ZALETY I WADY TECHNOLOGII RFID

Największą konkurencję dla opisywanej technologii stanowią kody kreskowe, dlatego to w zestawieniu z nimi najłatwiej można przedstawić jej główne zalety oraz wady (patrz tabela 3). Jedną z najważniejszych zalet RFID jest to, że odczyt i zapis nie wymagają zapewnienia bezpośredniej widoczności między znacznikiem i czytnikiem.

Dzięki temu operacje te można zautomatyzować, a także zrealizować szybciej. Ponieważ w przypadku kodów kreskowych bezpośrednia widoczność jest konieczna, możliwości w zakresie rozmieszczenia etykiet są ograniczone. Wpływa to na projekt produktu. Przykładem są płytki drukowane.

Ewentualność ich oznakowania kodem paskowym należy uwzględnić na wczesnym etapie projektu, tzn. już w czasie planowania położenia poszczególnych komponentów elektronicznych. Niektóre z nich, zwłaszcza te o dużych rozmiarach (przykładowo radiatory) lub o nietypowych kształtach, mogą bowiem zasłaniać etykietę.

Z tego powodu nie można też używać kodów kreskowych do oznaczania produktów, które będą umieszczone w obudowach lub w paczkach. Dyskwalifikuje to tę metodę znakowania w wielu zastosowaniach.

Jakiego typu systemy i znaczniki RFID są u nas wykorzystywane najczęściej? Co wchodzi w skład takich systemów, patrząc ze strony dostawcy? Jakie są nowości?

Daniel Oszczęda, Balluff
W zakresie technologii ciągle najpopularniejsze są systemy niskich i wysokich częstotliwości LF oraz HF, które w warunkach przemysłowych stanowią najlepsze rozwiązanie.

Systemy takie są najczęściej integrowane w układach sterowania maszyn czy całych linii przemysłowych, a komunikacja odby wa się za pośrednictwem standardów sieci przemysłowych, takich jak Profibus, Profinet czy EthernetIP.

Systemy UHF, które jeszcze ciągle nazwać można nowością, stanowią obecnie mniejszość wśród wdrażanych rozwiązań, jednak ze względu na swoje parametry, czyli odległość działania do kilku metrów oraz bardzo niskie koszty nośników w formie etykiet, widzimy dla tych systemów wiele możliwości zastosowań w przyszłości.

Tomasz Dzideczek, Motorola Solutions
Na RFID, oprócz odpowiednich aplikacji do obsługi, składają się dwa elementy - tagi (metki radiowe) oraz czytniki. Motorola Solutions jest producentem sprzętowych rozwiązań do automatycznej radiowej identyfikacji danych. W naszej ofercie znajdują się dwa rodzaje czytników.

Pierwszym z nich są modele stacjonarne, czyli mocowane na stałe w określonych miejscach, przez które przejeżdża towar - na przykład na bramach wjazdowych w magazynach lub przy taśmach produkcyjnych. Drugi typ rozwiązań to komputery mobilne wyposażone w czytnik RFID.

Z racji swoich konstrukcji i niewielkich gabarytów pełnią one funkcję wygodnych przenośnych terminali, z których korzystają pracownicy poruszający się po terenie zakładów. Przy wyborze rozwiązań sprzętowych do rejestrowania danych bardzo ważne jest zwrócenie uwagi na szereg parametrów urządzeń i odpowiednie ich dopasowanie do środowiska, w którym będą pracowały.

Czynnikami, które warto wziąć pod uwagę, są: wydajność, skuteczność i liczba odczytów, także, co bardzo ważne, odporność na wysokie/niskie temperatury i uszkodzenia mechaniczne, które zdarzają się w trudnym i wymagającym środowisku przemysłowym.

Bartłomiej Besz, Turck
W RFID królują systemy HF i UHF. Wybór konkretnego z nich oraz typów znaczników RFID podyktowany jest głównie wymaganiami aplikacji, które mogą być przeróżne. Jeżeli chodzi o znaczniki, to panuje tu dosyć duża dowolność, chociaż przeważają nośniki pasywne w wykonaniu odpornym na zewnętrzne warunki środowiskowe oraz nośniki w formie etykiet.

