RFID и напольный транспорт. Радиочастотная идентификация как средство повышения эффективности складских процессов

Специалисты считают, что значение технологий радиочастотной идентификации в отрасли складирования и транспортировки грузов в ближайшее время возрастет, поэтому перспективы RFID и рентабельность капиталовложений в эти технологии с большим интересом анализируют многие американские и европейские компаниии, в том числе производители вилочных погрузчиков.

Напомним, что RFID – новая перспективная технология, в которой для автоматической идентификации объекта (например, груза или транспортного средства) используются радиоволны. Системы RFID состоят из трех основных компонентов: антенны, сканера (приемопередатчика с декодером) и радиоэтикетки (тега) и, функционируя примерно по тому же принципу, что и штрих-кодирование, имеют существенные отличия и преимущества. При радиоидентификации не требуется близко подносить сканер к этикетке на поддоне или коробке, а информацию можно считывать на достаточно большом расстоянии сквозь снег, туман, лед, краску или физические преграды. Эти особенности технологии определили возможности ее применения на складе.

Сканирующие приборы, установленные на подъемно-транспортном оборудовании и применяемые для считывания радиоэтикеток с поддонов, позволяют повысить производительность и точность перемещения грузов на складе и во всей цепочке поставок – от завода до магазина. Оператору погрузчика или ричтрака теперь не надо будет покидать транспортное средство и тратить силы и время на то, чтобы подойти к этикетке поближе: это сделают за него сканирующая радиосистема и компьютер, а человек может заняться своими прямыми обязанностями по управлению машиной, перемещению и складированию грузов. Другим вариантом применения этой технологии на складе являются стационарные считывающие устройства, установленные в зонах погрузки-разгрузки автотранспорта.

Теги второго поколения на паллетах, перевозимых погрузчиком

C их помощью этикетки RFID, которые прикрепляют к поддонам, грузам и вилочным погрузчикам, могут многократно сканироваться непосредственно во время движения техники через погрузочные ворота склада. Таким образом, компании могут передавать информацию о местонахождении каждого груза, перемещающегося в цепочке поставок, своим потребителям и поставщикам. Лидерами в разработке обеих технологий применительно к внутрискладским операциям являются американские компании Intermec Inc., Symbol Technologies, ID Systems.

С помощью новейшей технологии RFID можно исключить даже несанкционированное считывание идентифицирующих этикеток и сведений о грузе. Теги второго поколения имеют встроенные функции стирания, позволяющие при необходимости уничтожить записанную в них информацию и отключить их навсегда. Радиосканирование позволяет также модернизировать электронные системы контроля в парке погрузчиков в соответствии с нуждами потребителей, а также регулировать количество функций и возможности систем RFID в зависимости от желания потребителей: от дистанционного сбора данных для контроля потребности в техобслуживании до полномасштабного контроля парка машин, их перемещения и анализа эффективности эксплуатации.

Установка и техническое обслуживание оборудования RFID, возможно, станет новой статьей доходов для дилеров, продающих вилочные погрузчики. Радиосканирующее оборудование может увеличить стоимость машины на несколько тысяч долларов, однако эти немалые дополнительные затраты окупятся, по оценкам специалистов, уже в течение 12...18 месяцев.

Радиосистемы идентификации пока дороже оборудования для штрих-кодирования, но в ряде случаев они незаменимы для операций автоматизированного сбора данных и идентификации, которые невозможно выполнить иным способом. А пока многие специалисты считают, что технологии радиосканирования никогда полностью не вытеснят штриховое кодирование, аргументируя это тем, что если даже удастся создать комплексные системы RFID и внедрить их в глобальные производственные структуры, они не смогут стать столь же рентабельными. Все эксперты, однако, единодушны в том, что применение сканирующих радиосистем будет расширяться в тех производственных нишах, где штриховое кодирование или другие оптические технологии неэффективны.

