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

مقاله شناسایی کالا با ضبط خودکار داده ها، از بارکد تا RFID

شناسایی کالا با ضبط خودکار داده ها، از بارکد تا RFID

همت مراد قلندری- مدیر طرح و توسعه مرکز ملی شماره گذاری کالا و خدمات ایران(GS1 Iran)

چکیده

داده ها و اطلاعاتی که در جریان عملیات و فعالیتهای مربوط به کالا به کار گرفته می شوند نقش بسیار مهمی دارند. در انجام تمام معاملات و دست به دست شدنهای کالاها، اطلاعات مربوط به آنها، توسط ذینفعان مربوطه مورد استفاده قرار می گیرد. در یک بازار گسترده، اقلام کالا با تنوع بسیار زیاد توسط عرضه کنندگان متعدد وارد چرخه گردش و فروش شده و در مبادی و نقاط فروش تفکیک و شناسایی منحصر به فرد آنها اهمیت می یابد. ساز و کار های مربوط به یونیک سازی هر قلم کالای عرضه شده توسط یک تامین کننده به گونه ای است که در سراسر جهان، هر کالا، فقط یک کد یا شماره دریافت می کند و هیچگونه تداخل و همپوشانی بین شماره ها بروز نمی نماید. اما در نقطه فروش کالاها مسئله دیگری هم وجود دارد و آن افزایش سرعت و دقت خواندن کدهای یونیک ثبت شده بر روی کالاهاست. نمادهای قابل خواندن توسط انسان به وسیله ماشین فهمیده نمی شود. برای آنکه یک داده یا اطلاعات مانند کد 62650000851 توسط ماشین قابل خواندن باشد باید آن را به صورت نماد مناسب تبدیل کرد. در 30 سال گذشته این نمادها همان بارکد یا خط‌نماد بوده است. از سال 2000 استفاده از نمادهایی که ماشین آن را بخواند و بر اساس فرکانسها و امواج رادیویی شناسایی صورت پذیرد در حال شکل گیری است. این فناوری جدیدRFID است و امکانات و قابلیتهای بیشتری نسبت به بارکد دارد. در این مقاله، سابقه تاریخی موضوع و ساختار کد یونیک جهانی که بر روی حامل داده یا تگ RFID می نشیند به اختصار معرفی شده است.

واژههای کلیدی: ضبط خودکار داده هاADC- شناسایی با امواج رادیوییRFID - بارکد - کد محصول الکترونیکیEPC- کد ملی

1- مقدمه

در سال 1948، یک فروشگاه بزرگ آمریکایی در اداره امور خود با مسئله‌ای مواجه شد و برای حل آن، موضوع را با موسسه تکنولوژی Drexel در میان گذاشت. درخواست آنان مورد پذیرش آن موسسه قرار نگرفت ولی یکی از استادان مهندسی مکانیک به نام Joseph Woodland به همراه یکی از دانشجویان به نام Bob Silver درخواست آنان را پذیرفته و پروژه را آغاز کردند. این مسئله و راه‌حل آن، سرآغاز پرداختن و استفاده و بهره‌گیری از موضوعی شد که بعدها به نام «ضبط خودکار داده‌ها» یا ADC[1] معروف گردید و در سطح وسیعی در سراسر جهان به کار گرفته شد.

فروشگاه مذکور، تنوع کالایی بسیار زیادی داشت، کالاها را از تأمین‌کنندگان مختلف خریداری می‌کرد و سپس در محل انبار فروشگاه، شماره یا کد منحصر به فرد به هر نوع کالای خریداری شده از یک تأمین‌کننده تخصیص داده و کارگران انبار برچسبهای حاوی کد یونیک را بر روی تک‌تک اقلام می‌چسباندند. مشتریان فروشگاه، کالاهای مورد نیاز خود را انتخاب نموده و به محل صندوق فروشگاه مراجعه می‌کردند. متصدی صندوق مجبور بود کدها را از روی هر کالا خوانده و آنها را با استفاده از صفحه کلید تایپ کند. این کار وقت زیادی می‌گرفت و در بسیاری از مواقع اشتباهاتی رخ می‌داد. صف مشتریان در محل صندوق فروش و اشتباهات متعدد، مدیر فروشگاه را واداشت تا برای حل مسئله چاره‌اندیشی کند. از آنجا که نمادهای عددی (0 تا 9) که برای نوشتن کد کالا بر روی برچسب‌ها به کار برده می‌شد توسط ماشین قابل خواندن نبود، یک کد عددی را به صورتی تبدیل کردند که از طریق اسکن پرتو نور و فواصل روشن و تیره خطوط توسط ماشین خوانده شود. راه‌حل اولیه تبدیل هر رقم کد به یک دایره با ضخامت مشخص بود که بعدها این دوایر متحدالمرکز با ضخامتهای مختلف که یک کد عددی را توسط ماشین قابل خواندن می‌کردند به شکل یک مجموعه از خطوط تیره و روشن با ضخامتهای مختلف که در یک چهارچوب مستطیلی قرار گرفته‌اند تغییر داده شدند و آنها را بارکد (Barcode) یا کد میله‌ای نامیدند. این کدها توسط ماشین با سرعت بالا و بدون اشتباه خوانده شده و از طریق برنامه‌های کامپیوتری decode یا رمزگشایی می‌شوند. بر این اساس در سال 1972 اولین سوپرمارکت تمام مکانیزه در ایالت اوهایو کار خود را آغاز کرد.[1]