Dostawca, oferując kompletny system, dostarcza oprócz nośników: głowice czytająco/zapisujące informacje, system komunikacyjny integrujący system RFID z systemem nadrzędnym. Obecnie wykorzystywane do tego celu są przede wszystkim protokoły sieciowe, jak Profibus-DP, Profinet, Modbus-TCP, Ethernet/IP, DeviceNet.

Sławomir Demianiuk, Sick
Sick ma rozwiązania pracujące w obu zakresach częstotliwości HF i UHF. W skład takich systemów odczytu-zapisu wchodzą znaczniki RFID jako nośnik informacji oraz stacje komunikacyjne zintegrowane z antenami lub z możliwością symultanicznego podłączenia dodatkowych anten zewnętrznych.

Przy integracji z systemami nadrzędnymi wykorzystuje się tę samą platformę sprzętowo-programową, jak dla wszystkich technologii automatycznej identyfikacji SICK w ramach koncepcji ID-Pro.

Dzięki temu mamy całkowitą wymienność i uniwersalność podłączeń oraz możliwość łączenia RFID z kodami kreskowymi i 2D. Dostępne są wszystkie uznane standardy i platformy komunikacyjne w przemyśle, choć przyszłe trendy wyznaczają już te z "ether" i/lub "net" w nazwie.

Piotr Żukowski, HARTING
Główną zmianą w zakresie konstrukcji czytników jest pojawianie się urządzeń bardziej przyjaznych użytkownikowi i mogących pracować w sieciach komunikacyjnych. Przykładem jest integracja kilku urządzeń w sieci Ethernet. Istotne jest też oprogramowanie współdziałające z czytnikami, przy czym w niektórych przypadkach zapewnia ono dostęp do konfiguracji i diagnostyki przez interfejs WWW.

Znaczenie ułatwia to obsługę urządzeń - nie ma konieczności instalacji i zakupu dodatkowego oprogramowania narzędziowego. Część producentów oferuje też gotowe biblioteki do integracji ze sterownikami PLC.

W zakresie transponderów i anten również pojawiają się nowe rozwiązania. Dla pasywnych rozwiązań dostępne są na rynku anteny pozwalające osiągnąć coraz większe zasięgi (do 15 m) oraz transpondery z poszerzonym zasięgiem (np. do 8 m).

Specjalne wykonania umożliwiają zastosowania w trudnych warunkach środowiskowych (np. stopień ochrony IP69K, temperatury do 160°C, odczyt obiektów szybko poruszających się, czy możliwość mocowania na powierzchniach metalowych).

RFID A KODY KRESKOWE

Kody kreskowe są ponadto drukowane zwykle na papierowych etykietach i dlatego są podatne na zniszczenie (poplamienie, zatarcie, podarcie itp.). Wówczas stają się nieczytelne. Odczyt kodu jest też utrudniony, jeżeli etykieta zostanie umieszczona w nietypowym miejscu lub w nietypowej orientacji.

Kolejnym problemem jest to, że informacji zapisanej w kodzie kreskowym nie można zaktualizować. W razie takiej potrzeby, na przykład gdy dane zostaną błędnie zakodowane lub wystąpi zmiana wersji, nazwy lub ceny produktu, trzeba zastąpić starą etykietę nowym kodem z obowiązującymi informacjami.

Ograniczenia te nie dotyczą znaczników RFID, co w zastosowaniach wymagających dużej elastyczności i odporności na trudne warunki otoczenia jest dużą zaletą. Niestety na ich działanie negatywnie mogą wpływać m.in. zaburzenia elektromagnetyczne, wilgotność oraz bliskość metali.

