مقاله شناسایی مبتنی بر فرکانس رادیویی(RFID) ؛ کاربردها و چالشها

شناسایی مبتنی بر فرکانس رادیویی(RFID)  ؛ کاربردها و چالشها

مهدی اشرفی

دکتر محمد تقی حمیدی بهشتی

واژه های کلیدی:شناسایی مبتنی بر فرکانس رادیویی، Radio Frequency Identification, RFID

خلاصه :

هدف این مقاله معرفی تکنولوژی RFID  وکاربردهای آن در حوزه های گوناگون کسب و کار می باشد. این مقاله با معرفی چالشهای هزینه، استاندارد واحد، انتخاب برچسب و Reader، مدیریت داده ها، یکپارچه سازی سیستم و امنیت که  پیش روی پیاده سازی سیستم RFID  در صنایع مختلف قرار دارد به بررسی استراتژی های متناسب برای کاهش اثر این چالشها می پردازد.

مقدمه:

امروزه تکنولوژی RFID در حوزه های علمی و عملی به عنوان روشی برای تهیه اطلاعات دقیق و به موقع، بدون دخالت انسان مورد توجه قرار گرفته است.

تکنولوژی RFID  با توجه به بهبود سرعت ، دقت، کارایی و امنیت انتقال داده ها نقش وسیعی در مدیریت زنجیره تامین پیدا کرده است .(Jones et all, 2004) با استفاده از توانمندی RFID می توان هزینه موجودی، حمل و نقل و توزیع را کاهش داد و از طریق کاهش درخواستهایی که با کمبود مواجه می شوند فروش را افزایش داد.(Kakkainen, 2003). از طرفی با ایجاد یک سیستم موجودی کارا و کاهش موجودی ذخیره اطمینان می توان جریان نقدینگی را بهبود بخشید.

تکنولوژی RFID  می تواند برای ردیابی کتابهای کتابخانه ها و یا  ردیابی سایر مستندات و نیز دارو ها (Collins, 2004) و ردیابی و مدیریت تجهیزات بیمارستانی (McGee, 2004) مورد استفاده قرار گیرد.

در واقع به خاطر این گونه مزایا سوپر مارکتهای زنجیره ای مانند Wal-Mart و سازمان دفاع امریکا از مهمترین حامیان اجرای RFID  بوده اند.

از ژوئن 2003 تا ژانویه 2005، 100 شرکت تامین کننده برتر Wal-Mart فرصت داشته اند که جعبه ها و پالتهای ارسالی خود به مراکز توزیع Wal-Mart را به برچسب های RFID  مجهز کنند. این تعداد تا ژانویه  2006 باید به 300 شرکت می رسیده و سایر تامین کنندگان تا پایان سال 2006 فرصت دارند تا این کار را انجام دهند. (O’Connor, 2005) از دیگر سازمانهای خرده فروشی حامی اجرای RFID  می توان به موارد Woolworth’s, Prada, Benetton, Marks & Spence اشاره کرد                        (Wilding and Delgado, 2004). سازمان دفاع امریکا از 43000 تامین کننده خود خواست تا از برچسبهای RFID  بر روی جعبه ها و پالتها و حتی هر محصول ارسالی به این سازمان تا اول ژانویه 2005 استفاده کنند .(Collins, 2004)

همچنین سازمان غذا و دارو امریکاFDA  برای جلوگیری از ارائه داروهای تقلبی در زنجیره تامین دارو از سازمانهایی که در این صنعت کار میکنند خواسته است که تا سال 2007 پالتها و جعبه های خود را به برچسب های RFID  مجهز کنند (Li.s et all 2006) ولی در هر یک از این موارد در حین پیاده سازی پروژه های RFID  مشکلاتی نیز به وجود آمده است که هدف این مقاله بررسی چالشهای مربوط به اجرای RFID  و راه حل های ارائه شده این چالشها می باشد. که می تواند به عنوان راهنمای مناسبی برای به کارگیری RFID  در صنایع مختلف به کار رود.

(Radio frequency identification) RFID

اساس تکنولوژی RFID  به مطالعات آزمایشگاهی در دهه 1940 بر میگردد و به صورت تجاری در دهه 1980 در صنعت حمل و نقل ریلی مورد استفاده قرار گرفت. از برچسبهای RFID  فعال(Active)  باطری دار که به صورت منحصر به فرد طراحی شده بود برای ردیابی و مدیریت واگنها و کانتینرها استفاده می شد. (Dinning and Schuster, 2003) توسعه RFID و کاربردهای متنوع آن در حوزه های مختلف کسب و کار به خاطر کاهش هزینه های تولید تکنولوژی RFID و تولید برچسب های بدون باطری غیرفعال (Passive) بود که می توانست به جای بارکدها به عنوان وسیله ای برای جمع آوری اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد. بارکدها امروزه نیز دارای کاربرد وسیعی می باشند ولی به خاطر اینکه برای تمام اقلام موجود در واحد نگهداری کالا [1](SKU) بارکد مشترک است بنابراین ردیابی هر یک از کالاها که باید فراخوانی شود دشوار است در عوضRFID  می تواند برای شناسایی کالاها حتی در سطح واحد کالا نیز مورد استفاده قرارگیرد.همچنین برای شناسایی و خواندن اطلاعات برچسب هایRFID مانند بارکدها نیازی به وجود اسکنر و دید مستقیم وجود ندارد و می توان با آزادی عمل بیشتری با این برچسب ها کارکرد. همچنین می توان به صورت همزمان اطلاعات چندین برچسب را دریافت کرد و حتی به راحتی این برچسب ها را برنامه ریزی کرد زیرا برچسبها می توانند بیش از 64 بیت اطلاعات را در خود حفظ کنند که این مقدار در تکنولوژی بارکد فقط 19 بیت می باشد. این توانایی به برچسبهای RFID  این امکان را می دهد که اطلاعات بیشتری ازقبیل فاصله، شرایط محیطی، تاریخ انقضاء و ... را در خود ذخیره نمایند. Li and Visich (2006)

مرور ادبیات RFID  

Jone et all (2004) به بررسی فرصتها و چالشهای پیش روی اجرای تکنولوژی RFID  برای صنعت خرده فروشی در انگلستان پرداخته است. Smaros and Holmstrom (2000)به بررسی استفاده از RFID  برای جمع آوری اطلاعات مشتری و ارائه مدل جدیدی برای خواروبار فروشی الکترونیکی و ارائه سرویس به مشتریان پرداخته است.

