Автоматизация склада готовой продукции. Технология RFID на складе
Традиционно в качестве технологии автоматической идентификации для автоматизирования процессов на складе и в логистике используется штрих-кодирование. Это решение экономически выгодно, так как позволяет применять недорогие идентификаторы (штрих-кодовые этикетки), что является причиной высокой популярности этой технологии. Но не смотря на столь широкое распространение штрих-кодовой идентификации, многие аналитики склоняются к тому, что рано или поздно она будет вытеснена радиочастотной технологией RFID. В данной статье мы рассмотрим особенности и преимущества данного способа идентификации и попробуем выяснить насколько рациональна смена одного решения на другое.
Как правило, складирование включает три основных этапа: приемка, хранение и отгрузка товара. Предлагаем рассмотреть все плюсы и минусы двух конкурирующих технологий на каждом из этих этапов.
1. Приемка товара.
Для автоматизации склада используются радиометки в виде смарт-этикеток. Внешне они напоминают простые самоклеющиеся этикетки, на которые нанесена печать, но в отличие от них RFID-этикетки содержат в себе радиочастотный тег. По скорости нанесения печати и наклеивания они практически не отличаются от штрих-кодовой технологии. Основное отличие идентификаторов заключается в их функциональных возможностях. Так, основное преимущество RFID перед штрих-кодом состоит в том, что эта технология не требует прямой видимости радиометки по отношению к считывателю. Кроме того, радиочастотный считыватель может распознавать и выполнять сбор данных с множества меток одновременно. Эта возможность удобна не только тем, что ускоряет процесс обработки информации, но в случаях, когда на склад, например, пришел не полный товар. В этом случае составляется коммерческий акт о недостаче. Если применяется штрих-кодирование, то для составления полной описи товара нужно было бы выполнить ручной или полу-автоматический подсчет недостающих грузов. Это потребовало бы расформирования каждой паллеты и сканирования штрих-кода каждой коробки или упаковки с товаром. Проще говоря, в таком случае потребовалось бы достаточно много времени для выполнения данной задачи. В этом отношении технология RFID во многом эффективнее, так как позволяет идентифицировать сразу весь товар на паллете за несколько секунд. Причем считывание возможно с расстояния два-три метра. В итоге подсчитывается общее количество «откликнувшихся» меток и вносится в опись соответствующий им товар. На этом примере мы видим, что при приемке товара RFID может оказаться намного полезнее в сравнении с штрих-кодированием.
2. Инвентаризация на складе и отслеживание запаса.
Маркировка товаров требуется для более быстрого проведения инвентаризации на складе, если ее нет - данная процедура превратится в длительное и кропотливое занятие, на которое может уйти не один день. При этом потребуется немалая концентрация внимания от сотрудников склада и аккуратное ведение записей. Даже использование портативного ПК не способно значительно облегчить этот труд.
При штрих-кодовой маркировке используется терминал с беспроводной связью, оснащенный сканером. С помощью этого устройства инвентаризация конечно пройдет быстрее. Но насколько удобно это будет в случае, если товар хранится на складе «вразброс», а не на стеллажах в несколько рядов? В таком случае потребуется поворачивать каждую коробку так, чтобы был виден штрих-код. Единственный плюс штрих-кодирования в этой ситуации в том, что оно позволяет автоматизировано вести записи, сокращая число ошибок при вводе. Если же товар промаркирован RFID-метками, то процедура будет намного упрощена, поскольку, как мы уже говорили, они не требуют для идентификации прямой видимости. При помощи портативного RFID-считывателя метку можно распознать с расстояния до 3,5 метров сквозь коробку. По части дальности считывания имеются, конечно, некоторые ограничения, но даже не смотря на них радиочастотная идентификация остается более удобным решением при проведении инвентаризации на складе. Следует также отметить, что современные модели ручных терминалов с модулем RFID-считывателя, включают также сканер для работы со штрих-кодами. Он может потребоваться в случае, если метка вышла из строя, например из-за повреждения. Тогда данные считываются со смарт-этикетки через штрих-код, который дублирует информацию, записанную в память тега. Таким образом, можно сделать вывод, что при менее слаженной организации склада технология RFID позволяет выполнять инвентаризацию быстрее, чем штрих-кодовая.
