RFID w produkcji

Technika identyfikacji radiowej (RFID) zawsze była uznawana za rozwiązanie przyszłości. Obecnie prace koncentrują się głównie nad tym, jak nowe znaczniki RFID z elektronicznym kodem produktu (EPC) mogą ułatwić komunikację między kontrahentami i w ramach łańcuchów dostaw. Aby bezpośrednio odczuć korzyści płynące z RFID, producenci powinni spojrzeć na własne procesy biznesowe, nie zaś koncentrować się na wymaganiach, jakie muszą spełniać ich klienci z łańcucha dostaw. Inwestycja w RFID zwraca się wówczas szybko w wielu procesach produkcyjnych i magazynowych – i to bez potrzeby takiej koordynacji i złożoności, jakiej wymagają implementacje w łańcuchu dostaw. RFID zapewnia korzyści producentom, którzy często doznają zatorów, wymagają płynnego przepływu komponentów oraz tym, którzy chcieliby obniżyć koszty pracy związane z zarządzaniem gospodarką materiałową i uzupełnianiem zapasów.

Szybki zwrot z inwestycji w RFID u dużych producentów jest możliwy dzięki temu, że w instalacjach przemysłowych stosowane są dostępne, sprawdzone już rozwiązania techniczne. Wiele zastrzeżeń i problemów z implementacją rozwiązań RFID w łańcuchu dostaw wynika z rozbieżności standardów znaczników.

RFID pozwala na terminowe uzupełnianie zapasu materiałów używanych do produkcji

Producenci, mechanicy i technicy wiedzą, że jedno narzędzie nie nadaje się do każdego zadania. Tak samo należy spojrzeć na RFID. Znacznik RFID to tylko jedna ze składowych całego systemu, do którego mogą należeć kody kreskowe, komputery przenośne, bezprzewodowe sieci LAN, systemy magazynowe i automatyka przemysłowa – i który służy do tego, aby efektywniej zarządzać materiałami i majątkiem. Nie zaleca się „priorytetowego” traktowania znacznika, tzn. sprawdzania, jakie są jego możliwości i starania się na siłę dopasowywać do niego sposób działania. Projektowanie instalacji RFID należy rozpocząć z perspektywy procesu biznesowego, rozpoznając te punkty w procesie, w których dane są segregowane, zbierane, przesyłane i przetwarzane.

Wartość RFID

Technika RFID powstała w latach 40. XX wieku, a do celów komercyjnych jest wykorzystywana od ponad 30 lat. W środowiskach przemysłowych technologia RFID jest powszechnie stosowana w automatycznym obiegu komponentów, identyfikacji pojemników zwrotnych i monitorowaniu statusu produktów. Korzyści z RFID są największe wówczas, gdy: oczekujemy identyfikowalności w całym procesie lub cyklu życia elementu, koszty pracy lub błędy danych związanych z rozpoznawaniem i przemieszczaniem są wysokie, rozpoznawanie elementów, przemieszczanie ich i uzupełnianie zapasów musi odbywać się w krótkim czasie lub niewielkim nakładem pracy, procesy biznesowe lub programy komputerowe mogą w każdej chwili potrzebować więcej informacji o obiekcie, niż można uzyskać na podstawie kodów kreskowych lub innych technik automatycznego zapisu danych. Oto kilka przykładów pokazujących, jakie korzyści daje RFID w typowych środowiskach przemysłowych.

Zarządzanie dostawami

Paramount Farms, kalifornijska przetwórnia orzechów przetwarzająca ok. 60 procent upraw pistacji w Stanach Zjednoczonych, zintegrował RFID z procesami sterowania produkcją w celu zwiększenia przepustowości i dokładności. W szczycie sezonu przetwórczego Paramount Farms codziennie przyjmuje 400 ciężarówek pistacji i migdałów od plantatorów. Ładunek każdej ciężarówki waży 50 ton, co oznacza, że Paramount Farms musi każdego dnia zaewidencjonować, zważyć, dokonać badań próbek, sklasyfikować i zarejestrować 20 000 ton orzechów.

