برای تشریح سیستمی که هویت (در قالب یک شماره سریال منحصر به فرد) یک شیء یا انسان را از راه دور با استفاده از امواج رادیویی ارسال می‌‌کند. این سیستم بخشی از تکنولوژی‌های خودکار شناسایی است.

تکنولوژی‌های خودکار شناسایی یا Auto - ID Technologies شامل بارکدها، دستگاه رمزخوان اپتیکال و برخی از تکنولوژی‌های زیست‌سنجی (Biometrics) از جمله اسکنرهای قرنیه چشم می‌‌شود. از این تکنولوژی‌ها در جهت کاهش زمان و نیروی انسانی لازم برای وارد کردن اطلاعات به صورت دستی و افزایش دقت اطلاعات استفاده می‌‌شود.

یک لیبل RFID رایج از ریزتراشه (Microchip) ، یک آنتن رادیویی و یک سطح چاپ‌پذیر تشکیل شده است. ریزتراشه به آنتن وصل است و آنتن نیز روی سطح چاپ‌پذیر نصب شده است. این ریزتراشه قادر است تا 2 کیلوبایت اطلاعات در خود ذخیره کند. این اطلاعات می‌‌توانند شامل یک محصول خاص یا تاریخ ارسال آن، تاریخ ساخت، مقصد و تاریخ فروش محصول باشند. برای برداشت اطلاعاتیکه روی ID لیبل وجود دارد به یک دستگاه کدخوان یا Reader نیاز است. یک دستگاه کدخوان رایج دارای یک یا دو آنتن است که امواج رادیویی را ارسال و سیگنال‌هایی که از لیبل فرستاده می‌‌شود دریافت می‌‌کند.

بیش از یک دهه است که تکنولوژی RFID توسط هزاران شرکت مورد استفاده قرار گرفته است. کاربردهای تجاری و بازرگانی RFID برخی از شیوه‌هایی را که در این تکنولوژی تاکنون مورد استفاده قرار گرفته و در آینده نیز مورد استفاده قرار خواهد داد، تعیین می‌‌کند. این تکنولوژی جدید نیست پس چرا پس از یک دهه تازه مورد استقبال قرار گرفته است؟

تاکنون هزینه بالای RFID استفاده از آن را محدود می‌‌کرد. برای بسیاری از کاربردها مثل ردیابی قطعات برای تولید لحظه‌ای و براساس نیاز (Just in Time)هزینه لیبل‌های RFID که بیش از یک دلار برای هر لیبل است توجیه‌پذیر بود. زیرا صرفه‌جویی که برای سازندگان به ارمغان می‌‌آورد بیش از هزینه آن بود. از سوی دیگر هنگامی که RFID برای ردیابی موجودی یا ظروف بسته‌بندی در چهاردیواری یک شرکت به‌کار گرفته می‌‌شود، لیبل‌ها قابلیت استفاده چند باره را داشتند. ولی برای ردیابی کالا در زنجیره تولیدی گسترده، جایی که لیبل‌های RFID روی جعبه‌ها و پالت‌های محصولات یک شرکت توسط یک شرکت دیگر قرار داده می‌‌شود، هزینه بالای آن دیگر توجیه‌پذیر نیست.

از سوی دیگر لیبل‌ها باید در این وضعیت یکبار مصرف باشند. شرکتی که آن‌ها را روی کالا می‌‌گذارد قادر نیست آن‌ها را مجدداً بازیافت کرده و استفاده کند. آن‌ها همراه با جعبه دور ریخته می‌‌شوند. از لیبل‌هایی که روی پالت‌ها گذاشته می‌‌شوند مجدداً می‌‌توان استفاده کرد و برخی از شرکت‌ها در حال توسعه و ابداع راه‌هایی هستند که بتوان لیبل‌های RFID روی کارتن‌ها را بازیافت کرد.

مرکز تکنولوژی شناسایی اتوماتیک‌

در سال 1999 هیأت ارایه کد استاندارد یا Uniform Code Council) UCC) و سازمان بین‌المللی کدگزاری کالا European Article Numbering) EAN International) که منشأ آن اروپایی است با مشارکت دو غول بزرگ آمریکایی یعنی شرکت ژیلت Gillette و Procter Gamble مرکز تکنولوژی شناسایی اتوماتیک Auto ID Center را در دانشگاه (Massachusetts Institute of Technology) MIT برپاکردند. هدف از تشکیل این مرکز طراحی و روش تولید لیبل RFID به‌طور انبوه و ارزان قیمت (پنج سنت برای هر لیبل) بود.

روش جدید شرکت‌ها را قادر می‌‌ساخت لیبل‌های RFID را روی هر چه که در اختیار دارند قرار داده و آن را از طریق یک شبکه ایمن و نفوذناپذیر به اینترنت متصل کنند. این مرکز به تدریج از پشتیبانی وزارت دفاع آمریکا و صدها شرکت جهانی از جمله، کیمبرلی کلارک، مترو، تارگت، تسکو، یونیلور و وال مارت برخوردار شد. برای این شرکت‌ها RFID پدیده‌ای جذاب بود زیرا می‌‌توانستند از طریق آن کالای خود را در کل زنجیره تولید تا ارسال به دست مصرف‌کننده نهایی ردیابی کرده و محل دقیق آن را در طول زنجیره شناسایی کنند.