 Brewer and Sloan (1999) ،RFID  را به عنوان روشی برای ردیابی هوشمند در تولید و پشتیبانی از برنامه های لجستیکی و اجرای این برنامه ها معرفی کرده است. Jansen and Krabs (1999) به استفاده از RFID  برای کنترل کانتینرها و مدیریت آنها پرداخته است.

Kakkainen (2003) در مورد پتانسیل RFID  در افزایش کارایی زنجیره تامین شرکت خرده فروشی Sainsbury در انگلستان برای کالاهایی که دارای عمر مصرف کوتاهی هستند پرداخته است. Lapide (2004)در مطالعات خود به مزایای RFID  در دقت پیش بینی ها پرداخته است. Janz et al. (2004)چالشهای تکنولوژیکی و رفتاری مربوط به پیگیری بیماران به وسیله RFID  را در واحد روانی بیمارستان Elvis Presley واقع در Memphis بررسی کرده است. Srivastava (2004)مزایای مربوط به یکپارچه سازی در زنجیره تامین به وسیله RFID  را بیان کرده است. Li and Visich (2006)با مرور ادبیات مربوطه به بیان مزیتهای استفاده از RFID  در یکپارچه سازی زنجیره تامین می پردازد. Angeles (2005) راهنمایی برای پیاده سازی تکنولوژی RFID  در زنجیره تامین برای مدیران تهیه کرده است.

اجزاء سیستم RFID  

تمام سیستمهای RFID  از سه جزء تشکیل شده اند.

1- برچسبها یا فرستنده های RFID  که بر روی شئی مورد نظر که باید شناسایی شود متصل می شود و وظیفه نگهداری اطلاعات در سیستم RFID  را بر عهده دارد.

2- خواننده یا دستگاه گیرنده RFID  که توانایی خواندن و ثبت اطلاعات بر روی فرستنده ها را دارد.

3- پایگاه داده پشتیبان که داده های خوانده شده در آن نگهداری می شود(Jones et al., 2004)

برچسبهای RFID  

برچسبهای RFID  می توانند فعال، غیرفعال و یا نیمه فعال باشند. برچسبهای فعال دارای باطری بوده و با انرژی این باطری برچسب تا شعاع حداکثر 100 فوتی می تواند سیگنال ارسال کند.

برچسبهای غیرفعال باطری نداشته و تولید آنها نیز ارزانتر است این برچسبها هنگامی که در محدوده امواج الکترومغناطیس که توسط خواننده ارسال می شود قرار می گیرند قابل شناسایی می باشند. (Dinning and Schuster, 2003)

دسته سوم برچسبها، برچسبهای نیمه فعال می باشند که هم دارای باطری داخلی بوده و هم توسط امواج الکترومغناطیسی که توسط خواننده ارسال می شود قابل شناسایی می باشند(Angeles, 2005) این برچسبها می توانند در مونیتورنگ شرایط محیطی مانند مقدار رطوبت فضای یک کانتینر و یا دمای یک غذای یخ زده مورد استفاده قرار گیرد.

از نگاه دیگر برچسبها می توانند دارای تراشه باشند و یا بدون تراشه طراحی شوند.

برچسبهای بدون تراشه در کاربردهای جلوگیری از سرقت و جعل کاربرد دارند.

 تراشه برچسبهای تراشه دار شامل بخشی برای ذخیره اطلاعات و یک عنصر پیوسته نظیر انتن حلقوی است که برای برقراری ارتباط از طریق فرکانسهای رادیویی مورد استفاده قرار می گیرد.

سه نوع برچسب تراشه دار وجود دارد

1-  تنها خواندنی

2-  یک بار نوشتن / بارها خواندن

3-  خواندنی / نوشتنی

داده ها در برچسبهای خواندنی قابل تغییر نیستند مگر اینکه برچسب دوباره برنامه ریزی شود و اکثرا این نوع برچسبها برای ردیابی دارایی هایی که در تمام طول دوره عمر خود یک شماره شناسایی دارند مورد استفاده قرار می گیرد. در حالی که در برچسبهای خواندنی / نوشتنی می توان داده های ذخیره شده در برچسب را تغییر داده و بنابراین به عنوان وسیله مناسبی در ردیابی عناصر موجود در زنجیره تامین      می تواند مورد استفاده قرار گیرد. (Wilding and Delgado, 2004a)

در این مقاله بنا به دلایل زیر ما  بر روی برچسبهای غیرفعال تراشه دار خواندنی / نوشتنی تمرکز می کنیم.

1-  برچسبهای غیرفعال به مراتب ارزانتر از برچسبهای فعال بوده و می توان از لحاظ هزینه به شکل موثرتری از آنها در ردیابی پالتها، جعبه ها و عناصر استفاده کرد.

2-  تکنولوژی برچسبهای غیر فعال در عمل امروزه با اقبال بیشتری روبرو شده است.

3-  برچسبهای خواندنی / نوشتنی می توانند یک تاریخچه از زمان وجود یک عنصر در هر مرحله از زنجیره تامین تهیه کنند.