Czytnik RFID na placu przeładunkowym Paramount Farms automatycznie rozpoznaje przyjeżdżającą ciężarówkę w trakcie jej ważenia. Identyfikator i ciężar ładunku ciężarówki jest przesyłany bezprzewodową siecią LAN do serwera znajdującego się w centrum przetwarzania. W bazie danych na serwerze wyszukiwana jest charakterystyka ciężarówki, na podstawie której pracownik na stacji ważenia, wyposażony w przenośny terminal Intermec, otrzymuje instrukcje rozładunku. Paramount musi zebrać informacje o ładunku, np. z jakiego pola pochodzi plon i jaka była metoda zbioru, oraz dopisać je do danych plantatora. Wprowadzanie danych odbywa się w większości poprzez skanowanie kodu kreskowego i wpisywanie na komputerze przenośnym. Gdy dane zostaną zebrane i ładunek sklasyfikowany, automatycznie drukowana jest dokumentacja dla plantatora. – Poprawność danych o przyjęciu obniża nam koszty surowca, czyli koszt, który w naszej działalności ma największy wpływ na zysk, i usprawnia proces planowania rocznej produkcji. Musimy po prostu dbać o to, abyśmy płacili dokładnie za taką masę i jakość surowca, jaką dostajemy – powiedział Andy Anzaldo, dyrektor ds. relacji z plantatorami w Paramount. – Od kiedy większość danych jest zbierana przy użyciu znaczników RFID i czytników kodu kreskowego, możemy bardziej polegać na integralności i precyzji informacji w naszym systemie danych.

Zarządzanie zasobami

Paramount Farms gospodaruje swoimi najcenniejszymi zasobami, korzystając z RFID. Technika RFID jest na tyle adaptowalna, że w wielu innych typach firm mogłaby posłużyć do poprawy monitorowania, dostępności i stopnia wykorzystania ich cennych zasobów, niezależnie od tego, czy są to narzędzia, pojazdy, materiały czy maszyny produkcyjne. Śledzenie zasobów ma olbrzymi potencjał zwrotu z inwestycji, z którego może skorzystać praktycznie każda firma. Możliwość automatycznego odczytywania znaczników RFID bez udziału siły roboczej sprawia, że systemy RFID mogą zapewnić bezobsługowe ciągłe monitorowanie. Wszystkie przesunięcia zasobów są automatycznie rejestrowane w momencie, gdy przechodzą one obok czytników RFID, a jeśli są nieuprawnione, może zostać wywołany alarm lub wysłana informacja o zdarzeniu. Jak wynika z badań przeprowadzonych przez firmę Accenture, korzystając z systemów RFID producenci mogą zredukować wartość kradzieży o 10 proc. i zmniejszyć bazę środków trwałych o 5 proc.

Amerykańska rządowa agencja ubezpieczeń społecznych (SSA) szacuje, że jej pilotażowy program zarządzania zasobami przy użyciu RFID przyniósłby ponad 60 000 dolarów oszczędności rocznie przez samo wyeliminowanie ręcznego wprowadzania danych i pracy ‘papierkowej’. SSA przytwierdza znaczniki RFID do kluczyków swojej floty 86 pojazdów. W momencie zwracania samochodu czytnik RFID odczytuje dane z plakietki identyfikacyjnej RFID pracownika i kluczyka do samochodu. Na podstawie odczytów RFID w bazie danych jest tworzony zapis o tym, kto użytkował dany samochód. Czytniki RFID na stacji tankowania floty automatycznie rejestrują identyfikator samochodu, zużycie paliwa i przebieg. System oferuje precyzyjne i aktualne informacje o dostępności i stopniu wykorzystania samochodów bez konieczności wprowadzania i przepisywania danych oraz sporządzania sprawozdań przez personel biurowy.