При внедрении RFID в цепочке поставок производители, находящиеся в ее начале, платят за установку этикеток RFID на продукты, которые уходят далее по цепочке на оптовые базы, склады, отгрузочные терминалы и предприятия розничной торговли. В результате некоторые компании утверждают, что они несут несправедливо большую долю затрат по внедрению этой технологии, тогда как выгодами в гораздо большей степени пользуются другие участники цепочки снабжения. Некоторые участники подобных цепочек снабжения пытались найти решения этой проблемы. Например, Министерство обороны США определило своим поставщикам в качестве обязательного условия сотрудничества использование системы RFID и даже согласно включать затраты на ее внедрение в сумму контракта.

Применение RFID на предприятиях с завершенным и открытым циклом

RX1 – RFID-считыватель, созданный компаниями LXE, Intel и Sirit, на ричтраке Crown

На производствах с завершенным циклом (в которых весь основной техпроцесс выполняется в пределах данного предприятия) сканирующие радиосистемы идентификации применяются для контроля перемещения грузов уже многие годы. Например, в компании International Paper погрузчики с захватами для транспортировки бумажных рулонов, оборудованные приборами RFID, эксплуатируются в течение двух последних лет на бумажной фабрике. Соответствующие устройства, установленные на погрузчиках, к настоящему времени уже считали 5 млн. электронных кодов продуктов (EPC). На подобных предприятиях оценить и подсчитать рентабельность использования RFID сравнительно просто. Однако лишь только радиосистема идентификации начинает применяться за пределами конкретной узкой сферы, ее сложность и связанные с этим затраты начинают возрастать.

При использовании систем RFID там, где цикл производства открыт и связан с другими организациями, возникает серьезная проблема: различные участники этого сложного процесса используют для идентификации разное и порой несовместимое между собой оборудование, поэтому проследить перемещение товара от производителя до конечного потребителя в розничной торговле бывает проблематично. Очевидно, что этикетки и сканеры одной компании должны быть совместимы с этикетками и сканерами другой компании, участвующей в цепочке поставок, т. е. необходим международный стандарт на оборудование RFID. Активные поиски решения этой проблемы ведутся в настоящее время.

На пути стандартизации

Прототип погрузчика с RFID-считывающим устройством фирмы Intermec

Ряд компаний – производителей напольного транспорта пытаются принять согласованные документы относительно использования радиосканеров, устанавливаемых на погрузчиках. Однако если такой документ и удастся выработать, а технические требования к вилочному погрузчику с оборудованием RFID будут утверждены правительствами стран, потребуется еще найти компанию, которая отважилась бы взять на себя роль первопроходца в этом важном деле и понести немалые расходы по финансированию разработки программного обеспечения и интерфейса, который сможет совмещаться с системами погрузчика. Специалисты считают: если бы удалось выработать единый стандарт, чтобы сделать радиоидентификационное оборудование от разных производителей взаимозаменяемым, рынок этого оборудования может вырасти в геометрической прогрессии. Известно, что проект международного стандарта RFID создан в декабре 2004 г. фирмами EPCglobal и MIT Auto-ID Centre, и в настоящее время он рассматривается в ISO. Этим глобальным стандартом вводится электронный код продукта (ЕРС) – простой компактный «номерной знак», который однозначно определяет объект в цепочке снабжения. Электронный код продукта строится на основе иерархии, с помощью которой можно выразить целый ряд современных систем цифровой записи информации, таких, как EAN.UCC System Keys, UID, VIN и др.

ЕРС, как и многие современные системы нумерации, используемые в коммерции, состоит из групп цифр, определяющих производителя и тип продукта. Однако в ЕРС имеется еще одна группа цифр – порядковый номер, определяющий данную конкретную единицу продукции, который включает в себя:

• заголовок, определяющий длину, тип, структуру, версию и поколение ЕРС;

Автоматизированный ричтрак фирмы Still c RFID-считывателем

• номер менеджера, определяющий компанию или тип компании;

• класс объекта, подобный единице учета запасов (SKU);

• порядковый номер, являющийся частным случаем записанного на этикетке класса объекта.