چیپها و کد برچسبهاس RFID در فرمت های مختلفی تهیه می شوند. یکی از این فرمتها که  مورد حمایت جدی صنعت خرده فروشی قرار گرفته است. "کد محصول الکترونیکی" (EPC)[2] می باشد.

EPC از یک طرح 96 بیتی که مورد حمایت EPC جهانی ( مرکز Auto-ID سابق) می باشد استفاده می کند. این 96 بیت به صورت زیر تخصیص می یابد:

8بیت به عنوان Header برای شناسایی شماره نسخه EPC

28 بیت برای شناسایی تولید کننده (مدیریتEPC)

24 بیت برای شناسایی SKU (واحد نگهداری کالا)

36 بیت برای شناسایی واحد محصول به صورت یکتا (شماره سریال)

فرمت 96 بیتی EPC برای شناسایی 268 میلیون تولید کننده ، بیش از 16 میلیون SKU برای هر تولید کننده و حدود 69 بیلیون واحد محصول در هر SKU می تواند مورد استفاده قرار گیرد. (Brock, 2001)

EPC جهانی یک استاندارد برای فرکانس 13.56 MHz (کلاس 1)  و دو استاندارد برای فرکانسهای بالا (UHF) (کلاس صفر و یک) ارائه داد که در دسامبر 2004 یک استاندارد جدید (نسل2) جایگزین کلاس صفر و یک شد. پروتوکل های استاندارد نسل 2 باعث راحت تر شدن برنامه ریزی برچسبها و اجازه حفظ داده های بیشتر در برچسبها می شد. (Sullivan, 2004)

سیستم RFID چگونه کار می کند

. ابتدا یک نشانگر یکتا مانند EPC در میکرو چیپ موجود در برچسب قرار داده  می شود. البته میکرو چیپ می تواند کاربردهای دیگری مانند رمزنگاری، کنترل دسترسی، یکپارچه سازی حسگرها و نگهداری داده های خواندنی / نوشتنی نیز داشته باشد.

برچسب بر روی آیتم مورد نظر، جعبه و یا پالت آن قرار می گیرد و هنگامی که شئی مورد نظر در فضای  تحت پوشش Reader حرکت می کند امواج الکترومغناطیسی که از Reader ساطع می شود توسط آنتن موجود در برچسب دریافت می شود. برچسب انر‍‍ژی موجود در امواج الکترومغناطیس را گرفته و از آن برای راه اندازی مدارات میکرو چیپ استفاده می کند سپس امواج دریافتی را مطابق کد شناسه خود و یا کدی که با آن برنامه ریزی شده است ، تغییر داده  و سیگنال فرکانس رادیویی را منعکس و یا انتقال می دهد. در بازگشت سیگنال تغییر یافته توسط Reader دریافت می شود و مطابق با نوع تغییر در سیگنال دریافتی اطلاعات توسط Reader دریافت می شود و بر اساس اطلاعات، عملی صورت می گیرد و یا اطلاعات توسط یک پورت ارتباطی به کامپیوتر میزبان ارسال می شود. (Jones et al., 2004)

مرکز Auto-ID در MIT برای استفاده وسیع صنایع مختلف از RFID زیر ساختی تهیه کرده است که شامل EPC ،    ONS (Object Naming Service) ، PML(Physical  Makeup language) ، و ابزارمیانی برای انتقال اطلاعات (Savant)       می باشد.

برای مثال هنگامی که Reader سیگنالهای برگشتی را دریافت می کند Savant  از EPC موجود در برچسب برای ارتباط با ONS استفاده می کند ONS  می تواند در یک شبکه محلی و یا در اینترنت باشد و بسیار شبیه سرویس نام فضا در اینترنت می باشد که یک ادرس اینترنتی را به یک فضای خاص تخصیص می دهد. در واقع ONS به عنوان یک فهرست راهنما برای اطلاعات هر آیتم در سرور به کار می رود.  اطلاعات به وسیله Savant جمع آوری می شود و سپس با پایگاههای داده و نرم افزارهای زنجیره تامین که به این اطلاعات نیاز دارند مرتبط می شوند. فرمت ارتباط داده ها PML می باشد این زبان شکل تکامل یافته زبان XML می باشد که در زمینه تجارت الکترونیک کاربرد وسیعی دارد. (Angeles, 2005; Dinningand Schuster, 2003)

کاربردهای RFID:

خرده فروشی:

شرکت Wal-Mart  به منظور کاهش کمبود کالا از سیستم ردیابی RFID  استفاده می کند. Reader برچسبها در سکوی تحویل کالا و درمحل عرضه کالا به مشتری و محل جمع آوری جعبه و پالتهای خالی کالا قرار دارند. هنگامی که جعبه کالاها به شرکت می رسد قبل از ورود کالا به انبار اطلاعات برچسبهای RFID  توسط Reader ها دریافت می شود و نیز اطلاعات جعبه هایی از کالا که فروخته    شده اند توسط Reader ها دریافت می شود و مقدار موجودی به راحتی در هر لحظه و به صورت اتوماتیک تعیین  می شود و از کمبود جلوگیری می شود. کارکنان Wal-Mart دستگاه Reader قابل حمل خاصی دارند که در هنگام عبور از کنار کالایی که مقدار موجودی آن در محل عرضه از حد مجاز کمتر شده است به آنها هشدار می دهد. و اطلاعات مربوط به هر سه Reader که وضعیت موجودی هر کالا در هر مرحله از فروش را مشخص می کند در اختیار زنجیره تامین قرار میگیرد. (Roberti, 2005)