Monitoring produktu

Technologia RFID jest nieodzowna w przedsiębiorstwach, które muszą śledzić pochodzenie swoich produktów lub rozpoznawać etap ich cyklu życia. W lotnictwie brak pozytywnego rozpoznania i potwierdzenia serwisowego dla danej części uniemożliwia jej użycie. Błędy rozpoznania i rejestrowania mogą kosztować linie lotnicze miliony dolarów na niepotrzebne wymiany części. Dlatego lotnictwo wiedzie prym, jeśli chodzi o opracowywanie norm i aplikacji monitorowania produktów przez RFID.

Podobne inicjatywy są wdrażane także w innych branżach. W USA przyjęto ustawę TREAD (Transportation Recall Enactment, Accountability and Documentation), która zmusza producentów do dodawania do opon, fotelików dziecięcych, zespołów napędowych i innych części motoryzacyjnych identyfikatorów oraz innych informacji o historii produktu, które są dostępne na każdym etapie jego cyklu życia. Wzięto tu pod uwagę, iż RFID pozwala na precyzyjną identyfikację przez cały okres eksploatacji produktu – nawet jeśli jest on intensywnie wykorzystywany w zróżnicowanych warunkach.

Wiele zastrzeżeń i problemów z implementacją rozwiązań RFID w łańcuchu dostaw wynika z rozbieżności standardów znaczników

Można sobie wyobrazić, jak aplikacje identyfikowalności za pomocą znaczników RFID można rozszerzyć o możliwość aktualizacji informacji o elemencie na dowolnym etapie jego cyklu życia. W znacznikach RFID, umożliwiających odczyt i zapis, można trwale i bezpiecznie zapisać numer identyfikacyjny elementu, rezerwując zarazem pewną ilość pamięci, w której można zapisać dodatkowe dane (i można je w dowolnym momencie modyfikować). Funkcja ta może się okazać przydatna w aplikacjach serwisowych, zarządzania zasobami i gwarancjami, pozwalając np. na regularne aktualizowanie w znacznikach informacji o datach przeglądu czy kodach serwisowych. Aplikacje te, oferując nie tylko podstawowe funkcje śledzenia i rozpoznania, mogą przynieść znaczące korzyści i oszczędności w przedsiębiorstwach.

Posiadanie dokładnych danych dotyczących pochodzenia produktu może być olbrzymim ułatwieniem w serwisie, a także w przypadku zwrotów i konieczności wycofania produktu z rynku. Mając system RFID umożliwiający jednoznaczne rozpoznanie identycznie wyglądających części, firmy mogą wykrywać nieuzasadnione reklamacje i odrzucać je. Na podstawie informacji identyfikacyjnych można także sprawdzać, czy przedmioty, oddawane w celu otrzymania zwrotu pieniędzy, rzeczywiście należą do zarejestrowanego użytkownika. Powiązanie indywidualnych numerów części z klientami pozwala firmom przeprowadzać w razie potrzeby zawężone, ściśle wycelowane kampanie wycofania produktów z rynku. Dane te mogą także ułatwić obronę przed roszczeniami i dostarczyć cennych informacji na temat serwisu i napraw w razie wadliwego działania produktu.

Na taśmie montażowej

Im prędzej firmy zaczną dodawać znaczniki RFID do produktów i podzespołów, tym więcej korzyści im to przysporzy. Znaczniki pochodzenia i identyfikowalności cyklu życia mogą mieć zastosowanie zarówno w śledzeniu produktów, jak i ich dostarczaniu oraz gospodarce materiałowej. W sekwencyjnych operacjach produkcyjnych i produkcji na zamówienie niezbędna jest identyfikacja na poziomie elementu, aby do montażu były używane właściwe podzespoły. Technika RFID umożliwia błyskawiczne rozpoznanie i można ją zintegrować z systemami magazynowymi i automatyki produkcji, aby dostarczać elementy do właściwych miejsc montażu, testowania lub pakowania.