البته برای خرید لیبل 5 سنتی هنوز باید چندین سال صبر کرد. لیبل‌های RFID امروزی‌براساس مشخصات و ویژگی‌های بسته‌بندی بین 20 تا 40 سنت قیمت دارند. مرکز Auto ID فعالیت خود را به تولید لیبل ارزان قیمت محدود نکرد. این مرکز کد الکترونیکی کالا یا (Electronic Product Code (EPC را ابداع کرد. با استفاده از این روش شماره‌گذاری می‌‌توان یک شماره سریال منحصر به فرد روی هر کالا و محصول قرار داد.

این سیستم راهی برای ایجاد ارتباط بین لیبل‌ها و دستگاه‌های کدخوان که به آن پروتکل اینترفیس هوایی (The Air Interface Protocol) می‌‌گویند ارایه داد و شبکه‌ای را طراحی کرد که از طریق آن می‌‌توان اطلاعات را در یک بانک اطلاعات اینترنتی مطمئن و غیرقابل نفوذ ذخیره کرد. با استفاده از این شبکه می‌‌توان به میزان نامحدود، اطلاعات مربوط به شماره سریال لیبل را به‌ صورت Online ذخیره کرد و هر کسی که مجوز دسترسی به این اطلاعات را داشته باشد می‌‌تواند از هر نقطه‌ای در جهان از این اطلاعات استفاده کند.

مرکز Auto ID تکنولوژی خود را به یک سازمان غیرانتفاعی به نام EPCglobal واگذار کرد. این سازمان به سهم خود نسل دوم پروتکل اینترفیس هوایی را ارایه کرد و در حال حاضر سرگرم توسعه ساختار شبکه‌ای به نام EPCglobal Network است تا از طریق آن شرکت‌ها بتوانند به‌طور همزمان و لحظه‌ای تبادل اطلاعات کنند. نحوه عملکرد شبکه به گونه‌ای است که وقتی شرکت A یک پالت مملو از نوشابه ارسال می‌‌کند،‌ لیبل‌های روی جعبه‌ها و پالت در حالی که محموله از انبار خارج می‌‌شوند اسکن می‌‌شوند و سپس نرم‌افزار به‌طور خودکار به شرکت B اطلاع می‌‌دهد که محموله از انبار خارج شده است. شرکت B می‌‌تواند به اطلاعات مربوط به شماره سریال کالا مراجعه کرده و از نوع کالایی که ارسال شده و زمان رسیدن آن به مقصد و اطلاعات دیگر آگاهی پیدا کند. هنگامی که شرکت B محموله را دریافت می‌‌کند به‌طور خودکار لیبل‌ها را اسکن می‌‌کند و یک پیام به‌طور خودکار به شرکت A ارسال شده و شرکت را از رسیدن محموله به مقصد آگاه می‌‌کند. کارآیی این سیستم و شفافیتی که در کارها به وجود می‌‌آورد فوق‌العاده است. با استفاده از این سیستم شرکت‌ها می‌‌توانند موجودی انبار خود را همواره کنترل کرده و کاهش دهند و در عین حال مطمئن شوند کالا در زمان مناسب در مکان مناسب است و از آن‌جا‌ که هیچ نیروی انسانی نباید لیبل‌ها را اسکن کند هزینه نیرو و خطای انسانی کاهش فراوان می‌‌کند. هدف و بینش نهایی این است که زنجیره تولید جهت عکس پیدا کند. امروزه شرکت‌ها براساس پیش‌بینی‌های ماهانه خود کالا تولید می‌‌کند. سپس آن‌ها کالای تولید شده را به بازار وارد کرده (Push) و به امید فروش همه آن‌ها منتظر می‌‌مانند.

اگر تقاضا بیشتر از پیش‌بینی‌ها باشد آن‌ها پول از دست می‌‌دهند. اگر کم‌تر از پیش‌بینی باشد مازاد تقاضا پایین‌تر از قیمت واقعی به‌فروش رفته و یا دور ریخته می‌‌شود. اگر شرکت‌ها می‌‌توانستند کالا را براساس تقاضای موجود بازار تولید کنند (Pull) آنگاه نه‌تنها بیشتر سود می‌‌کردند بلکه ساختار کارآمدتری نیز پیدا می‌‌کردند. کدخوان‌های RFID که روی قفسه فروشگاه‌ها نصب شده‌اند می‌‌توانند تعداد محصولاتی را که به‌فروش می‌‌رسند کنترل و نظارت کنند.

