ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ RFID НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

АННОТАЦИЯ

В настоящее время всё более популярной становится технология RFID (Radio Frequency IDentification) – относительно новый способ идентификации различных объектов с помощью радиосигналов. Она активно используется и внедряется в различных сферах: в промышленности и сельском хозяйстве, в транспортной и складской логистике, в системах контроля учета доступа для идентификации человека, системах дальней идентификации и даже в библиотеках и архивах. RFID-метка может быть использована многократно, так как она имеет возможность перезаписи информации. Так как радиочастотная идентификация имеет ряд преимуществ по сравнению со штрих-кодами, QR-кодами или NFC, то в настоящее время и ближайшие годы она становится всё более популярной и востребованной в работе различных промышленных предприятий, внедряющих в производство данную технологию.

ABSTRACT

Currently, RFID (Radio Frequency IDentification) technology is becoming more and more popular - a relatively new way to identify various objects using radio signals. It is actively used and implemented in various fields: in industry and agriculture, in transport and warehouse logistics, in access control systems for human identification, long-range identification systems, and even in libraries and archives. An RFID tag can be reused many times as it has the ability to overwrite information. Since radio frequency identification has a number of advantages compared to barcodes, QR codes or NFC, it is currently and in the coming years becoming more and more popular and in demand in the work of various industrial enterprises that introduce this technology into production.

Ключевые слова: RFID, автоматизация в промышленности, интернет вещей, промышленные технологии.

Keywords: RFID, industrial automation, internet of things, industrial technologies.

Технология RFID с каждым годом становится всё более доступной, так за прошедшее десятилетие цена на RFID-метку уменьшилась на 80%, в то время, как их точность считывания увеличилась вдвое, и даже стоимость RFID-сканеров уменьшилась приблизительно на 50% [1]. Для использования технологии RFID необходимы метки, являющиеся носителем информации, и считыватели, которые используются для распознавания меток и получения хранящихся на них данных. RFID-метки по типу источника питания разделяются на два класса: активные и пассивные. Пассивные метки не имеют собственного источника питания, из-за этого их радиус действия ограничен – от 10 см до нескольких метров, в зависимости от размеров антенны считывающего устройства и частоты, используемой для передачи данных. Активные метки, которые являются более дорогими, имеют собственный источник питания, что значительно увеличивает радиус их действия – до 300 метров. Однако срок службы активной метки ограничен временем работы её источника питания [2].

Рассмотрим систему, использующую для своей работы считыватель, необходимую для его работы антенну, а также ПК и RFID-метки, которые встроены в товары. Компьютер необходим для хранения и записи информации обо всех RFID-метках и связанных с ними товарах, а также он управляет работой считывателя и может контролировать множество считывателей одновременно. Считыватель, подключенный к компьютеру и антенне, обеспечивает отправку и получение данных об уникальных идентификаторах RFID-меток, а антенна необходима для непосредственной передачи и затем получения уже отражённых радиосигналов от RFID-меток, встроенных в товары. Такая простая система позволяет одновременно считывать множество RFID-меток с использованием только одного считывателя. При этом, как уже было сказано ранее, количество считывателей можно увеличить и таким образом ускорить получение данных от большого количества RFID-меток [3].

Рисунок 1. Схема одной из системы для работы с RFID-метками

Один из частых примеров использования технологии RFID – это управление инвентаризацией, реализованное с использованием системы управления запасами. В данном случае с помощью RFID-меток удаётся реализовать автоматический подсчёт количества товаров и их отслеживание в цепочке поставок c определением более точного местоположения, что позволяет оптимизировать материальные затраты на обработку данных об инвентаре и связанные с ним логистические операции [1].

Ещё один пример использования RFID представлен в производстве, которое сопряжено с процессами в суровых условиях окружающей среды, таких как экстремальная температура, влажность, наличие различных химических и токсичных соединений и веществ. Надёжные и отказоустойчивые RFID-системы, которые имеют возможность работать в подобных условиях, могут использоваться для контроля и монитора производственных операций, а также хранить всю необходимую о них информацию, что позволит значительно повысить эффективность производственного процесса.

Необходимо также упомянуть использование технологии RFID и на различных промышленных предприятиях для мониторинга оборудования с помощью маркировки каждой машины, конвейера, грузовика или грузоподъёмника RFID-меткой. Однако RFID-метки могут быть использованы не только для отслеживания оборудования, но и для используемого в производстве сырья, это позволит следить за его перемещением в режиме реального времени, что приводит в свою очередь к более эффективному планированию процесса производства и поставок.