Technologia RFID jest nieodzowna w przedsiębiorstwach, które muszą śledzić pochodzenie swoich produktów lub rozpoznawać etap ich cyklu życia

W przemyśle motoryzacyjnym, w którym powszechnie żąda się dostaw typu just-in-time i just-in-sequence, producenci i ich poddostawcy mogą poprzez rozpoznanie podzespołów na podstawie RFID pilnować, czy są one montowane na właściwym nadwoziu. Jeden z dostawców przytwierdza znaczniki RFID do regałów, na których silniki są przewożone do ich miejsca montażu. Do każdego silnika jest przypisany numer seryjny w postaci kodu kreskowego, który jest skanowany, aby skojarzyć w bazie danych dany silnik z regałem, na którym jest transportowany. Baza danych sprawdza, czy wszystkie silniki na regale są w tej samej konfiguracji, aby zapobiec montażowi niewłaściwego silnika do danego samochodu. Operatorzy dysponujący czytnikami RFID w swoich wózkach widłowych widzą, czy wybrali właściwy regał. Regały są odczytywane ponownie, zanim silniki zostaną wyładowane. Wszystkie dane RFID i pochodzące z kodów kreskowych są w czasie rzeczywistym przesyłane do bazy danych poprzez bezprzewodową, ogólnozakładową sieć LAN. Nie popełniając błędów montażu i kolejności rozładunku, firma unika wysokich kosztów powtarzania produkcji.

Uzupełnianie zapasów

Wiele kapitałów przedsiębiorstwo zamraża w surowcach i zapasach towarów, a także obsłudze magazynowej, w tym w sprzęcie i powierzchni magazynowej. Pozornie skromne usprawnienia zarządzania towarami, przetwarzania ich oraz rozliczania mogą odblokować znaczącą ilość gotówki w firmie.

Technika RFID umożliwia błyskawiczne rozpoznanie i można ją zintegrować z systemami magazynowymi i automatyki produkcji

RFID pozwala na terminowe uzupełnianie zapasu materiałów używanych do produkcji. Wracając do poprzedniego przykładu, załóżmy, że prosta operacja przewożenia regału silników ze stacji montażu wyzwala bezprzewodowy sygnał dostarczenia do tej stacji kolejnego regału, aby można było kontynuować pracę. Może to działać także tak, że po przewiezieniu 10 regałów zapasy stacji roboczej będą automatycznie uzupełniane o nowy pojemnik części potrzebnych do montażu. RFID może znacząco zwiększyć elastyczność i efektywność procesów Kanban i innych procesów uzupełniania zapasów just-in-time. Ta poprawa wydajności pozwala firmom zmniejszyć ilość zapasów (bez obaw o niepożądane efekty uboczne i z możliwością zachowania pełnej kontroli). To bezpośrednio przełoży się na obniżenie ich kosztów działalności. W podanych tu przykładach pokazano, jak RFID pozwala to osiągnąć — uzupełniając procesy biznesowe, a nie zmuszając do tworzenia ich od nowa.

Rzeczywista efektywność systemu

W wielu aplikacjach znacznik RFID służy jako ślad, po którym system trafia do właściwych informacji w bazie danych. Warto spojrzeć poza łańcuch dostaw, aby zobaczyć korzyści z RFID. Należy patrzeć szerzej niż tylko na znacznik, aby zrozumieć, jak RFID tworzy wartość i zapewnia zwrot z inwestycji. Takie parametry, jak częstotliwość, wielkość, obsługa standardów i cena stanowią dobrą podstawę do porównania znaczników, ale nie pozwalają oszacować łącznej wartości całego systemu RFID. Wartość i – co ważniejsze – opłacalność inwestycji zależą od tego, jak dobrze elementy systemu ze sobą współdziałają, aby procesy przebiegały sprawniej.