Zaletą technologii RFID jest również możliwość zastosowania różnych metod ochrony danych, na przykład zabezpieczenia dostępu do pamięci znaczników hasłem. Kody kreskowe natomiast, nawet zaszyfrowane, zawsze można skopiować.

Ponadto wraz z postępem miniaturyzacji transpondery RFID zajmują coraz mniej miejsca, można też zapisywać w nich więcej informacji. Ich wadą pozostaje jednak wciąż koszt, który jest większy w porównaniu do ceny kodów paskowych, zwłaszcza w przypadku znaczników o większej funkcjonalności.

Jakie warunki na dostawców i oferowane przez nich produkty nakładają klienci przemysłowi? Jak istotna jest odpowiednia integracja systemu i jego dopasowanie do aplikacji klienta?

Bartłomiej Besz, Turck
Punktem centralnym każdego system RFID jest nośnik danych, dlatego to jego kształt, pojemność i inne parametry decydują o przydatności do konkretnej aplikacji. Rolą dostawcy jest dostarczenie takiego nośnika, który spełni wszelkie wymogi stawiane przez klienta (np. wysoka temperatura, sposób montażu).

Parametry pozostałych komponentów systemu RFID (głowice, interfejsy) nie są tak ważne, jednakże klient chętniej wybierze to rozwiązanie, które zapewnia łatwiejszą integrację oraz elastyczność przy rozbudowie.

Głównym czynnikiem jest wciąż cena, chociaż powoli się to zmienia. Klienci coraz częściej zdają sobie sprawę, że pewne początkowe nakłady finansowe, nawet te wysokie, szybko przyniosą zwrot kosztów dzięki bardziej wydajnej produkcji.

Integracja systemu i jego dopasowanie do aplikacji klienta powinno odbyć się w miarę "bezboleśnie", możliwie jak najmniej ingerując w obecną strukturę produkcji.

Piotr Żukowski, HARTING
Najważniejszy jest odpowiedni dobór systemu i jego integracja. W znacznej mierze liczą się też możliwości poszczególnych urządzeń i ich jakość. Należy bowiem pamiętać, że w środowisku przemysłowym transpondery, czytniki i anteny narażone są na wpływ wielu niekorzystnych czynników.

Transponder jest nośnikiem istotnej informacji - jeśli zastosowano jego nieodpowiedni rodzaj lub sam system ma ograniczenia, może to powodować więcej problemów, niż przynosić korzyści. Coraz istotniejszą rolę odgrywa też oprogramowanie narzędziowe służące do konfiguracji i diagnostyki.

Spotkałem się z użytkownikiem, który nie pozwalał na instalowanie dodatkowych aplikacji na komputerze służb utrzymania ruchu. Proces dopuszczenia aplikacji narzędziowej przez służby IT trwał zbyt długo i kosztował zbyt drogo - produkt musiał mieć interfejs WWW. Jeżeli zaś chodzi o wymagania stawiane przez odbiorców przemysłowych, to zależą one od aplikacji.

W niektórych zastosowaniach w zupełności wystarczają proste transpondery, w innych należy stosować wersje w wykonaniach specjalnych. Te ostatnie cechują się podwyższonym zakresem temperatur pracy, wysokim stopniem IP oraz możliwością montażu na powierzchniach metalowych.

Istotne są też możliwości samych czytników - nie zawsze podstawowe wersje urządzeń mogą spełnić wymagania klienta. Liczy się również kompletne portfolio produktów obejmujące czytniki, anteny i transpondery.

W zakresie transponderów zdarzają się aplikacje "łączone", gdyż nie wszyscy producenci mają całą gamę produktów. Wtedy na etapie doboru sprzętu należy przetestować kompletne rozwiązanie.

Sławomir Bieńkowski, Kathrein Poland
Nasza firma zajmuje się produkcją sprzętu do budowy infrastruktury systemów RFID (anteny i czytniki) oraz optymalizacją takich systemów. Patrząc z tej perspektywy, od przesyłowych rozwiązań RFID wymaga się aby były przystosowane do pracy w trudnych warunkach (wytrzymałe obudowy, odporność na wodę i wilgoć).