هنگامی که تعداد اجناس روی قفسه کاهش پیدا می‌‌کند سیستم به‌طور خودکار به مسؤولان انبار هشدار داده و آن‌ها اجناس جدید را دوباره به فروشگاه ارسال می‌‌کنند. هنگامی که میزان اجناس در انبار کاهش پیدا می‌‌کند سیستم به سازندگان اطلاع می‌‌دهد تا کالا ارسال کنند و زنجیره ادامه پیدا کرده و تا تولیدکنندگان مواد اولیه امتداد پیدا می‌‌کند.

هنوز معلوم نیست چنین بینش اتوپویایی هرگز کاملاً به واقعیت بپیوندد. مهم‌ترین مانع هزینه لیبل‌هاست. مرکز Auto ID پس از پژوهش‌های فراوان به این نتیجه رسید که قیمت لیبل‌ها را هنگامی که 30 میلیارد لیبل به‌طور روزانه مصرف می‌‌شود می‌‌توان تا 5 سنت برای هر لیبل کاهش داد. ولی تا زمانی که لیبل‌ها 25 سنت قیمت دارند هرگز مصرف آن‌ها به 30 میلیارد عدد نخواهد رسید. به همین خاطر در حال حاضر صنعت با مشکلی از جنس مرغ اول آمده یا تخم‌مرغ روبه‌رو است. لیبل‌ها ارزان‌ نخواهند شد مگر این‌که همه از آن استفاده کنند، ولی خیلی‌ها تا زمانی که ارزان نشده از آن استفاده نخواهند کرد.

وال مارت (Wal Mart) اولین فروشگاه زنجیره‌ای است که تولیدکنندگان کالا را ملزم کرد تا از لیبل‌های RFID روی جعبه‌ها و پالت‌های اجناس استفاده کنند. در ژوئن 2003 این شرکت از 100 شرکت بزرگی که تولیدات خود را از طریق این فروشگاه‌ها می‌‌فروشند درخواست کرد که تا سال 2005 از لیبل‌های RFID روی محموله‌های خود استفاده کنند. یکی از دلایل انتخاب این استراتژی حل مشکل مرغ و تخم‌مرغ بود. اگر تولیدکنندگان بزرگ شروع به خرید لیبل‌ها بکنند قیمت لیبل‌ها کاهش می‌‌یابد. کاهش قیمت‌ها شرکت‌های کوچک‌تر را نیز ترغیب می‌‌کند تا از این تکنولوژی استفاده کنند. از این طریق حجم تولید افزایش یافته و قیمت‌ها کاهش بیشتری پیدا می‌‌کنند.

چرا RFID طرفدار دارد؟

استراتژی وال مارت برای استفاده از RFID در زنجیره تولید دلیل عمده‌ای است بر این‌که این تکنولوژی پرطرفدار است. ولی این تنها دلیل نیست. عوامل مهم دیگری نیز وجود دارند. یکی از عوامل پیشرفت فوق‌العاده در تولید سیستم‌های RFID با فرکانس‌های مافوق بالاست: سیستم‌های UHF قادرند توانایی اسکن دستگاه‌های کدخوان را افزایش دهند. به همین خاطر هنگامی که پالت‌ها از در انبار بیرون می‌‌روند و یا روی قفسه‌ها در ارتفاع بسیار بالا قرار می‌‌گیرند. کدخوان‌ها می‌‌توانند اطلاعات را بخوانند. عامل دیگر تلاش مرکز Auto ID برای طراحی و ارایه سیستمی ارزان‌قیمت بود که براساس استانداردهای فراگیر و انعطاف‌پذیر عمل می‌‌کند. این یکی از پیش‌نیازهای عمده برای استفاده از RFID در یک زنجیره تولید و عرضه باز و فراگیر است. به گونه‌ای که یک کمپانی لیبل را روی محصول می‌‌گذارد و شرکت دیگر در طول زنجیره، اطلاعات روی لیبل را می‌‌خواند.

فراگیری و گستردگی اینترنت عامل مهم دیگری در شکوفایی تکنولوژی RFID است. البته این عاملی است که بسیاری آن را نادیده می‌‌گیرند. مرکز Auto ID متوجه شد که از اینترنت می‌‌توان برای تبادل و تقسیم اطلاعات مربوط به محل کالا در هر نقطه زنجیره تولید و تقاضا استفاده کرد. قبل از این‌که Auto ID ، ایجاد شبکه EPCglobal را پیشنهاد کند هیچ راهی (به جز استفاده از تلفن، فاکس یا ای‌میل) وجود نداشت تا به عنوان مثال شرکت A بتواند شرکت B را از ارسال محموله آگاه کند و شرکت B نیز بتواند به شرکت A اطلاع دهد که محموله رسیده است. با استفاده از شبکه، شرکت‌ها نه‌تنها می‌‌توانند محل کالا را در طول زنجیره تولیدی شناسایی کنند بلکه آن‌ها می‌‌توانند اطلاعات مربوط به محل کالا را نیز با یکدیگر مبادله کنند.

برگرفته از نشریه RFID Journal 15

محمد روهینا دوشنبه 19 فروردین 1387 ساعت 08:40