Firma Paramount Farms skorzystała na zmodernizowaniu swoich funkcji na bramie tak, aby przystosować je do swoich aplikacji produkcyjnych i przetwórczych. Agencja ubezpieczeń społecznych nie posiadała infrastruktury zbierania danych, ale opłacalność programu osiągnięto, wdrażając RFID w sposób selektywny. Znaczniki nie są przytwierdzane do każdego zasobu używanego przez SSA, ale tylko do samochodów, które są najdroższe w zakupie i utrzymaniu. System opracowano jako autonomiczną aplikację usprawniającą jedno konkretne działanie, co przyczyniło się do obniżenia kosztów wdrożenia i zminimalizowało konieczność integrowania z innymi aplikacjami przedsiębiorstwa.

Operatorzy dysponujący czytnikami RFID w swoich wózkach widłowych widzą, czy wybrali właściwy regał

W tych przykładach największe pożytki przyniosły zmiany procesów, które były możliwe dzięki unikatowym zaletom RFID. Te zmiany procesów nie wymagały reorganizacji działania firmy z udziałem zewnętrznych konsultantów. Korzyści nie były zależne od tego, czy ktoś poza przedsiębiorstwem będzie zakładał znaczniki i je odczytywał. Tego typu systemy działające w obiegu zamkniętym można planować i wdrażać w krótszym czasie niż aplikacje łańcucha dostaw i pozwalają one przedsiębiorstwom na wybór spośród znacznie szerszej gamy produktów RFID.

Elastyczność jest o tyle ważna, że znaczniki nie są wcale najbardziej kosztowną częścią systemu RFID. Aby system działał, potrzebne są także czytniki, oprogramowanie i integracja na poziomie hosta. Jeszcze większą rolę odgrywają umiejętności i doświadczenie dostawcy systemu, ponieważ umiejętna integracja może pozwolić uniknąć niepotrzebnych kosztów sprzętu, programów i migracji. Doświadczona firma specjalizująca się we wdrażaniu RFID może na przykład sprawdzić, czy zasięg i prędkość działania posiadanej przez klienta sieci bezprzewodowej są na tyle dobre, że wystarczy mniej czytników i nie trzeba na zamówienie modyfikować czytników, czego mógłby wymagać mniej doświadczony integrator.

Konstrukcja i właściwości sprzętu RFID także wpływają na całkowity koszt posiadania i wartość systemu. Systemy obsługujące wiele częstotliwości i czytników poprzez modułowe radioodbiorniki pozwalają na elastyczne modyfikowanie systemu bez konieczności wymiany urządzeń. Znaczniki umożliwiające zapis i odczyt można kasować i wykorzystywać ponownie tysiące razy, a także kodować na nich dodatkowe dane, w razie gdyby potrzeby operacyjne uległy zmianie. Także zmiany aplikacji nie będą skutkowały koniecznością modyfikowania urządzeń. Inteligentne drukarki etykiet umożliwiają kodowanie znaczników RFID na żądanie, gdy tylko będą one potrzebne w przedsiębiorstwie. Elastyczne funkcje tego typu ułatwiają znacznie migrację w sytuacji, gdyby zostały dokonane zmiany w aplikacjach RFID, pozwalając zarazem przedsiębiorstwom spożytkować ich wcześniejsze inwestycje.

Wnioski

Znaczniki to tylko jeden z elementów systemów RFID, które same są elementami systemu informatycznego przedsiębiorstwa. Wyliczając korzyści, jakie RFID może przynieść instytucji, należy uwzględnić jej wpływ na posiadany sprzęt, oprogramowanie i procesy. Jak wykazano, istnieje wiele możliwości uzyskania oszczędności przez selektywne zastosowanie RFID w wybranych aplikacjach, które uzupełniają dotychczasowe procesy i są w stanie je wykorzystać. Podejście to pozwoli na osiągnięcie krótkoterminowych korzyści, a zarazem otworzy możliwość do skorzystania na tym w przyszłości przez wdrożenie w łańcuchu dostaw lub utworzenie innych, bardziej rozbudowanych aplikacji.