بخش غذایی شرکت خرده فروشی  [3]M&S برای ردیابی 5/3 میلیون سینی  پلاستیکی خود که  برای حمل محصول مورد استفاده قرار  می گرفت بارکدهای خود را با برچسبهای RFID  تعویض کرد  این سینی ها در سال کلا 85 میلیون بار مورد استفاده قرار می گرفتند و 70 درصد محصول خط تولید فاسد شدنی بودند با این کار زمان خواندن اطلاعات مربوط به سینی ها 85 درصد و مقدار گم شدن سینی ها 15 درصد کاهش یافت و نیز زمان دریافت سفارش نیز کاهش یافت و منجر به بهبود مدیریت محصول و ردیابی محصول به صورت تقریبا لحظه ای گردید. (Wilding and Delgado, 2004)

تولید:

شرکت موتورسیکلت سازی سفارشی Viper برای ردیابی مجموعه های زیر مونتاژ در فرایند تولید خود از برچسب های RFID استفاده می کند. برچسبهای RFID  کاربردهای ضد سرقت نیز دارند برای مثال شرکت Viper بر روی قطعاتی که بیش از 75 دلار ارزش داشتند برچسب RFID  نصب کرد و پس از اجرای یک ممیزی موجودی تصادفی مدیریت توانست محل قطعات مفقوده با ارزشی معادل 2400 دلار را مشخص کند. (Sullivan, 2004)

Scottish Courage  یکی از بزرگترین تولید کنندگان آبجو در انگلستان 1.9 میلیون بشکه حمل محصول خود را به برچسبهای خواندنی / نوشتنی فرکانس پایین مجهز کرد. برخی از مزایای گزارش شده این کار عبارتند از کاهش میزان گم شدن بشکه ها از 4 به 2 درصد، شناسایی و حذف زنجیره تامین غیر رسمی ، کاهش هزینه های بالاسری توزیع و کاهش میزان خطا در عملیات توزیع.             (Wilding and Delgado, 2004).

صنعت دارو / مراقبتهای بهداشتی

استفاده از RFID  در صنایع مراقبتهای بهداشتی و سلامت به شکل گسترده و جدی وارد نشده است و تعداد محدودی به عنوان پیشرو از این تکنولوژی استفاده کرده اند. St Luke’s Health System در امریکا در بیمارستان جدید خود که در ابتدای سال 2006 تاسیس شده است از تکنولوژی RFID  برای ردیابی و پیگیری بیماران خود استفاده می کند این شیوه برای کاهش خطاهای پزشکی موثر است و برای بیمارستان استفاده از RFID  بهتر از استفاده بارکد می باشد زیرا رطوبت ناشی از شستشوی دست به مرور زمان باعث کاهش میزان خوانایی بارکد می شود از طرفی بارکد ها برای ردیابی وضعیت بیماران سیار در بیمارستان مناسب نیست. (Becker, 2004) شرکت Cardinal Health که شرکتی پیشرو در زمینه ارائه وسایل و تجهیزات بهداشتی می باشد از برچسبهای RFID  در محصولات مربوط به جراحی پزشکی استفاده کرد تا بعد از عمل جراحی پزشکان بتوانند مطمئن شوند که وسایل جراحی را در بدن بیمار جا نگذاشته اند. .(McGee, 2004)در نوامبر سال 2004 شرکت داروسازی امریکایی Purdue Pharma بر روی هر جعبه 100 تایی از قرص اکسی کانتین که به فروشگاههای Wall-Mart و HD Smith می فرستاد یک برچسبRFID  متصل می کرد اگر چه این کار بخشی از الزام شرکت Wal-Mart برای زنجیره تامین خود بود ولی شرکت داروساز از برچسبهای RFID  برای جلوگیری از بازار رو به گسترش داروهای تقلبی و سرقت دارو استفاده کرد. (Collins, 2004).

سایر کاربردها:

برچسبهای RFID  در حوزه های متفاوت دیگری می توانند مورد استفاده قرار گیرند از اتصال به حیوان و انسان گرفته تا اتصال به لباس و توشه همراه.

مسولین پارک Legoland دانمارک به والدین توصیه می کند که برای جلوگیری از گم شدن فرزندان خود از دستبند مجهز به RFID  استفاده کنند این دستنبند قادر به شناسایی و مکانیابی فرزند گم شده در فاصله 5 فوتی از محل وی می باشد . .(Stackpole, 2003)

خطوط هوایی دلتا برای جانمایی اثاثیه گمشده مسافران که سالانه 100 میلیون دلار امریکا برای شرکت مخارج در بر دارد قصد دارد از نوعی از برچسبهای یکبار مصرف RFID  استفاده کند. .(Swartz, 2004)

چالشهای تکنیکی و استراتژی ها:

در به کارگیری تکنولوژی RFID  مشکلات زیادی وجود دارد. در یک مطالعه پیمایشی که از بیش از 350 مجری IT در آوریل 2004 نظرخواهی شد سه ریسک عمده استفاده از RFID  در کسب و کار عبارتند از:

1-  استانداردهای تکنیکی هنوز نهایی نشده اند

2-  بازگشت سرمایه گذاری و مزایای تجاری آن هنوز روشن نیست

3- هنوز در حوزه وسیعی از صنایع گوناگون مورد توافق قرار نگرفته است. (Emery, 2004)

بر اساس گزارش مطالعه دیگری فقدان استانداردهای جهانی، فرکانسهای کاری متفاوت، مشخصات برچسبها، سازگاری Reader ها با شرکای زنجیره تامین و مسایل امنیتی موانع اصلی مقبولیت RFID  می باشد. IOMA (2004)

در مطالعه پیمایشی دیگری که در مورد 50 شرکت انجام شد عدم اطمینان از بازگشت سرمایه، عدم قطعیت در مورد استانداردهای تکنولوژیکیRFID  ، هزینه های مربوط به برچسبها/فرستنده ها و تغییرات پی در پی تکنولوژیکی از عوامل عدم مقبولیت RFID  بیان   شده اند. (Collins, 2004) همانطور که مشاهده می شود مسایل و مشکلات زیادی پیش روی اجرای RFID می باشد که در جدول (1) می توان به صورت خلاصه این مشکلات و استراتژیهای مناسب را مشاهده کرد.