3. Контроль отгрузки товара.
Когда отгрузка товара осуществляется большими партиями и при этом требуется вести учет по каждой погруженной на паллету коробке, технология RFID снова станет более эффективным решением. Она позволит упростить учет, сделав его более легким и точным. Только в данном случае использования одного считывателя будет недостаточно, более рационально будет применение считывающих RFID-систем. Их функционирование основано на считывателе, к которому подключены несколько антенн. Эти антенны размещаются по периметру ворот склада. Установка такой системы позволит за раз считать все метки с упаковок продукции, которые везет погрузчик на паллетах. При этом считывание возможно при движении погрузчика и может выполняться со скоростью 60-150 меток в секунду! По списку считаных меток, система управления складом может автоматически формировать для клиента соответствующую документацию.
Наряду со всеми преимуществами технологии RFID, нужно отметить, что у нее есть и свои недостатки, а также некоторые ограничения. Озвучим основные из них:
- Стоимость радиометки, даже той, которая относится к дешевым видам идентификаторов, в несколько раз превышает цену штрих-кодовой этикетки. Поэтому если товар по цене сопоставим с ценой такой маркировки, внедрение технологии RFID является весьма нерациональным решением.
- Существует материалы, которые не пропускают радиоволны. В первую очередь это металлические объекты. Поэтому если в коробке присутствуют металлические элементы и если требуется маркировка металлических изделий, RFID-идентификация будет не столь эффективной. Сейчас уже разработаны радиометки, свойства которых сохраняются на металле, но они обходятся дороже и как правило крупнее по размерам в сравнении со стандартными радиочастотными тегами.
Но, даже если крупное складское хозяйство, попадает сразу под эти два ограничения, это не значит, что рост эффективности и сокращение издержек при использовании радиочастотной технологии не сможет перекрыть затраты на RFID-метки и оборудование. А что касается металла, то он способен создать существенный барьер для считывания, только если он в большой степени перекрывает "поле зрения" антенны считывателя.
Традиционной и наиболее дешевой технологией автоматической идентификации, используемой в задачах складской автоматизации и логистике, является штрих-кодирование. В первую очередь, именно дешевизна штрих-кодовых этикеток определяет высокую популярность этой технологии, сохраняющуюся и поныне. Тем не менее, многие аналитики предсказывают, что штрих-кодирование будет со временем вытеснено радиочастотной идентификацией(RFID ). Попробуем разобраться, в чем привлекательность этой технологии для складского хозяйства, почему имеет смысл мигрировать на решения?
Складирование разбивается на три этапа: приемка товара , хранение товара , отгрузка товара . Рассмотрим плюсы и минусы двух конкурирующих технологий автоматической идентификации на каждом из этапов.
1. Приемка товара.
Самая распространенная ныне разновидность радиометок для складской автоматизации — смарт-этикетки, которые представляют собой самоклеящиеся этикетки с возможностью печати на них, но содержащие в себе и электронику RFID-тега. По скорости маркировки с помощью принтера-аппликатора они практически ничем не отличаются от штрих-кодовой технологии. На этом этапе RFID и штрих-код сохраняют паритет.
Как только на склад поступает товар, уже маркированный по одной из двух технологий, различия проступают весьма явно. Важнейшее преимущество RFID перед конкурентом в том, что для этой технологии не требуется прямая видимость между считывателем и радиометкой, а, кроме того, считыватель способен идентифицировать множество меток одновременно. Допустим, на склад недопоставили товар и нужно составить коммерческий акт о недостаче. Если используется штрих-кодовая маркировка, для составления полной описи товара на паллетах требовалось бы произвести ручной или полу-автоматический подсчет недостающих мест груза. Это означает, что паллета должна быть расформирована, штрих-код каждой коробки — отсканирован. То есть, такая процедура может быть достаточно длительной.