Радиоидентификация на напольном транспорте

Как известно, технологии RFID сегодня чаще всего применяются для отслеживания перемещения грузов. Одной из важнейших машин, осуществляющих эту операцию внутри склада, является вилочный погрузчик. Специалисты считают, что установка сканера RFID на погрузчик – весьма перспективное средство повышения производительности складских работ. Наиболее активно эти разработки ведутся в Северной Америке: здесь в них совместно с производителями погрузочной техники участвуют такие известные компании из США, как Intermec Inc. (Вашингтон), Symbol Technologies Inc. (Нью-Йорк), ID Systems (Филадельфия), LXE Inc. (шт. Джорджия), Alien Technology Corp. (Калифорния), Impinj Inc. (Вашингтон), а также Neology Inc. (Мексика) и ClarIDy Solutions Inc. (Тайвань). Приведем краткий обзор разработок в этой сфере, которые в последнее время ведут американские, европейские и некоторые другие фирмы.

Компании LXE, Intel и Sirit (США) разрабатывают сканеры для установки на вилочную погрузочную технику. Эти устройства, скорее всего, будут устанавливать на подвижной части грузоподъемника вилочного погрузчика, чтобы считывать данные с этикеток, обозначающих расположение грузов на многоярусных стеллажах. При таком размещении приборов возникают следующие технические сложности: обеспечение эффективной защиты от толчков и вибрации, подвод питания из кабины к прибору и разработка конструкции антенны, которую не задевал бы груз и подвижные части погрузчика. В настоящее время специалисты LXE Inc. создали стационарные считывающие RFID-устройства, которыми можно оснастить до 100 ворот доков. По их мнению, это даст огромную экономию, если оснастить оборудованием RFID хотя бы 10...15 вилочных погрузчиков.

Считывающее устройство компании Jungheinrich AG крепится на каретку грузоподъемника погрузчика

Очень активно ведет работы в этом направлении американская компания Intermec Technologies Corp. (Эверетт, шт. Вашингтон), накопившая огромный опыт в разработке технологий штрихового кодирования. Она выпустила RFID-считывающее устройство IV7 Intellitag для погрузчиков, которое поддерживает несколько протоколов. IV7 можно устанавливать на кабину или раму машины, а не на грузовую каретку, и оно совместимо с компьютерами, работающими на базе Windows и устанавливающимися на погрузчиках, например, Intermec CV60. Этот прибор способен считывать данные с этикеток второго поколения ЕРСglobal. Intermec разработала также сканер для установки на вилочный погрузчик. Прибор оснащен собственным источником питания 12...60 В, имеет прочный металлический корпус и устойчив к воздействию толчков и вибрации. В тесном сотрудничестве с Intermec разрабатывает монтируемую на вилочный погрузчик антенну с обтекателем из стекловолокна немецкая компания Kathrein-Werke KG. Для устройства IV7 уже создано четыре различные антенны.

В зарубежной прессе недавно появились сообщения о том, что на базе выпущенных устройств – RFID-считывателя IV7 и мобильного компьютера CV30 – компания Intermec Inc. и отделение фирмы Cascade Corp. (известный производитель сменного грузоподъемного оборудования для вилочных погрузчиков, Нидерланды) в Портленде (шт. Орегон) совместно с американскими разработчиками программного обеспечения Cisco Systems Inc. (Сан-Хосе, Калифорния) и RedPrairie Corp. (Waukesha, шт. Висконсин) приступила к созданию интегрированной в вилочный погрузчик системы считывания RFID-меток, соединенной с мобильным терминалом сбора данных. Cisco Systems Inc. и RedPrairie Corp. также ранее вели разработку встроенного в конструкцию напольного транспорта портативного компьютера, который не надо крепить болтами и прокладывать для него дополнительные провода. Устройство должно быть расположено на грузовой каретке любого вилочного погрузчика и считывать этикетки, устанавливаемые на картонных коробках на складах, где не используются поддоны.

Ричтрак с RFID-устройством на стенде фирмы SystemGroup на выставке «Склад. Транспорт. Логистика 2006» (Москва, Экспоцентр)

Основные усилия компаний сосредоточены на создании двух типов RFID-систем – интегрированной в спинку вилочного захвата (ее можно использовать на погрузчике любого типа) и интегрированной в захват для картонных коробок с целью автоматизировать в нем процесс оптимизации давления и увеличения производительности обработки грузов. Обе системы базируются на использовании радиометок второго поколения Gen 2 и оборудовании, включая компьютеры, которые выпускает компания Intermec. Объединенная беспроводная система определения местоположения погрузчика в режиме реального времени, позволяющая водителю увеличить точность и эффективность выполнения операций, предоставлена фирмой Cisco. Программное обеспечение RedPrairie, дополненное решениями Cisco, обеспечивает определение координат погрузчика, сообщает о его движениях и контролирует время, которое он затрачивает на выполнение каждой операции. Несмотря на то, что пилотный образец «радио»-погрузчика уже проходит испытания, по заявлению ведущего специалиста по маркетингу компании Intermec, для внедрения компонентов такой RFID-системы в серийное производство потребуется еще не один месяц работы.