جدول (1) چالشها و استراتژیها

Source: Li. S et all 2006

هزینه RFID  :

هزینه یا بازگشت سرمایه  یکی از چالش های اصلی در اجرای تکنولوژی RFID  می باشد.

هزینه های سیستم RFID   تهیه برچسبها ،Reader ها، سخت افزار و نگهداری سیستم میباشد. سایر هزینه های برچسبها عبارتند از هزینه اتصال برچسب به پالت/ جعبه /آیتم برای ردیابی و برنامه ریزی برچسب. به علاوه ممکن است سازمان مجبور شود از سیستم بارکد و RFID  به طور همزمان استفاده کند تا بتواند نیازهای مشتریانی را که دارای تکنولوژیRFID نیستند را برآورده کند.            (Logistics and  Transport Focus, 2004). از طرف دیگر مزایای پیاده سازی سیستم RFID   در دو بخش کاهش هزینه (مانند کاهش هزینه های موجودی، کاهش هزینه های نیروی کار و... ) و ایجاد ارزش (مانند افزایش رضایت مشتری، مبارزه با کالاهای جعلی، افزایش درآمد و...) می باشد و به خاطر نوظهور بودن این تکنولوژی میزان بازگشت سرمایه و میزان دقیق مزایای پیاده سازی این تکنولوژی فعلا مشخص نیست(Wu N.C.,2006). شرکت مشاوره A.T Kearney تخمین زده است که خرده فروشان بزرگ در هر مرکز توزیع خود به 400000 دلار و در هر شعبه  100000 دلار سرمایه گذاری برای مدیریت اطلاعات از طریق RFID نیاز دارند و از طرفی یکپارچه سازی سیستمهای اطلاعاتی موجود با سیستم RFID  به 40-35 میلیون دلار سرمایه گذاری نیازمند است. (Feder, 2003) و این در حالی است که  هزینه برچسب های غیرفعال از حدود یک دلار برای هر برچسب در سال 2000 به حدود 20 سنت تا پایان سال 2004 کاهش یافته است. و نیز هزینه Reader ها و سایر تجهیزات مرتبط با آن به طور قابل ملاحظه ای در حال کاهش می باشد.        (Jones et al., 2004).Dinning and Schuster (2004)   یک کارت امتیازی تهیه کرده اند که شرکت DELL برای تصمیم گیری در مورد سرمایه گذاری در مورد اجرا و پیاده سازی سیستم RFID  ازآن استفاده کرد. این کارت امتیازی برای تعیین پتانسیلهای پروژه های RFID  و آنالیزهای مالی؛ شامل سود، هزینه های اولیه و هزینه های دوره ای استفاده می شود.

استانداردهای RFID  :

برای بهره برداری حداکثری از RFID  در زنجیره تامین، می بایست شرکای تجاری مختلف در سرتاسر جهان از برچسبها ، فرکانسها و Reader های عمومی و مشترک استفاده کنند تا محدودیتی در یکپارچگی زنجیره تامین ایجاد نشود. یکسان نبودن استانداردها و تکنولوژی RFID  هزینه های پیاده سازی این تکنولوژی را بالا نگه می دارد و کلید فراگیر شدنRFID  در سرتاسر جهان، وجود این استانداردها می باشد. برقراری یک استاندارد جهانی باعث کاهش هزینه ها و ارائه محصولات سازگار با هم از ناحیه شرکتهای تامین کننده تجهیزات RFID  می شود. در بازار RFID  استانداردهای زیادی بسط داده شده اند. برای مثال ISO 11785 برای 125KHz (فرکانس پایین) ISO 15693 برای 13.56KHz(فرکانس میانه) و ISO18000-6 برای 860-930MHz (UHF)                    (RFID Journal, 2003).  

انستیتو استاندارد ملی امریکا فرکانس 915MHz UHF را به عنوان استاندارد سیستمهای RFID  غیر فعال پذیرفته است.         (Porter et al., 2004)  نظر به اینکه  Wal-Mart فرکانس UHF را برای سیستم RFID  خود در نظر گرفت UHF به عنوان استانداردی برای زنجیره تامین خرده فروشی  مرسوم شد. (Weil, 2004)

انتخاب برچسب و Reader:

کارایی برچسبها و  Reader ها تحت تاثیر عوامل مختلفی مانند فرکانس برچسب، شکل آنتن Reader و طراحی آنتن برچسب می باشد. برای مثال برچسبهای با فرکانس پایین به آنتن بزرگتری نیاز دارند که باعث بزرگتر شدن برچسب و افزایش هزینه تولید آن می شود. برچسبهای فرکانس بالا کوچکتر و ارزانتر هستند ولی نیاز به Reader های گران قیمت تری دارند. محدوده عملکردی Reader ها و سرعت انتقال داده با افزایش فرکانس بیشتر می شود ولی خطر سلامتی فردی که با آن کار می کند بر اثر تشعشعات افزایش می یابد. در فرکانسهای بالا با مشکل بازتاب مواجه می شویم که فلز، مایع،شیشه و محیطهای مرطوب می تواند اثر منفی داشته باشد. فرکانسهای پایین در حضور فلزات تاثیر نمی پذیرتد و حتی می توان از بین برخی از فلزات غیر آهنی نیز آنها را دریافت کرد                           .(Wilding and Delgado, 2004) شکل آنتن دستگاهReader و طراحی آنتن برچسبها می تواند بر روی عملکردسیستم RFID  تاثیر گذار باشد. هنگامی که جهت برچسب در محدوده فرکانسی Reader  مشخثص نیست می بایست از یک آنتن مدور قطبی شده برای Reader استفاده کرد هر چند آنتن خطی قطبی شده دارای نفوذ بیشتر و محدوده پوششی بیشتری می باشد. مهمترین خصیصه در طراحی برچسبهای غیر فعال آنتن می باشد. یک آنتن چند جهته برای دریافت به یک جهت خاص محدود نمی شود و بهتر از آنتن یک جهته کار می کند ولی هزینه تهیه آنتن چند جهته بیشتر است .(Weil, 2004) عامل تاثیر گذار دیگر حداقل فاصله بین برچسبها و تعداد برچسبهایی است که به صورت همزمان توسط Reader  ، داده های آنها بدون تاثیر منفی بر کارایی سیستم RFID  در یافت می شود. عامل کلیدی و تاثیرگذار دیگر در سیستم RFID  نرخ خواندن اطلاعات برچسبها می باشد. Wal-Mart  به  تامین کنندگان خود الزام کرده بود که برچسبهای آنها باید بر روی نوار نقاله هایی که پالتها و جعبه هارا با سرعت 540 فوت بر ثانیه منتقل می کند به صورت 100 درصد شناسایی شود. (Roberti, 2004) از روشهای زیر برای افزایش نرخ خوانده شدن اطلاعات برچسبها می توان استفاده کرد.