RFID в этом отношении имеет неоспоримое преимущество, поскольку весь товар на паллете можно идентифицировать за один прием в течение нескольких секунд с расстояния два-три метра. Все« откликнувшиеся» метки на товаре будут сосчитаны, и соответствующий им товар внесен в опись.
Таким образом, при приемке товара RFID либо сравним со штрих-кодированием, либо имеет подавляющее преимущество.
2. Инвентаризация на складе и отслеживание запаса.
Если не использовать никакой маркировки, инвентаризация на складе может стать очень длительным и кропотливым занятием, требующим не один день однообразной работы, концентрации внимания от ответственных сотрудников склада и аккуратного ведения записей. Причем применение портативного ПК не сильно облегчит этот труд.
Когда используется штрих-кодовая маркировка, а для считывания используется радиотерминал со встроенным сканером, инвентаризация пройдет быстрее, но только в том случае, если товар НЕ хранится на стеллаже в несколько рядов. Тогда придется извлекать груз со стеллажа, искать штрих-код… Единственный плюс штрих-кода в этом плане в том, что вести записи можно автоматизированно, совершая минимум ошибок.
Наконец, если товар промаркирован уже RFID-метками, то, в большинстве случаев, нет необходимости снимать его с полок, поворачивать коробки так, чтобы было видно смарт-этикетку на упаковке. Портативный считыватель RFID cпособен прочитать метку с расстояния до 3,5 метров, причем даже« сквозь» картон упаковки и ее содержимое. Существуют, конечно, свои ограничения, но даже с ними RFID приобретает лидерство в этой номинации. Если еще учесть, что наиболее удачные модели ручных терминалов с модулем RFID-считывателя содержат и штрих-кодовый сканер(его можно использовать, если вдруг метка вышла из строя из-за случайного повреждения, ведь на смарт-этикетках обычно печатают в виде штрих-кода информацию дублирующую ту, что записана в память метки). Поэтому инвентаризация с помощью RFID происходит несоизмеримо быстрее, чем у конкурирующих технологий.
2. Контроль отгрузки товара.
Если товар отгружается большими партиями, но тем не менее, нужно вести учет по каждой коробке продукции, погруженной на паллету, технология RFID снова позволяет сделать учет простым, быстрым и точным. Для этого применяются так называемые портальные считывающие системы. Такие RFID-порталы представляют собой считыватель с несколькими подключенными к нему антеннами, размещенными по периметру ворот склада или смонтированными на П-образной ферме.
Такая система может считать все метки с упаковок товара, который везет погрузчик на паллетах со скоростью 60-150 меток в секунду. При этом система управления складом может автоматически определить, что происходит отгрузка, и формировать для клиента по списку считанных меток документацию к партии приобретенного товара.
Надо отметить, что у RFID есть свои недостатки и ограничения. Вот два главных из них:
- Цена даже самой дешевой радиометки в несколько раз больше штрих-кодовой этикетки. Если маркируемый товар сопоставим по цене с ценой маркировки, внедрение RFID в процессе — сомнительное по полезности решение.
- Есть материалы« непрозрачные» для радиоволн. Самый главный пример — металлические объекты. Если в коробке груза — металлические объекты, если надо маркировать массивные металлические предметы, преимущества RFID гораздо труднее использовать. Есть радиометки, способные работать на металле, но они обычно дороги и громоздки.
Тем не менее, для крупного складского хозяйства, которое не подпадает под эти два ограничения, выигрыш в росте эффективности и сокращении издержек может быть очень велик и перекрывать затраты на RFID-метки и оборудование. Кроме того, металл существенно мешает, только если металлические конструкции в большой степени перекрывают« поле зрение» антенны считывателя. Если же возможна прямая видимость, остается в силе одно из главных преимуществ RFID- способность читать много меток за раз.