Кроме того, о выпуске первого серийного образца системы RFID со считывающими устройствами, устанавливаемыми на вилочные погрузчики, объявило отделение международной лесозаготовительной и бумажной компании International Paper Smart Packaging (США). В настоящее время вилочный погрузчик, оборудованный прибором от IP Smart Packaging, может приобрести любой желающий либо эта компания может оборудовать уже имеющийся вилочный погрузчик считывающим устройством, антенной и проводкой.

Поскольку надежность – это основное условие работоспособности RFID-считывателей, устанавливаемых на вилочные погрузчики, IP Smart Packaging разработала специальную антенну и сканер, способные выдержать воздействие вибрации и удары, которым это оборудование постоянно подвергается при эксплуатации на складе. Аппаратура совместима с программным обеспечением RFID других компаний, она определяет горизонтальные координаты оборудованного сканером RFID вилочного погрузчика и сообщает на диспетчерский пункт о всех перемещениях погрузчика и о времени, в течение которого он находится в каждом пункте.

Не отстают от американских коллег и европейские компании. В Европе аналогичными RFID-решениями занимаются сами ведущие производители напольного транспорта. Так, немецкий концерн Jungheinrich AG выступает координатором исследовательской программы по развитию технологий RFID, в которой также принимают участие компании Linde и Still. Кстати, Still представил автоматизированный ричтрак, оборудованный системой RFID, еще полтора года назад на международной выставке по интралогистике СeMAT 2005 в Ганновере (ФРГ). Разработку межотраслевого стандарта RFID курирует министерство образования и науки Германии. В рамках этой программы планируется разработать «фундаментальные технологии» связи между вилочными погрузчиками и ящиками или поддонами с грузом, и главной ее целью является увеличение производительности транспортировки грузов в промышленности и торговле. Ведутся также работы по созданию «интеллектуальных», или «способных выходить на связь», поддонов и вилочных погрузчиков с соответствующими технологиями идентификации. В результате в будущем погрузчики не только будут перевозить больше грузов, но и станут носителями информации. В консорциуме участвует ряд крупнейших немецких компаний – производителей электронного оборудования. Известно, что к этому проекту уже выразили желание присоединиться и многие другие компании.

Внедрение RFID

Несмотря на то, что многие проблемы еще не решены, технические разработки не закончены, а стандарты не приняты, крупнейшие мировые торговые сети Wal-Mart Stores Inc., Tesco PLC и Metro AG уже оценили потенциальные преимущества технологии RFID и весьма активно внедряют ее в своих распределительных центрах и на складах. В настоящее время американская Wal-Mart Stores Inc. переходит на новую сканирующую радиосистему идентификации (RFID) второго поколения. Оборудование поставляет фирма ID Systems Inc. (шт. Нью-Джерси, США) по соглашению с ведущими американскими производителями напольного транспорта Yale Materials Handling Corp. и Hyster Company. С 1 июня 2006 г. 15 тысяч радиосканирующих устройств работает на складах Wal-Mart. Эта фирма начала работы по исследованию систем RFID в 1999-м, а в 2003 г. в компании была введена в действие первая система электронных кодов продуктов (ЕРС). В марте 2005 г. на трех оптовых базах и 130 складах Wal-Mart уже было установлено 14 тысяч приборов и проложено 370 км провода для систем RFID. К концу 2005 г. сканирующими радиосистемами идентификации было оборудовано 600 складов и 12 оптовых баз.