1-  استفاده از آنتن دو قطبی دوبل ( دو آنتن با زاویه 90 درجه در مبدا) که باعث می شود بدون در نظر گرفتن جهت برچسب با Reader برچسب بهتر خوانده شود. (Collins, 2003)

2-  جدا کردن برچسبها از محیطهای شامل فلزات و مایعات. (Porter et al., 2004)

3-   قراردادن برچسب در یک حفاظ تفلون و سپس اتصال آن به شئی فلزی (Johnson, 2002).

4-  استفاده از جوهر رسانا برای چاپ مستقیم آنتن برچسب بر روی مقوای بسته بندی کالا (Dinning and Schuster 2003)

قابلیت اعتبار برچسب به اندازه کارایی آن اهمیت دارد یک برچسب خراب قابل خوانده شدن نمی باشد بنابراین سیستم RFID  باید بتواند در صورت خوانده نشدن یک برچسب اطلاع مناسب و به جا دهد. از سیستمهای ضد خطاسازی و Poka-Yoke برای اطمینان از خوانده شدن برچسبها می توان استفاده کرد. برای مثال طراحی و تعبیه یک سیگنال نوری بر روی برچسب ها که پس از خوانده شدن برچسب این سیگنال حذف شود. (Swedberg, 2004)

مدیریت داده ها:

طبق مطالعه پیمایشی که توسط شرکت Development Corp بر روی 100 نفر از مدیران ارشد تکنولوژی سازمانها انجام شد مدیریت و مونیتورینگ اطلاعات مهمترین دلیل اجرای پروژه های RFID  شناخته شد. (O’Connor, 2004) بیش از نیمی از مخاطبان مطالعه Individuals Expressed بر اهمیت کیفیت و همزمانی در داده های ایجاد شده در سیستم RFID  تاکید دارند. مخاطبان در مورد مشکلات مربوط به این سیستم ، ایجاد خطا در خواندن برچسبها و گرفتن اطلاعات غیر یکسان از یک برچسب را جزء موارد اصلی می دانند. بنابراین کلید مدیریت داده ها نرم افزار میانی است که برای پردازش داده ها مورد استفاده قرار می گیرد و باید قابلیت فیلتر داده های اضافی و زائد را داشته باشد و بتواند در مورد دقت و اغتبار داده های موجود اطمینان حاصل کند.

بخش دیگری از مدیریت داده ها مربوط کارایی استفاده از حجم کلان اطلاعات اتخاذ شده از سراسر زنجیره تامین می باشد.

یکپارچه سازی سیستم:

چالش اصلی در اجرای پروژه های RFID  یکپارچه سازی سیستم RFID  و داده های حاصل از آن با سایر سیستم های اطلاعاتی و پایگاههای داده عملکردی موجود در سازمان می باشد  (Jones et al., 2004) نکته اساسی در یکپارچه سازی سیستم ایجاد همزمانی و تقارن در داده های موجود در سیستم می باشد. تمام مواردی که با برچسبها ردیابی می شوند می بایست در تمام طول زنجیره تامین با نام یکسان مشخص شوند تا از ایجاد داده های اضافی (ورود داده های یکسان با نامهای متفاوت ) جلوگیری شود و مسئله ارتباطات داخلی و خارجی سازمان با سهولت بیشتری انجام شود. (Moore, 2004) در این راستا ارائه دهندگان اصلی نرم افزارهای ERP مانند SAP (RFID Journal, 2004) و Oracle (Westervelt, 2004) برای استخراج ، مدیریت و تجزیه و تحلیل داده های سیستم RFID  نرم افزارهای مناسبی تهیه و به عنوان بخشی از نرم افزارهای جامع ERP خود ارائه می دهند.

امنیت:

اگرچه استفاده از RFID  دارای مزیتهای بالقوه فراوانی می باشد ولی استفاده از برچسبهای غیرفعال حفاظت نشده از لحاظ امنیتی می تواند مشکلاتی از قبیل استراق سمع داده ها توسط افراد غیر مجاز و یا خرابکاری در اطلاعات ایجاد کند. هکرها می توانند با نفوذ به سیستم RFID  در قیمت ها تغییر ایجاد کنند. برچسبهای غیر فعال حفاظت نشده در صنعت خرده فروشی به راحتی می تواند توسط رقبا ردیابی و اطلاعات مربوط به فروش سازمان به دست رقبا برسد. (Weis et al., 2003). به منظور شناسایی یک برچسب خاص در یک زمان توسط Reader (Singulation Procedure)  از الگوریتم loud tree-walking با انرژی زیاد استفاده می شود که در این محیط اطلاعات مربوط به برچسبها می تواند به راحتی توسط افراد غیر مجاز شنیده شود. برای حفاظت از استراق سمع اطلاعات برچسبهای غیر فعال RFID  دو روش مختلف پیشنهاد شده است. روش اول که به  الگوریتم Silent tree-walking یا blinded tree-walking معروف است توسط آزمایشگاه Auto-ID در MIT پیشنهاد شده است. و با تغییر روش ارتباط Reader  با برچسبها از شنود غیر مجاز اطلاعات جلوگیری می کند. (Weis et al., 2003) روش دوم Pseudonym scheme است که توسط آزمایشگاههای RSA پیشنهاد شده است. در این روش برچسب لیستی از نامهای مختصار و تصادفی را در خود ذخیره می کند که این نامها برای شناسه برچسب یکسان و تعریف شده است و در هر بار که اطلاعات برچسب مورد پرسش قرار می گیرد. اسم بعدی از لیست تصادفی انتخاب می شود و بنابر این همواره نام شناسایی واقعی برچسب مخفی باقی می ماند(Juels, 2004). روشهایی نیز برای جلوگیری از حمله و نفوذ به اطلاعات برچسب  در هنگام نقل و انتقال کالا پیشنهاد شده است. برای مثال از کار افتادن برچسب به درخواست مشتری. Ranasinghe et al. (2004)  برای جلوگیری از حمله به اطلاعات برچسبها Weis et al. (2003) "روش قفل تصادفی مخلوط"[4] را پیشنهاد می کند. در این روش Reader با یک دستور می تواند برچسبها را قفل نماید و برای باز کردن قفل ها Reader با حرکت پیمایشی در فضای کاری خود و شناسایی تمام برچسبهای ممکن این کار را انجام می دهد. عیب این روش کاهش کارایی Reader می باشد بنابراین در محیطهایی که به نرخ خواندن اطلاعات بالا نیاز داریم و یا برچسبهای زیادی به صورت همزمان باید خوانده شوند کارایی ندارد و در مدیریت زنجیره تامین ممکن است قابل قبول نباشد.Juels et al. 2003)) استفاده از Blocking tag که به Readerهای غیر مجاز اجازه خواندن اطلاعات برچسبها را نمی دهد و استفاده از  Readerهای ویژه برای شناسایی ارتباطات غیر قانونی نیز راه کارهای دیگری برای حفظ حریم مشتری و جلوگیری از جاسوسی اطلاعات می باشد (Juels et al.2003).

برای جلوگیری از فعالیت Reader و یا برچسب غیر قانونی در حوزه فعالیت سیستم RFID می باید یک تصدیق دو طرفه بین برچسب و Reader برقرار شود برای این کار از روشها و تکنولوژی رمزنگاری موجود مانند RSA و AES  در برچسبهای ارزان قیمت نمی توان استفاده کرد. چندین روش یکطرفه ارزان قیمت برای استفاده در سیستمهای RFID  معرفی شده اند.                                                             (Ranasinghe et al., 2004; Weis et al., 2003) برخی از این روشها پایه ساده ریاضی داشته و با تکرار این روشها می توان پیچیدگی روش را بیشتر کرد و احتمال نفوذ به سیستم RFID  را کاهش داد. اگر چه این روشها به اندازه روشهای مرسوم در رمزنگاری دارای اعتبار نیستند ولی نفوذ به آنها بدون صرف وقت زیاد و تجهیزات محاسباتی پیچیده غیرممکن است.

نتیجه گیری:

در این مقاله سعی شد با توصیف اجزاءیک سیستم RFID  و معرفی نمونه های اجرای سیستم RFID  در حوزه های مختلف کسب و کار  مزایا و چالشهای پیش روی اجرای پیاده سازیRFID  مشخص شود.

در صورت کاهش هزینه های اجرای سیستم های RFID  و نیز تدوین استانداردهای یکسان، فراگیری این تکنولوژی در سرتاسر جهان قابل پیش بینی می باشد.

این تکنولوژی در بهبود جریان اطلاعات در زنجیره تامین می تواند نقش بسیار مهمی را ایفاءکند. ولی به هر حال علیرغم تمام مزایای این تکنولوژی، به هر حال برای اجرا و پیاده سازی آن باید مطالعات دقیق برای کاهش ریسک شکست و ناکارآمدی این تکنولوژی بنا به دلایلی همچون سرمایه گذاری زیاد، امنیت و عدم ایجاد یکپارچگی مناسب با سایر سیستمهای اطلاعاتی موجود در سازمان و همچنین عدم توانایی در مدیریت تغییر، انجام شود.

فهرست مراجع

Jones, P., Clarke-Hill, C., Shears, P., Comfort, D. and Hillier,D. (2004), “Radio frequency identification in the UK: opportunities and challenges”, International Journal of Retail & Distribution Management, Vol. 32 No. 3, pp. 164-71.

Kakkainen, M. (2003), “Increasing efficiency in the supply chain for short shelf life goods using RFID tagging”, International Journal of Retail & Distribution Management,Vol. 31 No. 10, pp. 529-36

Collins, J. (2004), “RFID brings order to the law”, RFIDJournal, July 7, available at: www.rfidjournal.com/article/articleview/977/1/4/ (accessed March 18, 2005)

McGee, M. (2004), “Health-care IT. has a new face”,InformationWeek, May 10, p. 16.

O’Connor, M.C. (2005), “Suppliers meet mandate frugally”,RFID Journal, January 3, available at: www.rfidjournal.com/article/articleview/1308/1/1/ (accessed March 22, 2005)

Wilding, R. and Delgado, T. (2004), “RFID demystified: company case studies”, Logistics and Transport Focus, June,pp. 32-42

Li s and Visich j.k and Khumawala M B and Zhang c,Radio frequency identification technology:applications, technical challenges and strategies Sensor Review 2006 Volume 26 Number 3 2006 pp 193–202

Dinning, M. and Schuster, E.(2003),“Fighting friction”,APICS–The Performance Advantage,February, pp. 26-31.