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:
Преимущества |
Недостатки |
Контроль на каждом этапе работы, начиная от поступления товара на склад. Ведение склада в режиме реального времени. |
Стоимость системы выше стоимости системы учета, основанной на штрих-кодах. |
Возможность перезаписи. Данные RFID-метки могут перезаписываться и дополняться много раз, тогда как данные на штрих-коде не могут быть изменены -- они записываются сразу при печати. |
Сложность самостоятельного изготовления. |
Сборка и оформление заказов с наименьшими временными и человеческими ресурсами, улучшение обслуживания клиентов за счет своевременной и безошибочной сборки заказов. |
Установленная техническая база для считывания штрих-кодов существенно превосходит по объёму решения на основе RFID |
Усовершенствованная обработка информации за счет исключения ручного ввода и связанных с этим ошибок персонала. |
Подверженность помехам в виде электромагнитных полей |
Быстрое и точное проведение инвентаризации. |
Недостаточная открытость выработанных стандартов. |
Уникальный идентификационный код, хранимый в метке, который может быть привязан к товару. |
Работа при повреждении метки невозможна. |
Интеллект каждой единицы хранения, снабженной меткой RFID |
Отсутствие функции контроля (слежения) за работой персонала. Не учитывает выработку. |
Встроенная противокражная функция, возможность размещения метки внутри товара. |
Не подлежит модернизации |
Возможность составления и ведения статистики и отчетов о товаре, используя автоматическую базу данных. |
Затруднение работы системы RFID при возникновении перегрузок. |
Возможность перезаписи. Данные RFID-метки могут перезаписываться и дополняться много раз. |
Невозможность заказа по интернет-каналам. |
Отсутствие необходимости в прямой видимости. RFID-считывателю не требуется прямая видимость метки, чтобы считать её данные. Метки могут читаться через упаковку, что делает возможным их скрытое размещение. Для чтения данных метке достаточно хотя бы ненадолго попасть в зону регистрации, перемещаясь в том числе и на довольно большой скорости. |
Усложнение процесса начисления заработной платы персоналу. |
Большее расстояние чтения. RFID-метка может считываться на значительно большем расстоянии (более 100 м). |
|
Больший объём хранения данных. RFID-метка может хранить значительно больше информации, чем штрих-код. |
|
Поддержка чтения нескольких меток. Промышленные считыватели могут одновременно считывать множество (более тысячи) RFID-меток в секунду. |
|
Считывание данных метки при любом её расположении. |
|
Устойчивость к воздействию окружающей среды. Существуют RFID-метки, обладающие повышенной прочностью и сопротивляемостью жёстким условиям рабочей среды. RFID-метки могут читаться через грязь, краску, пар, воду, пластмассу, древесину. |
|
Высокая степень безопасности. Уникальное неизменяемое число-идентификатор, присваиваемое метке при производстве, гарантирует высокую степень защиты меток от подделки. Также данные на метке могут быть зашифрованы. Как и любое цифровое устройство, радиочастотная метка обладает возможностью закрыть паролем операции записи и считывания данных, а также зашифровать их передачу. В одной метке можно одновременно хранить открытые и закрытые данные. |
|
С помощью RFID-меток на производстве отслеживается маршрут перевозки сырья. |
Со времен появления первых складов прошло много лет, но задача учета содержимого складов не была решена окончательно. Появление RFID-систем помогло решить данную проблему, с внедрением RFID получилось оптимизировать и автоматизировать учет и контроль объектов на складе.
Неотъемлемыми элементами RFID-системы являются место оператора базы данных и стационарные ридеры с антеннами, что прикрепляются к металлическому каркасу, образуя RFID-ворота.
RFID-метки различного типа для склада
Если нужно осуществить маркировку металлических объектов, то применяются специальные корпусные метки, они позволяют устранить антенны с чипами с металлических поверхностей на расстояние, которое позволит произвести уверенное считывание сведений.