2- شکل گیری و فراگیر شدن راه حل

در سال 1973، شورای کدگذاری یکنواخت (UCC) آمریکا، استانداردی را ایجاد کرد که طی آن هر تأمین‌کننده کالا یک پیشوند (Prefix) دریافت نموده و با ثبت آن پیشوند به نام خود، تمام کالاهای تولیدی و عرضه شده خود را از طریق افزودن یک سریال 4 رقمی به پیشوند اختصاصی‌اش، شماره‌گذاری می‌کرد و این کد به نام کد جهانی محصول(UPC) در قالب بارکد معرفی گردید. این استاندارد کدگذاری توسط اکثر تولیدکنندگان به کار گرفته شد و هر یک از آنان، کالای تولیدی خود را در محل و منشاء تولید کدگذاری نموده و کد محصول جهانی یونیک را به بارکد تبدیل و بر روی بسته‌بندی کالای مربوطه چاپ می‌کردند.

با چنین مکانیزمی، کالاها با اطمینان بالا به صورت منحصر به فرد در منشاء تولید شماره‌گذاری و شماره‌ها به نمادهایی تبدیل می‌شد که با استفاده از ماشین قابل خواندن بود. تا اینجای ماجرا، بهبود چشمگیری در کارایی و بهره‌وری زنجیره تأمین و چرخه توزیع و فروش ایجاد شده بود. فقط 3 سال پس از این موضوع بود که نسخه‌ای از استاندارد شماره‌گذاری کالا، از طرف شورای کدهای یکنواخت (UCC) تحت نام EAN به مؤسسه‌ای اروپایی در بروکسل واگذار شد. این مؤسسه، پیشوندهای تعریف شده را به تولیدکنندگان اروپایی تخصیص می‌داد تا آنان نیز با افزودن سریال 4 رقمی به آن، تولیدات خود را به صورت کاملاً منحصر به فرد در تمام دنیا، شماره‌گذاری نمایند. .[2]

EAN به عنوان یک مؤسسه بین‌المللی، شروع به پذیرش سازمانهای عضو از کشورهای مختلف جهان نمود. هم اینک بیش از 100 مرکز شماره‌گذاری که به آنها MO (Member Organization) می‌گویند به عنوان شرکای EAN بین‌المللی در جهان فعالیت دارند. این شبکه جهانی، استانداردی را مدیریت می‌کند که بر اساس آن هر قلم کالای تجاری (Trade Item) در هر نقطه از دنیا تولید شود می‌تواند با تبعیت از استانداردهای فوق یک کد دریافت کند که در سراسر جهان یونیک و منحصر به فرد است. ساختار این کد و مثالی از آن به شرح زیر است:

ساختار کد یونیک جهانی:

XXX XXXXX XXXX X کد مرکز شماره‌گذاری (MO) کد هر تولید یا تأمین‌کننده متقاضی عضویت سریال هر قلم کالای تولیدی توسط تأمین‌کننده رقم کنترل

مثالی از تخصیص کد به یک قلم کالا:

626 05005 1021 6 کد مرکز شماره‌گذاری ایران (GS1 Iran) کد شرکت ماهین، ثبت شده در مرکز GS1 ایران دستمال کاغذی200 برگ شکوه تولید ماهین رقم کنترل

کد 13 رقمی فوق را شماره جهانی قلم کالای تجاری [2](GTIN) می‌نامند و هم اینک در بسیاری از فروشگاههای دنیا (از جمله در فروشگاههای زنجیره‌ای رفاه، شهروند، سپه، اتکا و قدس) در نقطه فروش [3](POS) به کار می‌رود.