Компания ID Systems также оснастила системами радиоидентификации 40 заводов Ford Motor Co., все складские центры компании Target Corp. в США и 6 складских центров фирмы Walgreen Co., причем в большинстве случаев они были установлены на вилочные погрузчики. В соответствии с трехлетним контрактом радиосканерами ID Systems будут оборудованы также вилочные погрузчики и штабелеры в 460 центрах сортировки почтовых отправлений почтовой службы США.

Английская компания Tesco установила более 4 тысяч считывающих устройств первого поколения и 16 тысяч антенн для считывания данных с радиоэтикеток товаров розничной торговли, проходящих через ворота доков английских складов.

Немецкая компания Metro начала пробный проект в ноябре 2005 г., в соответствии с которым 100 поставщиков устанавливали радиоэтикетки с данными по местам назначения в 10 оптовых магазинах и на 250 складах. Руководители Metro считают, что такие инновационные технологии, как RFID, становятся основным фактором, обусловливающим конкурентоспособность предприятий розничной торговли. В оснащении сканирующих радиосистем идентификации для компании Metro участвует более 40 фирм, среди которых такие известные, как SAP AG, Intel Corp., IBM Corp. и др.

В России применение RFID пока мало распространено в промышленной сфере, но наиболее прогрессивные компании признают за ней будущее. И если в некоторых подразделениях предприятий применение радиочастотной идентификации пока вызывает больше вопросов, чем ответов, то, например, в складском хозяйстве RFID-решения уже завоевывают приверженцев, причем совершенно справедливо. По мнению специалистов международной компании SystemGroup, работающей в России, решения с установкой RFID-оборудования на погрузчике открывает его владельцу целый ряд новых и очевидных возможностей, позволяя:

• автоматизировать процессы, связанные с маркировкой товаров и грузов;

• считывать данные в автоматическом режиме без участия оператора, а значит, исключить человеческий фактор – ошибки по невнимательности, описки, внесение ошибочной информации в базу вследствие опечаток или «соскользнувшего пальца»;

• осуществить интеграцию RFID-оборудования с внутренней учетной системой компании и сэкономить время на вводе, перенесении и обработке информации;

• автоматически отслеживать производимые на складе операции в режиме реального времени.

В настоящий момент SystemGroup занимается внедрением такого проекта для одного из своих заказчиков. Сам программно-аппаратный комплекс был продемонстрирован на стенде компании на проходившей в 2006 г. в Москве выставке «Склад. Транспорт. Логистика» и состоит из RFID-считывателя, антенны, Wi-Fi моста, транспортного терминала. Все это оборудование устанавливается на терминал и функционирует непосредственно на нем. При внедрении этого проекта не обошлось без сложностей. Основные проблемы носили технический характер и заключались в неприспособленности существующих погрузчиков для крепления на них специального оборудования, в частности, в отсутствии подачи питания на каретку (за исключением нескольких моделей погрузчиков). Кабель питания предусмотрен как опция для установки навесного оборудования (захватов, сайдшифтеров), но ввиду поставки стандартно укомплектованного оборудования поставщиками погрузочного оборудования его монтаж не производился. Кроме того, для работы RFID-оборудования необходимо напряжение 12 В, тогда как большинство аккумуляторов на погрузчиках имеют напряжение 36 или 48 В. К настоящему времени все технические трудности преодолены силами специалистов SystemGroup, и этот проект вошел в завершающую стадию.

Историки RFID считают, что впервые эту технологию применили на заводе General Motors в США еще в 1984 г. Этикетки прикрепляли на поддоны для транспортировки автомобильных кузовов, сканирующая система считывала записанные на них данные и обеспечивала своевременную подачу к конвейеру необходимых для сборки деталей и материалов. С тех пор сканирующие радиосистемы внедрены на сотнях предприятий, где невозможно было применить штрих-коды из-за невозможности доступа к этикеткам вследствие тесноты помещений или по другим причинам. Так, например, сегодня их используют для контроля перемещения автомобиля в процессе сборки на тех же автосборочных предприятиях в случаях, когда этикетку приходится считывать после воздействия температур 150...200 °С и окраски. Основной целью использования технологии RFID в таких условиях является проверка запланированной комплектации автомобиля перед выполнением каждой сборочной операции.

Подготовлено по материалам зарубежной печати