Исходя из целей и задач, поставленных перед интегратором в период разработки проекта, могут применяться разные метки: разрушаемые, RW с жестко заполненной памятью и другие. Также можно настроить дальность чтения антенны и направление считывания. Это дает возможность избавиться от проблем с излишним чтением.
Складские RFID-технологии обеспечивают множество преимуществ. Благодаря RFID обеспечивается эффективный контроль над перестановкой товара в реальном времени, устанавливается ответственность за нарушения, происходит скоростной поиск и инвентаризация товара, снижается число человеческих ресурсов, задействованных в сборе товара согласно накладным и его отгрузке.
Влияние физических условий, в которых будут эксплуатироваться метки, таких как влажность, электромагнитное поле влияют на выбор вида меток и технологии-RFID. Радиочастотные метки подвержены воздействию металлов при расположении их на металлических поверхностях, поэтому на металлических контейнерах в упаковке которых есть фольга, понадобится использование более дорогостоящих меток, специально предназначенных для крепления на металлических поверхностях.
Помехи, что идут от работающих приборов, определяют выбор частот оборудования. Любому диапазону частот присущи определенные особенности: разные скорости отправки данных, методы кодировки сигналов. На это нужно обращать внимание при выборе частотного сигнала во время решения процессной задачи.
Метки по диапазонам частот:
- Низкочастотные (125, 134 кГц) используются, когда имеется минимальное расстояние от объекта к считывателю. Они дешевые, потребляют немного энергии, сигнал лучше поступает сквозь неметаллические объекты. Во многих системах контроля доступом применяется этот вид меток.
- Высокочастотные (13,56 МГц) превосходно работают там, где необходима передача большого количества данных. У меток высокая скорость передачи сведений, они энергоемкие, их сигналы не очень хорошо проходят через материалы, поэтому нужна прямая видимость между считывателем и меткой-чипом.
- УКВ (800-900 МГц) и микроволновые метки (2,45 ГГц) применимы тогда, когда чтение информации происходит на больших расстояниях и нужна высокая скорость считывания.
Благодаря RFID товар отслеживается на производстве, во время транспортировки, в момент складской обработки и реализации.
Для чипирования продукции, упаковок, транспортной тары на складе используются разные виды меток. Для маркирования продукции - этикетки с RFID-чипами, что печатаются RFID-принтерами этикеток.
Для транспортной тары берутся метки в специальных корпусах, которые позволяют защитить метки и закрепить их на товаре.
Для металлической тары нужны особые метки, предназначенные для металла.
Модель учета по RFID-меткам на складе может различаться и комбинироваться со штрих-кодовой технологией. Основной учет продукции осуществляется по штрих-кодам, а RFID-метками оснащается транспорт и транспортная тара: ящики, контейнеры, тележки, погрузчики, гидравлические тележки.
Этапы складирования и RFID-чипы
- Приемка продукции:
Разновидность меток для автоматизации склада – смарт-метки, то есть самоклеящиеся этикетки с возможностью печати на них, не содержащие электронику. Когда товар поступает на склад, не нужна прямая видимость между ридером и меткой, а также возможно считывание множества меток в один и тот же промежуток времени.
- Складская инвентаризация и отслеживание запасов продукции:
Если продукция промаркирована чипами, ее не нужно снимать с полок, чтобы увидеть смарт-этикетки, приклеенные к упаковкам. Портативный считыватель отсканирует метку на дистанции до 3,5 метров, через упаковку и ее содержимое. Таким образом инвентаризация осуществляется очень оперативно.
- Контроль за отгрузкой товарно-материальных ценностей:
Если товар отгружается большими партиями, портальные считывающие системы, имеющие несколько антенн, смогут прочитать все чипы с упаковок с большой скоростью. Система управления складом автоматически определит, что осуществляется отгрузка, и начнет формироваться соответствующая документация.
RFID-метки прикрепляются к любой поверхности и работают в экстремальных условиях: при ударах, вибрации, непогоде; ридеры распознают объекты сквозь грязь, снег, картон. Использование RFID-меток и технологий - идеальное решение при оптимизации складской деятельности.