Также помимо примеров использования в различных сферах и на различных промышленных предприятиях необходимо рассмотреть общие достоинства и недостатки использования данной технологии в промышленности.

Среди достоинств использования радиочастотной идентификации можно выделить возможность записи большого количества информации по сравнению со штрих-кодами, а также для обнаружения RFID-метки отсутствует необходимость в её прямой видимости. Это позволяет, например, более эффективно выстроить процессы в сфере логистики, так как работникам склада нет необходимости сканировать каждую RFID-метку вручную, как это происходило с штрих-кодами.  Современный считыватель RFID может получить данные от нескольких RFID-меток одновременно, при этом находящихся на значительном от него расстоянии, это также повышает эффективность работы производства, так как скорость получения данных обо всех товарах возрастает многократно, и та работа, которую раньше выполнял человек, сейчас выполняется автоматизированной системой за гораздо меньшее количество времени [5]. Ещё одно достаточно важное достоинство использования RFID-меток связано с безопасностью, так как каждая RFID-метка имеет уникальный идентификатор, который крайне сложно подделать в отличие от штрих-кодов. Также современные RFID-метки имеют различные режимы работы, например, для чтения и записи информации. В первом случае невозможно изменить записанные на RFID-метке данные, и они дополнительно могут быть зашифрованы для большей безопасности, а второй режим будет использован для добавления новой информации и изменения уже записанной, но при этом для доступа к нему необходимо знать пароль. Как и было сказано ранее, в настоящее время RFID-метки успешно применяются в тех сферах деятельности, которые имеют жёсткие условия рабочей среды, так как уже существуют надёжные и отказоустойчивые RFID-метки, которые специально подготовлены к различным воздействиям окружающей среды.

Однако, как и любая технология, радиочастотная идентификация имеет свои недостатки.  RFID-метка является техническим устройством, поэтому при любом её повреждении, её способность продолжать работу может быть нарушена. Также, несмотря на то, что технология RFID становится всё более востребованной и стоимость внедрения на производстве системы с использованием данной технологии уменьшается, она всё равно остаётся достаточно высокой, в таком случае для промышленного предприятия иногда нецелесообразно использовать радиочастотную идентификацию, если можно использовать менее дорогую технологию, например, штрих-коды [4].

Таким образом, в результате рассмотрения технологии RFID было изучено использование данной технологии на различных промышленных предприятиях, а также изучены достоинства и недостатки радиочастотной идентификации. В настоящее время технология RFID становится всё более востребованной, и появляется множество примеров её использования на различных промышленных предприятиях [6]. Учитывая современные тенденции, можно сделать вывод, что сфера применения RFID в будущем будет только расширяться и появятся новые способы использования радиочастотной идентификации в промышленности.

Список литературы:

1. Ренессанс технологии RFID в розничной торговле // RFID’s renaissance in retail (McKinsey) – 2021 [электронный ресурс] – URL: https://www.mckinsey.com/industries/retail/our-insights/rfids-renaissance-in-retail
2. Как работает технология RFID // How RFID Works – 2021 [электронный ресурс] – URL: https://electronics.howstuffworks.com/gadgets/high-tech-gadgets/rfid.htm
3. Оптимизация выбора и развертывания RFID-меток // Optimizing Tag Selection & Deployment – 2021 [электронный ресурс] – URL: https://newaverfid.com/experts-corner/rfid-reader-antenna-basics-optimizing-tag-selection-deployment
4. RFID в текстильном и швейном производстве: технология и задачи (SpringerOpen) // RFID in textile and clothing manufacturing: technology and challenges – 2015 [электронный ресурс] – URL: https://fashionandtextiles.springeropen.com/articles/10.1186/s40691-015-0034-9#Sec14
5. преимуществ использования RFID в производстве и управлении цепочками поставок // 5 Benefits of Using RFID in Manufacturing & Supply Chain Management – 2014 [электронный ресурс] – URL: https://sickusablog.com/5-benefits-using-rfid-manufacturing-supply-chain-management/
6. Радиочастотный интернет вещей в промышленности – 5 практических кейсов российских и зарубежных компаний – 2020 [электронный ресурс] – URL: https://clck.ru/amrHK