W niektórych przypadkach niezbędne wykonanie specjalnych atestów dopuszczających urządzenia do pracy w określonych środowiskach - np. linia urządzeń Kathrein RFID dla kopalń i petrochemii ma certyfikaty na zgodność z dyrektywą ATEX (ATmospere EXplosibles) dopuszczające stosowanie ich w strefach zagrożonych wybuchem.

W przypadku zastosowań przemysłowych często ważna jest też możliwość wykonania przez dostawcę sprzętu komputerowych symulacji wpływu danego otoczenia na łączność radiową pomiędzy transponderem i anteną. Dzięki takim symulacjom można ustalić optymalne położenie i rodzaj transponderów, ograniczając do niezbędnego minimum kosztowne testy w warunkach rzeczywistych.

RFID W PRZEMYŚLE

Technologia RFID jest coraz częściej wykorzystywana nie tylko w logistyce, handlu oraz kontroli dostępu, ale również w przemyśle. Systemy tego rodzaju stanowią często łącznik między środowiskiem produkcyjnym i systemami biznesowymi. Te ostatnie, śledząc przepływ oznakowanych materiałów, półproduktów i gotowych produktów między kolejnymi etapami ich przetwarzania, mogą na bieżąco monitorować przebieg poszczególnych procesów.

Ułatwia to synchronizację różnych etapów produkcji, realizowanych często w kilku halach oraz w obrębie wielu linii produkcyjnych. Pozwala to m.in. zachować ciągłość dopływu surowców do produkcji, a tym samym ograniczyć przestoje, które w skrajnych wypadkach mogą nawet wstrzymać pracę całego zakładu.

Wpływa to również na efektywność zarządzania powierzchnią magazynową oraz terminowość realizacji zleceń. Systemy RFID są też używane do monitorowania przepływu różnych zasobów zakładu, na przykład maszyn lub narzędzi wypożyczanych przez różne działy oraz poszczególnych pracowników.

Dzięki temu szybko można je zlokalizować, gdy są pilnie potrzebne w innej części fabryki lub uzupełnić braki w wypadku zgubienia lub uszkodzenia konkretnego narzędzia. Znaczniki RFID, zwykle wielokrotnego użytku, mogą również pełnić funkcję przenośnych baz danych.

W takim wypadku zapisuje się w nich różne informacje, na przykład instrukcję montażu oznakowanej w ten sposób części. Informacje te są później odczytywane na stanowisku produkcyjnym, gdzie na przykład pozwalają odpowiednio zaprogramować robota lub stanowią podpowiedź dla pracowników wykonujących dane zadanie.

PODSUMOWANIE

Według BCC Research wartość rynku systemów RFID (łącznie znaczników, czytników oraz oprogramowania), która w 2010 roku wyniosła ponad 6 mld dol., zwiększy się do ponad 11 mld dol. w 2015, a roczny wzrost wyniesie średnio 12% (patrz rys. 2).

Popyt na te produkty będzie zwiększał się głównie dzięki temu, że technologia ta rozwija się równolegle ze wzrostem oczekiwań odbiorców, co zachęca do jej wykorzystywania w coraz to nowych zastosowaniach. Postęp dotyczy zwłaszcza obniżania się kosztów wdrażania takich systemów, zwiększania prędkości transmisji oraz pojemności pamięci znaczników.

Rozwijane są również metody zwiększające niezawodność oraz bezpieczeństwo transmisji danych. Istotny jest ponadto postęp w zakresie standaryzacji, która zwykle sprzyja upowszechnianiu się dobrych praktyk wśród producentów. Dzięki temu z czasem z rynku znikają produkty niekompatybilne, których wymiana w razie awarii lub uszkodzenia jest trudna oraz kosztowna.

Monika Jaworowska

Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów
Dowiedz się więcej
Przejdź do kompendium

Prezentacje firmowe

Polecane

Nowe produkty

Zobacz również