Трекинг перемещения объектов по цехам или по складам является достаточно актуальной задачей. Для отслеживания перемещения объектов по территории мы рекомендуем применение UHF меток. Для учета перемещения можно применять как одну метку, так и группу меток. В тоже время возможен и другой подход, когда группу товаров можно идентифиировать одной меткой.
RFID-оборудование ISBC имеет широкие возможности по размещению, как скрытно, так и открытым образом: в арке, в проходе, в воротах, под фальш-потолком или под фальш-полом. Специалисты нашей компании помогут Вам определиться с оптимальной схемой размещения для обеспечения наилучшей производительности и качества считываения меток. В тоже время мы поможем решить вопрос интеграции в информацинную систему, которую можно провести как нашими силами, так и силами IT-сотрудников Вашей компании (). При необходимости мы обязательно проведем обучающий семинар в котором подробно расскажем о технологии RFID и нашем оборудовании.
Пример применения RFID оборудования и меток для идентификации покрышек автомобильных
Пример применения оборудования RFID и меток RFID для контроля возвратной тары
Пример трекинга грузов по производственным цехам
Пример применения RFID на производстве теста (идентификация вакуумной упаковки)
Задачи и преимущества использования RFID-технологий на складах
- Организация эффективного учета Товарно-материальных ценностей.
- Контроль за перемещением продукции по складу.
- Значительное уменьшение ошибок персонала при комплектации заказов.
- Сокращение кадровых и прочих затрат на обслуживание склада.
RFID-Оборудование, которое подойдет для применения на Вашем предприятии
Для автоматизации складского учета и логистики Вы можете подобрать RFID-считыватели и RFID-метки практически любой конфигурации, которые будут наилучшим образом подходить к специфике Вашего предприятия. На странице Вы можете ознакомиться с и которые работают в диапазоне частот UHF.
При выборе считывателей обратите внимание на "Вид исполнения":
- в терминалы или автоматические системы,
Аналогично, стоит обратить внимание на "Вид исполнения" RFID-меток, они могут быть:
- , которые удобно крепить на поддоны или притягивать к объектам учета пластиковыми хомутами,
- либо .
Переход с Штрих-кодирования на RFID
В настоящее время в большинстве предприятий и, в частности, складских хозяйствах, внедрена система учета продукции на основе Штрих-кодов. Для облегчения понимания возможностей использования RFID стоит относиться к этой технологии как к аналогу штрих кода, однако она лишена недостатков систем на основе штрих-кодов, но кроме того, имеет ряд преимуществ. Перечислим некоторые из них:
- высокая износостойкость,
- высокая надежность,
- возможность записи дополнительной информации на метку,
- возможность чтения данных на значительных расстояниях (например, стационарный RFID-считыватель в паре с узконаправленной антенной способен прочитать информацию с пассивной метки с расстояния до 20 метров),
- отсутствует необходимость прямой видимости метки, она может быть даже встроена внутрь объекта,
- возможность одновременного сканирования сразу нескольких меток (например, стационарный RFID-считыватель способен одновременно обрабатывать до 150 меток в секунду), таким образом можно существенно сократить время на приемке и отгрузке товара.
Примеры применения на складах
Краткое описание применения считывателей для решения задач по управлению складами можно скачать в.pdf файлах по нижеприведенным ссылкам:
- Ручной RFID считыватель для инвентаризации и учета продукции. Общие сведения об устройстве и применению (ссылка)
- RFID считыватели дальнего радиуса действия Автоматизация, инвентаризация, мониторинг, контроль. Общие сведения об устройстве и применению (ссылка)
Антенны юстируются и настраиваются таким образом, чтобы достичь максимальной "считываемости" и производительности внутри, и минимальной снаружи. Оборудование позволяет оценить уровень сигнала и настроить фильтрацию меток по нумерации (или по принадлежности к тому или иному классу товара).