Li, S. and Visich, J.K. (2006), “Radio frequency identification: supply chain impact and implementation challenges”, International Journal of Integrated Supply Management, Vol. 2 No. 4, pp. 407-24

Smaros, J. and Holmstro¨m, J. (2000), “Viewpoint: reaching the consumer through e-grocery VMI”, International Journal of Retail & Distribution Management, Vol. 28 No. 2, pp. 55-61.

Brewer, A. and Sloan, N. (1999), “Intelligent tracking in manufacturing”, Journal of Intelligent Manufacturing, Vol. 10, pp. 245-50.

Jansen, R. and Krabs, A. (1999), “Automatic identification in packing – radio frequency identification in multi-way system”, Packing Technology and Science, Vol. 12, pp. 229-34.

Lapide, L. (2004), “RFID: what’s in it for the forecaster?”, The Journal of Business Forecasting, Vol. 23 No. 2, pp. 16-19.

Janz, B.D., Pitts, M.G. and Otondo, R.F. (2004) paper presented at Workshop, the 35th Annual Meeting of the Decision Sciences Institute, Back to future with RFID, lessons learned-some old, some newBoston, MA, November 20-23.

Srivastava, B. (2004), “Radio frequency ID technology: the next revolution in SCM”, Business Horizons, Vol. 47 No. 6, pp. 60-8.

Angeles, R. (2005), “RFID technologies: supply-chain applications and implementation issues”, Information Systems Management, Vol. 22 No. 1, pp. 51-65.

Sullivan, L. (2004), “Update: next generation RFID standard is approved”, Information Week, December 17, available at: www.informationweek.com/showArticle.jhtml? articleID ¼ 55800518’ (accessed January 30, 2005)

Jones, P., Clarke-Hill, C., Shears, P., Comfort, D. and Hillier, D. (2004), “Radio frequency identification in the UK: opportunities and challenges”, International Journal of Retail & Distribution Management, Vol. 32 No. 3, pp. 164-71.

Roberti, M. (2005), “Wal-Mart begins RFID process change”, RFID Journal, February 1, available at: www. rfidjournal.com/article/articleprint/1385/-1/1/ (accessed February 23, 2005)

Becker, C. (2004), “A new game of leapfrog?”, Modern Healthcare, Vol. 34 No. 28, p. 38.

Stackpole, B. (2003), “RFID finds its place”, Electronic Business, Vol. 29 No. 9, pp. 42-6.

Swartz, N. (2004), “Tagging toothpaste and toddlers”, Information Management Journal, Vol. 38 No. 5, p. 22

Emery, G.R. (2004), “IT execs prepare for an RFID revolution”, Washington Technology, June 29, available at:www.washingtontechnology.com/news/1_1/industry/23875-1.html (accessed August 12, 2004)

IOMA (2004),“RFID pilots roll out but ‘wait-and-see’ attitude still prevails”, Inventory Management Report, pp. 4-6, The Institute of Management and Administration, July, available at: www.ioma.com (accessed August 12, 2004)

Logistics and Transport Focus (2004), “Business in the dark about RFID”, Logistics and Transport Focus, April, p. 14.

Feder, B.J. (2003), “Wal-Mart plan could cost suppliers millions”, www.nytimes.com, November 10, available at: wwwnytimes.com/2003/11/10/technology/10radio.html (accessed August 29, 2004)

RFID Journal (2003), “ISO moves on RFID standards”, RFID Journal, February 7, available at: www.rfidjournal. com/article/articleprint/992/-1/1/ (accessed January 30, 2005)

Porter, J.D., Billo, R.E. and Mickle, M.H. (2004), “A standard test protocol for evaluation of radio frequency identification systems for supply chain applications”, Journal of Manufacturing Systems, Vol. 23 No. 1, pp. 46-55.

Weil, M. (2004), “RFID confusion and possibility”, APICS – the Performance Advantage, February, pp. 50-4.

Jansen, R. and Krabs, A. (1999), “Automatic identification in packing – radio frequency identification in multi-way system”, Packing Technology and Science, Vol. 12, pp. 229-34. Swedberg, C. (2004), “Bike maker rolls out RFID”, RFID Journal, June 25, available at: www.rfidjournal.com/article/ articleprint/999/-1/1/ (accessed July 13, 2004)

Moore, B. (2004), “AIDC in the warehouse: hardware’s easy; software’s hard”, Material Handling Management, Vol. 59 No. 8, pp. 25-31.

Westervelt, R. (2004), “Oracle sensors RFID data”, SearchOracle.com, available at: http://searchoracle. techtarget.com/originalContent/ 0,289142,sid41_gci957327,00.html (accessed August 16, 2004)

Weis, S., Sarma, S., Rivest, R. and Engels, D. (2003),“Security and privacy aspects of low-cost radio frequency identification systems”, in Hutter, D., Mu¨ ller, G., Stephan, W. and Ullmann, M. (Eds) paper presented at First International Conference on Security in Pervasive Computing, SPC 2003, Vol. 2802 of LNCS, pp. 454-69.

Juels, A. (2004), “Minimalist cryptography for RFID tags”, in Blundo, C. and Cimato, S. (Eds), Security in Communication Networks, Springer, New York, NY, pp. 149-64.

Ranasinghe, D.C., Engels, D.W. and Cole, P.H. (2004), “Low-cost RFID systems: confronting security and privacy”, Proceedings of MIT Auto-ID Labs Research Workshop, available at: www.epfl.ch/~gavoine/rfid/">http://lasecwww.epfl.ch/ , gavoine/rfid/ (accessed March 23,2005)

Wu N.C Wu N.C., Nystrom M.A., Lin T.R., Yu H.C. “Challenges to global RFID adoption” Technovation 26 (2006) pp1317–1323