3- پایگاه داده جهانی و دیگر ابزارها و استانداردهای تسهیل گر

یک پایگاه داده موسوم به GEPIR ایجاد شده است که مشخصات تمام تأمین‌کنندگان دارای کد پیشوند از سیستم فوق، آدرس، تلفن، وب سایت و پست الکترونیکی آنها و در مواردی، کالاهای تولیدی و کد هر کالا در آن قرار گرفته است. به هر تأمین‌کننده عضو سیستم، یک کد مکانی جهانی (GLN)[4] تخصیص یافته است و از طریق این کد و وب سایت GEPIR، می‌توان به آدرس، تلفن و سایر مشخصات او دست یافت. در سال 1988، یک سیستم نمادگذاری موسوم به کد 128 به کار گرفته شد. این سیستم یک استاندارد باز است و هر کس برای تبدیل داده‌های خود به نمادهایی که ماشین بتواند آن را بخواند می‌تواند آن را به کار گیرد. علاوه بر آن، مجموعه متنوعی از نمادها که تسهیل‌گر عملیات زنجیره گردش کالا بودند در قالب استانداردهای شناسایی و ردیابی طراحی و منتشر گردید. با استفاده از این استانداردها، تأمین‌کننده می‌تواند علاوه بر شماره سیزده رقمی قلم کالای تجاری، شماره بچ‌های هر محصول، تاریخ تولید، تاریخ بسته‌بندی، شماره واحد توزیع (SSCC)[5]، شماره سریال یک قلم کالای سرمایه‌ای، ابعاد و وزن بسته‌ها یا ظرفهای حاوی کالا و حتی کد مکانی مقصد یا دریافت‌کننده هر بسته را روی آن مشخص نماید.

تمام داده‌های فوق تا سال 2004 به ترتیبی که گفته شد، به صورت نمادهای بارکد درآمده و به عبارت بهتر «حامل این داده‌ها تگهای کد میله‌ای بود» از سال 2004 و البته کمی قبل‌تر از آن، با ظهور تکنولوژی شناسایی با استفاده از تگهای حامل داده که با فرکانس رادیویی، داده‌ها را کد و decode می‌نمودند، رویکرد تازه‌ای فراروی صاحبان کسب و کار و به ویژه در زنجیره تامین قرار گرفت.

4- جهش به سطحی بالاتر

EAN بین‌الملل در سال 2004 رسماً با UCC آمریکا ادغام شد و نام تازه‌ای برای آنها انتخاب شد. نام GS1 یا استانداردهای جهانی 1، مأموریت این سازمان را با بیش از 100 مرکز عضو در 5 قاره جهان به خوبی بیان می‌نمود. یک مجموعه از استانداردهای جهانی که به صورت هماهنگ و سازگار با هم شناسایی و ردیابی را در سراسر جهان امکان‌پذیر ساخته و تسهیل‌گر آن بود.

GS1، برای استفاده از تگهای محصول و حاملان داده که با فناوری فرکانس رادیویی (RF) کار می‌کنند، طرحی را پایه‌ریزی کرد. در این طرح، اصولی حاکم بود که از جمله آنها، یونیک بودن شماره‌های تخصیص‌یافته به هر کالای عرضه شده توسط هر یک از تأمین‌کنندگان از هر نقطه دنیا بود. این شماره‌ها بر اساس یک منطق باید مشخص می‌گردید و طراحی آن منطق را شرکتی به نام EPC global عهده‌دار گردید. EPC global، فرایندی را طراحی کرد که هر کالای تولیدی توسط هر عرضه‌کننده از هر نقطه جهان یک کد محصول الکترونیکی (Electronic Product Code) برای هر قلم از محصولاتش مشخص نموده و آن کد را با همکاری یک سازنده تگ RF بر روی تگ مربوطه ذخیره نموده و به کالا الصاق می‌نمود.]3[

به این ترتیب EPC یا کد محصول الکترونیکی بر روی حامل داده RFID ذخیره شده و کالا را شناسایی نموده و چون به صورت منحصر به فرد حتی برای یک قلم کالا (مثلاً یک تخته فرش نه یک نوع از فرشها) از دیگر کدها متمایز است، ردیابی کالا نیز با آن امکان‌پذیر می‌شود. در اینجا، بدون پرداختن به جزئیات فنی ساختار 2 نوع کد محصول الکترونیکی توضیح داده می‌شود، این کدها بر روی تگ RFID 96 بیتی و 64 بیتی قرار می‌گیرند:

ساختار کد محصول الکترونیکی در تگهای 96 بیتی RFID

Header هشت bit با ظرفیت 256 مقدار پیشوند شرکت 28bit با ظرفیت 268 میلیون مقدار نوع کالا24bit با ظرفیت 16 میلیون مقدار شماره سریال کالا36bit با ظرفیت 68 میلیارد مقدار مثال: 1111100000111110000011111000 000001111100000111110000 111110000011111000001111100000111110 010

ساختار کد محصول الکترونیکی در تگهای 64 بیتی RFID

Header دو bit پیشوند شرکت 14bit با ظرفیت 16 هزار نوع کالا20bit با ظرفیت 1 میلیون مقدار شماره سریال کالا25bit با ظرفیت 33 میلیون مقدار فیلتر 3 بیت

اهمیت کدهای محصول الکترونیکی در استفاده مؤثر از مزایای تکنولوژی شناسایی فرکانس رادیویی در اینجاست که تگهای RFID صرفاً می‌توانند به عنوان حامل داده عمل کنند حال اگر داده‌هایی که روی این حامل داده بسیار قدرتمند قرار می‌گیرند دارای ساختار جهانی و تابع استانداردهای مشخصی نباشند، استفاده از این تکنولوژی در گستره وسیع و در سرتاسر زنجیره تأمین به نحو مؤثر و کارآمدی به عمل نخواهد آمد. کد محصول الکترونیکی، یک ساختار یا زبان مشترک قابل درک و فهم توسط تمام کسانی است که در زنجیره تأمین کالا فعالیت دارند. فرایند مدیریت استانداردهای این کد در دنیا توسط شبکه‌ای صورت می‌پذیرد که بیش از 100 سازمان عضو (MO) در 5 قاره دنیا در آن عضویت دارند.

5- وضعیت موضوع در ایران

مرکز ملی شماره‌گذاری کالا و خدمات ایران، یکی از MOهای GS1 است که جاری‌سازی، ترویج و پشتیبانی از استانداردهای شناسایی و ردیابی کالا در ایران را انجام می‌دهد. مرکز ملی شماره‌گذاری کالا و خدمات ایران، علاوه بر اجرا و پشتیبانی از استانداردهای جهانی، از طرف وزارت بازرگانی مأموریت دارد که نظام ملی طبقه‌بندی و شناسه‌گذاری کالا و خدمات ایران را طراحی نموده و اجرا و توسعه آن را راهبری کند. در توسعه و جاری سازی نظام ملی طبقه‌بندی و شناسه کالا و خدمات استفاده از فناوریهای نوین حامل داده نظیر بارکد و تگهای فرکانس رادیویی در برنامه ها لحاظ شده است.

نتیجه گیری

روشهای شناسایی کالاها در زنجیره تامین و در گستره ای جهانی به سرعت در حال تکامل هستند. تعامل فعال با اقتصاد و تجارت جهانی مستلزم بهره گیری موثر از فناوریهای روز و سازگار با استانداردهای جهانی است. در این میان توانمندسازی بنگاهها و موسسات ایرانی برای ایفای نقش موثر و تداوم حضور در بازارهای جهانی یک ضرورت غیرقابل انکار می باشد. مراکز علمی و تحقیقاتی کشور با ارائه راه حل های موردنیاز صنایع و واحدهای اقتصادی نقش بسیار مهمی بر عهده دارند. همانگونه که خواستگاه تکنولوژی RFID مرکز شناسایی خودکار دانشگاه ام آی تی بوده و بستر به کار گیری و تجاری سازی آن سازمان GS1 و EPC global بوده اند، در ایران نیز لازم است ساختاری پیش بینی شود که با همکاری نزدیک مراکز علمی با واحدهای اقتصادی و سازمانهای دولتی، ترتیبات و ساز و کارهای استفاده از فناوری RFID در گستره وسیعی از کل کشور به گونه ای ارزان و موثر ایجاد شود.

مآخذ و مراجع:

[1] کوه‌گیلانی، ناصر – تاریخچه پیدایش بارکد- نشریه داخلی مرکز ملی شماره‌گذاری کالا و خدمات ایران- 1382

[2] باجاج،ک ک و ناگ، دبجانی - از مبادله الکترونیک اطلاعات تا تجارت الکترونیکی- بهنام مجتهدی، ایرج- چاپ اول-تهران- موسسه مطالعات و پژوهشهای بازرگانی- بهمن 1376

]3-Glover, Bill, (2006). "RFID Essentials", O'Reilly, '01',. [

[1]. Automatic Data Capturing

[2] Global Trade Item Number

[3] Point of Sale

[4] Global Location Number

[5] Serial Ship Container Code